KR20120011236A - 전기 이동수단 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 이동수단 및 그 제어방법에 관한 것으로, 모터를 사용하여 이동하는 전기 이동수단으로서, 모터에 전기 에너지를 공급하는 배터리와, 배터리의 잔량을 검출하는 잔존용량 검출부와, 사용자로부터 목표 정보를 입력받는 조작부와, 배터리 잔량 및 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성하는 가이드 정보 생성부와, 주행 가이드 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단을 제공한다.

Description

전기 이동수단 및 그 제어방법{Electric transfer means and controlling method of the same}
본 발명은 전기 이동수단 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 환경 오염이 심해짐에 따라서 녹색기술에 대한 관심이 증가하고 있으며, 정부에서는 녹색기술을 신성장동력산업의 하나로 지정하였다. 녹색기술에 대한 관심의 증가로 전기 자전거가 새로운 관심사로 자리잡게 되었다.
전기 자전거는 모터로 바퀴를 회전시켜서 운행할 수 있는 자전거이다. 모터는 배터리로부터 전기를 공급받아 구동되기 때문에 배터리의 용량이 매우 중요하다. 최근 이차 전지 관련 기술의 발달로 배터리의 용량이 충분히 증가하였으며, 자전거 도로 확충 등 전기 자전거와 관련된 제반 사항이 변화하여 전기 자전거의 보급이 활발해지고 있다.
본 발명의 실시 예들은 사용자에게 배터리 잔량 및 목표 정보에 따른 최적의 주행 방법을 제시할 수 있는 전기 이동수단 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예들의 일 측면에 따르면, 모터를 사용하여 이동하는 전기 이동수단으로서, 모터에 전기 에너지를 공급하는 배터리와, 배터리의 잔량을 검출하는 잔존용량 검출부와, 사용자로부터 목표 정보를 입력받는 조작부와, 배터리 잔량 및 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성하는 가이드 정보 생성부와, 주행 가이드 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단을 제공한다.
이러한 본 실시 예의 다른 특징에 의하면, 전기 이동수단은 동작 모드로, 배터리의 전기 에너지를 사용하는 제1 모드와, 배터리의 전기 에너지 및 사용자에 의하여 인가되는 토크를 사용하는 제2 모드를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 목표 정보는 목적지 정보 또는 목표 주행거리일 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 전기 이동수단은, 배터리의 잔량으로 제1 모드에서 주행 가능한 거리인 제1 주행거리 및 배터리 잔량으로 제2 모드에서 주행 가능한 거리인 제2 주행거리를 계산하는 거리 계산부를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 가이드 정보 생성부는, 제1 주행거리가 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리보다 긴 경우 제1 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성하고, 제2 주행거리가 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리보다 짧은 경우 제2 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 가이드 정보 생성부는, 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리가 제1 주행거리 이상이고 제2 주행거리 이하인 경우, 목적지까지 또는 목표 주행 거리를 주행할 수 있도록 하는 제1 모드에 의한 주행거리 및 제2 모드에 의한 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 전기 이동수단은, 목적지 정보에 따라서 경로 정보를 거리 계산부에 전송하는 내비게이션을 더 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 경로 정보는 지형 정보를 포함하며, 거리 계산부는 지형 정보를 고려하여 제1 주행거리 및 제2 주행거리를 계산할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 목표 정보는 목표 주행시간일 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 전기 이동수단은, 배터리의 잔량으로 제1 모드에서 주행 가능한 시간인 제1 주행시간 및 배터리 잔량으로 제2 모드에서 주행 가능한 시간인 제2 주행시간을 계산하는 시간 계산부를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 가이드 정보 생성부는, 제1 주행시간이 목표 주행시간보다 긴 경우 제1 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성하고, 제2 주행시간이 목표 주행시간보다 짧은 경우 제2 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 가이드 정보 생성부는, 목표 주행시간이 제1 주행시간 이상이고 제2 주행시간 이하인 경우, 목표 주행시간을 주행할 수 있도록 하는 제1 모드에 의한 주행시간 및 제2 모드에 의한 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 전기 이동수단은 전기 자전거일 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 다른 측면에 따르면, 배터리의 전기 에너지를 사용하는 제1 모드와, 배터리의 전기 에너지 및 사용자에 의하여 인가되는 토크를 사용하는 제2 모드를 포함하며, 배터리의 전기에너지로 구동되는 모터를 사용하여 이동하는 전기 이동수단의 제어방법으로서, 배터리의 잔량을 검출하는 단계와, 배터리 잔량 및 사용자로부터 입력받은 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성하는 단계와, 주행 가이드 정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법을 제공한다.
이러한 본 실시 예의 다른 특징에 의하면, 목표 정보로서 목적지 정보 또는 목표 주행거리를 입력받은 경우, 배터리의 잔량으로 제1 모드에서 주행 가능한 거리인 제1 주행거리 및 배터리 잔량으로 제2 모드에서 주행 가능한 거리인 제2 주행거리를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 주행 가이드 정보의 생성으로, 제1 주행거리가 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리보다 긴 경우 제1 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성하고, 제2 주행거리가 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리보다 짧은 경우 제2 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 주행 가이드 정보의 생성으로, 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리가 제1 주행거리 이상이고 제2 주행거리 이하인 경우, 목적지까지 또는 목표 주행 거리를 주행할 수 있도록 하는 제1 모드에 의한 주행거리 및 제2 모드에 의한 주행거리를 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 목표 정보로서 목표 주행시간을 입력받은 경우, 배터리의 잔량으로 제1 모드에서 주행 가능한 시간인 제1 주행시간 및 배터리 잔량으로 제2 모드에서 주행 가능한 시간인 제2 주행시간을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 주행 가이드 정보의 생성으로, 제1 주행시간이 목표 주행시간보다 긴 경우 제1 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성하고, 제2 주행시간이 목표 주행시간보다 짧은 경우 제2 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 주행 가이드 정보의 생성으로, 목표 주행시간이 제1 주행시간 이상이고 제2 주행시간 이하인 경우, 목표 주행시간을 주행할 수 있도록 하는 제1 모드에 의한 주행시간 및 제2 모드에 의한 주행시간을 주행 가이드 정보로 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 전기 이동수단 및 그 제어방법에 의하여 사용자에게 배터리 잔량 및 목표 정보에 따른 최적의 주행 방법을 제시할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 이동수단을 나타내는 블록도 이다.
도 2는 도 1에 따른 전기 이동수단에서의 제어부의 일 실시 예를 나타내는 블록도 이다.
도 3은 도 1에 따른 전기 이동수단의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 이동수단의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 전기 이동수단에서 디스플레이하는 주행 가이드 정보의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 전기 이동수단에서 디스플레이하는 주행 가이드 정보의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1에 따른 전기 이동수단의 제어부의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 이동수단의 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 이동수단을 나타내는 블록도 이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다. 또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 이동수단(1)을 나타내는 블록도 이며, 도 2는 도 1에 따른 전기 이동수단(1)에서의 제어부(40)의 일 실시 예를 나타내는 블록도 이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전기 이동수단(1)은 배터리(10), 드라이버(20), 모터(21), 페달(22), 토크 감지센서(23), 이동 수단(30), 제어부(40), 디스플레이부(50), 조작부(60), 내비게이션(70)을 포함할 수 있다.
배터리(10)는 하나 또는 2 이상의 베어 셀과 베어 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로를 포함할 수 있다. 배터리(10)는 충전하여 사용하는 것이 가능한 이차 전지이며, 충전을 위한 연결단자를 구비할 수 있다. 이러한 배터리(10)는 충전을 통하여 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기 에너지를 모터(21)에 공급한다.
드라이버(20)는 제어부(40)로부터 제어신호를 수신하고, 모터(21)를 구동하기 위한 구동신호를 생성하여 모터(21)에 인가한다. 구동신호는 전기 이동수단(1)의 동작 모드에 따라서 서로 상이할 수 있다.
모터(21)는 구동신호에 따라서 이동 수단(30)을 동작시킨다. 예를 들어, 전기 자전거의 경우, 모터(21)는 구동신호에 따라서 바퀴를 회전시켜 앞으로 나아가게 한다. 모터(21)는 배터리(10)로부터 전기 에너지를 공급받아 구동된다. 모터(21)는 바퀴 등의 이동 수단(30)과 직접 연결되어 이동 수단(30)을 동작시킬 수 있다. 또는 모터(21)는 체인이나 기어의 연결을 통하여 이동 수단(30)을 동작시킬 수도 있다.
페달(22)은 사용자로부터 인가된 힘을 이동 수단(30)에 전달하는 수단이다. 페달(22)이 회전운동을 하는 경우, 사용자에 의하여 인가되는 토크를 이동 수단(30)에 전달한다.
토크 감지센서(23)는 사용자에 의하여 페달(22)에 인가되는 토크를 실시간으로 감지하고, 그 결과를 제어부(40)에 인가한다. 감지한 토크에 대한 데이터는 제어부(40)에서 어시스트 모드에서의 주행 가능 거리를 계산하는데 사용될 수 있다.
이동 수단(30)은 모터(21) 또는 페달(22)로부터 전달받은 동력을 사용하여 전기 이동수단(1)을 이동시킨다. 이동 수단(30)으로는 바퀴(도 3의 31,32 참조), 캐터필러 등이 사용될 수 있다.
제어부(40)는 전기 이동수단(1)의 전체적인 동작을 제어한다. 제어부(40)는 배터리(10)의 잔량을 검출하고, 배터리(10) 잔량 및 사용자에 의하여 입력되는 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성한다. 그리고 제어부(40)에서 생성한 주행 가이드 정보는 디스플레이부(50)에 전송된다. 여기서 목표 정보는 사용자가 전기 이동수단(1)을 사용하여 주행하고자 하는 거리에 대한 정보로서, 목적지 정보 또는 목표 주행거리일 수 있다.
한편, 전기 이동수단(1)은 복수의 동작 모드들을 구비하며, 이들 동작 모드들 중 어느 하나의 동작 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전기 이동수단(1)은 배터리(10)에 저장된 전기 에너지만을 사용하여 동작하는 오토 모드와, 배터리(10)에 저장된 전기 에너지 및 사용자로부터 인가되는 토크를 사용하여 동작하는 어시스트 모드를 포함할 수 있다. 또한, 전기 이동수단(1)은 사용자로부터 인가되는 토크만을 사용하여 동작하는 수동 모드를 포함할 수 있다.
이러한 제어부(40)는 잔존용량 검출부(41), 거리 계산부(42), 가이드 정보 생성부(43)를 포함할 수 있다.
잔존용량 검출부(41)는 배터리(10)로부터 출력되는 전압이나 전류 등을 모니터링하여 배터리(10)의 잔량을 검출한다. 잔존용량 검출부(41)는 검출한 배터리(10)의 잔량에 대한 데이터를 거리 계산부(42)에 전송한다.
거리 계산부(42)는 배터리(10)의 잔량을 사용하여 전기 이동수단(1)이 주행할 수 있는 예상 주행거리를 계산한다. 이때, 전기 이동수단(1)은 배터리(10)의 전기 에너지를 사용하는 동작 모드로 오토 모드와 어시스트 모드가 있다. 따라서 거리 계산부(42)는 오토 모드로 동작할 때의 예상 주행거리와, 어시스트 모드로 동작할 때의 예상 주행거리를 각각 계산한다.
전기 이동수단(1)이 오토 모드일 경우에는 배터리(10)의 전기 에너지만을 사용하여 동작하므로, 거리 계산부(42)는 예상 주행거리 계산시 배터리(10)의 잔량만을 고려한다. 반면에, 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드일 경우에는 배터리(10)의 전기 에너지뿐만 아니라 사용자로부터 인가되는 토크도 전기 이동수단(1)의 동작에 사용되므로 토크 감지센서(23)로부터 전송받은 토크에 대한 데이터를 예상 주행거리의 계산에 반영하도록 한다.
가이드 정보 생성부(43)는 검출한 배터리(10) 잔량 및 입력된 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성한다. 구체적으로는 가이드 정보 생성부(43)는 거리 계산부(42)에서 계산한 각 동작 모드별 예상 주행거리를 전송받으며, 예상 주행거리와 목표 정보를 비교하여 주행 가이드 정보를 생성한다. 주행 가이드 정보란, 현재의 배터리(10) 잔량과 사용자가 입력한 목표 정보에 대하여, 사용자가 전기 이동수단(1)을 최적으로 운행할 수 있는 방법에 대한 정보이다.
주행 가이드 정보에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.
주행 가이드 정보는 사용자 입력한 목표 정보에 따라서 생성된다. 이때, 전기 이동수단(1)을 최적으로 운행하는 것은 사용자의 힘이 최소한으로 드는 것일 수 있다. 따라서 사용자가 입력한 목표 정보에 대하여 전기 이동수단(1)이 최대한 오토 모드로 주행하도록 사용자를 가이드 하는 것이 바람직할 것이다.
가이드 정보 생성부(43)는, 목적지까지의 거리 또는 목표 주행거리를 통칭하여 목표 거리(Dt)라고 할 때, 목표 거리(Dt)를 오토 모드에서 주행 가능한 거리 및 어시스트 모드에서 주행 가능한 거리와 비교하고, 그 비교 결과에 주행 가이드 정보를 생성하게 된다.
구체적으로 살펴보면, 목표 거리(Dt)가 오토 모드에서 주행 가능한 거리보다 작은 경우, 사용자가 주행하고자 하는 거리를 배터리(10)의 전기 에너지만을 사용하는 오토 모드로 완주할 수 있다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 주행 가이드 정보로서 오토 모드에서 주행 가능한 거리를 생성하고 이를 디스플레이부(50)에 전송한다. 즉, 전기 이동수단(1)이 목적지까지 또는 목표 주행거리 전체를 오토 모드로 주행할 수 있음을 사용자에게 알려준다.
목표 거리(Dt)가 어시스트 모드에서 주행 가능한 거리보다 큰 경우, 사용자가 주행하고자 하는 거리를 사용자의 힘이 가해지는 어시스트 모드로도 완주할 수 없다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 주행 가이드 정보로서 어시스트 모드에서 주행 가능한 거리를 생성하고 이를 디스플레이부(50)에 전송한다. 즉, 전기 이동수단(1)을 수동 모드로 동작시키지 않으면서 최대로 주행할 수 있는 거리를 사용자에게 알려준다.
목표 거리(Dt)가 오토 모드에서 주행 가능한 거리 이상이고, 어시스트 모드에서 주행 가능한 거리 이하인 경우, 전기 이동수단(1)을 오토 모드로만 동작시키면 목적지까지 또는 목표 주행거리를 주행할 수 없다. 그러나 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드로 동작하는 경우에는 목적지까지 또는 목표 주행거리를 주행할 수 있게 된다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 현재 배터리(10)의 잔량 및 목표 정보를 사용하여 목표 거리(Dt)를 사용자가 최적으로 주행할 수 있는 주행 방법을 계산한다. 즉, 목표 거리(Dt)까지 최적의 방법으로 주행하기 위하여 오토 모드로 주행하여야 하는 주행거리와 어시스트 모드로 주행하여야 하는 주행거리를 각각 계산한다. 가이드 정보 생성부(43)는 상기와 같이 계산한 각 동작 모드에서 주행하여야 하는 주행거리를 주행 가이드 정보로 사용한다.
디스플레이부(50)는 제어부(40)로부터 전송받은 주행 가이드 정보를 사용자에게 표시한다. 디스플레이부(50)는 LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED(Organic Light Emitting Display)등의 디스플레이 패널 및 그 드라이버를 포함할 수 있다. 또한 후술할 내비게이션(70)이 전기 이동수단(1)에 설치된 경우, 내비게이션(70)으로부터 지도 데이터 및 위치 정보 등을 수신하여 지도, 전기 이동수단(1)의 현재 위치 등을 표시할 수도 있다.
조작부(60)는 사용자의 입력에 따라서 조작신호를 제어부(40)에 인가한다. 사용자는 조작부(60)를 사용하여 목표 정보, 예를 들어 도착하고자 하는 장소 또는 위치에 대한 정보인 목적지 정보나, 주행하고자 하는 거리인 목표 주행거리를 입력할 수 있다.
내비게이션(70)은 위성항법장치가 내장되어 현재 위치를 자동으로 표시해주는 장치이다. 내비게이션(70)은 내부 메모리 등에 지도를 저장하여 이를 디스플레이부(50)에 제공할 수 있다. 또한 사용자로부터 목표 정보로서 목적지 정보가 입력되는 경우, 내비게이션(70)은 목적지까지의 경로 정보를 탐색하고, 탐색한 경로 정보를 거리 계산부(42)에 전송할 수 있다. 이때, 경로 정보는, 전기 이동수단(1)이 최적으로 이동하는 경로에 대한 정보일 수 있다. 또한 경로 정보는, 단순한 이동 경로에 대한 정보뿐만 아니라 이동 경로 상에 존재하는 경사 등을 나타내는 지형 정보를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 거리 계산부(42)는 각 동작 모드에서의 예상 주행거리를 계산할 때, 이동 경로 정보나 지형 정보 등을 반영할 수 있을 것이다.
도 3은 도 1에 따른 전기 이동수단(1)의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전기 이동수단(1)으로서 전기 자전거를 도시하고 있다.
전기 자전거에서 프레임(81)은 전기 자전거에 설치된 각 부분을 지지하여 전체 골격으로서의 기능을 수행하며, 사용자의 무게가 이동 수단(30)에 균등하게 가해지도록 한다.
전기 자전거는 이동 수단(30)으로서 두 개의 바퀴(31,32)가 프레임(81)에 연결되며, 전기 에너지를 사용하여 전기 자전거를 동작시키는 모터(21)는 앞 바퀴(31)에 장착된다. 배터리(10) 또한 프레임(81)에 연결되며, 모터(21) 및 드라이버(20)와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
프레임(81)의 일부에는 페달(22)이 설치되며, 사용자가 페달(22)에 힘을 가하여 회전시키면, 기어, 체인 등을 통하여 사용자로부터의 동력을 앞 바퀴(31) 또는 뒷 바퀴(32)에 전달한다.
프레임(81)의 일부에는 사용자가 탑승하기 위한 안장(80)이 구비되며, 또한 전기 자전거의 주행 방향을 결정하고 사용자가 신체를 지탱할 수 있는 핸들(82)이 구비된다.
한편, 프레임(81)의 일부에는 컨트롤 박스(CB)가 설치될 수 있다. 컨트롤 박스(CB)에는 주행 가이드 정보를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이부(50), 사용자가 조작신호를 입력할 수 있는 조작부(60), 내비게이션(70) 등이 설치될 수 있다. 컨트롤 박스(CB)는 사용자가 주행 가이드 정보를 확인하기 용이한 위치, 예를 들어 핸들(82)의 가운데에 설치될 수 있다.
이하, 상술한 전기 이동수단(1)의 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 이동수단의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 잔존용량 검출부(41)에서는 배터리(10)의 잔량을 검출하고(S101), 사용자로부터는 목표 정보를 입력받는다(S102). 목표 정보는 목적지 정보 또는 목표 주행거리 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 목표 정보가 목적지 정보인 경우에는 내비게이션(70)에서 목적지까지의 경로 탐색이 수행되며, 경로 탐색에 의하여 생성된 경로 정보를 전송받는다.
거리 계산부(42)는 배터리(10)의 잔량 및 목표 정보에 따라서 각각의 동작 모드에서 예상되는 주행 가능 거리를 계산한다(S103). 즉, 전기 이동수단(1)이 오토 모드로 동작할 경우에 주행 가능한 거리인 제1 주행거리(D1)와 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드로 동작할 경우에 주행 가능한 거리인 제2 주행거리(D2)를 각각 계산한다.
그리고 계산한 제1 주행거리 및 제2 주행거리를 목표 정보에 따른 목표 거리(Dt)와 비교한다(S104, S106). 목표 정보로 목적지 정보가 입력된 경우라면, 목적지까지의 경로 정보로부터 측정되는 목적지까지의 거리를 목표 거리(Dt)로 하여 제1 주행거리 및 제2 주행거리와 비교한다. 반면에, 목표 정보로 목표 주행거리가 입력된 경우라면, 목표 주행거리를 목표 거리(Dt)로 하여 제1 주행거리 및 제2 주행거리와 비교한다.
목표 거리(Dt)가 제1 주행거리(D1)보다 작은 경우, 사용자가 주행하고자 하는 거리를 배터리(10)의 전기 에너지만을 사용하는 오토 모드로 완주할 수 있다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 제1 주행거리(D1)를 가이드 정보로 사용한다(S105). 즉, 전기 이동수단(1)이 목적지까지 또는 목표 주행거리 전체를 오토 모드로 주행할 수 있음을 사용자에게 알려준다.
목표 거리(Dt)가 제2 주행거리(D2)보다 큰 경우, 사용자가 주행하고자 하는 거리를 사용자의 힘이 가해지는 어시스트 모드로도 완주할 수 없다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 제2 주행거리(D2)를 가이드 정보로 사용한다(S107). 즉, 전기 이동수단(1)을 수동 모드로 동작시키지 않으면서 최대로 주행할 수 있는 거리를 사용자에게 알려준다.
목표 거리(Dt)가 제1 주행거리(D1) 이상, 제2 주행거리(D2) 이하인 경우, 전기 이동수단(1)을 오토 모드로만 동작시키면 목적지까지 또는 목표 주행거리를 주행할 수 없다. 그러나 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드로 동작하는 경우에는 목적지까지 또는 목표 주행거리를 주행할 수 있게 된다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 현재 배터리(10)의 잔량 및 목표 정보를 사용하여 목표 거리(Dt)를 사용자가 최적으로 주행할 수 있는 주행 방법을 계산한다(S108). 즉, 목표 거리(Dt)까지 최적의 방법으로 주행하기 위하여 오토 모드로 주행하여야 하는 주행거리와 어시스트 모드로 주행하여야 하는 주행거리를 각각 계산한다. 이때, 사용자의 힘을 최소한으로 사용하기 위하여 오토 모드로 주행하여야 하는 주행거리가 최대로 되도록 각각의 주행거리를 계산하는 것이 바람직할 것이다. 가이드 정보 생성부(43)는 상기와 같이 계산한 각 동작 모드에서 주행하여야 하는 주행거리를 주행 가이드 정보로 사용한다(S109).
생성된 주행 가이드 정보는 디스플레이부(50)에 전송되고, 디스플레이부(50)는 전송받은 주행 가이드 정보를 디스플레이한다(S110).
주행이 종료되었는지를 판단하고(S111), 아직 주행중인 경우에는 다시 S103 단계로 돌아가서 S103 내지 S110 단계를 반복한다. 본 실시 예에서는 S103 단계로 돌아가는 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자에 의하여 새로운 목표 정보가 입력되는 경우도 있을 수 있으며, 이러한 경우에는 S101 단계나 S102 단계로 돌아갈 수도 있을 것이다.
도 5는 도 1의 전기 이동수단(1)에서 디스플레이하는 주행 가이드 정보의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 목표 정보로서 목표 주행거리가 입력된 경우이다. 컨트롤 박스(CB)에 디스플레이부(50) 및 조작부(60)가 설치되어 있다. 디스플레이부(50)에는 주행 가이드 정보가 표시되어 있다.
도 5의 경우, 목표 거리(Dt) 전체를 오토 모드로 주행할 수 있는 경우로서, 주행 가이드 정보로서 오토 모드에서 주행 가능한 거리 D1을 표시하고 있다. 또한 목표 거리(Dt)를 함께 표시함으로 인하여 사용자가 목표 거리(Dt)에 대하여 어느 정도 배터리(10) 잔량이 여유가 있는지를 직관적으로 확인할 수 있다.
도 6은 도 1의 전기 이동수단(1)에서 디스플레이하는 주행 가이드 정보의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 목표 정보로서 목적지 정보가 입력된 경우이다. 디스플레이부(50)는 현재 위치 또는 출발지로부터 목적지까지의 경로를 지도와 함께 표시한다.
도 6의 경우, 목표 거리(Dt)를 오토 모드만으로는 완주할 수 없는 경우이다. 따라서 가이드 정보 생성부(43)는 목표 거리(Dt)까지 최적의 방법으로 주행하기 위하여 오토 모드로 주행하여야 하는 주행거리 Da와 어시스트 모드로 주행하여야 하는 주행거리 Db를 계산한다. 디스플레이부(50)는 계산 결과를 경로 상에 표시하여 사용자가 오토 모드 및 어시스트 모드를 사용하여 주행하는 거리를 조절할 수 있게 한다.
도 7은 도 1에 따른 전기 이동수단(1)의 제어부(40)의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다. 본 실시 예의 경우, 제어부(40)가 거리 계산부(42) 대신 시간 계산부(44)를 포함하는 점만이 상이하므로, 그 차이점에 대하여만 설명하도록 한다.
본 실시 예에 따른 전기 이동수단(1)은 목표 정보로서 목표 주행시간을 사용자로부터 입력받는다. 즉, 사용자는 조작부(60)를 사용하여 전기 이동수단(1)으로 주행하고자 하는 목표 주행시간을 입력한다.
또한 본 실시 예에 따른 전기 이동수단(1)의 제어부(40)는 잔존용량 검출부(41), 시간 계산부(44) 및 가이드 정보 생성부(43)를 포함할 수 있다.
잔존용량 검출부(41)는 도 2에서와 마찬가지로 배터리(10)의 잔량을 검출한다. 잔존용량 검출부(41)는 검출한 배터리(10)의 잔량에 대한 데이터를 시간 계산부(44)에 전송한다.
시간 계산부(44)는 배터리(10)의 잔량을 사용하여 오토 모드로 동작할 때의 예상 주행시간 및 어시스트 모드로 동작할 때의 예상 주행시간을 각각 계산한다.
전기 이동수단(1)이 오토 모드일 경우에는 배터리(10)의 전기 에너지만을 사용하여 동작하므로, 시간 계산부(44)는 예상 주행시간 계산시 배터리(10)의 잔량만을 고려한다. 반면에, 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드일 경우에는 배터리(10)의 전기 에너지뿐만 아니라 사용자로부터 인가되는 토크도 전기 이동수단(1)의 동작에 사용되므로 토크 감지센서(23)로부터 전송받은 토크에 대한 데이터를 예상 주행시간의 계산에 반영하도록 한다.
가이드 정보 생성부(43)는 검출한 배터리(10) 잔량 및 입력된 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성한다. 구체적으로는 가이드 정보 생성부(43)는 시간 계산부(44)에서 계산한 각 동작 모드별 예상 주행시간을 전송받으며, 예상 주행시간과 목표 정보를 비교하여 주행 가이드 정보를 생성한다.
목표 정보로서 목표 주행시간이 입력된 경우에 주행 가이드 정보를 생성하는 방법은 목표 정보로서 목적지 정보나 목표 주행거리가 입력된 경우와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 이동수단(1)의 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 잔존용량 검출부(41)에서는 배터리(10)의 잔량을 검출하고(S201), 사용자로부터는 목표 정보로서 목표 주행시간을 입력받는다(S202).
시간 계산부(44)는 배터리(10)의 잔량 및 목표 정보에 따라서 오토 모드로 동작할 경우에 주행 가능한 시간인 제1 주행시간(T1)과 전기 이동수단(1)이 어시스트 모드로 동작할 경우에 주행 가능한 시간인 제2 주행시간(T2)을 각각 계산한다(S203).
그리고 계산한 제1 주행시간 및 제2 주행시간을 목표 정보에 따른 목표 시간(Tt)과 비교한다(S204, S206). 그리고 비교 결과에 따라서 주행 가이드 정보를 생성한다(S205, S207, S208, S209). 주행 가이드 정보의 생성 방법은 도 4에서 설명한 주행 가이드 정보의 생성 방법과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
생성된 주행 가이드 정보는 디스플레이부(50)에 전송되고, 디스플레이부(50)는 전송받은 주행 가이드 정보를 디스플레이한다(S210).
주행이 종료되었는지를 판단하고(S211), 아직 주행중인 경우에는 다시 S203 단계로 돌아가서 S203 내지 S210 단계를 반복한다. 본 실시 예에서는 S203 단계로 돌아가는 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자에 의하여 새로운 목표 정보가 입력되는 경우도 있을 수 있으며, 이러한 경우에는 S201 단계나 S202 단계로 돌아갈 수도 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 이동수단(2)을 나타내는 블록도 이다. 본 실시 예에 따른 전기 이동수단(2)은 도 1의 전기 이동수단(1)과 유사한 구성 및 기능을 가지므로 차이점에 대하여만 설명하도록 한다.
본 실시 예에 따른 전기 이동수단(2)은 배터리(10)와 BMS(Battery Management System, 11)가 일체로 형성된 배터리 팩(12)이 설치될 수 있다.
BMS(11)는 배터리(10)에 연결되어 배터리(10)의 충전 및 방전 동작을 제어한다. BMS(11)는 배터리(10)를 보호하기 위하여, 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다. 이를 위해, BMS(11)는 배터리(10)의 전압, 전류, 온도, 잔량, 수명, 충전 상태 등을 모니터링 하고, 관련 정보를 제어부(40)에 전송할 수 있다. 즉, BMS(11)는 잔존용량 검출부(41)의 기능을 수행할 수 있다.
제어부(40)는 BMS(11)로부터 배터리(10)의 잔량에 대한 데이터를 수신하고, 이를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성한다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예들에 따른 전기 이동수단(1~2)은 사용자에게 배터리 잔량 및 목표 정보에 따른 최적의 주행 방법을 제시할 수 있게 된다.
이상에서 언급된 본 실시 예들 및 그 변형 예들에 따른 제어방법을 전기 이동수단(1~2)에서 실행시키기 위한 프로그램은 기록매체에 저장될 수 있다. 여기서 기록매체라 함은 예컨대 프로세서가 읽을 수 있는 매체로서 반도체 기록매체(예컨대, Flash memory)를 사용할 수 있다. 상기 매체는 프로세서에 의해 판독 가능하며, 상기 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1,2 전기 이동수단 10 배터리
11 BMS 12 배터리 팩
20 드라이버 21 모터
22 페달 23 토크 감지센서
30 이동 수단 40 제어부
41 잔존용량 검출부 42 거리 계산부
43 가이드 정보 생성부 44 시간 계산부
50 디스플레이부 60 조작부
70 내비게이션 80 안장
81 프레임 82 핸들

Claims (20)

  1. 모터를 사용하여 이동하는 전기 이동수단으로서,
    상기 모터에 전기 에너지를 공급하는 배터리;
    상기 배터리의 잔량을 검출하는 잔존용량 검출부;
    사용자로부터 목표 정보를 입력받는 조작부;
    상기 배터리 잔량 및 상기 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성하는 가이드 정보 생성부; 및
    상기 주행 가이드 정보를 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 이동수단은 동작 모드로,
    상기 배터리의 전기 에너지를 사용하는 제1 모드; 및
    상기 배터리의 전기 에너지 및 사용자에 의하여 인가되는 토크를 사용하는 제2 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 목표 정보는 목적지 정보 또는 목표 주행거리인 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전기 이동수단은,
    상기 배터리의 잔량으로 상기 제1 모드에서 주행 가능한 거리인 제1 주행거리 및 상기 배터리 잔량으로 상기 제2 모드에서 주행 가능한 거리인 제2 주행거리를 계산하는 거리 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 정보 생성부는,
    상기 제1 주행거리가 상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리보다 긴 경우 상기 제1 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하고,
    상기 제2 주행거리가 상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리보다 짧은 경우 상기 제2 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 정보 생성부는,
    상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리가 상기 제1 주행거리 이상이고 상기 제2 주행거리 이하인 경우, 상기 목적지까지 또는 상기 목표 주행 거리를 주행할 수 있도록 하는 상기 제1 모드에 의한 주행거리 및 상기 제2 모드에 의한 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전기 이동수단은,
    상기 목적지 정보에 따라서 경로 정보를 상기 거리 계산부에 전송하는 내비게이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경로 정보는 지형 정보를 포함하며,
    상기 거리 계산부는 상기 지형 정보를 고려하여 상기 제1 주행거리 및 상기 제2 주행거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 목표 정보는 목표 주행시간인 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전기 이동수단은,
    상기 배터리의 잔량으로 상기 제1 모드에서 주행 가능한 시간인 제1 주행시간 및 상기 배터리 잔량으로 상기 제2 모드에서 주행 가능한 시간인 제2 주행시간을 계산하는 시간 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가이드 정보 생성부는,
    상기 제1 주행시간이 상기 목표 주행시간보다 긴 경우 상기 제1 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하고,
    상기 제2 주행시간이 상기 목표 주행시간보다 짧은 경우 상기 제2 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가이드 정보 생성부는,
    상기 목표 주행시간이 상기 제1 주행시간 이상이고 상기 제2 주행시간 이하인 경우, 상기 목표 주행시간을 주행할 수 있도록 하는 상기 제1 모드에 의한 주행시간 및 상기 제2 모드에 의한 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전기 이동수단은 전기 자전거인 것을 특징으로 하는 전기 이동수단.
  14. 배터리의 전기 에너지를 사용하는 제1 모드와, 상기 배터리의 전기 에너지 및 사용자에 의하여 인가되는 토크를 사용하는 제2 모드를 포함하며, 상기 배터리의 전기에너지로 구동되는 모터를 사용하여 이동하는 전기 이동수단의 제어방법으로서,
    상기 배터리의 잔량을 검출하는 단계;
    상기 배터리 잔량 및 사용자로부터 입력받은 목표 정보를 사용하여 주행 가이드 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 주행 가이드 정보를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 목표 정보로서 목적지 정보 또는 목표 주행거리를 입력받은 경우,
    상기 배터리의 잔량으로 상기 제1 모드에서 주행 가능한 거리인 제1 주행거리 및 상기 배터리 잔량으로 상기 제2 모드에서 주행 가능한 거리인 제2 주행거리를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주행 가이드 정보의 생성으로,
    상기 제1 주행거리가 상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리보다 긴 경우 상기 제1 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하고,
    상기 제2 주행거리가 상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리보다 짧은 경우 상기 제2 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 주행 가이드 정보의 생성으로,
    상기 목적지까지의 거리 또는 상기 목표 주행거리가 상기 제1 주행거리 이상이고 상기 제2 주행거리 이하인 경우, 상기 목적지까지 또는 상기 목표 주행 거리를 주행할 수 있도록 하는 상기 제1 모드에 의한 주행거리 및 상기 제2 모드에 의한 주행거리를 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 목표 정보로서 목표 주행시간을 입력받은 경우,
    상기 배터리의 잔량으로 상기 제1 모드에서 주행 가능한 시간인 제1 주행시간 및 상기 배터리 잔량으로 상기 제2 모드에서 주행 가능한 시간인 제2 주행시간을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주행 가이드 정보의 생성으로,
    상기 제1 주행시간이 상기 목표 주행시간보다 긴 경우 상기 제1 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하고,
    상기 제2 주행시간이 상기 목표 주행시간보다 짧은 경우 상기 제2 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 주행 가이드 정보의 생성으로,
    상기 목표 주행시간이 상기 제1 주행시간 이상이고 상기 제2 주행시간 이하인 경우, 상기 목표 주행시간을 주행할 수 있도록 하는 상기 제1 모드에 의한 주행시간 및 상기 제2 모드에 의한 주행시간을 상기 주행 가이드 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 이동수단의 제어방법.
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