CN102085807A - 具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法及其装置适于具有马达的电动动力轮。驱动装置包括驱动命令单元、马达驱动器、滑差检测单元、及滑差控制单元。驱动命令单元接收使用者指令并产生驱动命令。马达驱动器用以驱动马达并输出驱动电流、驱动电压及转速。滑差检测单元撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速并据以获得滑差程度指标。当滑差程度指标大于第一预定值时，滑差检测单元产生滑差讯号。滑差控制单元接收滑差讯号并据以产生修正讯号。驱动命令单元依据修正讯号修正驱动命令并据以命令马达驱动器驱动马达。

Description

具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种电动动力轮的驱动方法及其装置，特别是涉及一种自主性地依据动力轮的滑差情况对动力轮进行驱动修正的方法及装置。

背景技术

轮车在行进过程中，有时会有轮子打滑(skid，或称滑差)现象产生。打滑现象发生的原因可能为路面条件的变化、弯曲半径与车速未能适当搭配、或加减速过急或等等。机械式的轮车的驱动系统与电动轮车驱动系统对滑差现象均提出了不同的解决方案。以下兹提出相关的电动轮车驱动系统的滑差解决方案。

美国第7434647号专利提出了一种四轮驱动的推进力控制装置，所述装置是依据左右轮的轮速比率(difference between rotational speeds of main driving wheels and sub-driving wheels)进行推进力的控制。

美国第7455143号专利提出了一种车辆驾驶单元。此驾驶单元藉由改变施加于车轮的扭矩，使滑差率(slip ratio)接近最大摩擦率所对应的滑差率，进而减少车辆行进时的打滑现象。

美国公开第2007187158号专利申请案提出了一种电动车辆的控制装置。所述控制装置具有路面状况检测部件(road surface condition detection portion)、滑动判定部件(slip determination portion)、转矩减小装置(torque reduction device)及电压控制装置(voltage control device)。路面状况检测部件检测车辆行经的路面的状况。滑动判定部件判定电动车辆是否滑动。转矩减小装置在车辆在滑动时，减小电动机的转矩。当路面状况检测部件判定路面的摩擦系数小于预定值时，电压控制装置降低输入至驱动装置的电压。

除此之外，相关专利技术亦可见于美国第7512473号专利、专利合作条约(PC T，Patent Cooperation Treaty)的WO2007116123号及WO2008095067号专利申请案、以及日本申请第JP2003160044号专利申请案。

上述现有技术中，部分技术采用左右轮的轮速比做为滑差判断的基础，部分技术检测地面摩擦力来判断是否有滑差发生。前者需由中央控制器收集各轮的转速，经过运算并判断产生滑差后，即对各轮发出驱动力控制命令。此种做法适用于具有左右轮的轮车，并不适于具有独立动力轮的轮车或二轮的机车。此外，现有技术为了检测滑差情形，均另外加装感测装置，并不经济。

发明内容

基于上述现有技术的问题，本发明提出一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法及其装置，适于双轮轮车、四轮轮车、或独立动力轮的轮车，同时无需为了检测滑差而额外安装感测装置。

依据一实施例，具有滑差修正的电动动力轮的驱动装置适于接收使用者指令驱动电动动力轮的马达运转。驱动装置包括驱动装置包括驱动命令单元、马达驱动器、滑差检测单元、及滑差控制单元。驱动命令单元接收使用者指令并产生驱动命令。马达驱动器用以驱动马达并输出驱动电流、驱动电压及转速。滑差检测单元连续撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速并据以获得滑差程度指标。当滑差程度指标大于第一预定值时，滑差检测单元产生滑差讯号。滑差控制单元接收滑差讯号并据以产生修正讯号。修正讯号与驱动命令结合为修正命令，马达驱动器依据修正命令驱动马达。

依据另一实施例，具有滑差修正的电动动力轮的驱动装置适于接收使用者指令驱动电动动力轮的马达运转。驱动装置包括驱动装置包括驱动命令单元、马达驱动器、滑差检测单元、及滑差控制单元。驱动命令单元接收使用者指示并产生驱动命令。马达驱动器用以驱动马达并输出驱动电流、驱动电压及转速。滑差检测单元连续撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速并据以获得扭矩变化率。当扭矩变化率大于第二预定值时，滑差检测单元产生滑差讯号。滑差控制单元接收滑差讯号并据以产生修正讯号。修正讯号与驱动命令结合为一修正命令。马达驱动器依据修正命令驱动马达。

依据一实施例，具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法适于一电动动力轮，电动动力轮的马达是被驱动命令所驱动，驱动方法包括：连续撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速；依据驱动电流、驱动电压及转速获得滑差程度指标；判断滑差程度指标是否大于第一预定值；以及若是，产生滑差讯号，并执行修正程序。修正程序包含：依据所述滑差讯号修正驱动命令为一修正命令，并以修正命令驱动所述马达。

依据另一实施例，具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法适于一电动动力轮，电动动力轮的马达是被驱动命令所驱动，驱动方法包括：连续撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速；依据驱动电流、驱动电压及转速获得扭矩变化率；判断扭矩变化率是否大于第二预定值；以及若是，产生滑差讯号，并执行修正程序。修正程序包含：依据所述滑差讯号修正驱动命令为一修正命令，并以修正命令驱动所述马达。

藉由上述扭矩变化率或滑差程度指标进行判断是否产生滑差后，再进行驱动命令的修正，得以适当地快速对滑差做出反应并去除滑差现象。由于扭矩变化率及滑差程度指标仅采用单一轮的马达驱动器所传回来的信息进行计算而得，因此，本方法及装置能各别对单一动力轮进行滑差修正，适于双轮轮车、四轮轮车、独立动力轮的轮车、后轮驱动车、或前轮驱动车。同时，本方法及装置无需车速等信息，故无需额外加装传感器。

有关本发明的特征与实作，现结合附图对最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明驱动装置一实施例的电路方块示意图。

图2为依据本发明驱动装置一实施例的马达特性曲面示意图。

图3为依据本发明驱动方法第一实施例的流程示意图。

图4为依据本发明驱动方法的修正程序一实施例的流程示意图。

图5为依据本发明驱动方法第二实施例的流程示意图。

图6为依据本发明驱动方法第三实施例的流程示意图。

图7为依据本发明驱动方法第四实施例的流程示意图。

图8为依据本发明驱动方法第五实施例的流程示意图。

附图符号说明

10        驱动装置

12        驱动命令单元

120       驱动命令

122   修正命令

14    马达驱动器

16    滑差检测单元

160   滑差讯号

18    滑差控制单元

180   修正讯号

90    使用者指令

92    马达

具体实施方式

首先，请参阅「图1」。「图1」为依据本发明的具有滑差修正的电动动力轮的驱动装置的一实施例的电路方块示意图。驱动装置10适于接收使用者指令90而驱动电动动力轮的马达92。此使用者指令90可以是但不限于加速命令及减速命令。电动动力轮可以是任何轮车的电动动力轮。此轮车可以是但不限于电动机车、二轮驱动电动车(electric vehicle)、及四轮驱动电动车等。马达92是驱动电动动力轮转动。马达92可以是但不限于轮内马达(In-wheel hub motor)。

从图中可见，驱动装置10包括驱动命令单元12、马达驱动器14、滑差检测单元16、及滑差控制单元18。驱动命令单元12接收使用者指令90并产生驱动命令120。马达驱动器14用以驱动马达92并输出驱动电流I、驱动电压V及转速ω。滑差检测单元16连续撷取对应二相异时间点的驱动电流I、驱动电压V及转速ω并据以获得滑差程度指标。当滑差程度指标大于第一预定值时，滑差检测单元16产生滑差讯号160。滑差控制单元18接收滑差讯号160并据以产生修正讯号180。修正讯号180结合驱动命令120产生一修正命令122。马达驱动器14依据修正命令122驱动马达92。

驱动命令单元12接收使用者指令后，所产生的驱动命令120可以是但不限于转速命令或扭矩命令。马达驱动器14则依据驱动命令120而产生对应的驱动电流I及驱动电压V以驱动马达92运转。马达92被驱动运转后，马达驱动器14上会得到反电动势(Back Electro-magnetic Field(EMF))。此反电动势可以被检测并以脉冲模式输出。此脉冲所对应的物理量可以是马达92的转速(angular speed或称rotational speed)。因此，马达驱动器14在驱动马达92运转的同时，可以实时输出驱动电流I、驱动电压V及转速ω。

上述转速ω是经由反电动势而量测而得的，除此之外，部分马达92亦内建霍尔效应传感器(Hall efiect sensor)。此时，马达驱动器14可经由霍尔效应传感器而测得马达92的转速ω。转速ω在本文中虽是以每分钟的回转速(rpm，rotation per minute)为之，但并不以此为限。

滑差检测单元16连续撷取对应二相异时间点的驱动电流I、驱动电压V及转速ω并据以获得滑差程度指标λ。滑差检测单元16的连续撷取指的是滑差检测单元16在一特定时间间隔即向马达驱动器14撷取数据。此特定时间间隔可以是固定时间间隔，或是非固定时间间隔。前述二相异时间点假设为m及n时间点。m及n的单位可以是但不限于毫秒(ms)或秒(s)。其中m的时间点早于n的时间点。m与n的时间差(即Δt＝n-m)可以是5ms、10ms或其它数值。此m，n时间差的决定可视滑差检测单元16及滑差控制单元18的运算效能而决定，此外，亦可考虑为有效消除滑差，滑差控制单元18需在多短的时间内发出修正讯号。换句话说，若设计时希望能在0.5秒内即消除滑差现象，那么设计者即需从0.5秒推估滑差检测单元16及滑差控制单元18的运算效能需达什么程度？且m，n的时间差需小于多少？方能实现所述设计目标。

滑差检测单元16向马达驱动器14撷取对应m，n时间点的驱动电流I、驱动电压V及转速ω，以下各别表示成I_m，I_n，V_m，V_n，ω_m，ω_n。其中，I_m，I_n分别为在m，n时间点所撷取到的驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点所撷取到的驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点所撷取到的转速。

滑差检测单元16依据所撷取到的撷取对应m，n时间点的驱动电流I、驱动电压V及转速ω而获得滑差程度指标λ。滑差程度指针λ与驱动电流I_m，I_n、驱动电压V_m，V_n及转速ω_m，ω_n符合下述关系式(式(1)、式(2)、式(3))：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt{{({\mathrm{\ω}}_m-{\mathrm{\ω}}_n)}^2+{(T_m-T_n)}^2+{(I_m-I_n)}^2}}{n-m}$ ................................式(1)

$T_m=\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m}$ ..........................................................................................式(2)

$T_n=\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}$ ..........................................................................................式(3)

其中，λ为所述滑差程度指标，T_m，T_n分别为在m，n时间点的驱动扭矩。

为了说明此关系式的物理意涵，请续参阅「图2」。「图2」为依据本发明驱动装置一实施例的马达特性曲面示意图。

图中具有三个轴向，在水平面上的二个轴向各别代表转速及负载(扭矩)。垂直轴为驱动电流。转速的单位为rpm。负载的单位为牛顿米(Nm)。驱动电流的单位为安培(A)。此马达特性曲面是指被驱动的马达92在不产生滑差的情形下，转速(ω)、负载(扭矩，T)、驱动电流(I)之间的关系。也就是说，若前述撷取到的驱动电流I、驱动电压V及转速ω经过换算成转速(ω)、扭矩(T)及驱动电流(I)后，若转速(ω)、扭矩(T)及驱动电流(I)并未落于所述马达特性曲面上时，象征路阻产生大幅变化，即表示可能产生滑差现象。

其次，有些时候即便转速(ω)、扭矩(T)及驱动电流(I)落在马达特性曲面上，但仍会有滑差产生。其原因在于：某些马达92的适应能力较佳，其在滑差产生的瞬间有能力很快地将转速(ω)、扭矩(T)及驱动电流(I)调适在其马达特性曲面上，但实际上，马达虽已处于稳定状态，但有可能轮子正在快速地转动，并与地面之间产生打滑现象。为针对此种打滑现象，滑差检测单元16即利用滑差程度指标λ来判别出此种现象。滑差程度指针λ是指单位时间在马达特性曲面移动的距离。式(1)中的分子为计算在m，n二个时间点所移动的距离，而分母则是m，n的时间差。

当此滑差程度指标λ大于第一预定值时，即表示马达92在m，n时间差内，马达92的输出特性(T，ω，I)在马达特性曲面移动的距离过大，此时表示很可能是有滑差产生，因此，滑差检测单元16产生滑差讯号160。

关于第一预定值的决定，视不同马达92及马达驱动器14的特性而定。除了采用试误法(trial and error)得到第一预定值之外，亦可以采用下述方式决定第一预定值。先在马达92所驱动的动力轮上配置被动滚轮及驱动此被动滚轮的另一马达。被动滚轮与动力轮是以摩擦传动方式连接。另一马达及被动滚轮用以模拟路面的情形。经由主控制器控制另一马达的转速，被动滚轮及动力轮产生滑动现象。在此过程中，实时撷取数笔马达驱动器14所传回来的输出特性(T，ω，I)，再经过运算及判断，即可得到适当的第一预定值。

前述式(2)的扭矩计算公式，可通过功能定理而推导而得。依据功能定理，可得下式(4)：

p＝Tω＝IV..................................................................................式(4)

依据式(4)，得出扭矩关系式式(5)：

$T=\frac{\mathrm{IV}}{\mathrm{\ω}}$ ............................................................................................式(5)

关于前述「图2」的马达特性曲面，部分马达92规格书上即会提供，而部分马达92规格书上并不会提供。若未提供者，亦可自行使用动力计量测并制作马达特性曲面。

请再参阅「图1」，当滑差程度指标λ大于第一预定值时，滑差检测单元16产生滑差讯号160。滑差控制单元18接收滑差讯号160并据以产生修正讯号180。此修正讯号180可正比于滑差程度指标λ。意即，当滑差程度指标愈大时，修正的程度即愈大。

修正讯号180是结合驱动命令120而产生一修正命令122。马达驱动器14依据修正命令122驱动马达92。图中，修正命令122可以是修正讯号180乘以驱动命令120，亦可以是其它方式。修正讯号180可以是介于0到1之间的任何实数。

关于修正命令122、修正讯号180及驱动命令120之间的结合方式，现举例如下，但并不限于列举的实施方式。

其一即如上述方式，在修正讯号180与驱动命令120间采用一乘法器，直接将驱动命令120经由乘法器乘上修正讯号180的值之后，形成修正命令122再输出给马达驱动器14。

其二为滑差控制单元18从驱动命令单元12撷取驱动命令120。接着，滑差控制单元18依据滑差讯号160及驱动命令120而产生修正讯号180。其次，将驱动命令120减去修正讯号180即为修正命令122。例如，若欲将驱动命令120下降为原来的80％，则滑差控制单元18将依据驱动命令120及滑差讯号160所产生的修正讯号180即会等于驱动命令120的20％。

其三则是可以由滑差控制单元18或驱动命令单元12来执行「将驱动命令120结合修正讯号180来产生修正命令122」的动作。例如，滑差控制单元18是将修正讯号180传给驱动命令单元12，驱动命令单元12接着依据修正讯号18修正驱动命令120而产生修正命令122后送给马达驱动器14。再例如，滑差控制单元18是撷取驱动命令单元12的驱动命令120，并依据驱动命令120及滑差讯号160而产生修正命令122后输出给马达驱动器14。

从上述举例可知，「修正讯号180是结合驱动命令120而产生修正命令122」的步骤可由一乘法器、减法器、加法器来完成，亦可由滑差控制单元18或驱动命令单元12来执行。

再者，为了能进一步确认是否有滑差产生，另一实施例中提出二种确认的方式，第一种为利用转速差做二次确认。第二种为利用扭矩差做二次确认。

第一种确认方式是由滑差检测单元16依据被撷取的所述转速获得一转速差Δω为。滑差检测单元16在转速差Δω大于第三预定值以及滑差程度指标λ大于第一预定值时，方才产生滑差讯号160。其中，转速差Δω＝ω_n-ω_m。而第三预定值可以是零或大于零的一个正的数值。也就是说，只有在转速变大，且滑差程度指标λ大于第一预定值时，滑差检测单元16才产生滑差讯号160。

第二种确认方式是由滑差检测单元16依据被撷取的驱动电流、驱动电压及转速获得一扭矩差ΔT。滑差检测单元16是于扭矩差ΔT大于第四预定值且滑差程度指标λ大于第一预定值时，方才产生滑差讯号160。其中，扭矩差ΔT＝T_m-T_n。第四预定值可以是零或一正的数值。也就是说，只有在扭矩突然变小，且滑差程度指标λ大于第一预定值时，滑差检测单元16才产生滑差讯号160。

虽然上面各别列举第一及第二种确认方式，但此二种确认方式可以合并使用，也就是说，滑差检测单元16是于转速差Δω大于第三预定值、扭矩差ΔT大于第四预定值以及滑差程度指标λ大于第一预定值时，产生所述滑差讯号160。

接着，滑差检测单元16除了能采用上述滑差程度指标λ做为判断是否产生滑差现象外，亦可采用扭矩变化率进行滑差的判断。滑差检测单元16可依据被撷取的驱动电流、驱动电压及转速获得扭矩变化率η。滑差检测单元16是于扭矩变化率大于第二预定值时，产生滑差讯号160。

前述扭矩变化率η是指单位时间内输出扭矩的变化率。扭矩变化率η与驱动电流I、驱动电压V及转速ω符合下述关系式：

$\mathrm{\η}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$ .............................................................................式(6)

此扭矩变化率的推导过程如下：

首先，考虑控制系统的讯号处理为非连续，故直接将上述分别代表m，n时间点的扭矩值相减(而非采用微分与积分方式处理)，得到下式(7)，其中ΔT_mn即为上述扭矩差。

$\mathrm{\Δ}{T}_{\mathrm{mn}}=\frac{I_m-V_m}{{\mathrm{\ω}}_m}-\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}$ ................................................................式(7)

而扭矩变化率η即为将式(7)除以式(2)，得到下式(8)。

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\Δ}{T}_{\mathrm{mn}}}{T_m}=(\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m}-\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n})\frac{{\mathrm{\ω}}_m}{I_m{V}_m}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$ .........式(8)

因此，从式(8)即可得知，扭矩变化率η是指相对于第一时间点(m时间点)的扭矩变化的比率。若扭矩变化率η大于第二预定值时，即表示有滑差产生。此第二预定值可以是但不限于20％。第二预定值的设定可考虑实际实验结果，亦需考虑误动作。意即，若第二预定值设定为1％，则滑差检测单元16很可能会时常判断滑差产生，而误动作或增加整个系统的负担。

此一扭矩变化率η的判断方式，除了可以单独使用外，亦可选择性地结合上述二种确认的手段(扭矩差及转速差)。当然，亦可结合前述滑差程度指标λ进行判断。意即滑差检测单元16是于所述扭矩变化率η大于第二预定值以及滑差程度指标λ大于第一预定值时，产生滑差讯号160。

选择性地结合前述四种判断手段后的判断先后顺序，可考虑滑差检测单元16所需花费的运算时间做为结合的依据。例如，转速差所需的运算时间相对低于扭矩差、扭矩变化率或滑差程度指标所需运算时间，因此，可以先判断转速差是否大于第三预定值，若是，则再进行扭矩差、扭矩变化率或滑差程度指标的判断。

关于前述修正讯号，可以是采用转速差、扭矩差、扭矩变化率或滑差程度指标来进行查表而获得的，或者是内建一个关系式来计算而得，例如，修正讯号为转速差、扭矩差、扭矩变化率或滑差程度指针的函数。

接着，请继续参阅「图3」及「图4」。「图3」为依据本发明具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法第一实施例的流程示意图。「图4」为依据本发明驱动方法的修正程序一实施例的流程示意图。驱动方法适于一电动动力轮。电动动力轮的马达92是被驱动命令120所驱动。

驱动方法包含下述步骤：

步骤S20：撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速；

步骤S22：依据驱动电流、驱动电压及转速获得滑差程度指标；

步骤S24：判断所述滑差程度指标是否大于第一预定值；以及

步骤S26：若是，产生滑差讯号并执行步骤S28。

其中步骤S28为执行修正程序。

修正程序包含：步骤S280：依据所述滑差讯号修正所述驱动命令为一修正命令；以及步骤S282：以所述修正命令驱动所述马达。

步骤S20中撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速即对应上述的m，n时间点的驱动电流I_m，I_n、驱动电压V_m，V_n及转速ω_m，ω_n。步骤S22是由滑差检测单元16依据撷取到的驱动电流、驱动电压及转速获得滑差程度指标λ。此滑差程度指标λ符合式(1)、式(2)及式(3)关系式。步骤S24及S26则是当滑差检测单元16判断滑差程度指标λ大于第一预定值时，即表示有滑差产生，因此，滑差检测单元16即产生滑差讯号。在产生滑差讯号后，即需执行修正程序。

修正程序的步骤S280及S282的修正命令、滑差讯号与驱动命令之间的关系可以是修正命令等于驱动命令乘以滑差讯号，或者是修正命令等于驱动命令减掉滑差讯号。但并不以此为限。

请再参阅「图3」，驱动方法可还包含步骤S27：若否，则回到步骤S20。以能持续对马达驱动器进行数据撷取并检测是否有滑差产生。也就是说，当步骤S24判断滑差程度指标不大于第一预定值时，即回到步骤S20以撷取对应二相异时间点的驱动电流I_m，I_n、驱动电压V_m，V_n及转速ω_m，ω_n。

其次，请参阅「图5」，其为依据本发明驱动方法第二实施例的流程示意图。此驱动方法是于「图3」实施例的步骤S24之前增加步骤S23a：依据被撷取的转速获得转速差。同时，将步骤S24改为步骤S24a：判断滑差程度指标是否大于第一预定值且转速差是否大于一第三预定值。如此一来，即可在转速差及滑差程度指针两者都显示有滑差产生，才发出滑差讯号并进行修正程序。将能更谨慎地判断滑差是否发生。

前述步骤S23a是可在步骤S22之前。此外，判断步骤S23a所获得的转速差是否大于第三预定值的动作，亦可在步骤S23a结束之后，立即判断，在判断转速差并未大于第三预定值时，即可回到步骤S20，若判断转速差大于第三预定值后，再执行步骤S22。如此一来，可以在转速差并未大于第三预定值时，避免执行S22的运算动作，减少处理器(例如滑差检测单元)的负担。

再者，请参阅「图6」，为依据本发明驱动方法第三实施例的流程示意图。此驱动方法是于「图6」的步骤S24之前增加步骤S23b：依据被撷取的驱动电流、驱动电压及转速获得扭矩差及转速差。同时，步骤S24改为步骤S24b：判断滑差程度指标是否大于第一预定值、转速差是否大于第三预定值、且扭矩差是否大于第四预定值。若是，则执行步骤S26及S28。若否，则回到步骤S20。

其次，请参阅「图7」，「图7」为依据本发明驱动方法第四实施例的流程示意图。此驱动方法是于第一实施例的步骤S24之前增加步骤S23c：依据被撷取的驱动电流、驱动电压及转速获得扭矩变化率。而步骤S24改为步骤S24c：判断滑差程度指标是否大于第一预定值、且扭矩变化率是否大于第二预定值。其中扭矩变化率符合前述式(6)。如此一来，即可同时采用滑差程度指标及扭矩变化率来判断是否有滑差产生。

最后，请参考「图8」阅读之。「图8」为依据本发明驱动方法第五实施例的流程示意图。驱动方法的第五实施例包含：

步骤S20：撷取对应二相异时间点的驱动电流、驱动电压及转速；

步骤S21：依据驱动电流、驱动电压及转速获得扭矩变化率；

步骤S25：判断扭矩变化率是否大于第二预定值；以及

步骤S26：若是，产生一滑差讯号并执行步骤S28。

请见于「图4」，其中步骤S28为执行修正程序。修正程序包含：步骤S280：依据所述滑差讯号修正所述驱动命令为一修正命令；以及步骤S282：以所述修正命令驱动所述马达。

此第五实施例是将扭矩变化率单独做为滑差判断的条件，亦可达到本发明的目的。

Claims (27)

1.一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动装置，适于接收一使用者指令驱动一电动动力轮的一马达运转，所述驱动装置包括：

一驱动命令单元，接收所述使用者指示并产生一驱动命令；

一马达驱动器，用以驱动所述马达并输出一驱动电流、一驱动电压及一转速；

一滑差检测单元，撷取对应二相异时间点的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速并据以获得一滑差程度指标，当所述滑差程度指标大于一第一预定值时，所述滑差检测单元产生一滑差讯号；以及

一滑差控制单元，接收所述滑差讯号并依据所述滑差讯号产生一修正讯号，所述修正讯号及所述驱动命令结合成一修正命令，所述马达驱动器依据所述修正命令驱动所述马达。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述滑差程度指针与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt{{({\mathrm{\ω}}_m-{\mathrm{\ω}}_n)}^2+{(T_m-T_n)}^2+{(I_m-I_n)}^2}}{n-m};$

$T_m=\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m};$ 以及

$T_n=\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n};$

其中，λ为所述滑差程度指标，m，n各别为所述二相异时间点，m早于n，T_m，T_n分别为在m，n时间点的一驱动扭矩，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述滑差检测单元还依据被撷取的所述转速获得一转速差，所述滑差检测单元是于所述转速差大于一第三预定值以及所述滑差程度指标大于所述第一预定值时，产生所述滑差讯号。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述转速差符合下述关系式：

Δω＝ω_n-ω_m；

其中，Δω为所述转速差，m，n各别为所述二相异时间点，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

5.如权利要求3所述的驱动装置，其中所述滑差检测单元还依据被撷取的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一扭矩差，所述滑差检测单元是于所述转速差大于所述第三预定值、所述扭矩差大于一第四预定值以及所述滑差程度指标大于所述第一预定值时，产生所述滑差讯号。

6.如权利要求5所述的驱动装置，所述扭矩差符合下述关系式：

ΔT＝T_m-T_n；

$T_m=\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m};$ 以及

$T_n=\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n};$

其中，ΔT为所述扭矩差，m，n各别为所述二相异时间点，m早于n，T_m，T_n分别为在m，n时间点的一驱动扭矩，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

7.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述修正讯号正比于所述滑差程度指标。

8.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述修正命令为所述驱动命令乘以所述修正讯号，所述修正讯号为介于0到1之间的实数。

9.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述滑差检测单元还依据被撷取的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一扭矩变化率，所述滑差检测单元是于所述扭矩变化率大于一第二预定值时，产生所述滑差讯号。

10.如权利要求9所述的驱动装置，其中所述滑差检测单元是于所述扭矩变化率大于所述第二预定值以及所述滑差程度指标大于所述第一预定值时，产生所述滑差讯号。

11.如权利要求9所述的驱动装置，其中所述扭矩变化率与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\η}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$

其中，η为所述扭矩变化率，m，n分别为所述二相异时间点，m早于n，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

12.一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动装置，适于接收一使用者指令驱动一电动动力轮的一马达运转，所述驱动装置包括：

一驱动命令单元，接收所述使用者指示并产生一驱动命令；

一马达驱动器，用以驱动所述马达并输出一驱动电流、一驱动电压及一转速；

一滑差检测单元，撷取对应二相异时间点的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速并据以获得一扭矩变化率，当所述扭矩变化率大于一第二预定值时，所述滑差检测单元产生一滑差讯号；以及

一滑差控制单元，接收所述滑差讯号并依据所述滑差讯号产生一修正讯号，所述修正讯号及所述驱动命令结合成一修正命令，所述马达驱动器依据所述修正命令驱动所述马达。

13.如权利要求12所述的驱动装置，其中所述扭矩变化率与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\η}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$

其中，η为所述扭矩变化率，m，n分别为所述二相异时间点，m早于n，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

14.如权利要求12所述的驱动装置，其中所述滑差检测单元还依据被撷取的所述转速获得一转速差，所述滑差检测单元是于所述转速差大于一第三预定值以及所述扭矩变化率大于所述第二预定值时，产生所述滑差讯号。

15.如权利要求12所述的驱动装置，其中所述修正讯号正比于所述扭矩变化率。

16.一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法，适于一电动动力轮，所述电动动力轮的一马达是被一驱动命令所驱动，所述驱动方法包括：

撷取对应二相异时间点的一驱动电流、一驱动电压及一转速；

依据所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一滑差程度指标；

判断所述滑差程度指标是否大于一第一预定值；以及

若是，产生一滑差讯号，并执行一修正程序，所述修正程序包含：

依据所述滑差讯号修正所述驱动命令为一修正命令；以及

以所述修正命令驱动所述马达。

17.如权利要求16所述的驱动方法，其中所述滑差程度指针与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt{{({\mathrm{\ω}}_m-{\mathrm{\ω}}_n)}^2+{(T_m-T_n)}^2+{(I_m-I_n)}^2}}{n-m};$

$T_m=\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m};$ 以及

$T_n=\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n};$

其中，λ为所述滑差程度指标，m，n各别为所述二相异时间点，m早于n，T_m，T_n分别为在m，n时间点的一驱动扭矩，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

18.如权利要求16所述的驱动方法，其中在所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤之前还包含依据被撷取的所述转速获得一转速差的步骤，而所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤包含判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值且所述转速差是否大于一第三预定值的步骤。

19.如权利要求18所述的驱动方法，其中所述转速差符合下述关系式：

Δω＝ω_n-ω_m；

其中，Δω为所述转速差，m，n各别为所述二相异时间点，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

20.如权利要求16所述的驱动方法，其中在所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤之前还包含：依据被撷取的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一扭矩差及一转速差的步骤，而所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤包含判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值、所述转速差是否大于一第三预定值、且所述扭矩差是否大于一第四预定值的步骤。

21.如权利要求20所述的驱动方法，其中所述转速差及所述扭矩差符合下述关系式：

Δω＝ω_n-ω_m；

ΔT＝T_m-T_n；

$T_m=\frac{I_m{V}_m}{{\mathrm{\ω}}_m};$ 以及

$T_n=\frac{I_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n};$

其中，ΔT为所述扭矩差，Δω为所述转速差，m，n各别为所述二相异时间点，m早于n，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，T_m，T_n分别为在m，n时间点的一驱动扭矩，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

22.如权利要求16所述的驱动方法，其中在所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤之前还包含：依据被撷取的所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一扭矩变化率的步骤，而所述判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值的步骤包含判断所述滑差程度指标是否大于所述第一预定值、且所述扭矩变化率是否大于一第二预定值的步骤。

23.如权利要求22所述的驱动方法，其中所述扭矩变化率与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\η}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$

其中，η为所述扭矩变化率，m，n分别为所述二相异时间点，m早于n，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

24.如权利要求16所述的驱动方法，其中所述修正讯号正比于所述滑差程度指标。

25.如权利要求16所述的驱动方法，其中所述修正命令为所述驱动命令乘以所述修正讯号，所述修正讯号介于0.5到1之间。

26.一种具有滑差修正的电动动力轮的驱动方法，适于一电动动力轮，所述电动动力轮的一马达是被一驱动命令所驱动，所述驱动方法包括：

撷取对应二相异时间点的一驱动电流、一驱动电压及一转速；

依据所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速获得一扭矩变化率；

判断所述扭矩变化率是否大于一第二预定值；以及

若是，产生一滑差讯号，并执行一修正程序，所述修正程序包含：

依据所述滑差讯号修正所述驱动命令为一修正命令；以及

以所述修正命令驱动所述马达。

27.如权利要求26所述的驱动方法，其中所述扭矩变化率与所述驱动电流、所述驱动电压及所述转速符合下述关系式：

$\mathrm{\η}=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_m{I}_n{V}_n}{{\mathrm{\ω}}_n{I}_m{V}_m}$

其中，η为所述扭矩变化率，m，n分别为所述二相异时间点，m早于n，I_m，I_n分别为在m，n时间点的所述驱动电流，V_m，V_n分别为在m，n时间点的所述驱动电压，ω_m，ω_n分别为在m，n时间点的所述转速。

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