CN110893852B - 车辆的速度调控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种车辆的速度调控装置，包括一车辆包含有一驱动马达、一电池，一加速度传感器；加速度传感器以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆的行驶加速度一次并产生一行驶加速度值；以及一主控制器电性链接至驱动马达、电池与加速度传感器，主控制器具有一定速行驶设定值、一计算单元，主控制器接收加速度传感器所侦测车辆的行驶加速度值，该计算单元计换算该行驶加速度值并产生一换算车速值，且主控制器比较该换算车速值与定速行驶设定值而输出调整讯号于驱动马达、电池，以避免车辆在大幅的速度落差之间进行不平均的加速的节能省电效果。

Description

车辆的速度调控装置
技术领域
本发明涉及车辆速度控制的技术领域，尤其涉及一种车辆定速行驶控制的速度调控装置。
背景技术
目前，使用电能用于各种车辆的辅助动力，用以驱动控制车辆的速度，从早期的助力车，到近来的电动机车，甚至是四轮的电车，有越来越普遍的趋势。
而且，无论是两轮的电动机车或是四轮电车的速度控制，都少不了定速巡航的控制功能，一般而言，大致会使用速度传感器侦测车辆的行驶速度，配合一控制单元具有内建的定速行驶默认值并联结至驱动马达与电池，再将所侦测车辆的行驶速度传送至车辆的控制单元，使控制单元比较车辆的行驶速度与定速行驶默认值，而提高或减少驱动马达、电池输出的调整控制，其有关速度传感器在一般助力车上的定速控制运用如中国台湾申请第103115884号的「调整电动助力车之模式的方法及电动助力系统」所示。
然而，以轮胎直径为70cm的两轮机车定速行驶默认值20km/hr为例，控制单元当车速从20km/hr降为18km/hr才确认速度的降低而开始提高驱动马达、电池的输出来加速，则轮胎直径:D＝70 cm＝0.7"m"，由于使用速度传感器侦测车辆的行驶速度要通过轮圈旋转一圈以上(在此仅以两圈为例计算)，则轮胎绕两圈长度:
Figure GDA0002680158290000011
而减速时的平均速度:
Figure GDA0002680158290000012
另，控制单元确认减速所耗秒数为：
Figure GDA0002680158290000013
Figure GDA0002680158290000014
定速行驶默认值:
Figure GDA0002680158290000015
降速以后的速度：v1＝18(km/hr)＝5.00"(m/s)"。
如图7所示，若以人体40加车体50的重量90公斤的质量为例，计算从18km/hr加速到20km/hr所耗能量为：
Figure GDA0002680158290000021
在图7中，上述使用速度传感器侦测车辆的行驶速度需要通过轮圈旋转两圈以上，致使控制单元确认降速的时间点相对落后，使车辆从图中A点行驶到B点的车速降到18km/hr；这时控制单元开始提高加速的供电，又因为通过轮圈旋转的测速机制造成测速时间点落后关系往往会加速过头，而使车速大幅超过定速行驶默认值20(km/hr)，如图中C点所示，有可能已经把车速加到25(km/hr)。
另，如图6所示，为针对使用速度传感器侦测行驶速度来进行定速控制的一般车辆，依据每隔0.5秒传送1笔数据的状况下的用电模式(Power Model)，图中以粗黑线表示车速而以细黑线表示电流，上述因为通过轮圈旋转测速的侦测采样的时间落差过大，使得车辆在大幅度的速度落差之间进行不平均的加速，往往会有重复性的过度加速而形成图中斜线区域所示的较耗电区，不但造成车速的不稳定性与电能的无谓虚耗，是为一般车辆使用速度传感器侦测行驶速度来进行定速控制操作的最大缺点。
所以，如何针对使用速度传感器侦测车辆的行驶速度来进行定速控制的一般车辆，因为不平均的加速而造成车速的不稳定性与电能的无谓虚耗等缺点而进行创新发明，是为本发明所欲行解决的困难点所在。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种车辆的速度调控装置，避免车辆在大幅度的速度落差之间进行不平均的加速，及避免重复性的过度加速所造成的电能无谓虚耗而相对达到节能省电，同时避免过大幅度加速以维持车辆速度的稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种车辆的速度调控装置，包括一车辆包含有一驱动马达、提供驱动马达运作所需的一电池，以及一加速度传感器。
该加速度传感器设置于车辆的车体上且以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆的行驶加速度一次，并产生一行驶加速度值。
以及一主控制器设置于该车辆并电性链接至驱动马达、电池与加速度传感器，该主控制器具有一定速行驶设定值、一计算单元，该主控制器接收加速度传感器所侦测车辆的行驶加速度值，该计算单元计换算该行驶加速度值并产生一换算车速值，且该主控制器比较该换算车速值与定速行驶设定值而输出调整讯号于驱动马达、电池，借以控制驱动马达与电池的输出，当该换算车速值大于定速行驶设定值该主控制器降低驱动马达、电池输出，而当该换算车速值小于定速行驶设定值，该主控制器提高驱动马达、电池输出。
本发明进一步的技术特征在于，进一步具有一显示器且与主控制器联结，该显示器显示该计算单元计算该行驶加速度值所产生的换算车速值。
本发明进一步的技术特征在于，该车辆进一步具有电性联结至该主控制器的一定速设定钮，于车辆行驶中启动定速设定钮，该主控制器以计算单元计算产生的换算车速值取代定速行驶设定值。
本发明的有益效果是，避免车辆在大幅度的速度落差之间进行不平均的加速，及避免重复性的过度加速所造成的电能无谓虚耗而相对达到节能省电，同时避免过大幅度加速以维持车辆速度的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明结构的平面示意图一。
图2为本发明结构的平面示意图二。
图3为本发明结构链接的方块图。
图4为本发明的行驶车速示意图。
图5为本发明的行驶用电模式示意图。
图6为使用速度传感器侦测行驶速度进行定速控制的一般车辆行驶用电模式示意图。
图7为使用速度传感器侦测行驶速度进行定速控制的一般车辆行驶车速示意图。
图中标号说明：
10 车辆
12 驱动马达 13 电池
14 加速度传感器 141 行驶加速度值
15 显示器 16 定速设定钮
20 主控制器 21 定速行驶设定值
22 计算单元 221 换算车速值
30 人体
40 人体 50 车体
具体实施方式
请参阅图1至图3所示本发明一种车辆的速度调控装置，包括：一车辆10包含有一驱动马达12、提供驱动马达12运作所需的一电池13，以及一加速度传感器14。
该加速度传感器14设置于车辆10的车体上且以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆10的行驶加速度一次，并产生一行驶加速度值141。
以及一主控制器20设置于该车辆10并电性链接至驱动马达11、电池12与加速度传感器14，该主控制器20具有一定速行驶设定值21、一计算单元22，该主控制器20接收加速度传感器14所侦测车辆10的行驶加速度值141，该计算单元22计换算该行驶加速度值141并产生一换算车速值221，且该主控制器20比较该换算车速值221与定速行驶设定值21而输出调整讯号于驱动马达12、电池13，借以控制驱动马达12与电池13的输出，当该换算车速值221大于定速行驶设定值21该主控制器20降低驱动马达12、电池13输出，而当该换算车速值221小于定速行驶设定值21，该主控制器20提高驱动马达12、电池13输出。
于下进一步细述本发明的各组件的特征，在上述图1至图3中，该车辆10进一步具有一显示器15且与主控制器20联结，该显示器15显示该计算单元22计算该行驶加速度值141所产生的换算车速值221。其次，该车辆10进一步具有电性联结至该主控制器20的一定速设定钮16，于车辆10行驶中启动定速设定钮16，该主控制器20以计算单元22计算产生的换算车速值221取代定速行驶设定值21。
如图1至图3所示结构，由于本发明该加速度传感器14以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆10的行驶加速度一次，远小于一般车辆使用速度传感器确认减速所需耗费秒数0.83秒，通过更密集时间间隔的侦测下，以相同的定速行驶默认值21，20(km/hr)为例，能缩小在速度降为19.76(km/hr)就确认降速；配合如图4所示，当车辆10由图中A点行驶至B点确认降速时，这时主控制器20开始提高提高驱动马达12、电池13输出以提供加速的供电，则
Figure GDA0002680158290000052
因此，图中以人体30加车辆10的重量90公斤的相同条件近为例，计算从19.76(km/hr)加速到定速行驶设定值21，20km/hr)所耗能量为：
Figure GDA0002680158290000051
因此，本发明该主控制器20比较该换算车速值22与定速行驶设定值21，20km/hr)而输出调整讯号于驱动马达12、电池13，借以控制驱动马达12与电池13的输出操作中；当该换算车速值22小于定速行驶设定值21，20km/hr)，该主控制器20提高驱动马达12、电池13输出，而使车辆的行驶速度从19.76(km/hr)加速到定速行驶设定值21，20km/hr)所耗能量，与上述使用速度传感器侦测速度的一般车辆所需能量的损耗比例为：
Figure GDA0002680158290000053
因此，本发明所消耗能量相较上述使用速度传感器侦测速度的一般车辆消耗能量的比为12.56％，只需消耗现有一般车辆消耗能量的12.56％，即可回到原本的速度，而有效减少因过大速度落差造成无谓加速的能量耗损。而且，因为使用加速度传感器14进行在小于0.5秒的时瞬间进行一次侦测，本发明能在车辆10速度超过定速行驶设定值21，20km/hr)后能快速的确认，如图4中C点所示，车速加到20.01(km/hr)及时确认超速，使主控制器20及时降低驱动马达12、电池13输出进行降速。
如图5为本发明的行驶用电模式示意图，图中以粗黑线表示车速而以细黑线表示电流，并以纵坐标为车辆时速、横坐标为侦测回传时间间隔秒数，上述通过加速度传感器14以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆10的行驶加速度而进行的定速操作，在车辆10速度超过或低于定速行驶设定值21，20(km/hr)后快速的确认，并使主控制器20及时降低或提高驱动马达12、电池13输出进行速度调整；相较于图7使用速度传感器侦测行驶速度进行定速控制的一般车辆行驶用电模式，本发明在同一路段同样测试下，本发明由图中粗黑线所示的车速，会在速度缓下时立即给予辅助电力，而使得表示车速的粗黑线末段得以及时逼近定速行驶设定值21，20(km/hr)。
据此，本发明能避免车辆10在大幅度的速度落差之间进行不平均的加速，能避免重复性的过度加速所造成的电能无谓虚耗(即图6斜线区域所示现有一般车辆的较耗电区)而相对达到节能省电；在各种情境下，都能使电力能量耗费的总和远低于现有一般车辆消耗能量(如前所述的能量比12.56％)，达到更大的能量节省。
而且，本发明上述的速度调控操作能进一步避免过大幅度加速造成车速的不稳定性，与顿挫的颠簸感受，具有较佳的乘坐舒适性。
最后，如上所述本发明定速操作的速度调控同样能使用于四轮车辆。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种车辆的速度调控装置，其特征在于，包括：
一车辆包含有一驱动马达、提供驱动马达运作所需的一电池，以及一加速度传感器；
该加速度传感器设置于车辆的车体上且以小于0.5秒的时间间隔侦测车辆的行驶加速度一次，并产生一行驶加速度值；
以及一主控制器设置于该车辆并电性链接至驱动马达、电池与加速度传感器，该主控制器具有一定速行驶设定值、一计算单元，该主控制器接收加速度传感器所侦测车辆的行驶加速度值，该计算单元计换算该行驶加速度值并产生一换算车速值，且该主控制器比较该换算车速值与定速行驶设定值而输出调整讯号于驱动马达、电池，借以控制驱动马达与电池的输出，当该换算车速值大于定速行驶设定值该主控制器降低驱动马达、电池输出，而当该换算车速值小于定速行驶设定值，该主控制器提高驱动马达、电池输出。
2.根据权利要求1所述的车辆的速度调控装置，其特征在于，进一步具有一显示器且与主控制器联结，该显示器显示该计算单元计算该行驶加速度值所产生的换算车速值。
3.根据权利要求1所述的车辆的速度调控装置，其特征在于，所述车辆进一步具有电性联结至该主控制器的一定速设定钮，于车辆行驶中启动定速设定钮，该主控制器以计算单元计算产生的换算车速值取代定速行驶设定值。
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