TW201841794A - 用於車輛的控制系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一車輛(100)的一電機，並且更具體而言，本發明係有關於一種控制器，其係配備有用於一車輛(100)的該電機的開關。該旋轉的磁場係以60°電性角度的步階來加以產生，此舉導致轉子轉矩被選擇為60°的轉矩相對於角度波形的一組合，該轉矩相對於角度波形具有導致六個重複的轉矩波形之一波峰轉矩。藉由本配置，增加該輸出轉矩波形的最低的轉矩是可能的，其於是增加該轉子的平均轉矩，並且仍然保持該波峰轉矩是相同的。

Description

用於車輛的控制系統

本發明係有關於一車輛的一種電機，並且更具體而言，本發明係有關於一種用於一車輛的該電機的控制器。

一電機通常是由定子及轉子所構成的。一般而言，對於具有一種星形繞組配置的BLDC機器而言，用於此種機器的控制器亦配備有六個功率電子開關，其係以電流在任何情況都流過兩個相位的此種方式，來控制通過該機器的三個相位的電流。該些開關係如此被配置，以使得該些開關中的兩個係串聯連接在該電源供應器之間，並且三個此種配置係加以重複。再者，每一種配置的中間的部分係連接至該星形繞組配置的相位端。

此係產生六個穩定的位置，以讓磁場在該轉子的一完整的機械迴轉的一轉矩波形中造成六個漣波。該些漣波係在平均轉矩上具有負面的影響，其係進一步降低可被施加至負載的可利用的負載轉矩。因此，在此種機器中，為了符合負載–轉矩的要求，該機器的整體尺寸一般是較大的，此可能會阻礙該機器在一車輛中，更具體而言，在例如是兩輪或三輪的小尺寸的車輛上的設置。

因此，有需要提供一種小型尺寸的機器，其可以傳遞更大的平均轉矩以用於符合該車輛的負載–轉矩的要求。

本發明係描述一種就功能而論超越ISG的機器。本發明亦被設計以在高速的高負載的狀況之下提供協助給該引擎，使得車輛及引擎的操作可加以執行來降低CO2及NOx的排放。再者，本發明可以在例如是感應機(Induction machine)、切換式磁阻機(switched reluctance machine，SRM)、以及BLDC(switched reluctance machine，直流無刷)機器的多種機器拓樸的幫助下加以實現。感應及切換式磁阻機係利用對應的功率電子控制器來加以操作，其係根據例如是目前的轉動速率的輸入狀況來調節轉矩。

儘管感應機以及SRM並不具有受限於感應的反(back)電動勢(emf，electro motive force)的速度，但是BLDC的速度範圍係由於此感應的電壓而受損。這是由於旋轉的磁鐵的存在所引起的在該些線圈中的通量的變化率所造成的在該繞組線圈中感應的電壓。此電壓係限制流入到該機器中的電流，其係根據所供應的電壓而限制在超過零的速度下的可能的轉矩。

當一機器被設計以用於起動以及動力輔助的操作時，需求是相衝突的。起動係需要高的轉矩常數，而動力輔助係需要高速/動力的操作，因而於是需要低的轉矩常數。

本發明係提供一BLDC機器以及一用於該BLDC機器的控制器，其係具有八個功率電子開關，其中該些開關是以一種該些開關中的兩個開關(一個在頂端以及一個在底部)係串聯連接在該電源供應器之間的方式來加以配置，並且四個此種配置係加以重複。再者，前三個配置的中間的部分係連接至該星形繞組配置的相位端，而第四配置的中間的部分係連接至該星形繞組配置的中性點。

再者，該些開關的每一個係藉由一微控制器個別地透過功率電子切換電路來加以操作。該些開關的每一個係由多個功率電子切換電路元件的並聯的組合所構成的。

該習知的BLDC機器以及其控制器係提供具有六個開關的三個配置，當以一預設的順序來加以操作時，其中來自兩個不同配置的開關係被操作，其中該開關中之一是一頂端開關，而另一個是一底部開關，一旋轉的磁場係被建立在該BLDC機器的定子中。一般而言，該旋轉的磁場係使得該轉子遵循該磁場，以用於建立該轉子的旋轉的運動。

在此種BLDC機器中，該旋轉的磁場係以60 電性角度的步階而被產生，此舉導致轉子轉矩被選擇為60 的轉矩相對於角度波形的一組合，該轉矩相對於角度波形具有導致六個重複的轉矩波形之一波峰轉矩。在該轉子的360 電性旋轉之內，此將會有六個轉矩漣波。該轉子的平均轉矩一般是該輸出轉矩波形的波峰轉矩以及最低的轉矩的平均。在此一情形中，該轉子的平均轉矩係低於該波峰轉矩，此係導致機器只符合較低的負載轉矩的要求。

因此，在本發明中，一作為第四開關配置的專用的開關配置係被實施，以使得該第四配置的該中間的部分係連接至該機器的星形繞組配置的中性點。藉由此種配置，本發明係達成一可能的開關配置，其可以產生小於60 電性角度的較細的步階，譬如是具有該旋轉的磁場的30 電性角度。

例如，在一實施例中，本發明係牽涉到為了該旋轉的磁場的第一30 電性角度，導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第四開關配置的該底部開關，以導致一電流只流過該些相位中之一。為了該旋轉的磁場的下一個30 電性角度，該第一開關配置的該頂端開關以及該第二開關配置的該底部開關係被導通，此係導致一電流流過該定子繞組的相位中的兩個。類似地，該旋轉的磁場的30 角度的步階可被達成。藉由此配置，增加該輸出轉矩波形的最小的轉矩是可能的，此於是增加該轉子的平均轉矩，並且仍然保持相同的波峰轉矩。在此一情形中，在該較高的平均轉矩下，該BLDC機器符合較高的負載轉矩的要求是可能的。

在一實施方式中，在該電機的空氣間隙中的磁場的所產生的相位係在每一個步階中被旋轉30 。相應的是，更大數量的霍耳效應(Hall Effect)感測器可被置放在該電機的定子上，以偵測該轉子的30 迴轉。在另一實施例中，該轉子的位置係根據產生自被安裝在該定子之上的傳統的三個霍耳效應感測器的該轉子的先前已知的位置以及計算出的速度來加以預測的。

在該些相位中只有一相位正在切換的時間期間，該控制器的電流限制係被增大，使得所產生的磁場的波峰振幅將會被維持相同的。

在一實施例中，本發明係致能達成具有小型尺寸以及較小重量的BLDC機器，此係使得其能夠被裝設在小尺寸的車輛中。再者，本發明亦有助於達成較高的平均轉矩，此係使得該機器能夠符合該車輛的較高的負載轉矩的要求。對於被設計用於高速的駕車操作的BLDC機器而言，起動的轉矩一般是較低的。然而，本發明係提供一被配置以達成較高的起動的轉矩的BLDC機器，除了迎合該高速的駕車操作之外，其可以符合該車輛的起動能力的要求，例如一像是該車輛的內燃式引擎的動力傳動機構的起動能力的要求。

在該實施例中之一，所提出的電機係被用來協助該內燃式引擎的曲軸的旋轉，其中在操作電流下的波峰轉矩，係在該車輛的起動期間、以及在該車輛的運行期間提供動力輔助至該內燃式引擎的期間，被限制為大約50 Nm。再者，在本發明的電機的操作電流下的波峰轉矩係小於一混合動力及/或電動車輛的一動力馬達的操作要求。

在一實施例中，本案標的係提供一種控制系統，以用於在起動期間以及在高速的操作期間輔助一車輛的一內燃式引擎，並且達成較高的平均轉矩。本發明的控制系統係被設置有一電機，其係小型的並且能夠被容納在一小型車輛以及一電源中。該控制系統亦能夠達成在高速操作下的廢氣排放上的縮減。

在一實施例中，本發明的控制系統係包括BLDC類型的電機。該電機係包含一具有複數個齒的定子，該複數個齒的每一個齒係被纏繞導線以形成用一星形繞組配置來連接的一繞組。該電機係包含一具有複數個永久磁鐵的轉子，該複數個永久磁鐵係被配置成面對該定子的該複數個齒。

在一實施例中，本發明的控制系統係包括一機器控制器，其係包含至少一微控制器。該機器控制器係包含一第一組的開關配置，其係具有以第一、第二及第三開關配置來加以配置的六個開關，其中該第一、第二及第三開關配置係分別包含兩個串聯連接在該電源的端子之間的開關。該第一組係包含三個頂端開關以及三個底部開關，其中串聯連接的該兩個開關的每一個的一第一接合部分係連接至該星形繞組配置的一第一相位的一連接器端。被設置的是串聯連接的該兩個開關的每一個的一第二接合部分係連接至該星形繞組配置的一第二相位的一連接器端。串聯連接的該兩個開關的每一個的一第三接合部分係連接至該星形繞組配置的一第三相位的一連接器端。該機器控制器係包含以一第四開關配置來加以配置的一第二組的開關配置，其係具有兩個串聯連接在該電源的該些端子之間的開關，該第二組係包含一連接至該星形繞組配置的一中性點的第四接合部分。

在一實施例中，該控制系統係包含至少一微控制器，其係導通具有預設的順序的一開關配置，其係產生一旋轉的磁場的一30 電性角度的步階。

再者，在一實施例中，該控制系統係被設置有該至少一微控制器，其係為了該旋轉的磁場的一第一30 電性角度，導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第四開關配置的該底部開關，此係使得一電流流過該第一相位。該至少一微控制器係為了該旋轉的磁場的一第二30 電性角度，導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第二開關配置的該底部開關，此係使得一電流流過該第一相位以及該第二相位。

再者，在一實施例中，該至少一微控制器係藉由以一預設的順序來導通該第一組以及該第二組的該些開關配置，以造成該旋轉的磁場的30 角度的步階。

在一實施方式中，該BLDC電機的該複數個永久磁鐵係被安裝在該轉子的一面對該定子的表面上。在一替代的實施方式中，該BLDC電機的該複數個永久磁鐵係被嵌入在該轉子的內部。

再者，在一實施方式中，該電機是一直流無刷馬達，其係具有被設置在該定子的內部的該轉子。在另一實施方式中，該電機是一直流無刷馬達，其係具有被設置在該定子的外部的該轉子。

在一實施例中，該第一組以及該第二組的開關配置係由多個功率電子切換電路元件的並聯的組合所構成的。在一實施例中，該電源係用於在該電機操作為一馬達時供應能量至該電機，並且用於在該電機操作為一發電機時儲存藉由該電機所產生的能量在一電源中。

在一實施方式中，該控制系統係包括一或多個感測器，其係能夠感測該轉子的一操作位置。在一實施例中，該轉子係能夠藉由和該定子在從至少一能量儲存裝置接收電能之際所產生的一磁場相互作用來旋轉，該轉子係藉由一空氣間隙來和該定子分開的，並且其中該磁場係垂直於該轉子的一旋轉軸。

在一替代實施例中，該轉子係能夠藉由和該定子在從至少一能量儲存裝置接收電能之際所產生的一磁場相互作用來旋轉，該轉子係藉由一空氣間隙來和該定子分開的，並且其中該磁場係平行於該轉子的一旋轉軸。

在一實施例中，該電機係能夠在操作電流下達成一波峰轉矩，該波峰轉矩係在該引擎的起動期間以及在該車輛的運行期間提供動力輔助至該內燃式引擎時最多50 Nm。在一替代實施例中，該波峰轉矩在三輪車輛的情形中係最多10 Nm到30 Nm。類似地，該波峰轉矩在兩輪車輛(例如，具有一約110 cc的引擎排氣量的重型機車及摩托車類型的車輛)的情形中可以是在最多7 Nm的範圍內。在一實施例中，對於較高排氣量的兩輪車輛(例如，具有約200 cc的引擎排氣量的重型機車)而言，該波峰轉矩可以是最多10 Nm。

本案標的之這些及其它的優點將會在以下的說明中結合該些圖來更加詳細地加以描述。

圖1是描繪根據本案標的之一實施例的一範例的兩輪車輛的左側視圖。該車輛100係具有一車架組件105，其係作用為該車輛100的結構的構件並且作為骨架。該車架組件105係包含一頭管105A，而一操控組件係透過該頭管105A可旋轉地加以軸頸連接。該操控組件係包含一把手組件111，其係透過一或多個前懸吊120來連接至一前輪115。一前擋泥板125係覆蓋該前輪120的至少一部分。再者，該車架組件105係包含一主要管(未顯示)，其係從該頭管105A向後下地延伸。一油箱130係被安裝至該主要管105A。再者，一下管(未顯示)係從該主要管的一後方部分實質水平地向後延伸。此外，該車架組件係包含一或多個後管(未顯示)，其係從該下管的一後方部分傾斜地向後延伸。在一較佳實施例中，該車架組件105是單管類型，其係從該車輛100的一前方部分F延伸至一後方部分R。

在一實施例中，一動力單元135係被安裝至該下管。在一實施例中，該動力單元135係包含一IC引擎。該油箱130係在功能上連接至該動力單元135以用於供應燃料。在一較佳實施例中，IC引擎係向前傾斜的，亦即該引擎的一活塞軸係向前傾斜的。再者，該IC引擎135係在功能上耦接至一後輪140。一擺臂145係可擺動地連接至該車架組件105，並且該後輪140係藉由該擺臂145來可旋轉地加以支承。以一角度連接該擺臂145的一或多個後懸吊150係承受由於輪反作用所發生的徑向及軸向的力。一後擋泥板155係被設置在該後輪145之上。一座椅組件160係被設置在藉由該車架組件105所界定的跨過部分的一後方部分R。在一實施例中，該座椅組件160係包含一騎乘者座椅160A、以及一後座座椅160B。再者，該後座座椅160B係被設置在該後輪145之上。再者，該車輛100係藉由一被安裝至該車架組件105的中心車架(未顯示)來加以支撐。一踏板165係被安裝至該下管，並且被設置在該跨過部分處。該踏板165係覆蓋該動力單元135的至少一部分。該車輛100係採用一藉由該車架組件105支承的輔助的動力單元(未顯示)，例如一像是電池的能量儲存裝置。此外，該車輛100係被設置有至少一組的腳踏板180，以供該騎乘者/後座乘客擱腳用。

圖2係描繪相關本發明的一實施例的一電機的橫截面。在一實施例中，該電機是一外旋轉的BLDC機器。在一實施例中，該外旋轉的BLDC機器係作用為一體式起動發電機(integrated starter generator，ISG)。本案標的之電機101係包含一轉子104，其進一步包含一背鐵106以及複數個被設置在該轉子104的內表面上的磁鐵108。在一實施例中，該背鐵106係和該轉子104的旋轉一起旋轉。在一實施例中，該複數個磁鐵108是永久磁鐵。

再者，該背鐵106可以是用鐵、矽鋼的任一種所製造出的，其係被做成為一整塊的鐵或是矽鋼。或者是，該背鐵106係被做成為鐵或是矽鋼的層，其中複數個電性絕緣層是介於其之間的。在一實施例中，該複數個磁鐵108可以是弧形類型的磁鐵以及平坦的磁鐵的任一者。再者，在一實施例中，該複數個磁鐵108係在圓周上彼此相鄰地被設置，而無任何間隙。或者是，該複數個磁鐵108可以在圓周上彼此相鄰地被設置，其中圓周的空氣間隙是介於該複數個磁鐵108的兩個相鄰的磁鐵之間。

再者，該電機101係包含一定子102，其係具有一被設置在中心的定子磁芯118，而複數個定子齒112係在該定子磁芯118的周圍，而在圓周上被設置以在其之間形成複數個定子槽114。在一實施例中，該複數個定子槽114係進一步被填入複數個繞組116。在一實施例中，該定子102係被封入在該轉子104之內，並且藉由一空氣間隙110來加以徑向地分開。在一實施例中，該複數個定子齒112的每一個齒係包含一柄部分。在一實施例中，該複數個定子齒112的齒的柄部分係在該柄部分的兩個末端(亦即在一朝向該定子磁芯118的第一端、以及一遠離該定子磁芯118的第二端)上被設置有相等的寬度。在一替代實施例中，該複數個定子槽114的每一個槽係在兩個末端(亦即，在一較靠近該定子磁芯118的端、以及在一遠離該定子磁芯118的端)被形成具有相等的寬度，其係藉由該複數個定子齒112的在其兩個末端具有不同的寬度的兩個相鄰的齒來加以達成。在另一替代實施例中，該複數個定子齒112的齒的每一個以及該複數個定子槽114的槽的每一個係以該齒以及該槽在兩個末端的寬度是不相等的此種方式來加以形成。在一實施例中，該複數個定子齒112的齒的每一個的柄部分係以一面對該轉子104的頭部分作為末端，並且具有一較寬於該柄部分的寬度。

圖3是描繪根據本發明的一實施例的一種控制系統的方塊圖，其係用於在起動期間以及在高速的操作期間輔助一車輛的一內燃式引擎。在一實施例中，該控制系統200係包含一機器控制器202，其進一步包含至少一微控制器204、以及複數個開關214。該機器控制器202係藉由一例如是電池212的能量儲存裝置所供電，並且能夠從一或多個感測器208接收輸入。根據從該一或多個感測器208所接收到的輸入，該機器控制器202係控制該電機101，以在該車輛的起動期間藉由提供一升壓電壓至該電機101、以及在該車輛的運行操作期間藉由提供來自該電池212的一電壓以有效地運作。

在一實施例中，該微控制器204係能夠處理從該一或多個感測器208接收到的信號，以用於該車輛的有效的起動操作。

圖4是描繪根據本發明的一實施例的一個三相的切換網路的功率電子開關的該些開關的六個可能的狀態中的三個的相位圖表示。在一實施例中，該相位圖402係描繪如同以沿著由於該電機101的相位A所造成的磁場以及由於該電機101的相位-B所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。在一實施例中，該相位圖404係描繪以沿著由於該電機101的相位A所造成的磁場以及由於相位-C所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。類似地，在一實施例中，該相位圖406係描繪以由於該電機101的相位B所造成的磁場以及由於該電機的相位-C所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。在一實施例中，上述的三個順序AB'、AC'及BC'是分開60°的順時針旋轉的順序。

圖5是描繪在圖4中所描繪的六個開關的網路的功率電子開關，其係產生在圖2中所描繪的三相的電機的切換。在一實施例中，該機器控制器202的功率電子電路300係包含一第一頂端開關314以及一第一底部開關316，其係被串聯配置以在兩者之間形成一第一接合部分308。該第一頂端開關314係連接至該電池212的正端子，而該第一底部開關316係連接至該電池212的負端子。類似地，該機器控制器202的功率電子電路300亦包含分別與第二及第三底部開關320、324串聯配置的一第二及第三頂端開關318、322，其係在其對應的交叉處形成第二及第三接合部分310、312。該第一頂端及底部開關314、316係與該第二頂端及底部開關318、320、以及該第三頂端及底部開關322、324並聯配置。該第一、第二及第三接合部分308、310、312係進一步連接至該電機101的相位端，例如是該電機101的相位端A、B、C 302、304、306，使得在該機器控制器202以及該電機101之間的電連接係被建立。

圖6係提供根據本發明的一實施例的該三相的切換網路的功率電子開關的該些開關的六個可能的狀態的相位圖表示。在一實施例中，該相位圖402係描繪如同以沿著由於該電機101的相位A所造成的磁場以及由於該電機101的相位-B所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。在一實施例中，該相位圖404係描繪以沿著由於該電機101的相位A所造成的磁場以及由於相位-C所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。類似地，在一實施例中，該相位圖406係描繪以由於該電機101的相位B所造成的磁場以及由於該電機的相位-C所造成的磁場的2d向量來加以表示的所產生的磁場。類似地，本案標的係提供一相位圖602，其中所產生的磁場是沿著由於該電機101的相位-B所造成的磁場。在一實施例中，由於相位-B所產生的磁場以及該相位圖402所產生的磁場是處於一分開30°的順時針旋轉的順序。類似地，該些相位圖604及606係提供由於相位A以及相位-C所產生的磁場。再者，由於相位A所產生的磁場以及該相位圖404所產生的磁場是處於一分開30°的順時針旋轉的順序，且由於相位-C所產生的磁場以及該相位圖406所產生的磁場是處於一分開30°的順時針旋轉的順序。

圖7係描繪該六個開關的網路的功率電子開關係具有一額外的腳的開關，其係電連接至在圖2中所描繪的電機的星形繞組的線圈的中性點。在一實施例中，本發明的功率電子電路700進一步包含一第四頂端開關sw7 704以及一第四底部開關sw8 706，其係被串聯配置以在兩者之間形成一第四接合部分N 708。在一實施例中，該第四接合部分N 708係進一步連接至該電機101的一相位端，例如是該電機101的星形繞組配置的中性點N 702，使得當該電流通過以上的開關中之一而通往該中性點N 702時，所產生的磁場係分開30°，藉此降低該平均。

圖8係描繪根據在圖5中所示的網路來連接的一習知的電機的一轉矩波形。在一實施例中，該旋轉的磁場係以60°電性角度的步階而被產生，此舉導致轉子轉矩被選擇為60°的轉矩相對於角度波形的一組合，該轉矩相對於角度波形具有導致六個重複的轉矩波形之一波峰轉矩。此在該電機101的轉子的360°電性旋轉之內將會具有六個轉矩漣波。該轉子的平均轉矩一般是該輸出轉矩波形的波峰轉矩以及最小的轉矩的平均。在此一情形中，該轉子的平均轉矩係低於該波峰轉矩，此係導致機器101只符合較低的負載轉矩的要求。例如，該波形508係包含由在相位A的頂端開關以及在相位B的底部開關所貢獻的漣波1。類似地，漣波2係由在相位A的頂端開關、在相位C的底部開關所貢獻的。而漣波3係由在B相位的頂端開關、在C相位的底部開關所貢獻的。類似地，漣波4係由在B相位的頂端開關、在A相位的底部開關所貢獻的，並且漣波5係由在C相位的頂端開關、以及在A相位的底部開關所貢獻的。最後，漣波6係由在C相位的頂端開關以及在B相位的底部開關所貢獻的。該循環係以此順序來重複的。

圖9是描繪根據在圖7中所描繪的網路來連接的本發明的電機的一轉矩波形。在一實施例中，作為一如同在圖7中所示的第四開關配置的一額外的開關配置係被引入，使得該第四配置的該中間的部分係連接至該機器101的星形繞組配置的中性點。藉由此種配置，本發明係達成一種可能的開關配置，其可以產生小於60°電性角度的較細的步階，譬如是該旋轉的磁場的30°電性角度的步階。為了該旋轉的磁場的該第一30°電性角度，其係牽涉到導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第四開關配置的該底部開關，以導致一電流只流過該些相位中之一。為了該旋轉的磁場的下一個30°電性角度，該第一開關配置的該頂端開關以及該第二開關配置的該底部開關係被導通，其係導致一電流流過該定子繞組的相位中的兩個。類似地，該旋轉的磁場的30°角度的步階可被達成。藉由此配置，增加該輸出轉矩波形的最小的轉矩是可能的，此於是增加該轉子的平均轉矩，並且仍然保持相同的波峰轉矩。在此一情形中，在該較高的平均轉矩下，該BLDC機器101符合較高的負載轉矩的要求是可能的。譬如，在一實施方式中，該轉矩波形602係包含漣波7，其係由在N相位的頂端開關、在B相位的底部開關所貢獻的。類似地，漣波8係由在A相位的頂端開關、在B相位的底部開關所貢獻的。該漣波9係由在A相位的頂端開關、在N相位的底部開關所貢獻的，而該漣波10係由在A相位的頂端開關、在C相位的底部開關所貢獻的。類似地，漣波11係由在N相位的頂端開關、在C相位的底部開關所貢獻的，而該漣波12係由在B相位的頂端開關、在C相位的底部開關所貢獻的。以類似的方式，該漣波13係由在B相位的頂端開關、在N相位的底部開關所貢獻的，而該漣波14係由在B相位的頂端開關、在A相位的底部開關所貢獻的。類似地，該漣波15係由在N相位的頂端開關、在A相位的底部開關所貢獻的，而該漣波16係由在C相位的頂端開關、在A相位的底部開關所貢獻的。最後，該漣波17係由在C相位的頂端開關、在N相位的底部開關所貢獻的，而該漣波18係由在C相位的頂端開關以及該在B相位的底部開關所貢獻的。該循環係以此順序來重複的，使得增加該輸出轉矩波形的最小的轉矩是可能的，此於是增加該轉子的平均轉矩，並且仍然保持相同的波峰轉矩。在此一情形中，其係具有較高的平均轉矩。

根據以上的揭露內容，本案標的之許多的修改及變化是可能的。因此，在本案標的之申請專利範圍的範疇內之下，本揭露內容可以除了如同明確所述者以外地加以實施。

100‧‧‧車輛

101‧‧‧電機

102‧‧‧定子

104‧‧‧轉子

105‧‧‧車架組件

105A‧‧‧頭管

106‧‧‧背鐵

108‧‧‧磁鐵

110‧‧‧空氣間隙

111‧‧‧把手組件

112‧‧‧定子齒

114‧‧‧定子槽

115‧‧‧前輪

116‧‧‧繞組

118‧‧‧定子磁芯

120‧‧‧前懸吊

125‧‧‧前擋泥板

130‧‧‧油箱

135‧‧‧動力單元

140‧‧‧後輪

145‧‧‧擺臂

150‧‧‧後懸吊

155‧‧‧後擋泥板

160‧‧‧座椅組件

160A‧‧‧騎乘者座椅

160B‧‧‧後座座椅

180‧‧‧腳踏板

200‧‧‧控制系統

202‧‧‧機器控制器

204‧‧‧微控制器

208‧‧‧感測器

212‧‧‧電池

214‧‧‧開關

300‧‧‧功率電子電路

302‧‧‧相位端A

304‧‧‧相位端B

306‧‧‧相位端C

308‧‧‧第一接合部分

310‧‧‧第二接合部分

312‧‧‧第三接合部分

314‧‧‧第一頂端開關

316‧‧‧第一底部開關

318‧‧‧第二頂端開關

320‧‧‧第二底部開關

322‧‧‧第三頂端開關

324‧‧‧第三底部開關

402‧‧‧相位圖

404‧‧‧相位圖

406‧‧‧相位圖

508‧‧‧波形

602‧‧‧相位圖(轉矩波形)

604‧‧‧相位圖

606‧‧‧相位圖

700‧‧‧功率電子電路

702‧‧‧中性點N

704‧‧‧第四頂端開關sw7

706‧‧‧第四底部開關sw8

708‧‧‧第四接合部分N

該詳細說明係參考所附的圖式來加以描述的。相同的元件符號係在整個圖式被使用來參照類似的特點及構件。 圖1是描繪根據本案標的之一實施例的一範例的兩輪車輛的左側視圖。 圖2是描繪根據本發明的一實施例的一電機的典型的橫截面。 圖3是描繪根據本發明的一實施例的一用於在起動期間以及在高速的操作期間輔助一車輛的一內燃式引擎的控制系統的方塊圖。 圖4是描繪根據本發明的一實施例的一個三相的切換網路的功率電子開關的該些開關的六個可能的狀態中的三個的相位圖表示。 圖5是描繪在圖4中所描繪的六個開關的網路的功率電子開關，其係產生在圖2中所描繪的三相的電機的切換。 圖6係提供根據本發明的一實施例的該三相的切換網路的功率電子開關的該些開關的六個可能的狀態的相位圖表示。 圖7係描繪該六個開關的網路的功率電子開關係具有一額外的腳的開關，其係電連接至在圖2中所描繪的電機的星形繞組的線圈的中性點。 圖8係描繪根據在圖5中所示的網路來連接的一習知的電機的一轉矩波形。 圖9係描繪根據在圖7中所描繪的網路來連接的本發明的電機的一轉矩波形。

Claims (14)

1. 一種用於在起動一車輛(100)的期間以及在高速的操作期間輔助該車輛(100)的一內燃式引擎並且達成較高的平均轉矩之控制系統(200)，該控制系統(200)係具有一電機(101)，其係小型的並且能夠被容納在一車輛(100)以及一電源中，並且該控制系統(200)能夠達成在高速的操作下的廢氣排放上的縮減，該控制系統(200)係包括： BLDC類型的該電機(101)，該電機(101)係包含一具有複數個齒(112)的定子(102)，該複數個齒(112)的每一個齒係被纏繞導線以形成用一星形繞組配置來連接的一繞組，該電機(101)係包含一具有複數個磁鐵(108)的轉子(104)，該複數個磁鐵(108)係被配置成面對該定子(102)的該複數個齒(112)；以及 一機器控制器(202)，其係包含至少一微控制器(204)，其中該機器控制器(202)係包含一第一組的開關配置，其係具有以第一、第二及第三開關配置來加以配置的六個開關，該第一、第二及第三開關配置係分別包含兩個串聯連接在該電源的端子之間的開關，該第一組係包含三個頂端開關以及三個底部開關，被串聯連接的該兩個開關的每一個的一第一接合部分係連接至該星形繞組配置的一第一相位的一連接器端，並且被串聯連接的該兩個開關的每一個的一第二接合部分係連接至該星形繞組配置的一第二相位的一連接器端，並且被串聯連接的該兩個開關的每一個的一第三接合部分係連接至該星形繞組配置的一第三相位的一連接器端，該機器控制器(202)係包含以一第四開關配置來加以配置的一第二組的開關配置，其係具有兩個串聯連接在該電源的該些端子之間的開關，該第二組係包含一連接至該星形繞組配置的一中性點的第四接合部分。
2. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該至少一微控制器(204)係導通具有預設的順序的一開關配置，其係產生一旋轉的磁場的一30°電性角度的步階。
3. 如請求項1或2所述之控制系統(200)，其中該至少一微控制器(204)係為了該旋轉的磁場的一第一30°電性角度，導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第四開關配置的該底部開關，其係使得一電流流過該第一相位，該至少一微控制器(204)係為了該旋轉的磁場的一第二30°電性角度，導通該第一開關配置的該頂端開關以及該第二開關配置的該底部開關，其係使得一電流流過該第一相位以及該第二相位。
4. 如請求項3所述之控制系統(200)，其中該至少一微控制器(204)係藉由以一預設的順序來導通該第一組以及該第二組的該些開關配置，來造成該旋轉的磁場的30°角度的步階。
5. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電機(101)的該複數個磁鐵(108)係被安裝在該轉子(104)的一面對該定子(102)的表面上。
6. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電機(101)的該複數個磁鐵(108)係被嵌入在該轉子(104)的內部。
7. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電機(101)是一直流無刷馬達，其係使得該轉子(104)被設置在該定子(102)的內部。
8. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電機(101)是一直流無刷馬達，其係使得該轉子(104)被設置在該定子(102)的外部。
9. 如請求項1或2所述之控制系統(200)，其中該第一組以及該第二組的開關配置係由多個功率電子切換電路元件的並聯的組合所構成的。
10. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電源係用於在該電機(101)操作為一馬達時供應能量至該電機(101)，並且用於在該電機(101)操作為一發電機時儲存藉由該電機(101)所產生的能量。
11. 如請求項1或2所述之控制系統(200)，其中該控制系統(200)進一步包括一或多個感測器，其係能夠感測該轉子(104)的一操作位置。
12. 如請求項1或10所述之控制系統(200)，其中該轉子(104)係能夠藉由和該定子(102)在從至少一能量儲存裝置接收電能之際所產生的一磁場相互作用來旋轉，該轉子(104)係藉由一空氣間隙來和該定子(102)分開的，並且該磁場係垂直於該轉子(104)的一旋轉軸。
13. 如請求項1或10所述之控制系統(200)，其中該轉子(104)係能夠藉由和該定子(102)在從至少一能量儲存裝置接收電能之際所產生的一磁場相互作用來旋轉，該轉子(104)係藉由一空氣間隙來和該定子(102)分開的，並且其中該磁場係平行於該轉子(104)的一旋轉軸。
14. 如請求項1所述之控制系統(200)，其中該電機(101)係能夠在操作電流下達成一波峰轉矩，在該引擎的起動期間以及在該車輛(100)的運行期間提供動力輔助至該內燃式引擎時，該波峰轉矩是在45 Nm到50 Nm的範圍中。