TW202015942A - 車輛防盜控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種車輛防盜控制方法，包含以控制裝置判斷是否在防盜模式下接收到啟動訊號。當控制裝置接收到啟動訊號時，以控制裝置依據啟動訊號執行防盜控制程序，其中防盜控制程序包含以電性連接馬達的位置感測器偵測關於此馬達的位置資訊。以控制裝置依據位置資訊產生防盜控制命令且進一步依據防盜控制命令而輸出多個切換控制指令。以電性連接控制裝置的電力驅動裝置依據該些切換控制指令而輸出電壓制動指令至馬達，據以使馬達產生制動力。電壓制動指令包含多個脈衝寬度調變訊號，該些脈衝寬度調變訊號之一的相鄰的二個週期具有相同的占空比。

Description

車輛防盜控制方法
本案係關於一種車輛防盜控制方法，特別是一種利用馬達制動力的車輛防盜控制方法。
隨著電動車的普及化，關於電動車的安全防盜的議題越來越受到人們的重視。現今既有的電動車的安全防盜措施主要係額外加裝安全防盜設備，包含例如傳統機械式、新型磁石式或電子式防盜鎖具等，以提供車輛的安全防盜功能。
上述這些類型的防盜鎖具雖然有一定的解鎖難度可避免車輛遭竊，然而，若是防盜鎖具遭受到人為破壞，車輛仍然有被竊盜的風險。因此，如何在不額外加裝防盜設備的情形下，便可以提供有效的車輛防盜的效果係為本領域中的一項重要課題。
本案提出一種車輛防盜控制方法，係藉由偵測防盜訊號而決定是否執行防盜程序，以透過制動力的產生而將車輛的馬達鎖死，進而達到車輛防盜的目的。
依據本案之一實施例揭露一種車輛防盜控制方法，適於一車輛馬達，所述的車輛防盜控制方法包含以下步驟：以控制裝置判斷是否在防盜模式下接收到啟動訊號。當控制裝置接收到啟動訊號時，以控制裝置依據啟動訊號執行防盜控制程序，其中防盜控制程序包含：以電性連接車輛馬達的位置感測器偵測關於車輛馬達的位置資訊；以控制裝置依據位置資訊產生防盜控制命令且進一步依據防盜控制命令而輸出多個切換控制指令；以及以電性連接控制裝置的電力驅動裝置依據該些切換控制指令而輸出一電壓制動指令至車輛馬達，據以使車輛馬達產生一制動力；其中，電壓制動指令包含多個脈衝寬度調變訊號，該些脈衝寬度調變訊號之一的相鄰的二個週期具有相同的占空比。
綜上所述，於本案所提出的車輛防盜控制方法中，主要係藉由先偵測防盜啟動訊號而決定是否執行防盜程序，在此防盜程序中，透過車輛馬達的位置資訊產生對應的防盜命令，以下達開關切換訊號而驅使馬達產生制動力矩而鎖死，進而使竊盜者無法隨意移動車輛，藉此可以在不額外加裝防盜鎖具的情形下便達到車輛防盜的目的。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本案之精神與原理，並且提供本案之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本案之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本案之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本案相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本案之觀點，但非以任何觀點限制本案之範疇。
請一併參照圖1與圖2，圖1係依據本案之一實施例所繪示的車輛防盜控制系統的系統架構圖，而圖2係依據本案之一實施例所繪示的車輛防盜控制方法的方法流程圖。圖2的車輛防盜控制方法可透過圖1的車輛防盜控制系統1來執行。如圖1所示，車輛防盜控制系統1包含控制裝置10、位置感測器12及電力驅動裝置14。控制裝置10電性連接位置感測器12及電力驅動裝置14。位置感測器12係設置用於對車輛馬達2(以下簡稱 「馬達2」)進行偵測，而電力驅動裝置14的輸出端電性連接馬達2。
在本案所提出的車輛防盜控制方法中，如圖2所示，於步驟S20中，車輛系統關機。於步驟S21中，以控制裝置10判斷是否在一防盜模式下接收到啟動訊號ES，所述的啟動訊號ES可以是來自防盜器觸發訊號亦或是輪速制動訊號。當控制裝置10接收到啟動訊號ES時，於步驟S22中，以控制裝置10依據啟動訊號ES執行一防盜控制程序。具體來說，本案提出的車輛防盜控制方法主要係應用在車輛處於電門關閉狀態。亦即，當車輛電門關閉後，在防盜模式下以控制裝置10依據啟動訊號ES接收與否來決定是否要執行防盜控制程序，以防止車輛遭到竊盜。
承上述，所述的防盜控制程序包含步驟S221~S223。於步驟S221中，以電性連接馬達2的位置感測器12偵測關於馬達2的一位置資訊。具體來說，所述的位置資訊係為馬達2的旋轉資訊，即位置感測器12可偵測馬達2運作時轉子相對於定子的旋轉狀態，以取得馬達的旋轉資訊。於步驟S222中，以控制裝置10依據此位置資訊產生一防盜控制命令且進一步依據防盜控制命令而輸出多個切換控制指令。步驟S223中，以電性連接控制裝置10的電力驅動裝置14依據該些切換控制指令而輸出一電壓制動指令至馬達2，據以使馬達2產生一制動力。
此電壓制動指令包含多個脈衝寬度調變訊號，而該些脈衝寬度調變訊號之一至少在相鄰的二個週期中具有相同的占空比。詳細來說，該些脈衝寬度調變訊號係為供給馬達2的訊號，用以驅使馬達2產生制動力來進行鎖固而讓車輛速度保持為零，以避免車輛遭受外力而移動。在實作上，馬達2可以係為三相馬達，而該些脈衝寬度調變訊號係為分別輸出到馬達2的三個相的訊號。
本案所提出的車輛防盜控制方法主要係藉由控制裝置10根據位置感測器12所偵測的位置資訊發出切換控制指令，以驅使電力驅動裝置14提供具有特定占空比的週期之脈衝寬度調變訊號至馬達2，從而讓馬達2可以根據脈衝寬度調變訊號而產生與前述外力互相抗衡的制動力。由於此制動力可將馬達2鎖死而使車輛速度保持為零，使得竊盜者無法輕易地移動車輛，藉此達到車輛有效防盜的目的。以下將針對上述的脈衝寬度調變訊號所具有的週期形態進行詳細說明。
請參照圖3A~3D，其依據本案不同實施例所分別繪示的脈衝寬度調變訊號的波形圖。圖3A~3D的脈衝寬度調變訊號A~C(以下簡稱「訊號A~C」)分別係為由電力驅動裝置14輸出至馬達2的三個相的訊號。更具體來說，馬達2係為三相馬達具有三組線圈(U、V、W)，連接電力驅動裝置14以分別接收訊號A~C進而產生旋轉磁場。以圖3A的實施例來說，訊號A具有相鄰的週期P1，且每個週期P1具有相同的脈衝持續時間D1。亦即，訊號A之相鄰的週期P1具有相同的占空比D1/P1。而訊號B與訊號C的電壓則保持為零。
相較於圖3A的實施例，在圖3B的實施例中，訊號A與訊號B均具有相鄰的週期P2且每個週期P2具有脈衝持續時間D2，且訊號A與訊號B的相鄰週期具有相同的占空比D2/P2，其中訊號A與訊號B之間具有相角差，而訊號C的電壓則保持為零。於一實施例中，訊號A與訊號B之間具有相角差為120度可以使馬達2產生較佳的制動力，但本案不以此為限。實際上，訊號A與訊號B之間的相角差可為90度、135度或150度等，其中相角差90度係為週期(1/4)*P2、相角差135度係為週期(3/8)*P2、而相角差150度係為週期(5/12)*P2。
另外，相較於圖3A與圖3B的實施例，在圖3C的實施例中，訊號A~C均具有相鄰的週期P3且每個週期P3具有脈衝持續時間D3，且訊號A~C的相鄰週期具有相同的占空比D3/P3，其中訊號A、訊號B與訊號C之間具有相角差。在一實施例中，訊號A、訊號B與訊號C之間的相角差均係為120度，也就相當於週期(1/3)*P3，但本發明不以此為限。在其他實施例中，訊號A、訊號B與訊號C之間的相角差可均係為90度(即週期(1/4)*P3)、135度(即週期(3/8)*P3)或150度(即週期(5/12)*P3)。透過前述的多個脈衝寬度調變訊號的相鄰週期具有的相同占空比的特性，以及彼此之間具有相角差，藉此可使三相馬達2產生制動力。實務上，訊號A~C係以高低準位(high/low)表示，其所具有的脈衝高度可根據馬達電壓需求而有所差異，一般電動車的馬達電壓需求可為6伏特、12伏特或甚至為48伏特。
於另一實施例中，脈衝寬度調變訊號(例如訊號A)的相鄰的二個週期的占空比均為百分之百。所述的脈衝寬度調變訊號的相鄰二個週期的占空比為百分之百也就是代表此脈衝寬度調變訊號實質上係具有一固定電壓(即直流電壓)，如圖3D所示。在此實施例中，相對於直流電壓形式的訊號A，其餘的訊號B~C可為前述圖3A~3C實施例的任一實施方式，例如為零、具有一占空比的脈衝訊號，亦或是訊號B~C任一者為直流電壓形式。
於此實施例中，本案的車輛防盜控制方法可藉由將多個脈衝寬度調變訊號其中之一(訊號A~C中任一個)設置為固定電壓輸入至馬達2的其中一相位，便可驅使馬達2產生制動力。圖3D所示的係為正的固定電壓，然而於其他實施例中，可將多個脈衝寬度調變訊號其中之一設置為負的固定電壓輸入至馬達2的其中一相，其同樣可以驅使馬達2產生制動力。
請一併參照圖4與圖5，圖4係依據本案之圖1實施例所繪示的車輛防盜控制系統的細部系統架構圖，而圖5係依據本案之圖2實施例所繪示的車輛防盜控制方法的細部方法流程圖。圖4繪示圖1實施例中的車輛防盜控制系統1的細部系統架構。如圖4所示，控制裝置10包含控制器101與驅動器103，而電力驅動裝置14包含電力供應源141與驅動電路143，其中驅動電路143具有多個開關元件T1~T6。此驅動電路143提供三個輸出端分別電性連接至馬達2的三個相，而電力供應源141可由電源1411及電容1412所構成。
圖5的車輛防盜控制方法可透過圖4的車輛防盜控制系統1來執行。圖5的車輛防盜控制方法的步驟大致與圖2的車輛防盜控制方法的步驟相同，如步驟S321對等步驟S221，步驟S223對等步驟S323，惟差異在於步驟S31、步驟S322及步驟S323更進一步包含細部步驟，亦即，步驟S222對等步驟S322，步驟S322包含步驟S3221和步驟S3222；步驟S223對等步驟S323，步驟S323包含步驟S3231和步驟S3232。詳細來說，於一實施例中，步驟S21所示的以控制裝置10判斷是否在防盜模式下接收到啟動訊號ES包含如步驟S31所示的以控制裝置10判斷在防盜模式下是否接收到防盜器觸發訊號或輪速制動訊號作為啟動訊號。
具體來說，所述的啟動訊號ES可以是來自防盜器觸發訊號亦或是輪速制動訊號。於實務上，車輛通常安裝有防盜器(圖中未示)用於感知異常狀況，例如車體震動、外來聲音或車門開啟等狀況。當車輛處於防盜模式下且防盜器感知到上述的任一異常狀況時，代表可能有竊盜者意圖竊取車輛，此時防盜器便會發送一個防盜器觸發訊號至控制裝置10作為啟動訊號ES，以執行所述的防盜控制程序。在一實施例中，車輛通常安裝有慣性測量單元（Inertial measurement unit， IMU），慣性測量單元是測量車輛的三軸姿態角（或角速率）以及加速度的裝置， 可藉由慣性測量單元的輸出訊號作為啟動訊號ES。
另一方面，車輛亦可安裝有感測器(圖中未示)用於感測電機/車輪的轉動，當車輛處於防盜模式下且此感測器感測到與馬達2連動的一或多個車輪轉動時，代表可能有竊盜者意圖竊取車輛，此感測器便會發送一個輪速制動訊號至控制裝置10作為啟動訊號ES，以執行所述的防盜控制程序。在實際操作時，當控制裝置10不再收到防盜器觸發訊號或輪速制動訊號時，代表可能車輛被竊盜的風險應已排除，故直接結束防盜控制方法的方法流程。
於一實施例中，圖2的步驟S222所示的以控制裝置10依據此位置資訊產生防盜控制命令且進一步依據防盜控制命令而輸出該些切換控制指令，步驟S222對等步驟S322，步驟S322包含圖5的步驟S3221與步驟S3222。於步驟S3221中，以控制裝置10內的控制器101依據此位置資訊計算馬達2的轉速資訊與角度資訊，以產生防盜控制命令SI。於步驟S3222中，以控制裝置10內電性連接控制器101的驅動器103依據此防盜控制命令SI產生包含該些切換控制指令SW1~SW6的一組驅動命令SW。
詳細來說，位置感測器12每間隔單位時間便迴授給控制器101關於馬達2的相關位置資訊，控制器101可根據所回傳的相關位置資訊進行運算以獲得馬達2的轉速與角度資訊。藉此，當竊盜者試圖移動車輛時，控制器101便可根據位置感測器12所迴授的馬達2的位置資訊而產生適當的防盜控制命令。接著，控制器101再進一步地將防盜控制命令SI傳送至驅動器103，使得驅動器103利用脈衝調變(PWM)技術產生具有多個切換控制指令SW1~SW6的一組驅動命令SW，以控制電力驅動裝置14輸出如圖3A~3D所示的脈衝寬度調變訊號給馬達2產生制動力。
於一實施例中，圖2的步驟S223所示的以電性連接控制裝置10的電力驅動裝置14依據該些切換控制指令SW1~SW6而輸出電壓制動指令至馬達2，據以使馬達2產生制動力，步驟S223對等步驟S323，步驟S323包含圖5的步驟S3231與步驟S3232。於步驟S3231中，以電力驅動裝置14內的電力供應源141提供供電電力。於步驟S3232中，以電力驅動裝置14內的驅動電路143接收供電電力且依據該些切換控制指令SW1~SW6控制驅動電路143內的多個開關元件T1~T6，據以輸出電壓制動指令。
具體而言，驅動電路143係由六個半導體開關元件T1~T6所構成，該些半導體開關元件T1~T6個別接收切換控制指令SW1~SW6當中對應的一個切換控制指令，以對電力供應源141所提供之供電電力進行切換，據以輸出三個恰當的脈衝寬度調變訊號(例如前述的訊號A~C)供給三相馬達2產生能夠抵制外力的制動力矩，使車輛速度保持為零，如此可有效地防止車輛竊盜。
以下以實際範例說明切換控制指令SW1~SW6。請進一步參照圖6，圖6係依據本發明之一實施例所繪示的切換控制指令的波形圖，其中圖6的切換控制指令可產生如圖3C所示的訊號。具體而言，圖6所示的切換控制指令SW1~SW3係分別提供至上臂的半導體開關元件T1~T3，而切換控制指令SW4~SW6係分別提供至下臂的半導體開關元件T4~T6，其中半導體開關元件T1與T4、半導體開關元件T2與T5、半導體開關元件T3與T6係分別對應馬達的三個相臂。
如圖6所示，切換控制指令SW1~SW3具有週期P3’以及脈衝持續時間D3’ 且具有相角差(例如120度)，而換控制指令SW4~SW6則係為切換控制指令SW1~SW3的反相訊號。更詳細來說，為了產生如同圖3C實施例的訊號A~C，供給上臂半導體開關元件的切換控制指令SW1~SW3的波形會與訊號A~C的波形同相，而供給下臂半導體開關元件的切換控制指令SW4~SW6的波形則與訊號A~C的波形反相。
於一實施例中，如圖5所示，本案提出的車輛防盜控制方法中的防盜控制程序更包含步驟S324：以控制裝置10依據馬達2的當前轉速與目標速度調整占空比。在此所述的目標速度係預設為零，換言之，控制裝置10會根據馬達2的當前轉速是否達到目標速度進而判斷是否對占空比進行調整。
於實際操作上，雖然控制裝置10可根據位置感測器所迴授的位置資訊來決定正確的防盜控制指令SI，驅使馬達2產生對應的制動力。然而當所產生的制動力不足以與竊車所產生的外力相抗衡時，馬達2的當前轉速無法歸零。為了避免此一問題，本案提出的方法可以藉由控制裝置10根據位置感測器12所偵測的位置資訊判斷馬達2的當前轉速是否達到目標速度(即速度為零)，並對應地調整脈衝調變訊號的占空比(例如將占空比由50%調升至70%)，以增強制動力而提升鎖車力道，產生足以與前述外力互相抗衡的制動力，藉此可更進一步提升車輛防盜的能力。
於一實施例中，本案提出的車輛防盜控制方法中的防盜控制程序更包含以迴授電路16根據電壓制動指令提供迴授電流資訊，接著，以控制裝置10依據迴授電流資訊及位置資訊控制電力驅動裝置14調整所輸出的電壓制動指令。亦即，控制裝置10可根據接收位置感測器12所迴授的馬達2的相關位置資訊，並進一步將其轉換而取得為速度資訊，另一方面更從迴授電路16中獲得迴授電流資訊。在同時考量速度資訊與迴授電流資訊的狀態下，適當地調整所輸出的電壓制動指令，以調整對應產生的制動力。
綜合以上所述，於本發明所提出的車輛防盜控制方法中，主要係藉由先偵測防盜啟動訊號而決定是否執行防盜程序，在此防盜程序中，透過車輛馬達的位置資訊產生對應的防盜命令，以下達開關切換訊號而驅使馬達產生制動力矩而鎖死，進而使竊盜者無法隨意移動車輛，藉此可以在不額外加裝防盜鎖具的情形下便達到車輛有效防盜的目的。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1:車輛防盜控制系統10:控制裝置101控制器103:驅動器12:位置感測器14:電力驅動裝置141:電力供應源143:驅動電路16:電流迴授電路2:馬達ES :啟動訊號T1~T6:開關元件A~C:訊號P1~P3、P3’:週期D1~D3、D3’:脈衝持續時間SI:防盜控制命令SW:驅動命令SW1~SW6:切換控制指令
圖1係依據本案之一實施例所繪示的車輛防盜控制系統的系統架構圖。 圖2係依據本案之一實施例所繪示的車輛防盜控制方法的方法流程圖。 圖3A~3D係依據本案之不同實施例所分別繪示的脈衝寬度調變訊號的波形圖。 圖4係依據本案之圖1實施例所繪示的車輛防盜控制系統的細部系統架構圖。 圖5係依據本案之圖2實施例所繪示的車輛防盜控制方法的細部方法流程圖。 圖6係依據本發明之一實施例所繪示的切換控制指令的波形圖，

Claims (10)

  1. 一種車輛防盜控制方法，適於一車輛馬達，該車輛防盜控制方法包含：以一控制裝置判斷是否在一防盜模式下接收到一啟動訊號；以及當該控制裝置接收到該啟動訊號時，以該控制裝置依據該啟動訊號執行一防盜控制程序，其中該防盜控制程序包含：以電性連接該車輛馬達的一位置感測器偵測關於該車輛馬達的一位置資訊；以該控制裝置依據該位置資訊產生一防盜控制命令且進一步依據該防盜控制命令而輸出多個切換控制指令；以及以電性連接該控制裝置的一電力驅動裝置依據該些切換控制指令而輸出一電壓制動指令至該車輛馬達，據以使該車輛馬達產生一制動力；其中，該電壓制動指令包含多個脈衝寬度調變訊號，該些脈衝寬度調變訊號之一的相鄰的二個週期具有相同的占空比。
  2. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中以該控制裝置判斷是否在該防盜模式下接收到該啟動訊號包含：以該控制裝置判斷在該防盜模式下是否接收到一防盜器觸發訊號或一輪速制動訊號作為該啟動訊號。
  3. 如請求項2所述的車輛防盜控制方法，其中該輪速制動訊號係由與該車輛馬達連動的至少一車輪的轉動所產生。
  4. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中以電性連接該控制裝置的該電力驅動裝置依據該些切換控制指令而輸出該電壓制動指令包含：以該電力驅動裝置內的一電力供應源提供一供電電力；以及以該電力驅動裝置內的一驅動電路接收該供電電力且依據該些切換控制指令控制該驅動電路內的多個開關元件，據以輸出該電壓制動指令。
  5. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中以該控制裝置依據該位置資訊產生該防盜控制命令且進一步依據該防盜控制命令而輸出該些切換控制指令包含：以該控制裝置內的一控制器依據該位置資訊計算該車輛馬達的一轉速資訊與一角度資訊，以產生該防盜控制命令；以及以該控制裝置內電性連接該控制器的一驅動器依據該防盜控制命令產生該些切換控制指令。
  6. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中該些脈衝寬度調變訊號之另一的相鄰的二個週期具有相同的占空比，且該脈衝寬度調變訊號與該另一脈衝寬度調變訊號具有相角差。
  7. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中每一該脈衝寬度調變訊號的相鄰的二個週期具有相同的占空比，且該些脈衝寬度調變訊號具有相角差。
  8. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中該脈衝寬度調變訊號的該相鄰的二個週期的占空比均為百分之百。
  9. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中該防盜控制程序更包含：以該控制裝置依據該車輛馬達的一當前轉速與一目標速度調整該占空比。
  10. 如請求項1所述的車輛防盜控制方法，其中該防盜控制程序更包含：以一迴授電路根據該電壓制動指令提供一迴授電流資訊；以及以該控制裝置依據該迴授電流資訊及該位置資訊控制該電力驅動裝置調整所輸出的該電壓制動指令。
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