TWI295643B - Ac drive system for electrically operated vehicle - Google Patents

Description

1295643 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^本發明係關於—種無刷與交流（Alt_tmg Current，AC)之 驅動系統，用以提供原動力以驅動電氣控制車輛之車輪。 r 【先前技術】 ‘ 本部分之陳述僅提供本發明之相關背景資訊，可能並不包含 習知技術。 籲 交流馬賴直流（Dii*eet Qnrent，DC)馬鱗财電動馬達 皆依據兩鄰近之磁場有調整至恰當方位之趨勢這—原則運轉，而 產生磁場之-種方法係為使電赫過導線線圈。當兩通電線圈彼 此接近，各自的磁場將產生調整本身至恰當方位之趨勢。當兩線 圈之角度在0 —180度之間，而未調整至恰當方位，此調整趨勢能 夠在兩線圈之間產生一轉矩。習知之電動馬達即為以機械方式固 定兩線圈之其中之一於軸承上，並且另一線圈固定於外部軸承 • 箱，藉由線圈電流之改變使轉矩產生於線圈之間。 交流馬達包含有單/多相（Single/Multiphase)馬達、交直 Sil兩用（Universal)馬達、祠服（Servo)馬達、感應（induction) 馬達、同步（Synchronous)馬達以及變速（gear)馬達等多種類 型之馬達。交流馬達產生之磁場可以由類似於馬達線圈之交流電 壓激發之電磁體（Electromagnet)產生。傳統上，產生磁場之線圈 稱為”磁場線圈’’（Field Coil)，而線圈和旋轉實心稱為電樞線圈 (Armature Coils ) 〇 6 1295643 交流馬達與直流馬達相較之下具有下述之優點。某些類型之 直流馬達包含有一個稱為換向器（C〇mmutat〇r)之裝置。此換向 為用以保持兩線圈始終呈一定角度，即使當馬達軸旋轉超過 度仍可不斷地產生轉矩。在電樞線圈與連接至馬達軸承箱（M〇t〇r Housing)之磁場線圈間之角度達到〇度之前，換向器切斷電樞線 圈之電流，並重新接通一第二電樞線圈。 各個電枢線圈之末端有一稱為整流條（c〇mmutat〇rBar)之接 觸面’而此接觸面係由碳所製成，稱之為碳刷，並固定於馬達轴 承箱。譬如說，一具有換向器及碳刷之直流馬達被稱為帶刷直流 馬達（‘Brushed’ DC Motor)。由於直流馬達之軸承產生旋轉，碳刷 與-組整流條斷開連接而與另—組整流條連接。於此—過程中， 電樞線_磁場線關保持械蚊之肖度，並依序於直流馬達 之旋轉過程令保持一恆定轉矩。 某些類型之父流馬達，稱為細交流馬達，即不用碳刷或是 正/瓜條通私’ V刷直流馬達需要定期維護，以檢測和替換多個 馬達表面已損i裹之碳刷，並且因為碳粉可能會引起潛在的火花危 害，亦需將碳粉去除。因此，以無刷交流馬達#代帶刷直流馬達 可避免相關之維護和植，並且還可以避免火花危害，且交流馬 達同樣適合恆定速率之應用。這是因為交流馬達不像直流馬達一 樣，交流馬達之馬達速率係由提供至馬達終端之交流電壓頻率所 決定。 7 1295643 父流同步馬達（AC Synehr_us Motof)和交减應馬達（Ac InductionMotor)為兩種不同類型之交流馬達。其中，交流同步馬 達係由一串列繞組所組成，此繞組位於定子（Stator)部分之簡單 旋轉區域内，當電流流過線圈’於_上產生轉矩。由於電流係 為交流電，馬達通常根據交流電之正弦波（SineWave)頻率平穩 - 地運轉。如此一來，能夠保證從馬達由空載到滿載均以怪定不變 之速率運行’而不會產生任何之速率差（別也）。 • 通常，在上述兩種馬達類型中較常使用到交流感應馬達。交 流感應馬達係利用電流感應線圈旋轉，而不是直接旋轉。此外， 交流感應馬達續短之_剌在樞上，並且藉由這些線 圈所感應之電流得到馬達轉矩，改變磁場線圈產生之磁場。 在白去技術中，如而爾夫球車和小型多功能汽車等電動馬達 驅動車輛皆細直流電源供電，並且主要係由並接式（sh恤一 Type)之直机驅動系統提供電源。並接式直流馬達已替代許多用 •以驅動車輛，如高爾夫球車之老式串激直流馬達(⑽% • M(^tOT)並接馬達具有電樞與磁場繞組相連結並接入普通 電【豸…、°構在控制馬達性能方面比Φ激直流馬達提供更佳的 1_應丨、/、彳而這些並接式馬達仍存在維護和潛在火花危害問題。 直至目A㈤毛出無刷交流驅動系統，用以對像高爾夫球車等車 輛之車輪提供驅動原動力。 本發明更多的應用領域將詳細說明揭示。可以理解的是，詳 8 1295643 ^說明和具體示例僅為了 _而_本發明之範圍。 【發明内容】 目的輪—縣刷之交流驅 爾、原動力以驅動電氣控制車輛之車輪。 2 ’為達上述目的，本發騎揭露之—種車_動系統， r=—交流馬達，係用以提供—鶴伽；—交流馬達控制 ^係用^接收1池職信號、—間踏板位置信號、一煞車 —鍵形開關信號…前進，空檔/倒車信號和一 灯I域，用以指示車辅設置為行進與牽引。其卜交流 馬達控制②產生1於交流馬達之交流轉錢，錢流驅動信 號係根據電池電壓作缺 , 油門踏板位置信號、煞車踏板位置信號、 鍵形開關信號、前進/空稽/倒車信號和行進/牵引信號。 本發月所揭路之—種操作車辅驅動純之方法，其包含有提 供一驅動轉矩；接收-電池輕信號、一油門踏板位置信號、一 煞車踏板位置信號、—鍵形開關信號、—前進/空槽/倒車信號 和-灯進/牽引信號，用以指示車辅設置為行進與牵引；根據電 池電峨、峨&蝴m、_職、鍵形開關 W、前進/空檔/倒車信號和行進/牽引信號而產生一交流驅 動b虎，轉換交流驅動信號至—驅動轉矩，用以推進車輛。 有關本發明的特徵舆實作，兹配合圖式作最佳實施例詳細說 明如下。 1295643 【實施方式】 『第1圖』為本發明之不同實施例之交流驅動系統之方塊圖。 如『第1圖』所示，一交流驅動系統1〇〇,其包含有一個三相（Three —Phase，3φ)交流馬達no，例如感應馬達或永久磁鐵馬達，以 及一與交流馬達110相互配合之交流驅動馬達控制器120,係用以 * 協助電氣控制車輛190,如高爾夫球車或是小型多功能汽車等。以 下將要進行詳細的描述，交流驅動系統100提供牽引力、常用煞 鲁 車功能、以及恢復和轉換車輛190動能（Kinetic Energy)為電動 勢（Electromotive Force，EMF) 〇 請參考『第1圖』，交流馬達110對驅動車輪198提供原動力， 以回應馬達控制器120，而驅動車輪198經車軸（Axle) 192藉由 同步分速器（Locking Differential) 194 和輪軸（Shafts) 196 傳遞 原動力或產生牵引力至後車輪（Rear Wheel) 198。在馬達控制P 120的控制下，交流馬達110藉由信號線185可有效地與電性煞車 态（Electric Brake) 180連接。此外，根據接收到的由馬達控制器 - 1如藉由#號線126傳遞之訊號，透過一油門位置感測器（丁&〇姐6 ” PositionSensor) 175 和一油Η恢復感測器（Thr〇ttleEnableSens〇r) 177 對油門（Throttle)(加速踏板）（Accelerat〇r pedal) 17〇 進行 控制。此外，交流驅動系統1〇〇包含有一煞車踏板（SeryiceBrake Pedal) 160，係用以依據馬達控制器120發出之訊號藉由交流馬達 110有效地控制煞車。煞車踏板160之移動係由兩個感測器之一或 10 1295643 是全部進行偵測，感測器產生控制訊號藉由通訊線路 (Communication Line) 122傳遞至馬達控制器12〇。與煞車踏板 160連結之感測器包含有一煞車位置感測器（Brake p〇siti〇n Sensor) 163 和煞車全衝程感測器（BrakeFullStr〇kesensOT) 165， 將於下述說明詳細描述之。 如『第1圖』所示，馬達控制器120係藉由一直接連接或是 一控制裔區域網路匯流排（Controller Area Network Bus，CAN Bus ) 145及對應之連接器介面（c_ect〇rinterface)有效地與一個或多 (portable battery pack) 130^ ^tH (charger) 140、一外部網路150以及其他外部裝置或輸出裝置155，譬如一 倒車警告感· (R_se A1_ s_〇進行軌，而馬達控制 器120、充電器140與外部網路15〇之間進行有效地控制和資料交 換將在下述内容中作詳細的討論。 用於交流驅動系統觸之交流系統邏輯包含有一系列之驅動 輸入和驅動輸出。以下描述將作為代表性之純邏輯輸入和輸出 於智慧魏置’如馬12G巾執行。任何誠習知技術者 都可以理_是習知技術之進行輸人和輸出參數或是訊號，而不 :於以下描述之作為代表性交流驅動祕執行之祕邏輯輸 輸出。 μ ^圖』所示為本發明之抑實施例之絲板之方塊圖。 ⑽考『第2 W』’_適合之儀表板（instrument 200包含 11 1295643 有-鍵形開關220、-前進/空槽/倒車（F。丽d,版㈣“

Reverse FNR)開關 23Q、健壓指示燈^諭^t〇r) 235、電池蓄電容量指示器（_—H〇urMeter)施、發光二極體 (LED) 245控制盗指示燈248以及倒車警示燈25〇。其中，控 制益才曰不燈248能狗指示一情況，譬如正常狀態、警告等等，或 疋父’瓜匕制n。或父流馬達控制系統之其他組件。發光二極體 ⑽有-個或多個發光二極體’並且能夠顯示適當數值或是錯誤 字母代號。而錯誤代號並不僅局限於到達極限絲告狀態之交流 馬達110馬達控制盗12〇、電池組13〇、煞車踏板⑽、電性煞 車器180等警告狀態之相關錯誤代號。 車輛190更包含有一匹配之行進/牵引開關（Run/T〇w

Switch)210,而此開關21〇係由車輛19〇之司機放置於適當位置， 用以啟動。行進/牽引開關21〇設置於使車輛19〇便於轉換為牽 引狀態之位置，且需設置於司機（縣客）不太容級動行進/ 牽引開關210之位置，避免車輛携在平時行驶過程中無意地旋 轉開關210。 當行進/牽引開關210選擇行進狀態，藉由馬達控制器120 及交流馬達110提供原動力以驅動車輛19〇。當行進/牽引開關 210選擇牽引狀態，即激發電性煞車器18〇 一段時間，譬如i秒， 以啟動電性煞車器180及馬達控制器120,並且提供一規定之脈寬 調變(Pulse WidthModuIated’PWM)百分比，比如，在本實施例中， 12 1295643 此後電性煞車器18〇有40%的停止。以下將作更加詳細地描述， 車輛190可以馬達之速率或略微高出馬達之速率進行牽引，例如， 在南爾夫球車之實施例中，速率約為大約4650轉/分鐘（RPM)。 當行進/牽引開關210在牽引狀態，啟動一牵引狀態而提供零車 輪轉矩。 根據具有開啟/關閉位置之鍵形開關220提供另一輸入訊號 至系統邏輯。當鍵形開關220位於開啟位置，驅動邏輯電源即啟 動馬達控制器120及電性煞車器18〇。當鍵形開關22〇設定為關 閉，邏輯電源即關閉馬達控制器12〇及電性煞車器18〇。 前進/空槽/倒車開關230為前進狀態，即啟動驅動邏輯電 源用以選擇前進行驶方向。前進速率㈣_騎之額定速率咬 者與馬達之額定速卜致之車輛速率；啟動前進/空槽/倒車開 關230至雜雜’則麵前進躲方向麵車行财向之驅動 邏輯電源纽’蚊流秘11G以树蚊之私鐘槪⑽⑷ 空轉（Free-德，驗）；前進/空槽/倒車開議於 狀態，即啟動驅動邏輯魏選擇鱗行驶方向，而此開關設定可 發出倒車警報聲響。其中，關理想倒車方向速率小於額定速率， 比如說，鄕之馬達最大速率，或是車輛速率大概㈣英里/】 1295643

信號線126係位於加速踏板或者油門17〇與馬達控制器i2〇之間， 並且設置輸出-類比電壓，其藉由馬達控制器m之類比/數位 轉換器（A/D C_ter)轉變為數位電屢，其領係依據油門17〇 _ .位置或是下降位置位於〇伏特-5伏特之間變化。在本發明之一實 / 施例中，〇—0.5伏特代表控制速率係為0轉/分鐘，4.5伏特以I •代表馬達速率達到最大控制值。換言之，〇.5伏特之輸出對應於〇 %之馬達控制速率或0職；4.5伏特以上之輸出對應於在前進時 之竭馬達控制速率（4650娜），並且於倒車時之6〇%馬達 控制速率⑽0聰）。油門位置感測器175包含有一匹配之電 位計⑽enti0她〇或是霍耳效應感測器⑽腿cts_)， 因此於前進或倒車時，提供一實際限制速率100%之馬達速率。 另-驅動輸人係藉由間恢復制^ 177輸人至系統邏輯。 油門恢復感測器Π7亦作為一踏板抬起感測器（觸―Up S刪〇，餘據加速踏域^17Q之位置，制練狀態及踏 板抬起狀態。當感測到車輛⑽處於行駛狀態（踏板被踩下）時， .油門恢復感測器Μ啟動-主接觸器，用以啟動運作交流馬達ιι〇 ~及酬電性煞車器，並藉由馬達控制器12G與交流馬達110傳 輸至車輪198 ’而恢復驅動電源。當感測到踏板抬起狀態（表明加 速踏板是完全抬起而不是踩下時），即關閉主接觸器以停止驅動。 因此，本發明之-實施例符合提供原動力至車輪198之輸入 狀態，其包含有鍵形開關220位於開啟位置且前進/空槽/倒車 14

1295643 ，關230忠擇則進或倒車狀態、行進/牽引開關⑽選擇行進 悲、煞車位置❹i請由馬達控儀⑽接收—卿之煞車指令 以及電池組13〇之剩餘電量（她Qfch哪，犯C)至少為2〇%。 這僅林發明之—實施朗提供絲力之航，其他情況均可由 另一驅動輸人係藉由煞車位置感測器163提供至系統邏輯。 例如’感測輸出小於〇.5伏特即表示〇%煞車，並且啟動原動力傳 輸至車輪⑽。又如，輸出於α51謂伏特之間，其實際速率藉 由再生煞車（Reg_iveBraking) _，且絲提縣動力至車 輪198 :輸出於讓至4.0伏特之間，其速率隨輸入電壓增加而成 ^例地減v。其中’啟動和結束狀祕可以調整。煞車位置感測 〇〇之輸丨於4,1至4.5伏制或是更高’馳制馬達速率為〇 % ’並且關閉電性煞車器18G以使電性煞車1 180施加煞車電壓 至义抓馬達110。依據路線狀況’比如潮濕、乾燥、多坡地形、平 坦地形和車輛性能，可娜煞車功能，用以提供—穩定之煞車操 作。 '、 —煞車位置感測& 163之邏輯魏可優先於任何油門17〇之油 門輸入並且保持此狀況。煞車錄感測器163之賴魏藉由鍵 形開關220旋至開啟狀態，前進/空槽/倒車開關230旋至前進 或倒車狀態’並且行進/牽引開關別旋至行進或牽引任一狀態， 油門恢復❹m 177感測行錄態或踏板抬綠態，並且油門位 15 1295643 置感剩器Π5感測任何地方之控制馬達迷率位於。至轉 更進—步的情況可為任何電池剩餘電量超過〇%。 〇曰。 另-系統邏輯輸入可為電池之電壓。其中，馬達控制哭咖 監測電池組㈣於負載狀態下之龍或是監測電池組13G内部電 ，’用以確定電池組130之剩餘電量。當剩餘電量在卿％至b %之間’馬達控制器120#啟動原動力以驅動車輔19〇。當電量在 24%至20%之間，馬達控制器12〇之邏輯限制控制速率在:行 驶速率之4G% ’或是大約186G rpM，妓大約6 ，係用以 提供自我保濩（Limp—Home)功能。當剩餘電量小於2〇%，即 無原動力提供予車輛190。邏輯因此限制控制速率至〇 並關 閉電性煞車器180，且馬達根據交流馬達11〇煞車以保護電池組 130避免過度放電。在上述後者之剩餘電量範圍中，行進/牵引開 關210選擇為牽引狀態，以啟動電性煞車器180。 表1為本發明之一實施例之馬達控制器12〇邏輯驅動輸入之 總結。 表1-驅動輸入 輸入 開關位置 功能 行進/牽引開關 210 行進 必須選擇用以啟動原動力驅 動車輛。 牽引 電性煞車器180通電1秒，然後 提供40 %脈寬調變至電性煞 16 χ295643 車器180。允許以達到或略大 與額定馬達速率牽引車輛 190(4650 RPM)。牽引檔提供〇 車輪轉矩。每日，牽引出現若 干次。不需要U ’ V，或\\^電 硬彤開關220開啟 卜 L 啟動馬達控制器120之驅動邏 輯電源並且啟動電性煞車器 180。 關閉 關閉馬達控制器120之邏輯電 ~- 源並且關閉電性煞車器180。 J丨火设感剛器 177 行駛 啟動主接觸器並關閉電性煞 |車器180，則啟動驅動〇 油 1踏板抬起 關閉主接觸器，則關閉驅動。| 輸入0·5伏特 〇%控制馬達速率(0RPM)。 175 輸入4·5伏特 100 %控制馬達速率（4650 RPM)前進以及(2790 RPM)倒 車。 限定實際速率至100%馬達速 率(4650 RPM)前進和倒車 其他可以達到提供原動力條 1295643 • 件之輸入： •鍵形開關220=開啟前 進/空檔/倒車開關=前 進或倒車 ♦行進/牽引開關210 = 行進 Φ煞車位置感測益163 = 0 %煞車指令 籲電池剩餘電量>20% 煞車位置感測器 輸入0.5伏特 0%煞車，啟動原動力。 163 輸入0.51伏特 藉由再生煞車保持實際速 一 1.0伏特 率，即沒有原動力。 輸入1.01伏特 速率呈坡度減少，隨輸入電壓 — 4.0伏特 增加而成比例地減少(啟動或 • 結束速率變化坡度為可調）。 - 輸入4.01伏特 控制馬達速率為0 % (0 -4.5伏特 RPM)，關閉電性煞車器180。 此邏輯功能優先於油門輸入。 以如下條件操作： _鍵形開關220=開啟前 進/空檔/倒車開關=前 18 1295643

進或是倒車 參行進/牽引開關210 = 行進或是牽引 •油門恢復感測器177 = 啟動或是關閉 Φ油門位置感測益17 5 = 0 %至100% 籲電池剩餘電量>0% 電池電壓 監測電池組130於負載狀態下 之電壓或是監測電池組130之 内部電阻，用以確定電池組 130之剩餘電量。 剩餘電量= 100%至 25% 啟動原動力以驅動車輛190。 剩餘電量= 限制控制速率在最大行駛速 24% 至 20% 率之40%。（1860RPM) 剩餘電量= 限制控制速率至0 % (0 19%至 0% RPM)，電性煞車器180關 閉。啟動馬達煞車。只有當行 進/牽引開關210=牽引時電 性煞車器180啟動。電性煞車 19 1295643 裔具有一手動裝置，可優先於 車開關230 減震器機械復位。 前進 啟動驅動邏輯電^並且 釗進行驶方向。前進速率為 %最大馬達速率（4650 RPM) 〇 空檔 ------ 關閉馬達控制器12〇邏輯電 源並關閉電性煞車器180。 倒車 "--—------ 啟動驅動邏輯電源並且選擇 倒車行駛方向。發出倒車警 示250。倒車方向速率為6〇% 之馬達最大速率（2790 -—---- RPM) 〇 在本發明之一實施例中，交流驅動系統100包含有複數個由 馬達控制器120產生之驅動輸出。譬如倒車警示之輸出，係由馬 達控制器120產生，用以啟動倒車警示25〇，又如，當鍵形開關 220於關閉狀態，並且前進/空槽/倒車開目23〇於倒車狀態，並 且订進/牽引開關训於行進狀態。當鍵形開關2加為關閉或是 S订進/牽引開關21G於牽引狀態時，馬達控制器12()即可關閉 倒車警示250。 其中，驅動輸出邏輯係由電性煞車器18〇所提供。馬達控制 20 1295643 裔120之驅動輪出邏輯啟動電性煞車器18〇至最大激發電壓，譬 如48伏特且持續1秒，然後下降至40%脈寬調變，此後當行進/ 牽引開關選擇為牽引狀態，或是當鍵形開關22G選擇開啟，前進 /空檔/倒車開關230於前進或倒車狀態，油門恢復感測器177 於行駛狀態並且實際馬達速率為〇 。這僅是本發明之一實施 例之狀悲，其他狀態可以由習知技術中應用推得。 父ML驅動糸統;[〇〇提供驅動輸出邏輯，係用以控制主接觸器。 其中，驅動輪出邏輯啟動主接觸器至選定最大電壓，譬如36伏特 (或其他電壓）且持、_ i秒，然後下降至4哪脈寬調變，此後當 订進/牵引開關210選擇為牽引狀態，或是當行進/牵引開關加 選擇行進狀態，鍵形開關220於開啟狀態 關现選擇前進或倒車，並蝴恢復感測請於練= 如田行進/牽引開關210選擇行進狀態並且鍵形開關選 擇開啟’、前進/空擋/倒車開關23〇於前進或倒車狀態，並且油

If人復感測„„ 177位置為行駛狀態，則馬達控制器no使主接觸 器為〇伏特，並將其關閉。 驅動輸出邏輯亦可用以控制啟動同步分速器194。其中，邏輯 啟動同步分速器194至敎最大健，譬如__續i秒， 然後下降至40%脈寬調變，或是其他選定巾間麵。譬如，當行 進=牽引開關210選擇牽引狀態’或是鍵形開闕2則擇開啟， 且別進/空槽/倒車開關23〇於前進或倒車狀態，油門恢復感測 21 1295643 器177於行駛狀態並且實際馬達速率大於〇 rpm，即可滿足啟動 同步分速器194之條件。又如，當行進/牽引開關21〇選擇行進 狀態並且鍵形開關220選擇關閉，或是鍵形開關220選擇開啟， 前進/空檔/倒車開關230於前進或倒車狀態，油門恢復感測器 - 177於踏板抬起狀態並且實際馬達速率為0 RPM，驅動輸出邏輯 - 於〇伏特並關閉同步分速器194。這僅是本發明之一實施例之開啟 /關閉同步分速器194之條件，其他條件可以由習知技術中應用 • 推得。 表2為由馬達控制器120之邏輯驅動輸出之總結。 表2 -驅動輸出 輸出 開關位置 功能 倒車警示250 開啟 12伏特，當鍵形開關220=開， 前進/空檔/倒車開關230 = 倒車並且當行進/牽引開關 210 =行進。 關閉 〇伏特，當鍵形開關220=開， 前進/空檔/倒車開關230 = 前進或倒車，或當行進/牽引 開關210=牽引。 電性煞車器18〇 L------ 開啟 48伏特持續1秒，然後下降至40 %脈寬調變，此後當行進/牽 22 1295643

引開關210=牽引或是鍵形開 關220=開並且前進/空檔/ 倒車開關230 =前進或倒車並 且(油門恢復感測器177 =行駛 狀態，或是實際馬達速率>〇 RPM) 〇 主接觸器 開啟 36伏特持續1秒，然後下降至40 %脈寬調變，此後當行進/牽 引開關210=牽引；或是行進/ 牽引開關210 =行進並且鍵形 開關220=開啟，前進/空檔/ 倒車開關230 =前進或是倒車 並且油門恢復感測器177 =行 駛狀態。 關閉 〇伏特，當行進/牽引210二行 進並且鍵形開關220 =關閉，或 是行進/牽引210 =行進並且 鍵形開關220=開啟，前進/空 檔/倒車開關230 =前進或是 倒車並且油門恢復感測器177 =踏板抬起。 23 1295643 同步分速器194 開啟 關閉 12伏特持續1秒，然後下降至4〇 %脈寬調變，此後當行進/牽 引=牽引或是鍵形開關=前進 或是倒車並且(油門恢復感測 器177 =行駛方式或是實際馬 達速率>ORPM)。 〇伏特，當(行進/牽引210 =行

進並且鍵形開關220 =關閉）或 是鍵形開關220=開啟，前進/ 空檔/倒車開關230 =前進或 是倒車並且油門恢復感測器 速率= 0%(0RPM)

智慧型裝置間之通訊，譬如馬達㈣器12G、電池組13〇、充 電器140、外部網路150、多種感測器與油門17〇、電性煞車器18〇、 以及煞車踏板160 #，係藉由控制器區域網路匯流排14s與對應 之控制②區域網路連接H介面提供通訊。譬如控㈣區域網路晶 片包含有高電壓插腳、低電壓插腳以及接地插腳，而此晶片係提 供匹配之驅動it接器於馬達控㈣12〇巾。如T述内容之詳細描 述，通訊協定係4匹配之控制器區域網路之協議，如開放式控制 态區域網路協定2·0Β (CAN Open 2·0Β)或是相容協定。例如， 24 1295643 交流驅動系統100内之控制器區域網路匯流排介面能夠藉由外部 網路150提供間歇偵錯能力，譬如與充電器14〇進行通訊。資料 可於交流驅動系統100之不同構件之間交換並且儲存在馬達控制 器120。而這些資料包含以下所述，但並不僅限於此，譬如，驅動 - 錯誤、警示和錯誤代號、電池剩餘電量、電池電壓、充電循環 ， (CharseCycle)次數、行駛時間和負荷、總共駕駛時間和總共邏 輯供電時間，儘管本實施例所描述之匯流排結構係為控制器區域 • 網路匯流排，亦可使用其他匯流排結構。其他合適之匯流排結構 包含以下所述’但並不僅限於RS 232、RS 422、通用串列匯流排 (USB)、串列（Serial)、平行（parauei)、無線（Wireless)、藍芽 (Bluetooth)與光學匯流排（〇pticaiBus)。 請再參考『第1圖』，交流馬達110可設置為三相（Three_ Phase)、四極（Four—Pole)之交流馬達，譬如感應馬達或是永久 磁鐵馬達，而此類馬達可為無刷馬達。在交流馬達11〇内部包含 鲁有一纏繞定子以及一永久磁鐵馬達，而繞组在定子中可有效地發 • 散繞组所產生之熱量。定子繞组與三相Y型結構相連結，如圖中 . 所示之三相驅動u、v以及w(在『第i圖』中表示為u'v以及 w ‘線)。其中’轉子包含有一軸承以及一稀土元素永久磁鐵㈤尺 EarthPermanentMagnets)芯，其周圍提供固有之低慣性（加^拉 Low Inertia ) 〇 通常，在定子繞组中產生之旋轉磁場與轉子中之永久磁場相 25 1295643 互作用’而錢轉子_動。旋轉磁場可由依 目 驅動u、v減W之其中_所纽。餘之邮細電流= 一既定順序啟動，以產生需要之旌隸方6 士 ο 要之疋轉方向。隨時都能夠啟動三相 中之其中兩相，並同時關閉第三相，且啟叙 兩相同時合併此兩相 之轉矩輸出。 ' #如’交流驅動系統1QG亦可以由直流電壓源執行，但其具 有比無刷直流驅動系統略為複雜之通訊邏輯。於交流驅動系統觸 • 中，各相之電源係由脈寬調變漸變地開啟或關閉。 通常’脈寬調變之靖表餘__崎錢類型之改 變。譬如，脈衝半導體或是脈衝寬度調變器，如場效電晶體㈣d Effect Transistor，FET)(通常用於電子工業)能夠產生期望電壓， 且電壓高低與調變錢之工作職（DutyCyde)成—比例，並控 制-規幻目位，_以開啟或是咖。或是亦可赚衝頻率調變 產生期望電壓。在任-種情況中，場效電晶體能夠在開啟和關閉 鲁狀悲之間根據工作之週期轉換，而用於產生期望電壓。 . 父流馬達H〇應用於車輛19〇可提供符合如下要求，由於交 • 流馬達不需要太多的維護，具有相當長之使用壽命，低電磁干擾 (Electro Magnetic Interference，EMI)，並且在運轉過程中非常安 靜。如本實施例之交流馬達11〇於各個框大小（FrameSize)中可 產生比引式電動機、並接式直流馬達或是變速馬達更多的輸出電 量。交流馬達110之低轉子慣性可提供改良加速或是減速時間， 26 1295643 同時縮短運轉週期，如交流馬達110等無刷交流馬達之線速率/ 轉矩類即可提供可預測之速率規律。此外，應用無刷交流馬達， 媒須檢查碳刷’是高爾夫球車之狹窄空間以及難以進行檢查地方 之理想的選擇。 - 本發明之一實施例中，馬達控制器120透過硬體和/或軟體 • 而實現，譬如可於印刷電路卡（Printed Circuit Card)上提供一個 或疋多個數位微處理機（Micr〇processor)。然而，作為數位微處理 φ 機之替代品之馬達控制器120，可由類比處理機（Andog

Processor)、數位#號處理器（Digital signal Processor，DSP)以 及一個或是多個匹配之微控制器或微處理機(圖中未顯示），以控制 特疋之應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit， ASIP) 〇 控制器區域網路（CAN)係為即時應用之高完全串列資料通 訊匯流排（High-Integrity Serial Data Communications Bus)。控制 籲器區域網路可於資料速率高達i百萬位元^秒⑽㈣運作，並且 ^ 具有卓越之偵錯及限制能力。譬如，控制器區域網路通常應用於 • 自動控制應用、工業自動控制以及各類控制應用。 請爹考『第1圖』，雖然先前描述之其他匯流排結構亦可適用， 控制裔區域網路匯流排145可為串列匯流排系統，尤其是適用於 如馬達控制器120之網路智慧型裝置，以及在交流驅動系統1⑻ 中之感測器和煞車器。通常，控制器區域網路匯流排係為多重主 27 1295643 (M_-Maste〇串顺流·、統，也就是說，所有控繼區域網 路節點都能夠傳輸資料並且幾個控制器區域網路節點能夠同時對 控制器區域網路匯流排145發出請求。具有即時（MD能 力之串列匯流排系統係遵守IS〇 11898國際標準並且覆蓋腦/ -〇SI參考模型之最下面兩層。在控制器區域網路中，在通常意義 .巾並錢戶定址或位置，但是，作為優先之、;肖息能夠被傳輸Γ 通常’控制器區域網路中之發送器發送消息至所有控制器區 #域網路節點。根據一個已接收之識別符，使各個節點能夠判定是 否需要處理此縣。而識職也㈣蚊消息的優先權，此優先 權係用以決定消息在控制器區域網路匯流排145存取中之競爭。 相較之下，簡單之控制器區域網路協定代表較低的成本，且控制 器區域網路晶片介面之製造應用過程亦相對地簡單。 若想以交流驅動系統100之控制器區域網路晶片應用於低成 本控制裔晶片之商業用途。例如，此控制器晶片可用石夕等適合之 _材料實現控制器區域網路資料鏈路層（DataLinkLayer)協定，並 •且σ又置一可簡單連接之微控制器，如馬達控制器120或是一適合 於充電器140之控制器。 控制器區域網路協定之特性為其高傳輸之可靠性，且控制器 區域網路控制器可適當地應用於積體電路板之晶片和馬達控制器 120言如，兒錄測试站誤差（Station Errors)並且統計及評估這 些误差，用以進行適當的測量。又如，若此節點為錯誤來源，則 28 1295643 此測量可延伸至斷開之特定控制器區域網路節點。另外，各個控 制器區域網路消息能夠傳輸0至8位元之資訊。當然，眾所皆知 的是更長之資訊也能夠進行分割傳輸。ISO 11898中規定最大傳輸 速率為1百萬位元/秒，而此應用於網路之資料速率超過4〇米。 " 其中，距離愈遠則資料速率愈低，譬如，若距離超過500米，速 • 率可此約為125千位元/秒（kbit/s);若距離超過1公里，資料 速率至少約為50千位元/秒。 馨 『第3圖』所示為本發明之不同實施例之控制器區域網路通 訊晶片排列之方塊圖。請參考『第3圖』，一合適之控制器區域網 路通訊晶片310安裝於車輛19〇之交流馬達11〇或是馬達控制器 120之馬達内。一第二控制器區域網路通訊晶片32〇安裝於充電器 140,而此充電器140通常安裝於車輛充電區域，譬如在停工時間 (Down—Time)或是晚上車輛停放在某地點，連接一 η·電源 插座。直流充電器插頭330連接至車輛19〇之充電器插座34〇依 鲁需求為電池組13〇充電，譬如在夜間進行充電。一個或多個直流 • 充電器電欖35〇、插頭330、車輛的充電器插座34〇以及車輛19〇 *之導線(圖中未顯示），係包含專用之控制器區域網路之高電壓、低 電壓和接地信號線。當為了充電而使之連接，這些連接線因此形 成控制器區域網路匯流排145,譬如，為了用以交換資料，而馬達 控制裔120連接至充電器140與其他智慧型裝置。 综上所述，馬達控制器120能夠使車輛19〇使用之適當之記 29 1295643 十思體或疋儲存裝置δ己錄和儲存消息。譬如，内建記情體媒體 (Built-In Memory Medium)包含有可重寫非易失性記憶體 (Rewritable Non —Volatile Memories)，譬如唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM )、快閃記憶體（Flash Memory )以及硬碟（Hard • Dlsk) ’但並不僅限於上述之種類。可移除儲存裝置媒體包含有光 • 學儲存裝置媒體（〇Ptical Storage Media)，譬如唯讀光碟（c〇mpact Disk-Read Only Memory，CD-ROM)以及數位影音光碟（Digital • Video Disc ’ DVD)、光磁儲存器媒體（Magnet〇-0ptical storage

Media) ’ 譬如磁光碟機（Magneto—Optical disk，MO)、磁儲存裝 置媒體，譬如軟磁碟（Floppy Disk)、卡式磁帶（Cassette Tape) 與可移動硬碟（RemovableHardDisk)、内建可重寫非易失性記憶 體媒體，譬如記憶卡（Memory Card)、以及内建唯讀記憶體媒體， 譬如唯讀記憶體卡式磁帶，但並不僅限於上述之種類。 儲存於馬達控制器120之對應記憶體或是儲存裝置之典型資 ♦料’此資料係用以隨後與充電器14G交換，其包含有前進行驶時 , 間、倒車行駛時間、開啟邏輯時間（譬如鍵形開關22〇在開啟檔 ， 之時間、施加於馬達控制器120之邏輯電源之時間）、各種警告、 條件與故障、電池組130之剩餘電量、電池蓄電容量以及電壓資 料，係用以協助操作充電器140之資料，但並不僅限於以上所述。 藉由控制器區域網路匯流排145之交換通訊資料係為雙向，壁如， 充電器140也可對馬達控制器12〇傳送資料。此功能提供一種改 30 1295643 、交整個車隊參數之方法，能夠使車隊中之各個獨立車輛⑽選擇 整個車隊所需之服務。 任何數量之充電裔140皆能夠相互連接，以形成一個更大的 控制器區域網路。任一控制器區域網路一可支持之外部網路15〇， • 譬如一伺服器鑰（Dongle)、膝上型電腦（Lapt〇p c〇mputer)、掌 • 上型電腦（Handheld ComPute〇或是伺服器皆可與控制器區域網 路匯机排145連接，用以提供一系統，而此系統用以實現遙控支 • 持控制器區域網路之電腦以及和車隊中任一車輛190之間進行資 料父換。因此’藉由控制器區域網路匯流排145之雙向資料交換， 可提供旋轉車輛車隊用以維持平均車輛丨9〇之使用狀態，並且可 根據使用狀態提供車輛190保證(譬如時間、英里數）。此外，藉由 控制器區域網路匯流排145之雙向資料交換能夠提供所需之預訂 服務並且收集使用過程之資料，如工作週期、熱循環（Thermal Cycle)、驅動類型（Driving Style)等等。 _ 電池組130包含有複數個電池組電池串接(譬如一48伏特直流 . 電源透過四個串列連接之12伏特直流電池為車輛190提供電源)。 ， 電池組可以由任一裡離子（LithiumIon,Li+)電池、鎳隔(Nickel

Cadmium，NiCd)電池、鎳金屬氧（Nickel Metal Hydride，NiMH) 電池、或是鉛酸（Lead-Acid)電池所組成，且其化學結構係依 據各個電池、電池組130之電極（Electrode )及電解質（Electrolyte ) 所構成。 31 1295643 在本發明之其他實施例中，馬達控制器U0藉由監測在車輛 運行中决疋上一次充電循環起施加於交流馬達110之能量，能 夠设置決定-對車輛電敝13G充電之理想值，用以決定電 池、、且130之剩餘電1，並用百分比表示。根據電量，馬達控制器 120對充電器14〇提供資料，所以當充電器14〇有效與車輛⑽ 連接日守’充電1 14G可根據電量或是與電量成比例地對電池组13〇 充電。 舉例而言，馬達控制器12〇能夠計算出車輛自上一次已 知充電循環於運行巾消耗之能量總和，以上—次給定之已知充電 循環之能量減去消耗之能量，_定電池組13G之麵電量。給 疋能篁值等於電池組13〇充電能量和雜能量之比值，並且能夠 猎由-適當軟體和馬達控制器12Q或是其他智慧型裝置進行測 1 ’比如充電H 140，而使比值與鶴纟統效雜、電池組型號、 電池組使料’能量消耗速率能夠賴最佳化，儘管能夠使用 其他减使電池組130充電與消耗能量之比值達到最佳。而此方 法與電池組130内部電阻值成一比例。 本發明之一實施例係有一電性煞車器18〇。當車輛19〇之煞車 踏板160在最大衝程時，則煞車踏板16〇啟動。如『第1圖』所 示，電性煞車器180可為線路設計之煞車器，其包含有一煞車位 置感測态163以及煞車全衝程感測器165。 叫蒼考『第1圖』，在正常行駛狀態時，電性煞車器18〇藉由 32 1295643

馬達控⑽以動力推魅—觀位置㈣車位麵測器⑹ 係用以決定鮮踏板歸之位置，並藉由觀聽122改變施加 於電性煞轄18G之電能。譬如#煞車踏板16叫低至最大敏車 踏板衝程之拂’為了達到煞車或緊急煞車之功能，而中斷施加於 電性^器18G之動力。電路一旦啟動，其電性煞車器18〇開始 消耗能量，並摩擦材料施加於盤式煞車器（職触6)。 電性煞車H 180之減震n能夠根據施加於摩擦材料之壓力大小， 提供-煞車轉矩等於献於交流馬達m最大動力轉矩之】哪。 此動作可使馬達料減少至Q，直到車輛⑽翻鱗q，或是直 到煞車全衝程感· 165關。可選擇地，馬達控· 12〇可僅 使用此輸入仏纟而利用煞車位置感測器163之全衝程感測器開始 產生煞車功能。而系統能夠更進-步地設定，在速率為G時啟動 煞車踏板160釋放電性煞車器18〇並且保持車輛19〇靜止。當煞 車踏板160釋放時’煞車全衝程感測器165則停止，而命令車輛 可繼續行駛。 藉由給絲單辦間之馬達速率減少量，其煞車踏板位置感 、、La I63可持、、|煞車作用。藉由提供煞車位置感測器⑹感測煞 車踏板160位置並提供一輸入至馬達控制器12〇，用以決定車輛 190之減速比率。譬如，電性煞車器18〇可為一安裝好之馬達軸， -應用之減震器以及電氣釋放式盤式煞車器。且電性煞車器18〇 亦可協助下坡煞車（Down—Hill Braking)。 33 1295643 根據煞車踏板160之位置，絲位置感測器163對馬達控制 120每送彳5號，用以減少馬達速率並降低煞車轉矩，其煞車轉 矩與踏板位置成-比例。譬如，當煞車踏板160下降至最低，其 煞車轉矩也為最小；鮮踏板16G全部下降，其煞車轉矩也為最 大0 煞車全衝程感測器165能夠辅助但並不能取代緊急煞車，當 鍵形開關220旋至_位置，即啟動緊急煞車，因此能夠緊急停 住車輛19G。煞車全衝域· 165能_此提供如多重安全 (Redundant Safety) _等功能’並且當車輛⑽應 意外情況下停車，能夠提供一安全概狀態。此類料包含有了 比如馬達鲜❻12G之控制情、操控失敗、駕㈣發生錯 是其他外部事件。 2另-方面’馬達控彻12G涵設定提供_自動停車煞車 之功能。譬如為使馬雜彻]2G決定何時自動啟動電倾車哭 ⑽，且馬達控制請監測馬達之控制速率、實際 η 關位置、簡和財狀態。 在幾種可崎況下能夠使馬達控制器 12〇自動啟動電性教嵐 請。譬如當車㈣0正在滑行，而加速器(油門是j 踏板·並無發_指令，或是#車輛驗在移動的情:車 選擇為開啟位置並且前進A檔/倒車開關2^立 ； 根據此輸入條件，馬達控制器120以一指定每單位 34 1295643 時=之值減小馬達速率，稱之為，，空檔煞車，，。當車輛i9〇保持此 狀態，血實際馬魏率麵接近為〇，馬達控繼m由電性煞 車器⑽移除電量並且啟動雜煞車ϋ⑽。經過-段時間後，馬 紐制器120較流馬達⑽敍運轉。若馬達控繼⑽偵測 貧際馬達速率高於速率接近〇,馬達控制器⑽將嘗試阻止交流馬 達110旋轉，以保持車輛190停止不動。 另一種情況的發生為，若踩下煞車踏板160之時間足夠長至 ^車輛刚完全停止，接著啟動電性煞車器180，比如完全停止之 定義為速率麵接近於〇。#此情況存在時，即踩下煞車踏板⑽ 料車輛携停止’鍵形開關22〇選擇開啟位置，並且控制速率 和纽速率在0 RPM或是速率接近為Q。根據此輸人條件，馬達 控制器120㉟夠控制電性煞車器18〇啟動。經過一段時間後，馬 達控制器m將交流馬達⑽敍運轉。若馬達控制器12〇侦測 實際馬達速率高於速率接近〇,馬達控制器12〇將嘗試阻止交流馬 達110旋轉，以保持車輛190在停止狀態。 另-種情況的發生為，在交流驅動系統刚之邏輯輸入存在 任何錯誤，即當感·超域圍或是當馬達控· 12G由於電流 過量、電壓過量、電财足、溫度過高或是溫度過低之任何一情 況而發生錯誤。各種錯誤情況皆按照防範措施献馬達控制器120 控制下之反應’其包含錢由電池蓄電容量指4 發出信號 警告代號、儀表板200之發光二極體245發出警告指示燈、降低 35 1295643 父流馬達110性能以繼續行駛、突然停止或是類似情形，但並不 僅限於以上所述。在本實施例中，當馬達控制器120偵測—個戋 多個上述之錯誤情況，此類錯誤情況在任何車輛速率或是在任何 操作條件下都會發生。在此實施射，騎姉H 120採取防範 行為，比如控制馬達速率為〇且隨後在短時間内立刻啟動電性煞 車器180，並且在某些更極端情況下，能夠關閉交流馬達u〇。 另一情況的發生為鍵形開關220旋至關閉位置。在任何情況 下’當鍵形開關220旋至關閉位置’不考慮其他任何輪入條件， 包含車輛190速率’使馬達控制器12〇啟動電性煞車器18〇。這樣 此夠提供-必須之安全功能，因此鍵形開關22G也是司機在車輛 190上唯一的緊急停止開關。 在其他多種實施财’當煞車踏板未啟動時，使馬達控制器 120根據給定被監控之輸人提供—踏板抬起料或空檔煞車二 能’用以债測-已執行之期望煞車狀態。藉由踏板抬起煞車，當 車輛加速踏板釋麟，馬達控制器m㈣絲執行—再生煞車 情形’用以減小車輛190速率至交流馬達11〇之基本速率。因此， 踏板向上或是空檀煞車能夠表現車輛携之性能，並藉由給定之 每單位時間速率減少量，而降低車輛速率，當既不是煞車踏板⑽ 啟動也不是加速踏板(油H 17G)啟動時，則車鋪立傾斜（譬如， 車輛傾斜於一山坡或斜坡）。 在車輛正常操作時，馬達控制器⑽能夠監測幾項司機 36 1295643 輸入信號及車輛狀況。譬如煞車踏板位置、加速踏板位置以及馬 達實際速率，皆係由馬達控制n 12〇監測，肋啟動執行踏板向 上煞車。當司機沒有啟動加速踏板（油門17〇)及煞車踏板16〇， 亚且車輛190之實際馬達速率被控制在一給定範圍，藉由一給定 • 母單位&間之減速值，馬達控制器120能夠控制交流馬達no減 • 速。此單位時間減少之馬達速率持續直到輸入條件或是直到馬達 速率達到速率接近為〇。馬達速率達到〇左右，馬達控制器12〇 • &夠控制自動停車煞車之功能，降低馬達實際速率並使車輛⑽ 停止不動。因此，由於可自動降低車輛速率，即使在一斜坡，不 同實施例中之踏板抬起煞車可提供一用以於車輛19〇運行時的附 加安全測量。 其他各種實施例係直接執行一牽引方式。在牽引模式中，馬 達控制H 120能夠設定限制車輛190之最场引速率且控制交流 馬達110。因此當車輛190正在牽引時，交流馬達11〇不消耗能量 • 亦不產生能量。 „ t鍵形開關220旋至關閉位置、前進/空播/倒車開關23〇 -位於倒車位置、行進/牽引開關210選擇牽引狀態，即可選擇牽 引模式。綜上所述，行進/牵引開關210放置於使車輛19〇便於 轉換為牽引狀態之位置，且司機（或乘客）所處位置不易對行進 /牽引開關210進行操控。如此可提供車輛19〇於正常行敬時， 避免故意或是無意旋轉開關行進/牽引開關21〇之保障。 37 1295643 牽引模式之一功能係能夠限定車輛19〇速率至，譬如15 MPH，如美國國家標準學會（Amdcan Nati〇nal St肪血油

Institute ’ ANSI) Z130之說明。鍵形開關22〇旋至開啟位置時， 即啟動邏輯電力至馬達控制器12〇。行進/牽引開關21〇選擇至牽 引位置時，即停止電性煞車器18〇，用以使車輛19〇準備進入牽引 狀悲，且通常當車輛190在牽引模式時，煞車踏板16〇能夠正常 運行。在一些結構中，前進/空檔/倒車開關23〇能夠設定至一 優先位置。 鍵形開關220旋至開啟位置時，啟動應用於馬達控制器12〇 之邈輯，而馬達控制器12〇能夠監測車輛19〇之實際牽引速率， 並猎由從交流馬達11〇或是由車輪198發送至馬達控制器12〇之 回饋信號來完成。馬達信號係由—合適之馬達速率編碼器、車輪 速I感測益裝置以及由監測交流馬達之頻率或是 電壓所提供。根據這些輸入資料，馬達控制器12〇計算出車輛⑽ 之速率言如I5 MPH;t一容許誤差。馬達控制器⑽藉由控制車 輛190 W嘗試阻止車輛運動，並藉由交流馬達h〇和/或電性煞 車器180使車輛減速至譬如15 MPH。 牽引模式之另一功能係為協助牽引以使對電池組130之充電 狀態產生微小的料。譬如，t車輛⑽錢狀紐，馬達控 制:120監測電池組13〇與馬達控制器12〇間之電流，且馬達控 制盗120隨後控制馬達速率或轉矩，並傳遞-0安培電池電量之 38 1295643 淨/肖耗至偏移後相電動勢及前相電動勢。喊流被限制的原因是 由於馬達控制器120僅能快速地轉動轉子，雖然實際上消耗不可 月b為0安培’父流驅動系統1〇〇之容許誤差使牽引功能變得容易， /刀L出和抓入黾池組130之正電流和負電流，導致電池組13〇之 • 全麵電餘驗生微小作用。此外，當車輛姆引模式時，馬 ， 達控制11 12Q可選擇性地啟動雜煞車II⑽，肋限制牽引速率 低於預定值，譬如—預定馬魏雜槪為侧。根據馬達 • 控制器120以控制交流馬s 110之能力而決定牽引速率。 第4圖』所示為本發明之不同實施例之前輪速率感測器之 方塊圖。請參考『第4圖』，另一實施例能夠直接控制前輪速率感 測器510。前輪速率感測器51G能夠執行一個或是全部之車輛 19〇 ’如一高爾夫球車或小型多功能汽車之緊急煞車及牽引控制功 能。當路況產生滑動，牽引控制和緊急煞車能夠限制車輪之驅動 和煞車。減少車輪滑動能夠降低車輛190的控制，並進入一煞車 • (Skid)以提升對車輛19〇的控制。這些4^點在磨擦力很小之路 .面，譬如濕草地，能夠大大減少車輛之煞車距離。當車輛行敬之 路面係為-草皮路面’藉㈣引控制和緊急煞車魏可減少車輪 198和草皮路面間之滑動距離，以減少對草皮之傷害。 馬達控制器12〇能夠監測馬達之速率，而此速率係與驅動車 輪速率成-比例。譬如，馬達控制器⑽包含有已儲存之關於車 輛190之全部齒輪比（GearRati〇)之預排程式（pre—p卿咖酬） 39 1295643 資料，使馬達控制器120能夠計算出驅動車輪速率。 如『第4圖』所示，一合適之前輪速率感測器51〇可安裝於 非驅動（Non-Driven)及無煞車（Non—Braked)之車輪198集 線裔（Hub)上，用以測量一車輪之相對於路面或是草皮於無滑動 . 狀悲所產生之車輪速率。由前輪速率感測器510發出之可測量資 ， 料，可用以啟動無滑動之最大煞車或加速。比如此資料可藉由控 制器區域網路匯流排I45與馬達控制器12〇進行通訊。馬達控制 ❿H 120可比較計算出之已驅動車輪198之車輪速率與無煞車車輪 198輸入之車輪速率。馬達控制器12()可調整馬達速率以使車輪間 速率相稱’致力減少於驅動和非驅動車輪間之錯誤。一旦錯誤減 少，於交流馬達110加速或是減速狀態下，以使實際馬達速率與 控制馬達速率相稱。當馬達控制器120在驅動和非驅動車輪之間 測置到更多錯誤，馬達控制器U0能夠更進一步地調整馬達速率 以減少給定錯誤至㈣触之限度。當雜為最小時，此控制提 _ 供最大煞車或是加速。 • 『第5圖』所示為本發明之不同實施例之多個車輪或全部車 ，輪驅動排列之方塊圖。雖然『第1圖』表示其他不同之實施例， 但交流馬達110可藉由後車軸脱和同步分速器刚來驅動後車 輪198，車輛190還可包含有一多個車輪或是全部車輪驅動系統。 言如，提供-彙接馬達（Tandem M〇t〇r)排列或是四個獨立交流 馬達6·〜6腦，可提供動力至單獨或是相對應之車輪198。⑽ 1295643 丄單獨地驅動車輪190之兩個或多個車輪比習知技術之用於如 南爾夫球料之車輛之實體軸_她）細_點。比如 可不必使用77速㈣（Differential Canie小移除同步分速器194 可私除相關於以彳械式分速車輪速率之機械損失。勤提供一根 ，之駕駛方向，隨後以不同轉矩或速率提供動力至車輪， '此駕駛魏能_助車輛駕駛，可能減少駕財輛所需力量。此 外，直接驅動兩個車輪能夠提供分速器之鎖緊功能。提供此功能 #通常用以額外之牽引或煞車力。此外，用兩個或多個車輪驅動， 可忽略實體車軸192以利於獨立後部車輪懸掛。因此，藉由對應 之無刷交流馬達61GA〜61GD鷄各個車輪，各做流馬達61〇a 〜610D提供3相之輸出。如『第4圖』所示，此外，各個車輪可 選擇性地包含一對應之前輪速率感測器510。換言之，可以用串列 結構替代一 4一馬達結構，串列結構中之無刷交流馬達(610A或 61〇B)驅動别輪，另一無刷交流馬達(610C或610D)驅動後輪。 _ 藉由使用二至四個交流馬達110獨立地驅動車輛190之各個 , 車輪，車輪可根據需要而單獨操作煞車，用以在車輛加速或煞車 ， 日守增強牽引功能，並且單獨驅動之車輪速率可藉由前輪速率感測 器測量。其中，感測器可以安裝於交流馬達110内。此外，當馬 達無法運行時，此安排能夠提供備用操作，而車輛190僅以馬達 系統保持運行。此外，當提供相同或增強之車輛190性能時，能 夠縮小馬達尺寸。減少動力級別能夠直接驅動馬達，像是在此敘 41 1295643 述之無刷交流馬達110，在技術上更可實行且更具經濟效益。最 後’還能夠減少非彈簧負荷重量（Unsprung Weight)，因此可藉由 懸掛系統（Suspension System )提升驅動質量 因此，應用於車輛之交流驅動系統，如高爾夫球車與小型多 功能汽車，能夠提供幾點顯著的優點，精確的位置控制與無法穩 疋使用交流電流源並不是主要目的，但能夠模擬應用一三相動力 變流機（PowerInverter)和一直流電池組13〇。 舉例而s，运定之父流馬達之驅動效率遠遠高於舊式之串激 直流馬達，或是獨立激發之f樞和場(並接式)錢馬達。此更高效 率使車輛携能夠使用—更小的電池組13〇,使得運行時間更久且 4亍敏^距離更長。 此外’在0廳時也可達到馬達轉矩峰值，因而啟動一交流 馬達m，係用以於適當位置控制車輛190。如此一來，在某^

全關鍵（Safety_Critlcal)情況下，在足夠之時間内防止車輛洳 移動’用以啟_賴車n 18(U瑪止車輛滑動。 此外，馬達控制器120控制交流馬達πο,用以於任一旋轉方 向產生一控制轉矩，如此—來，交流馬達UG可作為-煞車使用， 因此不需要機械煞車。交流驅動系統⑽作為車輛煞車可將1%之 車輛動能轉變為電位能，因此可對相對應之電池組13 充電。而且’駐流馬物作為物減W機械煞車 _生之熱量。由於消除因使用機械煞車而產生之熱量，而可使 42 1295643 用低^l塑料作為車輛190之面板、構件和車輪。更進一步，由於 使用高效率之無刷永久磁鐵或感應馬達，與串接式或是並接式直 流馬達相比，其馬達體積更小、重量更輕。 雖然本發明赠述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 • 疋本叙月任何热4相似技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 •内，#可作些許之更動無飾，因此本發明之翻賴範圍須視 本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。 _ 【圖式簡單說明】 第1圖所示為本發明之不同實施例之交流驅動系統之方塊圖； 第2圖所示為本發明之不同實施例之儀表板之方塊圖； 第3 _示為本伽之不同實補之测11區_路通訊晶 片排列之方塊圖； 第4圖所福本_之不同實關之前輪速率_器之方塊 圖；以及 第圖所示為本查日月之不同實施例之多個車輪或全部車輪驅 ^ 動排列之方塊圖。 •【主要元件符號說明】 100 交流驅動系統 110 交流馬達 120 馬達控制器 122 通訊線路 43 信號線 電池組 充電器 控制器區域網路匯流排 外部網路 外部裝置或輸出裝置 煞車踏板 煞車位置感測器 煞車全衝程感測器 油門 油門位置感測器 油門恢復感測器 電性煞車器 信號線 車輛 車軸 同步分速器 輪軸 車輪 儀表板 行進/牽引開關 44 1295643

220 鍵形開關 230 前進/空檔/倒車開關 235 低電壓指示燈 240 電池蓄電容量指示器 245 發光二極體 248 控制器指示燈 250 倒車警示（燈） 310 控制器區域網路通訊晶片 320 第二控制器區域網路通訊晶片 330 直流充電器插頭 340 充電器插座 350 直流充電裔電窥 510 前輪速率感測器 610A 交流馬達 610B 交流馬達 610C 交流馬達 610D 交流馬達 45

Claims (1)

1295643 十、申請專利範圍： 1· 一種車輛驅動系統，其包含有： 一父流馬達，係用以提供一驅動轉矩；以及 -交流馬達控制器，係用以接收一電池電壓信號、一 踏板位置信號、-煞車踏板位置信號、一鍵形開關信號ί 進/空槽/倒車信號以a-行進/牽引信號，用以指示該車: 設置為行進與設置騎引，其巾該交流騎控制器產生一用於 該交流馬達之交流驅動信號； 、 其中該交流驅動信號係根據該電池電壓信號、該油門踏板 位置信號、該煞車踏板位置信號、該鍵形_信號、該前進/ 空檔/倒車信號以及該行進/牽引信號。 2.如申請專利範圍第1項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 包含有一感應馬達以及一永久磁鐵馬達之其中之—。 3·如申請專利範圍第2項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 係為一三相、四極以及無刷之馬達。 4·如申請專利範圍第2項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 更包含有一纏繞定子以及一永久磁鐵轉子。 5·如申請專利範圍第4項所述之車輛驅動系統，其中該永久磁鐵 包含有稀土元素磁鐵。 6·如申請專利範圍第1項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 控制為更包含有*一媒體驅動’係用以接收可移除之儲存穿置媒 體，其包含有光碟（CD)、數位影視光碟（DVD)、磁性媒體 46 1295643 以及記憶卡。 7. 如申請專利範圍第】項所述之車輛驅動系統，其中該交流 控制器更接收-煞車全衝程信號以及—油門恢復信I。 8. 如申請專利範圍第！項所述之車輛驅動系統，其中該交流 控制器更產生一警告信號。 又Μ 9. =請專利範圍第！項所述之車輛驅動系統，其中該交流驅動 ^吕號包含有一三相交流驅動信號。 瓜如申請專利麵第丨項賴之車輛驅動系統，其中該交流驅動 域包含有至少-脈衝寬度調變信私及—脈衝頻率調變信 號之其中之一。 〇 11. 如申請專利範圍第丨項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 控制器根據該電池電壓信號，以決定該交流馬達之最大速率。 12. 如申請專利範圍第丨項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達

控制器根據該牽引開關信號以及該麵/空檔/倒車信號，以 決定該交流馬達之最大速率。 13. 如申請專利範圍第]項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 控制器更產生-狀態信號’讀—顯示器進行通訊。 14. 如申請專利範圍第13項所述之車輛黯動系統，其中該狀態信 號指示至少-電池狀態、—電池蓄電容量（Amp-HouO指示、 一錯誤代號以及一倒車驅動狀態之其中之一。 U·如申4專利範圍第13項所述之車輛驅動系統，其中該顯示器 47 1295643 包含有至少-發光二極體(LED)、—數值顯示、以及—文字顯 不之其中之一 〇 ' 16·如申請專利範圍第i項所述之車輛驅動系統’其中當該鍵形開 關位於開啟狀態、該前進//空播/倒車開關為前進或倒車狀態 之一、該牵引開關為行進狀態、該煞車信號指示為〇%之煞車 指令、以及一電池剩餘電量（soc)大於一預先設定之電量時， 使該父流馬達控制器產生該交流驅動信號。 π·如申4專概11第丨項所述之車輛驅動系統，其中當該煞車信 號指示大於〇%之煞車指令，無須考慮該電池電壓信號、該油 _板位置信號、該行進/牽引信號以及該前進/空檀/倒車 ^號’該交流馬達控制器使該交流馬達減速。 18·如申凊專利範圍第i項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬達 控制器決定-電池剩餘電量，並且根據該剩餘電量決定該交流 馬達之最大速率。 19.如申請專利範圍第丨項所述之車輛驅動系統，其中更包含有一 、觸、„D係、用以選擇性地連接該交流驅動信號以及該交流馬 達’並且該交流馬達控制器更產生一脈寬調變之接觸器控制信 號’用以與該接觸器進行通訊，其中當該接觸器正在關閉時， =交流1 達控制器於—‘第一脈寬調變之工作週期產生該接觸 1制號，並且於該接觸器關閉之後，該交流馬達控制器於 第脈見°周交之工作週期產生該接觸器控制信號。 48 1295643 2〇·如申％專利範圍第1項所述之車麵驅動系統，其中更包含有-煞車裝置，係用以選擇性地降低該交流馬達速率，並且該交流 馬達控制器更產生一煞車控制信號，用與該煞車裝置進行通 孔/、中层該煞車裝置正在作用時，該交流馬達控制器於一第 • 脈i凋變之工作週期產生該煞車控制信號，並且於該煞車裝 • 置作用後，該交流馬達控制器於一第二脈寬調變之工作週期產 生該煞車控制信號。 • 21·如申請專利範圍第2〇項所述之車輛驅動系統，其中該煞車裝 置包含有-停車煞車裝置，係當該交流馬達停止時，該停車煞 車裝置即開始作用。 22.如申請專利範圍第}項所述之車輛驅動系統，其中當該煞車信 唬指不0%煞車指令且該油門信號指示〇%油門指令時，該交 流馬達控制器使該交流馬達速率減低至一預設速率。 23·如申睛專利範圍第i項所述之車輛驅齡統，其巾當該行進/ • 牽引錢指示該車輛錄騎引狀態時，該交流馬達控制器使 • 該驅動轉矩於前進及倒車方向減至最低。 .24·如申請專利範圍第1項所述之車輛驅動系統，其中更包含有一 充電電池，侧以提供-電源至該交流馬達控制器，其中該充 電電池類型包含有雜子電池、鎳隔電池、鎳金魏電池以及 錯酸電池之其中之一。 25·如申請專利範®第24項所述之車無動祕，其巾當該行進 49 1295643 /牽引信號指示該車輛設置為牽引狀態時，該交流馬達控制器 使流經該充電電池之電流降至最低。 26·如申請專利範圍第24項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達控制器以該交流馬達所接收之能量為該充電電池進行充電。 • 27·如申請專利範圍第26項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 • 達控制器根據電池組型號、電池組使用時間以及能量消耗速 率’以決疋k供至該充電電池之能量百分比。 籲 28·如申請專利範圍第1項所述之車輛驅動系統，其中更包含有一 煞車裝置，係用以使該車輛減速，並且根據該煞車位置信號、 該鍵形開關信號以及該行進/牽引信號，使該交流馬達控制器 產生一煞車信號，用以控制該煞車裝置。 29·如申請專利翻第丨項所述之車輛鶴系統，其巾該交流馬達 控制器更包含有-用以傳遞資料之通訊匯流排介面。 30·如申料利械第29項所述之車輛驅動系統，其中該資料包 • 含有即時控制資料。 • 31·如申明專利範圍第29項所述之車辅驅動系統，其中該通訊匯 • 流排介面相容於一控制器區域網路（CAN)、RS — 232、RS — 422、通用串列匯流排（聰）、串列、平行、無線、藍芽以及 光學匯流排之其中之一。 32·如申#專利圍第3Q項所述之車輛驅動系統，其中該即時控 制資料包έ有至少一該電池電壓信號、〉、由門踏板位置信號、煞 50 1295643 車踏板位置信號、鍵形開關信號、前進/空檔/倒車信號以及 行進/牽引信號之其中之一。 33·如申請專利圍第29項所述之車輛驅動系統，其中更包含有 -電池充電H，該充電H具有—第二通観流排介面，係用以 * _交流馬達控制11之該軌S流齡©侧該電池剩餘電 , 量。 、包 34·如申請專利範圍第1項所述之車輛驅動系統，其中更包含有一 _ 同步分速$ ’制以接收並改變—對車軸之驅動轉矩方向。 35·如申請專利範圍第％項所述之車輛驅動系統，其中該同步分 速器係根據該交流馬達控制器產生之一分速器控制信號而開 啟或是關閉。 36·如申料利細第35項所述之車輛鶴系統，其中當該同步 分速器正在關_，該交流馬達控繼於—第―脈寬調變之工 作週期產线分速ϋ控繼號，並且於·步分魅關閉之 # 後，於一第二脈寬調變之工作週期產生該分速器控制信號。 37·如申巧專利範圍第1項所述之車輛鷄祕，其中更包含有複 ，數辦輪速输號，並且該交流_信號更以鱗輪速率信號 為依據。 38·如申請專利範圍第37項所述之車輛驅動祕，其中該交流馬 達控制③包含有至少—防鎖死煞車系統以及—牽引控制系統 之/、中之，係用以接收該車輪速率信號並且限制該交流馬達 51 1295643 加速或是減速。 说如申請專利範圍第％項所述之車輛驅動系統，其中該牵引控 制系統係根據車輪速率信號比較一獨立之驅, 皁輪而限制加速或是減速。 40.如申請專利範圍第i項所述之車輛驅動系統，其包含有一第二 父 ^流馬達’係用以提供-第二驅動轉矩，其中該交流馬達控制 器傳遞一第二交流驅動信號至該第二交流馬達，並且該第二 々IL驅動^號係根據該交流馬達之運作狀態。 41·種操作車輛驅動系統之方法，其包含有： 提供一驅動轉矩； 接收一電池電壓信號、一油門踏板位置信號、一煞車踏板 位置彳§唬、一鍵形開關信號、一前進/空檔/倒車信號以及一 行進/牽引#號，用以指示該車輛設置為行進與設置為牽引； 根據該電池電壓信號、該油門踏板位置信號、該煞車踏板 位置信號、該鍵形開關信號、該前進/空檔/倒車信號以及該 行進/牽引信號而產生一交流驅動信號；以及 轉換該父流驅動信號至該驅動轉矩，用以推進該車輛。 42·如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中所產生之該交流驅動信號包含有產生一三相交流驅動信號。 43·如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有記錄數值之至少一該電池電壓信號、該油門踏板位 52 1295643 置信號、該煞車踏板位置信號、該鍵形開關信號、該前進/空 檔/倒車信號以及該行進/牽引信號之其中之一。 44·如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有接收一煞車全衝程信號以及一油門恢復信號。 45.如申請專利翻第μ項所述之操作車輛驅杨、統之方法，其 中更包含有根據至少-該電池電壓信號、該間踏板位置信 號、該煞車踏板位置信號、該鍵形開關信號、該前進/空槽/ 倒車信號以及該行進/牽引信號之其中之1產生—警告信 號0 α ° ° 46.如申料利麵第41項所狀操作輪驅動纽之方法，其 中該交流軸雜包含有至少—脈衝寬 ’，、 衝頻率調變信號之其中之-。 及-脈 47·如申凊專利範圍第W項所述之操作車輛驅動系統之方法复 中更包含有根據該電池電壓信號，以決 法，其

大頻率。 〜⑼购信號之最 48·如申請專利第41項所述之操作車輔 中更包含有根據該牽引開關信號以及該前進方法’其 號，以決賴交赫動信號之最大_。 倒車信 49·如申·利翻第Μ斯述之操料她 指示 中更包含有產生-狀態信號，並且根據卜卢方法” 唬顯示一狀態 53 1295643 50.如申請專機圍第49項所述之操作車輛驅動系統之方去，发 中該狀態信號指示至少一電池狀態、一電池蓄電容量 (__H〇U〇指示、一錯誤代號以及一倒車驅動狀::= ，51.如申請專利範圍第41項所述之操作車輛鶴系統之方法，其 . 巾更包含有當賴形關位於開啟狀態、該前進/空檔/倒車 信號為前進或倒車狀態之一、該行進/牵引信號為:狀態、 • _車信號指示為〇%之煞車指令、以及-電池剩餘電量 (SOC)大於-触設定之電量，而產生該交流驅動信號。 52. 如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有當該煞車信號指示大於之煞車指令，無須考慮 該電池電麼信號、該油門踏板位置信號、該行進/牵引信號以 及該别進/空槽/倒車信號，將降健交流驅動信號之頻率。 53. 如申》月專利範圍帛41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 鲁1包含有決賴電池麵電量，並且根獅雜電量決定該 交流驅動信號之最大頻率。 54. 如申請專利範圍第41項所述之操作車輛, 驅動系統之方法，其 中更包含有:¾雜地應職交流鶴健至雜換步驟。 55·如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有： 於一第-脈寬調變之工_期，產生一持續，先設定時 54 1295643 間之煞車控制錢，並且此後於—第二脈寬調變之i作週期， 該煞車信號指示大於〇%之煞車指令。 56·如申5月專利圍第41工貝所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有當該煞車信號指示〇%之煞車指令並且該油門信號 • 私示〇%之油門指令，即降低該交流驅動信號之頻率。 .57.如h專利範JU第4丨項所述之操作車輛驅祕統之方法，其 中更包含有當該行進/牽引信號指示該車輛設置騎引狀態 ⑩ _，該交流馬達控·使該鷄轉矩於前進及倒車方向減至最 低。 58.如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有當該行進/牽引信號指示一牽引狀態時，使該電池 剩餘電量變化降至最低。 59·如申.月專利範圍帛^項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有將該車輛之動能轉換為電能，用以增加該電池剩餘 ⑩ 電量。 、 • 60·如申請專利範圍第％項所述之操作車辅驅動系統之方法，其 ，巾更包含有根據電池組型號、電池組使用時間以及能量消耗速 率，以決定動能轉換之百分比。 61·如申請專·圍第41項所述之操作車_動系統之方法，其 中更包3有根據至少一該煞車位置信號、纖形開關信號以及 該灯進/牽彳丨信號之其中之―，以將該車輛煞住。 55 1295643 62.如申請糊_ 41項所述之操作車輛驅_統之方法，立 中更包含有由該車輛傳遞控制資料，且該控制資料包含有至少 號、該鍵形開關信號、該前進/空播/倒車信號, 該m信號、該油門踏板位置信號、該煞車踏板位置信 牽引信號之其中之一。 63.如申明專利範圍第62項所述之操作車輛驅動系統之方法， 中該控制資料包含有即時控制資料。 以及該行進/ 其 64·如申明專利範圍第62工員所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有藉由該傳遞之步驟，並根據所接收之該電池剩餘曹 量資料而對該車輛進行充電。 ' 65·如申明專利|巳圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有接收並選擇性地改變—對車軸之簡轉矩方向。 66·如申請專利翻第41項所述之操作車_齡、統之方法，其 中更包含有接收複數個車輪速率信號，並且該交流驅動信镜更 以該車輪速率信號為依據。 67.如申請專鄕圍第66撕叙操作車輛驅射獻方法，其 中該交流驅動信號頻率之變化率小於根據該車輪速率信鱿之 一變化率限度。 68·如申明專利範财67項所述之操作車_驅祕統之方法，其 中該變化率限度係根據車輪速率信號比較一獨立之驅動車輪 與一非驅動車輪。 56 I295643 69·如申請專利範圍第41項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有： 產生一第二交流驅動信號，係根據一轉換該交流驅動信號 之步驟之輸出；以及 ‘ 轉換該第二交流驅動信號至一第二驅動轉矩，用以驅動該 車輛。 • 7〇·如申請專利範圍第69項所述之操作車輛驅動系統之方法，其 中更包含有產生該交流驅動信號之步驟，其具有產生一三相交 流驅動信號。 71· —種具有複數個車輪之車輛驅動系統，其包含有： 複數個交流馬達，各個交流馬達對相對應之車輪提供一驅 動轉矩；以及 一交流馬達控制器，係用以接收一電池電壓信號、一油門 ^ 踏板位置信號、一煞車踏板位置信號、一鍵形開關信號、一前 進/空檔/倒車信號以及一行進/牽引信號，用以指示該車輛 , 設置為行進與設置為牽引，其中該交流馬達控制器產生複數個 _ 交流驅動信號，係用於相對應之交流馬達； 其中該交流驅動信號係根據該電池電壓信號、該油門踏板 位置信號、該煞車踏板位置信號、該鍵形開關信號、該前進/ 空檔/倒車信號以及該行進/牽引信號。 72·如申請專利範圍第71項所述之具有複數個車輪之車輛驅動系 57 1295643 統，其中更包含有一駕駛感測器，係用以產生一駕駛信號與該 交流馬達控制器進行通訊，並且該交流驅動信號更以該駕駛信 號為依據。 73· —種車輛驅動系統，其包含有： - 袓數個車輪，係用以支撐該車輛，且至少一車輪作為一驅 . 動車輪； 一父流馬達，係用以對該驅動車輪提供一驅動轉矩；以及 鲁一交流馬達控制器，係用以接收複數個輸入信號，且該馬 達控制器產生一用於該交流馬達之交流驅動信號； 其中該父流驅動信號之產生係依據至少一電池電壓信 號、一油門踏板位置信號以及一煞車踏板位置信號之其中之 ――〇 74·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達包含有一感應馬達以及一永久磁鐵馬達之其中之一。 _ 75·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達係為一二相、四極以及無刷之馬達。 76. 如申請專利範圍第75柄述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達包含有一纏繞定子以及一永久磁鐵轉子。 77. 如申請專利範圍f 76項所述之車輛驅動系統，其中該永久磁 鐵包含有稀土元素磁鐵。 78·如申請專補jk第73柄述之車她動系統，其中該交流焉 58 1295643 達控制器更包含有一媒體驅動，係用以接收可移除之儲存裝置 媒體。 衣 79·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流鬲 達控制器更接收一煞車全衝程信號以及一油門恢復信號。 8〇·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達控制器更產生一警告信號。 81·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流驅 動k號包含有一三相交流驅動信號。 82.如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流驅 動信號包含有至少-脈衝寬度調變信號以及一脈衝頻率調變 信號之其中之一。 83·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達控制器根據該電池電壓錢，以蚊該交流馬達之最大速 率。 84.如申請專利範圍第73項所述之車輕驅動祕，其中該交流馬 達控制器根據該牽引開關信號以及該前進/空檔/倒車信 唬，以決定該交流馬達之最大速率。 85·如申請專利範圍第73項所述之車麵驅動祕，其中該交流馬 達控制③更產生—狀態信號，以與—顯示器進行通訊。 申請專利範圍第85項所述之車输_統，其中該狀態信 魂指示至少―電池狀態、—電池蓄電容量（_彻〇指示、 59 1295643 —錯誤代號以及一倒車驅動狀態之其中之一。 87·如申請專利範圍第85項所述之車輛驅動系統，其中該顯示器 包含有至少一發光二極體、一數值顯示、以及一文字顯示之其 中之一。 •如申睛專利範圍弟73項所述之車輛驅動系統，其中當該鍵形 開關位於開啟狀態、該前進/空檔/倒車開關為前進或倒車狀

態之一、該牽引開關為行進狀態、該煞車信號指示為〇%之煞 車指令、以及一電池剩餘電量（SOC)大於一預先設定之電量 時，使該交流馬達控制器產生該交流驅動信號。 如申明專利範圍弟73項所述之車輛驅動系統，其中當該煞車 虎彳曰示大於0%之煞車指令，無須考慮該電池電壓信號、該 油門踏板位置信號、該行進/牽引信號以及該前進/空標/倒 車信號，該交流馬達控制器使該交流馬達減速。 9〇.如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 達控制器決定該電池剩餘電量，並且根據該繼電量決定該交 流馬達之最大速率。 9L如申料利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中更包含有 接觸⑽係用以選擇性地連接該交流驅動信號以及該交流馬 達JL且該又机馬達控制器更產生一脈寬調變之接觸器控制信 號’用以與該接觸器進行通訊，其中當該接觸器正在關閉時， 該交流馬達控制第—脈寬調變之工作補產生該接觸 60 1295643 才工制L號，並且於該接觸器關閉之後，該交流馬達控制器於 -第二脈_變之工俩期產生織腳控健號。 91如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中更包含有 一煞車裝置，係用以選擇性地降低該交流馬達速率，並且該交 ' 流馬達控制ϋ更產生-煞車控制信號，用與該煞車裝置進行通 乂 訊，其巾當林置正在個時，該交流馬達控制器於一第 -脈寬調變之1俩誠生該煞車控制信號，並且於該煞車裝 • 置作用後’該交流馬達控制器於-第二脈寬調變之工作週期產 生該煞車控制信號。 93·如申請專利範圍第92項所述之車輛驅動系統，其中該煞車裝 置包含有-料煞車裝置，係t該交流馬猶止時，該停車煞 車裝置即開始作用。 … 94·如申請專利範圍第73項所述之車柄驅動系統，其中當該煞車 #唬指不0%煞車指令且該油門信號指示〇%油門指令，該交 • 流馬達控制器使該交流馬達速率減低至一預先設定速率。 • 95·如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中當該行進 /㈣信號指示該車輛設置為㈣狀態時，較流馬達控制器 使該驅動轉矩於前進及倒車方向減至最低。 96.如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中更包含有 一充電電池，係㈣提供-電縣該交流馬達控制器，=該 充電電池類型包含有雜子電池、鎳隔電池、錄金屬氧電池^ 61 1295643 及錯酸電池之其中之一。 97.如申料翻圍第96項所述之車輛驅動系統，其中當該行進 /牽引信號指示該車輛設置為牽引狀態時，該交流馬達控制器 使流經該充電電池之電流降至最低。 98·如申請專利範圍第96項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 - 達控制器以該交流馬達所接收之能量為該充電電池進行充電。 殁如申請專利範圍第98項所述之車輛驅動系統，其中該交流馬 鲁達㈣ϋ«電池組舰、電池組使㈣咖及能量消耗速 率，以決定提供至該充電電池之能量百分比。 100·如申5月專利範圍帛73項所述之車輛驅動系統，其中更包含 有-煞車裝置’制以使該車輛減速，並且根據該煞車位置信 號、該鍵形開關信號以及該行進/牽引信號，使該交流馬達控 制器產生一煞車信號，用以控制該煞車裝置。 101·如中請專利範®第73項所述之車輛驅動系統，其中該交流 • 秘控制器更包含有一用以傳遞資料之通訊匯流排介面。 • 102·如申明專利範圍弟1〇1項所述之車輛驅動系統，其中該資 - 料包含有即時控制資料。 103·如申請專利範圍第101項所述之車輛驅動系統，其中該通 訊匯流排介面相容於一控制器區域網路（CAN)、RS —232 ' RS-422、通用串列匯流排（USB)、串列、平行、無線、藍芽 以及光學匯流排之其中之一。 62 1295643 104·如申請專利範圍第i〇3項所述之車輛驅動系統，其中該即 時控制資料包含有至少一該電池電壓信號、該油門踏板位置信 號、該煞車踏板位置信號、該鍵形開關信號、該前進/空檔/ 倒車信號以及該行進/牽引信號之其中之一。 • 105·如申請專利範圍第102項所述之車輛驅動系統，其中更包 ^ 含有一電池充電器，該充電器具有一第二通訊匯流排介面，係 用以對該交流馬達控制器之該通訊匯流排介面傳遞該電池剩 肇 餘電量。 106.如申請專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中更包含 有一同步分速器，係用以接收並改變一對車軸之驅動轉矩方 向0 07·如申明專利範圍第106項所述之車辅驅動系統，其中該同 步分速器係根據由該交流馬達控制器產生之一分速器控制信 5虎而開啟或是關閉。 • 1〇8·如申請專利範圍第1〇7項所述之車輛驅動系統，其中當該 • 同步刀速為正在關閉時，該交流馬達控制器於一第一脈寬調變 .之工作週期產生該分箱控繼號，並且在翻步分速器關閉 之後，於一第二脈寬調變之工作週期產生該分速器控制信號。 109·如申明專利範圍第73項所述之車輛驅動系統，其中更包含 有稷數個車輪速率健，並且該交流雜信號更㈣車輪速率 信號為依據。 63

t 根據該接收之信號而產生-交流驅動信號；以及 1295643 110.如申明專利範圍第109項所述之車輛驅動系統，其中該交 /瓜馬達控制益包含有至少一防鎖死煞車系統以及一牽引控制 系統之其中之一，係用以接受該車輪速率信號並限制該交流馬 達加速或是減速。 ill·如申請專利範圍第110項所述之車輛驅動系統，其中該牽 引控制系統根據車輪速率信號比較一獨立之驅動車輪與一非 驅動車輪而限制加速或是減速。 如申明專利範圍第73項所述之車輛驅m其中包含有 、昂-父流馬達，係用以提供—第二驅動轉矩，其巾該交流馬 =控制器傳遞-第二交流驅動信號至該第二交流馬達，並且該 第二交流驅動信號係根據該交流馬達之運作狀態。 113 Τ» 心 種操作車輛驅動系統之方法，其包含有： 提供一驅動轉矩； 接收-電池電壓信號、一油門踏板位 位置信號侧健、—心_/倒=板 用以指示該車輛設置為行進與牽引之行進/牽引传號 少一信號； 〜 轉換該交流麵信敍該鶴馳，用轉進該車輛。 ~種具有複數個車輪之車輛驅_統，其包含有： 複數個交料達，各個交流馬達_對應^輪提供_ 64 114.