TWI383904B - Safety protection system for electric locomotive - Google Patents

Description

電動機車的安全保護系統

本發明係有關於一種安全保護系統，特別是指一種避免電動機車產生暴衝的安全保護系統。

目前，電動機車之製造技術已呈持續進步及發展中，惟引人注意之處仍局限於其相關於電池方面之技術，諸如蓄電、充電方面之技術，然而，與電動機車之週邊裝置相結合之有關技術中仍大部分以沿用習知機車，也就是習知以引擎為動力之機車的週邊技術為主。

事實上，習知機車在發動後，由於其引擎啟動後所發出之振動，聲響及排氣等之特徵，使得騎乘之使用者很容易察覺該機車在怠速時屬於發動狀態。然而，以目前電動機車之技術，其電氣驅動馬達在一般環境下，於靜置之待機時，因為沒有一般汽油引擎怠速的聲音，常無法察覺該電動機車係處於發動狀態中，因而，常造成欲騎乘之使用者或類似者忘記該電動機車係在發動中(未熄火的靜置狀態下)而誤觸油門，導致該車發生暴衝或翻覆之危險現象，此危險現象在電動車之設計考量中，尤其重要。

所以，如何能避免電動機車暴衝的安全保護系統，是目前在電動機車的問題上之一個刻不容緩的課題。

有鑑於此，本發明之一目的，係提供一種具有控制迴路以避免電動機車暴衝的安全保護系統。

因此，本發明為達上述目的，係提供一種電動機車的安全保護系統，係適用於對一電動機車，該安全保護系統包括一電動機、一啟動開關、一加速裝置、一電源裝置、一控制迴路及一驅動迴路，其特徵在於：該控制迴路係與該啟動開關、該加速裝置及該電源裝置電性連接，該電動機經一驅動迴路與控制迴路間電性連接，控制迴路包含一微處理單元，用以接收該啟動開關與該加速裝置的訊號，並進行判斷是否斷開該電動機的電性連接，以防止該電動機車暴衝。

該控制迴路更具有一計時單元，判斷於該啟動開關於開啟狀態並可電性操控下，該電動機是否於持續靜止一預定時間，若是者，則斷開該電動機的電性連接，以避免無預警狀態下誤觸加速裝置所造成的暴衝。

該控制迴路更具有一電性驟變判斷單元，若該控制迴路接收到加速裝置速度命令的瞬間電性(電壓或電流)驟降或驟升時，則斷開該電動機的電性連接，以防止該電動機車瞬間暴衝。

當該加速裝置未於歸零狀態下，即開啟該啟動開關時，該控制迴路即斷開該電動機的電性連接，以避免該電動機車於啟動開關開啟時即形成加速的風險。

以下在實施方式中詳細敘述本發明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發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖示，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

茲配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖1，係表示本發明一實施例的結構示意圖；本實施例的電動機車的安全保護系統1，係包含一電動機2、一啟動開關3、一加速裝置4、一電源裝置5、一控制迴路6及一驅動迴路7，啟動開關3係為一般機車的鎖匙啟動器或其他類型的啟動開關(如無線遙控、、、等)，加速裝置4係為一般所謂的油門，電源裝置5係為一般電動機車所使用的電池。

控制迴路6係與啟動開關3、加速裝置4及電源裝置5電性連接，電動機2經一驅動迴路7與控制迴路6間電性連接，而控制迴路6係包含有微處理單元，用以接收啟動開關3與加速裝置4的訊號，並進行判斷是否斷開電動機2的電性連接，以防止電動機車暴衝，所稱電動機2電性連接的斷開，是指電動機2無法取得電源啟動運轉，另，一般電動機車或設有安全開關(例如側腳架或坐墊)，在側腳架未正確歸位或坐墊無乘坐重量時，即使開啟啟動開關3也無法取得電動機的啟動、加速等電性操控，當然，這些安全開關被取消時即恢復得以電性操控的狀態，因此，以下所稱啟動開關3的開啟是指具有電性操控的開啟。控制迴路6更具有一計時單元61及一電性(電壓或電流)驟變判斷單元62，計時單元61係用以判斷於啟動開關3開啟狀態下，電動機2是否持續靜止於一預定時間，若是者，則斷開電動機2的電性連接，以避免無預警狀態下誤觸加速裝置所造成的暴衝。而電性驟變判斷單元62係用以判斷當控制迴路6接收到加速裝置4速度命令的一瞬間電性(電壓或電流)驟降或驟升時則斷開電動機2，以防止電動機車瞬間暴衝。

請參考圖2A及圖2B，其中，圖2A係表示本發明啟動開關與電源裝置的其中一連接方式示意圖，圖2B係表示本發明啟動開關與電源裝置的另一連接方式示意圖。

電源裝置5與控制迴路6的連接方式可分為內接式與外接式結構；以內接式結構而言(如圖2B所示)，電源裝置5係為控制迴路6的內部電源，提供控制迴路內所有元件以及其他裝置的電力，因此不管啟動開關3是否開啟，電源裝置5仍持續提供電力給控制迴路6內的所有元件以及其他裝置；而以外接式結構而言(如圖2A所示)，電源裝置5係為控制迴路6的外部電源，因此，控制迴路6必須等啟動開關3啟動之後，才連接到電源裝置5，以提供電力給控制迴路6或是其他裝置，因此，在啟動開關3未被開啟時，電源裝置5並未提供電力給控制迴路6，因此控制迴路6在無電源的狀態下，不會有誤動作產生。

請參考圖3，係表示本發明判斷加速裝置在未歸零狀態下，即開啟啟動開關時的流程圖，本發明所稱加速裝置的歸零包括零刻度或滿刻度的歸零的任一種。電動機車一般在使用時，不小心或不注意，在前一次熄火時並未將加速裝置4(油門)歸零，或加速裝置4因其他因素而未正確歸零下即關閉啟動開關3，導致在加速裝置4在未歸零的狀態下，直接開啟啟動開關3時，導致電動機車突然加速暴衝，而產生危險，因此，本發明及針對此一問題，藉由控制迴路6的設置，以避免上述的問題發生。其步驟表述如下。

步驟S11：開啟啟動開關3；步驟S12：控制迴路6判斷加速裝置4是否歸零；步驟S13：若加速裝置4未歸零時，則持續保持斷開電動機2的電性連接，並回到步驟S12；步驟S14：若加速裝置4歸零時，則電動機2形成電性連通，因此得操作加速裝置4進行加速作動。

其中，控制迴路6、啟動開關3與電源裝置5的連接方式，係包含前述的內接式與外接式結構。

因此，藉由上述的控制迴路6的判斷步驟，係可避免在加速裝置4在未歸零的狀態下，又沒注意時即直接開啟啟動開關3，所導致電動機車突然加速暴衝而產生的危險。

請參考圖4，係表示本發明啟動開關開啟後，判斷電動機是否於持續靜止一預定時間的流程圖，其步驟包括：步驟S21：開啟啟動開關3；步驟S22：控制迴路6判斷電動機2的轉速是否等於0rpm(即靜止狀態)，若是者，則計時單元61開始進行計時；步驟S23：計時單元61比較計時的時間是否於電動機持續靜止之預定時間；步驟S24：當計時的時間合於預定時間者，則斷開電動機2的電性連接；步驟S25：當計時的時間小於預定時間者，則計時的時間歸零，並回到步驟S22。

其中，預定時間係可定為10分鐘，但並不以此為限，係可以不同車型而有所變換。

因此，藉由上述的判斷步驟，控制迴路6可藉由計時單元61對電動機車於靜止狀態下的啟動開關3的電性連通時間進行計時，並據以判斷是否斷開電動機2的電性連接，藉此以避免無預警的誤觸加速裝置所造成的暴衝。

請同時參考圖5A及圖5B，其中，圖5A係表示本發明控制迴路與加速裝置的其中一連接示意圖，圖5B係表示本發明控制迴路與加速裝置的另一連接示意圖。

控制迴路6與加速裝置4之間的連接方式係可為三線式或是二線式結構；其中，以三線式結構而言，若以電壓0~5V(Volt，伏特)或4~20mA(mA，毫安培)表示加速0~100%為例(當然亦可以5~0V或20~4mA表示加速0~100%為例，但並不以此為限)，假使其中連接0V的線路L0突然斷掉的話，則加速裝置4所接收到的訊號是進行100%的加速，這將會導致暴衝的危險；另，以二線式結構而言，若是其中一條線路L1突然斷線的話，則加速裝置4接收到的訊號可能會是加速最大訊號(即加速100%)即產生暴衝的情形。這種電性(電壓或電流)瞬間驟升或驟降的斷線可能原因或有水氣的滲入、電源線保護層的破裂等不一而足。

故，為避免上述危險情況發生，即可藉由控制迴路6的電性驟變判斷單元62，對所接收到的電壓進行判斷；若是控制迴路6接收到一瞬間驟降電壓或是一瞬間驟升電壓時，則斷開電動機2的電性連接，以防止電動機車瞬間暴衝，避免駕駛者產生危險。

較佳者，以單位時間內的電性驟變量(電壓或電流的驟升或驟降)為判斷依據，例如以1毫秒內產生1V電壓(或10mA)變化時，電性驟變判斷單元62即立刻斷開電動機2的電性連接。

因此，藉由上述之結構，不但可以避免開啟啟動開關3時加速裝置4未歸零時所產生的暴衝危險，以及在電動機2靜止一預定時間後即斷開電動機2的電性連接，以避免無預警誤觸加速裝置所造成的暴衝，更可避免在電性(電壓或電流)瞬間驟升或是驟降時，導致加速裝置4突然暴衝所產生的危險。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

1．．．安全保護系統

2．．．電動機

3．．．啟動開關

4．．．加速裝置

5．．．電源裝置

6．．．控制迴路

61．．．計時單元

62．．．電性驟變判斷單元

7．．．驅動迴路

L0．．．線路

L1．．．線路

步驟S11~S14　依據本發明之判斷加速裝置未歸零步驟

步驟S21~S25　依據本發明之計時判斷步驟

圖1係表示本發明一實施例的結構示意圖；

圖2A係表示本發明啟動開關與電源裝置的其中一連接方式示意圖；

圖2B係表示本發明啟動開關與電源裝置的另一連接方式示意圖；

圖3係表示本發明判斷加速裝置在未歸零狀態下，即開啟啟動開關時的流程圖；

圖4係表示本發明啟動開關開啟後，判斷電動機是否於靜止狀態的流程圖。

圖5A係表示本發明控制迴路與加速裝置的其中一連接示意圖；以及

圖5B係表示本發明控制迴路與加速裝置另一連接示意圖；

1．．．安全保護系統

2．．．電動機

3．．．啟動開關

4．．．加速裝置

5．．．電源裝置

6．．．控制迴路

61．．．計時單元

62．．．電性驟變判斷單元

7．．．驅動迴路

Claims (4)

1. 一種安全保護系統，係適用於對一電動機車，該安全保護系統包括一電動機、一啟動開關、一加速裝置、一電源裝置、一控制迴路及一驅動迴路，其特徵在於：該控制迴路係與該啟動開關、該加速裝置及該電源裝置電性連接，該電動機經一驅動迴路與控制迴路間電性連接；該控制迴路係包含一微處理單元，用以接收該啟動開關與該加速裝置的訊號，並進行判斷是否斷開該電動機的電性連接，以防止該電動機車暴衝。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之電動機車的安全保護系統，其中，該控制迴路更具有一計時單元，判斷於該啟動開關開啟狀態下，該電動機是否持續靜止一預定時間，若是者，則斷開該電動機的電性連接，以避免誤觸加速裝置所造成的暴衝。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之電動機車的安全保護系統，其中，該控制迴路更具有一電性(電壓或電流)驟變判斷單元，若該控制迴路接收到加速裝置速度命令的一瞬間電性(電壓或電流)驟降或驟升時，則斷開該電動機的電性連接，以防止該電動機車瞬間暴衝。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之電動機車的安全保護系統，其中，當該加速裝置未於歸零狀態下，即開啟該啟動開關時，該控制迴路即斷開該電動機的電性連接，以避免該電動機車於啟動開關開啟時即形成加速的風險。