TWI616229B - 用於模型車之混合制動系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種模型車，該模型車具有馬達及用於驅動及制動驅動輪的電子速度控制，結合有用於非驅動輪的分離制動系統。提供控制器及操作方法。

Description

用於模型車之混合制動系統

此申請案相關於模型車，且更明確地相關於用於模型車的制動系統。

在習知二輪驅動電動模型車中，該車獨佔地由驅動輪制動。藉由將其馬達繞組短路，主電動馬達經由傳動系統制動驅動輪。該等二驅動輪通常係後輪，以在該車順向加速時提供最佳驅動牽引。

然而，僅使用後輪制動順向移動的車導致前向重量轉移增加，該車的重量移至前輪胎。此前向重量轉移限制制動後輪可提供的最大減速度。若將過多制動力施加至後輪，該車的後輪胎可能開始滑動，導致該車的控制喪失。因此，若駕駛員維持該車的控制，習知二輪驅動電動模型車可能僅施加非常小的制動力。

因此，習知的二輪驅動電動模型車的制動能力有限。因為電動馬達制動器係經由傳動系統施加，簡單地將用於驅動輪的制動系統加至非驅動輪係不可行的。此 種加入會有效地導入與製造四輪驅動車相同的費用及其他考量。若制動系統允許施加更大的制動力而不伴隨控制的喪失，其會係可取的。

此外，習知的無線電傳輸控制器僅提供二資訊頻道至模型車接收器：油門板機的位置及方向盤的位置。油門板機的位置控制三個操作：順向加速、逆向加速、及制動。然而，習知油門板機僅可在二方向上移動：將油門板機拉向使用者及將油門板機推離使用者。

典型地，模型車的電子速度控制(ESC)使用該車馬達的速度及方向以決定油門馬達是否控制順向及逆向加速度、順向加速度及制動、或逆向加速度及制動。當該車馬達速度在或低於速度臨限時，ESC允許使用者在順向及逆向加速度之間選擇。順向加速度係藉由將油門扳機從中性位置拉向使用者而實施，且逆向加速度係藉由將油門扳機從中性位置推離使用者而實施。當馬達以高於速度臨限移動時，ESC允許使用者在相同方向上的更多加速及制動之間選擇。更多加速度係依據車馬達的移動方向藉由繼續拉或推油門板機而實施。若馬達速度在或低於速度臨限，制動係藉由將油門板機移向會在另一方向上導致加速度的相反位置而實施。

此方式的缺點係用於制動的板機位置依據該車目前的加速方向改變。替代方式係用於ESC的「唯一方向」。當該唯一方向模式允許在順向方向上的加速度時，也可能將其稱為「唯順向」模式，且當其允許在逆向 方向上的加速度時，也可能稱為「唯逆向模式」。

當設定成唯一方向模式時，ESC可能一致地將從中性位置對油門板機的所有拉動解譯為在特定方向上加速電動馬達的指令。ESC可能一致地將從中性位置對油門板機的所有推動解譯為制動電動馬達的指令。在二情形中，加速度或制動力的幅度典型地隨與中性位置的距離而增加。唯一方向模式可能允許一致的油門位置以加速或制動該車，但具有僅允許該車在一方向上移動的缺點。

若傳輸控制器可允許相同的油門板機位置一致地加速及制動模型車，同時仍允許順向及逆向加速度二者，而與該車馬達的速度及方向無關會係可取的。

若可用最小量的習知車組件置換而將上文描述的期望強化制動及傳輸控制器特性實作在既存模型車中會係更可取的。

本發明提供一種模型車，該模型車具有馬達及用於驅動及制動驅動輪的電子速度控制，結合有用於非驅動輪的分離制動系統。提供控制器及操作方法。

100‧‧‧範例組合

102‧‧‧傳輸控制器

104‧‧‧模型車

105‧‧‧傳輸控制器處理器

105A‧‧‧後輪

105B‧‧‧前輪

106‧‧‧接收器

108‧‧‧無線電鏈路

108A‧‧‧方向盤頻道

108B‧‧‧油門/後制動頻道

108C‧‧‧加速度方向頻道

108D‧‧‧前制動頻道

110‧‧‧油門板機

110A‧‧‧加速度範圍

110B‧‧‧中性範圍

110C‧‧‧制動範圍

112‧‧‧方向交換器

112A‧‧‧順向位置

112B‧‧‧逆向位置

114‧‧‧ESC

116‧‧‧主電動馬達

118‧‧‧前制動伺服機構

120‧‧‧前制動系統

122‧‧‧制動偏壓使用者介面

122A、122B、122C‧‧‧位置

300‧‧‧圖

302、304、306、308‧‧‧線

500‧‧‧前輪驅動車

600‧‧‧方法

為更完整理解本發明及其優點，現在結合隨附圖式提供對以下實施方式的參考，其中：圖1描畫依據本發明之範例實施例的模型車及傳輸控 制器。

圖2A-2C描畫依據本發明之範例實施例的傳輸控制器。

圖3描畫依據本發明的範例實施例之制動偏壓使用者介面的操作。

圖4描畫依據本發明之範例實施例的後輪驅動模型車。

圖5描畫依據本發明之範例實施例的前輪驅動模型車。

圖6描畫依據本發明的範例實施例之用於改善模型車之制動能力的方法。

在以下討論中，陳述許多具體細節以提供徹底解釋。然而，此種具體細節不係必要的。在其他實例中，已用示意或方塊圖型式說明已為人所熟知的元件。此外，在大多數情況下，已將在熟悉本技術的人士之理解範圍內的具體細節省略。

茲參考圖1，描繪傳輸控制器102及模型車104的範例組合100。在傳輸控制器102上的傳輸控制器處理器105可能經由無線電鏈路108與模型車104上的接收器106通訊。無線電鏈路108可能係雙向的，且傳輸控制器102及接收器106可能係各者能經由無線電鏈路108傳輸及接收無線電訊號的收發器。然而，依慣例，可能將 傳輸控制器102稱為「發射器」，並可能將接收器106稱為「接收器」。

傳輸控制器102可能具有油門板機110，其可能具有從加速度範圍110A至中性範圍110B至制動範圍110C的移動範圍。加速度範圍110A可能係接近使用者保持傳輸控制器102的位置範圍，制動範圍110C可能係遠離使用者保持傳輸控制器102的位置範圍，且中性範圍110B可能係在加速度範圍110A及制動範圍110C之間的中間位置範圍。

傳輸控制器102也可能具有方向交換器112。方向交換器112可能允許使用者在用於模型車104的順向及逆向加速度之間交換。方向交換器112可能具有二位置，順向位置112A及逆向位置112B。當方向交換器112在順向位置112A中時，將油門板機110置於加速度範圍110A導致傳輸控制器處理器105命令車104順向加速。相似地，當方向交換器112在逆向位置112B中時，將油門板機110置於加速度範圍110A導致傳輸控制器處理器105命令車104逆向加速。

模型車104可能係四輪後輪驅動電動模型車。模型車104可能具有二後輪105A及二前輪105B。模型車104可能具有接收器106、ESC 114、及主電動馬達116。ESC 114可能係唯一方向模式中的習知ESC。然而，如更將討論的，方向ESC 114依據接收自接收器106的資訊加速該車。主電動馬達116可能如由ESC 114所下 令地習知地驅動及制動後輪105A。

模型車104也可能具有前制動伺服機構118及前制動系統120。當由接收器106下令時，前制動伺服機構118可能使用前制動系統120制動前輪105B。前制動系統120可能包括機器或液壓制動器。前制動系統120不包括電動馬達制動器為佳，雖然包括電動馬達制動器會擊敗產生二輪驅動電動模型車的許多原因。

取代習知二資訊頻道，傳輸控制器處理器104可能經由無線電鏈路108將四資訊頻道提供給接收器106。部分既存接收器可能能接收多於二資訊頻道，所以可能將既存接收器組態成使用四資訊頻道。

該等四頻道可能包括方向盤頻道108A、油門/後制動頻道108B、加速度方向頻道108C、及前制動頻道108D。方向盤頻道108A可能如本技術中已為人所知的控制模型車104的方向盤伺服機構，且不必另行討論。

接收器106可能將資訊從油門/後制動頻道108B及加速度方向頻道108C提供至ESC 114。油門/後制動頻道108B可能指定加速度量或制動量的其中一者，以施加至後輪105A。加速度方向頻道108C可能對ESC 114指定方向以加速該電動馬達。ESC 114可能使用加速度方向頻道108C以為其唯一方向模式決定方向，並可能使用來自油門/後制動頻道108B的資訊以決定是否加速或制動主電動馬達116。

ESC 114使用主電動馬達116的速度及方向以 決定是否加速或制動係不必要的。加速度方向頻道108C可能單獨指定加速度是否應在順向或逆向方向上。油門/後制動頻道108B可能單獨指定加速度或制動量。

接收器106可能將資訊從前制動頻道108D提供至前制動伺服機構118。前制動頻道108D可能指定應將多少制動力施加至前輪105B，且前制動伺服機構118可能因此致動前制動系統120。

使用者可能選擇識別制動力在前制動系統120及後制動器之間的配置比率的制動偏壓。例如，70%的前制動偏壓及30%的後制動偏壓意謂著由油門板機110指定的70%的制動力將由前制動系統120施加，並將由後制動器施加30%的制動力。

制動偏壓可能使用制動偏壓使用者介面122選擇。可能將制動偏壓分類為車操作參數，且制動偏壓使用者介面122可能係也用於其他車操作參數的使用者介面。制動偏壓使用者介面122可能係建入傳輸控制器中的使用者介面，諸如，轉盤或旋鈕。或者，制動偏壓使用者介面122可能係描述在已公告專利申請案案號第12/850453號中的輔助使用者介面裝置。

傳輸控制器處理器105可能將油門板機110的位置及制動偏壓轉換為經由油門/後制動頻道108B及前制動頻道108D傳送的資訊。當將油門板機110推離使用者時，制動力的量係由油門板機110與中性範圍110B的距離指定。使用此經指定制動量及制動偏壓，傳輸控制器 處理器105可能計算後制動力的量及前制動力的量。然後可能經由油門/後制動頻道108B將後制動力的量提供至ESC 114，並可能經由前制動頻道108D將前制動力的量提供至前制動伺服機構118。

當將油門板機110拉向使用者時，加速度的量係由油門板機110與中性範圍110B的距離指定。在加速期間，前制動頻道108D可能係不必要的。傳輸控制器處理器105可能簡單地經由油門/後制動頻道108B將加速度的量提供至ESC 114。

當模型車104在順向移動的同時制動時，其重量朝向前輪胎轉移。因此，針對順向移動，制動偏壓應朝前制動器為佳。然而，當模型車104在逆向移動的同時制動時，其重量朝向後輪胎轉移，所以制動偏壓應朝向後制動器為佳。在實施例中，當加速度的方向藉由方向交換器112改變時，傳輸控制器處理器105可能自動地將制動偏壓反轉。70%的前制動偏壓及30%的後制動偏壓可能變為30%的前制動偏壓及70%的後制動偏壓，且反之亦然。模型車104可能因此保持幾乎相同的制動行動，與其是否受順向或逆向驅動無關。

或者，傳輸控制器處理器105可能將制動偏壓設定為其有利於或強烈地有利於在該車移動方向上之該等輪的預定量，而非將制動偏壓反轉。會將有利於前輪的制動偏壓用於順向移動，並將有利於後輪的制動偏壓用於逆向移動。

在以上討論參考後輪驅動電動模型車的同時，也可能將其施用至前輪驅動電動模型車。針對前輪驅動電動模型車，可能將制動伺服機構118及制動系統120置於非驅動後輪105A上。然後會將電動馬達制動器用於前驅動輪105B，且制動伺服機構118會控制後輪制動系統120。

在前輪驅動電動模型車中，可能將上述前制動伺服機構118組態成且功能如同後制動伺服機構118，並可能將上述前制動系統120組態成且功能如同後制動系統120。可能將上述油門/後制動頻道108B組態成且功能如同油門/前制動頻道108B。可能將上述前制動頻道108D組態成且功能如同後制動頻道108D。

概括地說，可能將上述前制動伺服機構118組態成且功能如同非驅動輪制動伺服機構118，並可能將前制動系統120組態成且功能如同非驅動輪制動系統120。可能將上述油門/後制動頻道108B組態成且功能如同油門/驅動輪制動頻道108B。可能將上述前制動頻道108D組態成且功能如同非驅動輪制動頻道108D。

參考圖2A-2C，描畫顯示有更多細節的範例傳輸控制器102。在圖2A-2C各者中，制動偏壓使用者介面122係轉盤。方向交換器112係在順向位置112A中。在圖2A中，油門板機110係在中性範圍110B中。在圖2B中，油門板機110係在加速度範圍110A中。在圖2C中，油門板機110係在制動範圍110C中。

參考圖3，描繪範例制動偏壓使用者介面122的操作。在圖3中，制動偏壓使用者介面122係轉盤。制動偏壓使用者介面122具有所描繪的三個位置122A、122B、及122C。在位置122A中，將制動偏壓使用者介面122儘可能地逆時鐘旋轉。在位置122C中，將制動偏壓使用者介面122儘可能地順時鐘旋轉。在位置122B中，制動偏壓使用者介面122係在位置122A及122C之間的中途。

圖300顯示於水平軸上顯示之制動偏壓使用者介面122的位置及於垂直軸上顯示的結果制動偏壓之間的關係。在正常操作中，制動偏壓係藉由線302顯示。當制動偏壓使用者介面122從位置122A轉至位置122C時，制動偏壓從後輪改變至前輪。如上文提及的，在部分實施例中，當將該車設定為逆向加速時，制動偏壓反轉。所產生的反轉制動偏壓藉由線304顯示。當制動偏壓使用者介面122從位置122A轉至位置122C時，制動偏壓從前輪改變至後輪。

也如上文提及的，也可將制動偏壓設定為有利於在該車移動方向上之該等輪的預定量。線306顯示當設定有利於後輪的預定量時的制動偏壓。線308顯示當設定有利於前輪的預定量時的制動偏壓。當將制動偏壓設定為預定量時，即與制動偏壓使用者介面122的位置不相關。

參考圖4，更詳細地描畫模型車104。除了顯 示於圖1中之車104的部分外，顯示車外殼302及制動器304。前制動系統120包括制動器304。

參考圖5，描畫範例前輪驅動車500。前輪驅動車500與模型車104完全相同，除了具有針對前輪驅動重配置的部分。主電動馬達116可能如由ESC 114所下令地習知地驅動及制動前輪105B。車104上的前輪制動伺服機構118及前制動系統120係車500上的後輪制動伺服機構118及後輪制動系統120。後制動系統120包括制動器304。當由接收器106下令時，後制動伺服機構118可能使用後制動系統120制動後輪105A。

參考圖6，描畫用於改善模型車之制動能力的範例方法600。方法600將習知二輪驅動電動馬達車轉變為模型車104或模型車500。在600，將非驅動輪制動伺服機構118及非驅動輪制動系統120加至模型車。非驅動輪制動伺服機構118及非驅動輪制動系統120制動該車的非驅動輪。

在604，以ESC 114替換該車的既存電子速度控制。ESC 114可回應於加速度方向頻道108C。

在606，若該車的既存接收器不能接收四資訊頻道，以可接收四資訊頻道的接收器替換該既存接收器。

在608，將該車的接收器組態成將加速度方向頻道108C提供給ESC 114，並將非驅動輪制動頻道108D提供給非驅動輪制動伺服機構118。該接收器如之前地繼續將油門/驅動輪制動頻道108B提供給ESC 114。該接收 器也如之前地繼續提供方向盤頻道108A。

本發明因此已藉由參考其之特定較佳實施例而描述，須注意所揭示的實施例在本質上係說明性的而非限制性的，並在上述揭示中預期各式各樣的變化、修改、及取代，且在部分實例中，可能使用本發明的部分特性而無需對應地使用其他特性。基於對較佳實施例之以上描述的審查，許多此種變化及修改可能為熟悉本技術的人士視為係可取的。因此，將隨附的申請專利範圍以廣義並與本發明的範圍一致的方式解釋係適當的。

100‧‧‧範例組合

102‧‧‧傳輸控制器

104‧‧‧模型車

105‧‧‧傳輸控制器處理器

105A‧‧‧後輪

105B‧‧‧前輪

106‧‧‧接收器

108‧‧‧無線電鏈路

108A‧‧‧方向盤頻道

108B‧‧‧油門/後制動頻道

108C‧‧‧加速度方向頻道

108D‧‧‧前制動頻道

110‧‧‧油門板機

110A‧‧‧加速度範圍

110B‧‧‧中性範圍

110C‧‧‧制動範圍

112‧‧‧方向交換器

112A‧‧‧順向位置

112B‧‧‧逆向位置

114‧‧‧ESC

116‧‧‧主電動馬達

118‧‧‧前制動伺服機構

120‧‧‧前制動系統

122‧‧‧制動偏壓使用者介面

Claims (25)

1. 一種具有混合制動系統的模型車，包含：一或多個驅動輪；一或多個非驅動輪；電動馬達，組態成驅動及制動該等驅動輪；非驅動輪制動系統；及制動伺服機構，組態成將該非驅動輪制動系統施用至該等非驅動輪，該模型車更包含：電子速度控制，控制該電動馬達；及無線電控制接收器，組態以：接收識別加速度之量或驅動輪制動力之量的第一資訊頻道；將該第一資訊頻道提供至該電子速度控制；接收識別加速度方向的第二資訊頻道；將該第二資訊頻道提供至該電子速度控制；接收識別非驅動輪制動力之量的第三資訊頻道；及將該第三資訊頻道提供至該制動伺服機構。
2. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中將該無線電控制接收器更組態成接收識別引導之量及方向的第四資訊頻道。
3. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該等驅動輪包含二後輪。
4. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該等非驅動 輪包含二前輪。
5. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該等驅動輪包含二前輪。
6. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該等非驅動輪包含二後輪。
7. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該非驅動輪制動系統包含機器制動系統。
8. 如申請專利範圍第1項的模型車，其中該非驅動輪制動系統包含液壓制動系統。
9. 一種用於模型車的傳輸控制器，該傳輸控制器包含：油門板機，能在制動範圍及加速度範圍之間移動；制動偏壓使用者介面，識別制動偏壓的量；及傳輸控制器處理器，組態以：當該油門板機在該加速度範圍中時，透過無線電鏈路傳輸加速度的量；且當該油門板機在該制動範圍中時：從該油門板機的該位置決定制動力的量；依據該制動偏壓的量將該制動力的量分割為驅動輪制動力的量及非驅動輪制動力的量；且透過該無線電鏈路傳輸該驅動輪制動力的量及該非驅動輪制動力的量。
10. 如申請專利範圍第9項的傳輸控制器，更包含能在順向位置及逆向位置之間移動的方向交換器，且其中將 該傳輸控制器處理器更組態成透過該無線電鏈路傳輸該方向交換器之該位置的識別。
11. 如申請專利範圍第10項的傳輸控制器，其中將該傳輸控制器處理器更組態成當該方向交換器在該順向位置及該逆向位置之間移動時，反轉該制動偏壓。
12. 如申請專利範圍第10項的傳輸控制器，其中更組態該傳輸控制器處理器以：當該方向交換器移至該順向位置時，將該制動偏壓設向該等前輪；且當該方向交換器移至該逆向位置時，將該制動偏壓設向該等後輪。
13. 一種混合制動的方法，包含：透過無線電鏈路接收識別驅動輪制動力之量的第一資訊頻道；將該驅動輪制動力之量施加至一或多個驅動輪；透過該無線電鏈路接收識別非驅動輪制動力之量的第二資訊頻道；且將該非驅動輪制動力之量施加至一或多個非驅動輪。
14. 如申請專利範圍第13項的方法，其中將該驅動輪制動力之量施加至該一或多個驅動輪包含制動電動馬達。
15. 如申請專利範圍第13項的方法，其中將該非驅動輪制動力之量施加至該一或多個非驅動輪包含施加機器或液壓制動。
16. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該一或多個 驅動輪包含一或多個後輪。
17. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該一或多個非驅動輪包含一或多個前輪。
18. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該一或多個驅動輪包含一或多個前輪。
19. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該一或多個非驅動輪包含一或多個後輪。
20. 一種混合制動的方法，包含：從油門板機的該位置決定制動力的量；從制動偏壓使用者介面決定制動偏壓的量；依據該制動偏壓的量將該制動力的量分割為驅動輪制動力的量及非驅動輪制動力的量；且透過無線電鏈路傳輸該驅動輪制動力的量及該非驅動輪制動力的量。
21. 如申請專利範圍第20項之方法，更包含：從方向交換器的位置決定加速度方向；且透過該無線電鏈路傳輸該加速度方向。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，更包含：決定該方向交換器的該位置已改變；且響應於決定該方向交換器的該位置已改變，反轉該制動偏壓。
23. 如申請專利範圍第21項的方法，其中該加速度方向係順向加速度方向，並更包含響應於決定該順向加速度方向，將該制動偏壓設向一或多個前輪。
24. 如申請專利範圍第21項的方法，其中該加速度方向係逆向加速度方向，並更包含響應於決定該逆向加速度方向，將該制動偏壓設向一或多個後輪。
25. 一種用於改善模型車之制動能力的方法，該模型車包含一或多個驅動輪及一或多個非驅動輪，該方法包含：將非驅動輪制動系統加至該模型車；將制動伺服機構加至該模型車，該制動伺服機構組態成將該非驅動輪制動系統施用至該模型車的該等非驅動輪；以替換電子速度控制替換該模型車的電子速度控制，該替換電子速度控制組態成響應識別加速度方向的資訊頻道；組態該模型車的接收器以將識別加速度方向的該資訊頻道提供至該替換電子速度控制；且組態該模型車的該接收器以將識別非驅動輪制動力之量的資訊頻道提供至該制動伺服機構。