TWI653167B - 電動載具主動式再生制動控制系統 - Google Patents

Abstract

本發明係包括電動載具中一三相動力部、一電子控制部、一電能供應部、一再生制動控制部、一油門部及一剎車部。當油門部對電子控制部輸入油門訊號，電能供應部正相驅動三相動力部。當剎車部對電子控制部輸入剎車訊號，電子控制部反覆進行充電模式及電壓疊加供電模式；充電模式時電能供應部停止供電，三相動力部之反電動勢儲於再生制動控制部。電壓疊加供電模式時電能供應部之電池電壓加總反電動勢後，反相驅動三相動力部而輔助剎車。故，本案兼具主動式再生制動設計相當特別、全自動脈波寬度調變便於控制剎車力道、有效利用並消耗反電動勢於剎車及整合電路無需外掛機械元件可降低成本等優點。

Description

電動載具主動式再生制動控制系統

本發明係有關一種電動載具主動式再生制動控制系統，尤指一種兼具主動式再生制動設計相當特別、全自動脈波寬度調變便於控制剎車力道、有效利用並消耗反電動勢於剎車及整合電路無需外掛機械元件可降低成本之電動載具主動式再生制動控制系統。

傳統電動輔具主要設置一電動馬達帶動後輪轉動，用以驅動電動輔具行進，亦即，電能驅動，但是剎車仍為機械式。騎乘這類電動腳踏車(或電動機車)遇到陡下坡時，常因車速過快，以致騎士因懼怕而可能做急速剎車的動作以進行減速，進而導致車輪鎖死，造成電動腳踏車(或電動機車)翻覆，剎車安全性堪慮。

又，目前市面上較為普遍之傳統永磁同步馬達技術，大多僅侷限於控制驅動技術，較少同時結合驅動與電子剎車系統的功能；而少部份設計之控制器雖具有剎車、驅動一體式設計，其驅動方法為六步方波驅動。對於剎車的實現方式，僅使用馬達驅動級晶體迴路串接電阻或電容進行短路剎車，消耗反電動勢產生的電能，或將電能回充至電池產生間接剎車的效果，然而這些方式會由於反電動勢隨著馬達轉速遞減而急速衰退，或因電瓶充飽電而失去剎車效果，因而無法產生顯著的剎車力矩。

有鑑於此，必需研發出可解決上述習用缺點之技術。

本發明之目的，在於提供一種電動載具主動式再生制動控制系統，其兼具主動式再生制動設計相當特別、全自動脈波寬度調變便於控制剎車力矩、有效利用並消耗反電動勢於剎車及整合電路無需外掛機械元件可降低成本等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統永磁同步馬達對於剎車的實現方式，僅使用馬達驅動級晶體迴路串接電組或電容進行短路剎車，消耗反電動勢產生的電能，或將電能回充至電池產生間接剎車的效果，然而這些方式會由於反電動勢隨著馬達轉速遞減而急速衰退，或因電瓶充飽電而失去剎車效果，因而無法產生顯著的剎車力矩等問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種電動載具主動式再生制動控制系統，其包括：一三相動力部，係具有一第一相位接點、一第二相位接點及一第三相位接點，當依流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成正向導通迴路；並當依反流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成反向導通迴路；該三相動力部係可於電動馬達與發電機間變換，並當作為電動馬達時，係用以輔助驅動一電動輔具；一電子控制部，係電性連結該三相動力部，該電子控制部係具有一第一控制裝置、一第二控制裝置、一第三控制裝置及一中央控制裝置；該第一控制裝置係包括一第一開關、一第二開關及一第一接點，該第一接點係介於該第一、該第二開關之間；該第二控制裝置係包括一第三開關、一第四開關及一第二接點，該第二接點係介於該第三、該第四開關之間；該第三控制裝置係包括一第五開關、一第六開關及一第三接點，該第三接點係介於該第五、該第六開關之間；該第一、該第二及該第三控制裝置概呈 並聯；且該第一、該第二及該第三接點，係分別電性連結該第一、該第二及該第三相位接點；該中央控制裝置係電性連結該第一、該第二及該第三控制裝置，並控制其中至少二個控制裝置上的其中一開關導通；一電能供應部，係電性連結該電子控制部，用以對該第一、該第二及該三相位接點其中至少兩點供電；一再生制動控制部，係並聯於該電子控制部與該電能供應部之間，該再生制動控制部具有一並聯控制開關、一第一制動開關、一第二制動開關及一儲電裝置；該並聯控制開關之一端係並聯該電子控制部及該儲電裝置之一端，且該並聯控制開關之另端係並聯該電能供應部及該第二制動開關之一端，該並聯控制開關保持開啟導通，且電性連結該中央控制裝置；該第一制動開關之一端係並聯該第一制動開關及該儲電裝置之另端，該第一制動開關之另端係並聯該電子控制部及該電能供應部，且該第一制動開關係電性連結該中央控制裝置；該第二制動開關係電性連結該中央控制裝置；一油門部，係電性連結該中央控制裝置，並用以設於該電動輔具；一剎車部，係電性連結該中央控制裝置，並用以設於該電動輔具；藉此，該電動載具主動式再生制動控制系統係具有下列動作模式：[a]正向行進模式：該油門部係用以對該中央控制裝置輸入一油門訊號，該中央控制裝置控制該電能供應部依序對該第一相位接點、該第二相位接點及該第三相位接點其中至少兩點供入一電池電壓，而驅動該三相動力部成為電動馬達，驅動該電動輔具正向行進；[b]下坡模式：該油門部停止對該中央控制裝置輸入該油門訊號，該電動輔具反向帶動該三相動力部成為發電機，產生一反電動勢； [c]再生制動模式：該剎車部係用以對該中央控制裝置輸入一剎車訊號，該中央控制裝置控制該並聯控制開關關閉以斷開電路，並依序進行充電模式、電壓疊加供電模式：當進行充電模式：該中央控制裝置控制該第二制動開關關閉，且控制該第一制動開關開啟，該三相動力部、該電子控制部、該儲電裝置及該第一制動開關構成迴路，該反電動勢充電供入該儲電裝置，變成一電容電壓；當進行電壓疊加供電模式：該中央控制裝置控制該第二制動開關開啟，且控制該第一制動開關關閉，並依序反覆導通下列開關組別：該第三開關及該第二開關、該第五開關及該第二開關、該第五開關及該第四開關、該第一開關及該第四開關、該第一開關及該第六開關、該第三開關及該第六開關；則該電池電壓流經該第二制動開關及該儲電裝置，而與該電容電壓加總成一疊加電壓，供入該三相動力部，使該三相動力部反轉，而可輔助該電動輔具剎車；透過依序反覆進行充電模式、電壓疊加供電模式，達成主動式再生制動之輔助剎車效果。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

10‧‧‧三相動力部

20‧‧‧電子控制部

20A‧‧‧火線

20B‧‧‧地線

20C‧‧‧第一導線

20D‧‧‧第二導線

20E‧‧‧第三導線

21‧‧‧第一控制裝置

211‧‧‧第一接點

22‧‧‧第二控制裝置

221‧‧‧第二接點

23‧‧‧第三控制裝置

231‧‧‧第三接點

24‧‧‧中央控制裝置

24A、24B、24C、24D、24E、24F‧‧‧正轉脈波寬度調變信號

241、242、243、244、245、246‧‧‧反轉脈波寬度調變信號

30‧‧‧電能供應部

40‧‧‧再生制動控制部

41‧‧‧並聯控制開關

42‧‧‧儲電裝置

43‧‧‧輔助裝置

431‧‧‧剎車電阻

432‧‧‧二極體

50‧‧‧油門部

50A‧‧‧油門訊號

60‧‧‧剎車部

60A‧‧‧剎車訊號

70A、70B、70C‧‧‧霍爾感測器

91‧‧‧電動輔具

A‧‧‧第一相位接點

B‧‧‧第二相位接點

C‧‧‧第三相位接點

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

S3‧‧‧第三開關

S4‧‧‧第四開關

S5‧‧‧第五開關

S6‧‧‧第六開關

S7‧‧‧第一制動開關

S8‧‧‧第二制動開關

Vb‧‧‧電池電壓

Vm‧‧‧反電動勢

Vc‧‧‧電容電壓

Vd‧‧‧疊加電壓

第1圖係本發明之應用於電動載具之示意圖

第2圖係本發明之主架構之電路圖

第3A圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第一應用例之示意圖

第3B圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第二應用例之示意圖

第3C圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第三應用例之示意圖

第3D圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第四應用例之示意圖

第3E圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第五應用例之示意圖

第3F圖係本發明之正轉脈波寬度調變信號之第六應用例之示意圖

第4圖係本發明之三相動力部產生反電動勢之電路圖

第5A圖係本發明之反電動勢儲存於電容之電路圖

第5B圖係第5A圖之簡化之電路圖

第5C圖係本發明之電池電壓與電容電壓加總(再生)成疊加電壓之電路圖

第5D圖係第5C圖之簡化之電路圖

第6A圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第一應用例之示意圖

第6B圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第二應用例之示意圖

第6C圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第三應用例之示意圖

第6D圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第四應用例之示意圖

第6E圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第五應用例之示意圖

第6F圖係本發明之反轉脈波寬度調變信號之第六應用例之示意圖

參閱第1及第2圖，本發明係為一電動載具主動式再生制動控制系統，其包括一三相動力部10、一電子控制部20、一電能供應部30、一再生制動控制部40、一油門部50及一剎車部60。

關於該三相動力部10，係具有一第一相位接點A、一第二相位接點B及一第三相位接點C，當依流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成正向導通迴路。並當依反流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成反向導通迴路。該三相動力部10係可於電動馬達與發電機間變換，並當作為電動馬達時，係用以輔助驅動一電動輔具91(例如電動腳踏車或電動機車)。

關於該電子控制部20，係電性連結該三相動力部10，該電子控制部20係具有一第一控制裝置21、一第二控制裝置22、一第三控制裝置23及一中央控制裝置24。

該第一控制裝置21係包括一第一開關S1、一第二開關S2及一第一接點211，該第一接點211係介於該第一、該第二開關S1與S2之間。

該第二控制裝置22係包括一第三開關S3、一第四開關S4及一第二接點221，該第二接點221係介於該第三、該第四開關S3與S4之間。

該第三控制裝置23係包括一第五開關S5、一第六開關S6及一第三接點231，該第三接點231係介於該第五、該第六開關S5與S6之間。該第一、該第二及該第三控制裝置21、22與23概呈並聯；且該第一、該第二及該第三接點211、221與231，係分別電性連結該第一、該第二及該第三相位接點A、B與C。

該中央控制裝置24係電性連結該第一、該第二及該第三控制裝置21、22與23，並控制其中至少二個控制裝置上的其中一開關導通。

關於該電能供應部30，係電性連結該電子控制部20，用以對該第一、該第二及該三相位接點A、B與C其中至少兩點供電。

關於該再生制動控制部40，係並聯於該電子控制部20與該電能供應部30之間，該再生制動控制部40具有一並聯控制開關41、一第一制動開關S7、一第二制動開關S8及一儲電裝置42。該並聯控制開關41之一端係並聯該電子控制部20及該儲電裝置42之一端，且該並聯控制開關41之另端係並聯該電能供應部30及該第二制動開關S8之一端，該並聯控制開關41保持開啟導通，且電性連結該中央控制裝置24。該第一制動開關S7之一端係並聯該第一制動開關S8及該儲電裝置42之另端，該第一制動開關S7之另端係並聯該電子控制部20及 該電能供應部30，且該第一制動開關S7係電性連結該中央控制裝置24；該第二制動開關S8係電性連結該中央控制裝置24。

關於該油門部50，係電性連結該中央控制裝置24，並用以設於該電動輔具91。

關於該剎車部60，係電性連結該中央控制裝置24，並用以設於該電動輔具91。

藉此，該電動載具主動式再生制動控制系統係具有下列動作模式：

[a]正向行進模式：參閱第3A圖，該油門部50係用以對該中央控制裝置24輸入一油門訊號50A，該中央控制裝置24控制該電能供應部30依序對該第一相位接點A、該第二相位接點B及該第三相位接點C其中至少兩點供入一電池電壓Vb(參閱第3B、第3C、第3D、第3E及第3F圖)，而驅動該三相動力部10成為電動馬達，驅動該電動輔具91正向行進。

[b]下坡模式：該油門部50停止對該中央控制裝置24輸入該油門訊號50A，該電動輔具91反向帶動該三相動力部10成為發電機，產生一反電動勢Vm(如第4圖所示)。

[c]再生制動模式：該剎車部60係用以對該中央控制裝置24輸入一剎車訊號60A(如第5A圖所示)，該中央控制裝置24控制該並聯控制開關41關閉以斷開電路，並依序進行充電模式、電壓疊加供電模式：當進行充電模式：參閱第5A圖，該中央控制裝置24控制該第二制動開關S8關閉，且控制該第一制動開關S7開啟，該三相動力部10、該電子控制部20、該儲電裝置42及該第一制動開關S7構成迴路，該反電動勢Vm充電供入該儲電裝置42(參閱第5B圖)，變成一電容電壓Vc。

當進行電壓疊加供電模式：參閱第5C及第5D圖，該中央控制裝置24控制該第二制動開關S8開啟，且控制該第一制動開關S7關閉，並依序反覆導通下 列開關組別(參閱第6A、第6B、第6C、第6D、第6E及第6E圖)：該第三開關S3及該第二開關S2、該第五開關S5及該第二開關S2、該第五開關S5及該第四開關S4、該第一開關S1及該第四開關S4、該第一開關S1及該第六開關S6、該第三開關S3及該第六開關S6。則該電池電壓Vb流經該第二制動開關S8及該儲電裝置42，而與該電容電壓Vc加總(再生)成一疊加電壓Vd(參閱第5C及第5D圖)，供入該三相動力部10，使該三相動力部10反轉，而可輔助該電動輔具91剎車。透過依序反覆進行充電模式、電壓疊加供電模式，達成主動式再生制動之輔助剎車效果。

實務上，該三相動力部10至少包括三組線圈及一轉子(公知裝置恕不贅述)，該第一、該第二與該第三相位接點A、B與C係分別位於該三組線圈上。

該電子控制部20係設有一火線20A、一地線20B、一第一導線20C、一第二導線20D、一第三導線20E、該第一控制裝置21、該第二控制裝置22、該第三控制裝置23及該中央控制裝置24。該第一、該第二及該第三導線20C、20D與20E彼此間概呈並聯，且並聯於該火、該地線20A與20B之間。

該第一開關S1、該第一接點211及該第二開關S2係設於該第一導線20C上，且從該火線20A朝該地線20B的方向依序概呈串聯。

該第三開關S3、該第二接點221及該第四開關S4係設於該第二導線20D上，且從該火線20A朝該地線20B的方向依序概呈串聯。

該第五開關S5、該第三接點231及該第六開關S6係設於該第三導線20E上，且從該火線20A朝該地線20B的方向依序概呈串聯。

該第一開關S1、該第二開關S2、該第三開關S3、該第四開關S4、該第五開關S5、該第六開關S6、該第一制動開關S7及該第二制動開關S8皆為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，簡稱MOSFET)。

該中央控制裝置24係依內部設定分別進行下列動作：

進行[a]正向行進模式時：用以依序反覆發出複數個脈波寬度調變信號(Pulse Width Modulation，簡稱PWM)(分別如第3A、第3B、第3C、第3D、第3E及第3F圖所示的正轉脈波寬度調變信號24A、24B、24C、24D、24E與24F)，而依序分別導通下列開關組別：該第一開關S1(PWM)及該第四開關S4(ON)、該第一開關S1(PWM)及該第六開關S6(ON)、該第三開關S3(PWM)及該第六開關S6(ON)、該第三開關S3(PWM)及該第二開關S2(ON)、該第五開關S5(PWM)及該第二開關S2(ON)、該第五開關S5(PWM)及該第四開關S4(ON)。

該每一脈波寬度調變信號之導通週期與截止週期皆可依實際使用需求進行設定與調整。

進行[c]再生制動模式時：用以依序反覆發出複數個脈波寬度調變信號(Pulse Width Modulation，簡稱PWM)(分別如第6A、第6B、第6C、第6D、第6E及第6F圖所示的反轉脈波寬度調變信號241、242、243、244、245與246)，而依序分別導通下列開關組別：該第三開關S3(PWM)及該第二開關S2(ON)、該第五開關S5(PWM)及該第二開關S2(ON)、該第五開關S5(PWM)及該第四開關S4(ON)、該第一開關S1(PWM)及該第四開關S4(ON)、該第一開關S1(PWM)及該第六開關S6(ON)、該第三開關S3(PWM)及該第六開關S6(ON)。

該每一脈波寬度調變信號之導通週期與截止週期皆可依實際使用需求進行設定與調整。

該電能供應部30可為電池。

該並聯控制開關41可為公知繼電器結構。

該儲電裝置42可為公知電容器結構。

該再生制動控制部40又可再包括一輔助裝置43，係並聯於該儲電裝置42、該第一制動開關S7與該第二制動開關S8之間，該輔助裝置43係包括一剎車 電阻431及一二極體432。該剎車電阻431係用以消耗該儲電裝置42充電時流過之電流。該二極體432係用以(提供一通道)消耗該剎車電阻431切換瞬間產生之電感效應。

本發明進一步可再包括三個霍爾感測器70A、70B與70C，係分別電性連接該第一相位接點A、該第二相位接點B、該第三相位接點C與該中央控制裝置24，用以偵測該三相動力部10之輸出軸轉動狀態，並傳送訊號至該中央控制裝置24(應用方式請參考中華民國專利第I384733號之『電動機車之可產生類似防鎖死剎車作用的剎車控制器』，恕不贅述)，作為該中央控制裝置24改變各開關(S1~S6)之工作佔空比(Duty Cycle)之依據。

舉例來講，為控制該三相動力部10正轉，該第一開關S1、該第二開關S2、該第三開關S3、該第四開關S4、該第五開關S5與該第六開關S6開法如下：

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、0、1，位置為I，開啟S1(PWM)S4(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、1、1，位置為Ⅱ，開啟S1(PWM)S6(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、1、1，位置為Ⅲ，開啟S3(PWM)S6(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、1、0，位置為Ⅳ，開啟S3(PWM)S2(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、0、0，位置為V，開啟S5(PWM)S2(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、0、0，位置為Ⅵ，開啟S5(PWM)S4(全開)。

為控制該三相動力部10反轉，該第一開關S1、該第二開關S2、該第三開關S3、該第四開關S4、該第五開關S5與該第六開關S6開法如下：

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、0、1，位置為I，開啟S3(PWM)S2(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、1、1，位置為Ⅱ，開啟S5(PWM)S2(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、1、1，位置為Ⅲ，開啟S5(PWM)S4(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、1、0，位置為Ⅳ，開啟S1(PWM)S4(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為1、0、0，位置為V，開啟S1(PWM)S6(全開)。

當霍爾感測器70A、70B與70C之HALL訊號分別為0、0、0，位置為Ⅵ，開啟S3(PWM)S6(全開)。

關於本發明之動作說明，主要包括下列兩個部分：

[a]行進：該油門部50對該中央控制裝置24輸入該油門訊號50A，該中央控制裝置24控制該電能供應部30依序對該第一相位接點A、該第二相位接點B及該第三相位接點C其中至少兩點供入該電池電壓Vb(參閱第3A、第3B、第3C、第3D、第3E及第3F圖，該電池電壓Vb假設為50伏特)，而驅動該三相動力部10成為電動馬達而驅動該電動輔具91正向行進。

[b]再生制動剎車：該剎車部60對該中央控制裝置24輸入該剎車訊號60A(如第5A圖所示)，該中央控制裝置24控制該並聯控制開關41關閉斷開，並依序進行充電模式、電壓疊加供電模式： 當進行充電模式：該中央控制裝置24控制該第一制動開關S7開啟，且控制該第二制動開關S8關閉，該反電動勢Vm對該儲電裝置42充電(參閱第5B圖)，變成一電容電壓Vc。

當進行電壓疊加供電模式：參閱第5C及第5D圖，該中央控制裝置24控制該第一制動開關S7關閉，且控制該第二制動開關S8開啟，將該電池電壓Vb(50伏特)與該電容電壓Vc(假設為30伏特)加總(再生)成一疊加電壓Vd(參閱第5C圖，該疊加電壓Vd為80伏特)，並以相反於行進的供電順序，供入該三相動力部10，使該三相動力部10反轉(參閱第6A、第6B、第6C、第6D、第6E及第6F圖)，而可輔助該電動輔具91剎車(實際上就是控制該電動輔具91之後輪反轉)。透過依序反覆進行充電模式、電壓疊加供電模式，使達成主動式再生制動之輔助剎車效果。

更詳細的講，當電動輔具90位於下坡時，不需該油門訊號50A，變成是由該電動輔具90(實際上是其後輪)反過來帶動該三相動力部10轉動成為發電機，產生該反電動勢Vm，由於該電動載具91會因為負載或下坡導致該反電動勢Vm瞬間大於該電池電壓Vb，而無法對該三相動力部10順利供入反相電流(欲控制反轉)。此時透過該剎車訊號60A開啟該第一制動開關S7並關閉該第二制動開關S8，使該反電動勢Vm儲存於該儲電裝置42(變成該電容電壓Vc)。並使用脈衝寬度調變(PWM)訊號控制該第一制動開關S7，使該儲電裝置42飽和至趨近該反電動勢Vm時。關閉該第二制動開關S8並開啟該第一制動開關S7(同樣使用脈衝寬度調變訊號控制)，進入主動式(再生)制動，該電池電壓Vb(50伏特)會與該電容電壓Vc(30伏特)串聯成該疊加電壓Vd(80伏特)達到疊加效果，提升了可運用於剎車力矩的電壓，而能順利對該三相動力部10供入反相電流(控制反轉)。搭配反轉控制做到主動式再生制動控制效果。

藉此，在該三相動力部10高速時，周而復始的對該儲電裝置42重複充、放電，直到該反電動勢Vm小於該電池電壓Vb的20%(電壓的大小，可另設相關之偵測裝置，此為相關業界悉知技術，恕不贅述)時。控制以脈衝寬度調變開啟該第一制動開關S7(全開)並關閉該第二制動開關S8(全關)，此動作完成後，該中央控制裝置24復開啟該並聯控制開關41，此時利用電源(即該電能供應部30)之電壓(即該電池電壓Vb)搭配反轉訊號使該三相動力部10反轉，至該電動輔具91剎車停止。

本發明之優點及功效係如下所述：

[1]主動式再生制動設計相當特別。本發明在剎車訊號產生時，透過再生制動控制部先儲存(利用)反電動勢(變成電容電壓)、再將電池電壓與電容電壓加總成疊加電壓(大於反電動勢)，反相供入三相動力部，控制反轉而輔助剎車，此為目前相當特別之技術。故，主動式再生制動設計相當特別。

[2]全自動脈波寬度調變便於控制剎車力道。本發明之各開關、各制動開關，除為全自動脈波寬度調變，達到不需人為控制(除了輸入剎車訊號外)之防鎖死剎車作用外，進一步可再依個人實際使用需求，預先調整改變脈波寬度，而可改變剎車力道。故，全自動脈波寬度調變便於控制剎車力道。

[3]有效利用並消耗反電動勢於剎車。三相動力部驅動後，當滿足剎車條件而啟動剎車(產生剎車命令)，此時三相動力部由電動機轉發電機並產生反電動勢，透過脈寬調製技術調整佔空比(Duty Cycle)對電容器(即儲電裝置)充電，將此反電動勢儲存(變成電容電壓)，再利用脈寬調製技術瞬間串聯電池電壓及電容電壓，形成疊加電壓(大於反電動勢)，利用疊加電壓主動使三相動力部反向運轉，直至反電動勢消耗殆盡而剎停，如此亦不用再設置消耗反電動勢之相關設備，一舉兩得。故，有效利用並消耗反電動勢於剎車。

[4]整合電路無需外掛可降低成本。本發明將電子控制部、電能供應部、再生制動控制部、油門部、剎車部及複數霍爾感測器整合為一體式電路結構，無需外掛任何機械式部件，具有控制器成本較低、體積較小且功能擴展性高之優點。故，整合電路無需外掛可降低成本。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

Claims (9)

1. 一種電動載具主動式再生制動控制系統，係包括：一三相動力部，係具有一第一相位接點、一第二相位接點及一第三相位接點，當依流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成正向導通迴路；並當依反流水序，以其中至少兩個相位接點對外電性連結，係用以構成反向導通迴路；該三相動力部係可於電動馬達與發電機間變換，並當作為電動馬達時，係用以輔助驅動一電動輔具；一電子控制部，係電性連結該三相動力部，該電子控制部係具有一第一控制裝置、一第二控制裝置、一第三控制裝置及一中央控制裝置；該第一控制裝置係包括一第一開關、一第二開關及一第一接點，該第一接點係介於該第一、該第二開關之間；該第二控制裝置係包括一第三開關、一第四開關及一第二接點，該第二接點係介於該第三、該第四開關之間；該第三控制裝置係包括一第五開關、一第六開關及一第三接點，該第三接點係介於該第五、該第六開關之間；該第一、該第二及該第三控制裝置概呈並聯；且該第一、該第二及該第三接點，係分別電性連結該第一、該第二及該第三相位接點；該中央控制裝置係電性連結該第一、該第二及該第三控制裝置，並控制其中至少二個控制裝置上的其中一開關導通；一電能供應部，係電性連結該電子控制部，用以對該第一、該第二及該三相位接點其中至少兩點供電； 一再生制動控制部，係並聯於該電子控制部與該電能供應部之間，該再生制動控制部具有一並聯控制開關、一第一制動開關、一第二制動開關及一儲電裝置；該並聯控制開關之一端係並聯該電子控制部及該儲電裝置之一端，且該並聯控制開關之另端係並聯該電能供應部及該第二制動開關之一端，該並聯控制開關保持開啟導通，且電性連結該中央控制裝置；該第一制動開關之一端係並聯該第一制動開關及該儲電裝置之另端，該第一制動開關之另端係並聯該電子控制部及該電能供應部，且該第一制動開關係電性連結該中央控制裝置；該第二制動開關係電性連結該中央控制裝置；一油門部，係電性連結該中央控制裝置，並用以設於該電動輔具；一剎車部，係電性連結該中央控制裝置，並用以設於該電動輔具；藉此，該電動載具主動式再生制動控制系統係具有下列動作模式：[a]正向行進模式：該油門部係用以對該中央控制裝置輸入一油門訊號，該中央控制裝置控制該電能供應部依序對該第一相位接點、該第二相位接點及該第三相位接點其中至少兩點供入一電池電壓，而驅動該三相動力部成為電動馬達，驅動該電動輔具正向行進；[b]下坡模式：該油門部停止對該中央控制裝置輸入該油門訊號，該電動輔具反向帶動該三相動力部成為發電機，產生一反電動勢；[c]再生制動模式：該剎車部係用以對該中央控制裝置輸入一剎車訊號，該中央控制裝置控制該並聯控制開關關閉以斷開電路，並依序進行充電模式、電壓疊加供電模式： 當進行充電模式：該中央控制裝置控制該第二制動開關關閉，且控制該第一制動開關開啟，該三相動力部、該電子控制部、該儲電裝置及該第一制動開關構成迴路，該反電動勢充電供入該儲電裝置，變成一電容電壓；當進行電壓疊加供電模式：該中央控制裝置控制該第二制動開關開啟，且控制該第一制動開關關閉，並依序反覆導通下列開關組別：該第三開關及該第二開關、該第五開關及該第二開關、該第五開關及該第四開關、該第一開關及該第四開關、該第一開關及該第六開關、該第三開關及該第六開關；則該電池電壓流經該第二制動開關及該儲電裝置，而與該電容電壓加總成一疊加電壓，供入該三相動力部，使該三相動力部反轉，而可輔助該電動輔具剎車；透過依序反覆進行充電模式、電壓疊加供電模式，達成主動式再生制動之輔助剎車效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中，該三相動力部至少包括三組線圈及一轉子，該第一、該第二與該第三相位接點係分別位於該三組線圈上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中，該電子控制部係設有一火線、一地線、一第一導線、一第二導線、一第三導線、該第一控制裝置、該第二控制裝置、該第三控制裝置及該中央控制裝置；該第一、該第二及該第三導線彼此間概呈並聯，且並聯於該火、該地線之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中： 該第一開關、該第一接點及該第二開關係設於該第一導線上，且從該火線朝該地線的方向依序概呈串聯；該第三開關、該第二接點及該第四開關係設於該第二導線上，且從該火線朝該地線的方向依序概呈串聯；該第五開關、該第三接點及該第六開關係設於該第三導線上，且從該火線朝該地線的方向依序概呈串聯。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中，該第一開關、該第二開關、該第三開關、該第四開關、該第五開關、該第六開關、該第一制動開關及該第二制動開關皆為金屬氧化物半導體場效電晶體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中，當進行正向行進模式時，該中央控制裝置係用以依序反覆發出複數個正轉脈波寬度調變信號，而依序分別導通下列開關組別：該第一開關及該第四開關、該第一開關及該第六開關、該第三開關及該第六開關、該第三開關及該第二開關、該第五開關及該第二開關、該第五開關及該第四開關。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中，當進行再生制動模式時，該中央控制裝置係用以依序反覆發出複數個反轉脈波寬度調變信號，而依序分別導通下列開關組別：該第三開關及該第二開關、該第五開關及該第二開關、該第五開關及該第四開關、該第一開關及該第四開關、該第一開關及該第六開關、該第三開關及該第六開關。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其中：該電能供應部係為電池；該並聯控制開關係為繼電器結構；該儲電裝置係為電容器結構；該再生制動控制部係又包括一輔助裝置，其係並聯於該儲電裝置與該第二制動開關之間，該輔助裝置係包括一剎車電阻及一二極體；該剎車電阻係用以消耗該儲電裝置充電時流過之電流；該二極體係用以消耗該剎車電阻切換瞬間產生之電感值。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電動載具主動式再生制動控制系統，其又包括：三個霍爾感測器，係分別電性連接該第一相位接點、該第二相位接點、該第三相位接點與該中央控制裝置。