TWI705021B

TWI705021B - 電動車駐車系統及其方法

Info

Publication number: TWI705021B
Application number: TW107143913A
Authority: TW
Inventors: 李岳翰
Original assignee: 李岳翰
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-09-21
Also published as: TW202021856A

Abstract

一種電動車駐車方法，係於一車體上設有車輪，並使車輪受動於一電動馬達，藉由一控制器將電動馬達透過一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制車輪轉動，避免電動車停駐於於斜坡而發生往下滑動之情事，達到提高駐車的安全性。

Description

電動車駐車系統及其方法

本發明係與電動車有關，特別是關於一種電動車駐車系統及其方法。

按，由於近年來能源價格不斷上揚，以及環保意識抬頭，使得各國禁售傳統燃油車政策陸續成形。由於電動車是以電池供電給電動機，用以驅動車輛，在路面行駛時並不會排放廢氣。另外，當電動車駐車時，其電動機係停止運轉，可避免額外的能源消耗，且相對於傳統燃油車駐車時仍需要怠速，以避免引擎熄火，除了持需耗損能源之外，仍持續排放廢氣。藉此，各國政府將電動車視為可取代傳統燃油車的另一種選擇。

但是，當電動車停駐於於一斜坡時，由於電動機係停止運轉，使得電動車會因重力影響而往下滑動，此時，使用者必需手動進行剎車，以避免意外發生，此等使用上之不便且其安全性尚有不足，顯亦有加以改進之必要。

本發明之主要目的係在提供一種電動車駐車系統，當電動車處於駐車狀態時，利用控制器將電動馬達切換至鎖定狀態，進而限制車輪轉動，避免電動車停駐於於斜坡而發生往下滑動之情事，達到提高駐車的安全性。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供之電動車駐車系統，包含有：一車體，係設有車輪；以及一電動馬達，具有一定子、一轉子、複數個磁極部、複數個繞組部、一馬達驅動電路及一控制器，該轉子連接於該車輪，用以驅動該車輪轉動；該些磁極部設於該轉子及該定子其中一者，而該些繞組部設於該轉子及該定子其中另一者，並與該些磁極部相互作用；該馬達驅動電路具有複數個上臂開關及複數個下臂開關，係分別對應耦接於該些繞組部；該控制器與該馬達驅動電路電性連接；其中，當該控制器接受一駐車訊號時，該控制器控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，從而切換繞組部的磁性以使繞組部與磁極部相吸，令該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。

再者，本發明還提供另一種電動車駐車方法，係於一車體上設有車輪，並使車輪受動於一電動馬達，藉由一控制器將電動馬達透過一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制車輪轉動。其中，電動馬達具有一定子、一轉子、一馬達驅動電路及一控制器，該轉子連接於該車輪，該轉子及該定子其中一者設有複數個磁極部，而該轉子及該定子其中另一者設有複數個繞組部，該馬達驅動電路具有複數個上臂開關及複數個下臂開關，係分別對應耦接於該些繞組部，該控制器與該馬達驅動電路電性連接；所述鎖定機制係於該控制器接受一駐車訊號時，該控制器控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，從而切換繞組部的磁性以使繞組部與磁極部相吸，令該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。

此外，本發明更提供另一種電動車駐車方法，其具有一車體，係設有車輪，並受動一電動馬達，其包含有下列步驟：步驟A.啟動該電動馬達，且該電動馬達具有一控制器；步驟B.透過一鎖定觸發程序傳送一駐車訊號至該控制器；步驟C.該控制器根據該駐車訊號將該電動馬達以一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制該車輪轉動。

請參閱第一圖至第七圖所示，在本發明第一實施例中所提供之電動車駐車系統，包含有：一車體10，係設有車輪11；以及一電動馬達20，係與車輪11相連接，並使車輪11受動於該電動馬達20。其中，電動馬達20藉由一控制器30以一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制車輪11轉動，避免電動車停駐於於斜坡而發生往下滑動之情事，達到提高駐車的安全性。所述電動車可為但不限於電動機車及電動汽車，而本實施例係應用於電動機車上。

電動馬達20不限為外轉子型或是內轉子型，並與一電池電性連接。該電動馬達20具有一定子21、一轉子22、複數個磁極部23、複數個繞組部24及一馬達驅動電路25，該轉子22連接於該車輪11，用以驅動該車輪11轉動；在本例中，電動馬達20為內轉子型，定子21為環形結構，而轉子22旋設於定子21內，且轉子22的圓周方向上設有複數個極爪221，該些極爪221之間係相互等間隔地設置。而所述極爪221的數量並不以本發明圖式所揭為限，可依據實際情形任施變化。再者，車輪11係利用傳動機構13而受動於轉子22，傳動機構13可為但不限於離合器、變速器、皮帶及齒輪任其中一者或其組合。在其他的實施方式中，轉子22係不需經由傳動機構13而直接推動車輪11。該些磁極部23以磁性交替的方式且等間隔地配置於定子21的圓周方向上，而所述磁極部23的數量並不以本發明圖式所揭為限，可依據實際情形任施變化。磁極部23為永久磁鐵，且並不限於稀土類磁鐵（Rare-Earth Magnet）、氧化鐵、鋁鎳鈷、燒結鐵氧體（Sintered Ferrite）及橡膠磁（Rubber Magnet）。在其他的實施方式中，該些磁極部23也可以設於該轉子22上。

再者，繞組部24基本上係利用分布繞組（Distributed Windings）或集中繞組(Concentrate Windings)的纏繞方式，將線圈分別對應繞設於轉子22的該些極爪221上。且各繞組部24間可為但不限於利用三角形接法（Δ，delta）或星型接法（Y）的方式來相互耦接，而本實施例係以三角形接法來實施（如第四圖所示）。該馬達驅動電路25與控制器30電性連接，並具有複數個與一電源線相連接之上臂開關M1及複數個與一接地線相連接之下臂開關M2，其係分別對應耦接於該些繞組部24，使該些繞組部24分別依序構成U相、V相或W相，並透過電流、磁場隨時間改變，使該些繞組部24與該些磁極部23相互作用，產生相對應之排斥力及吸引力，藉此推動轉子22轉動（如第5圖所示）。在其他的實施方式中，該些繞組部24也可以設於定子21上。

所述鎖定機制係指該控制器30透過一鎖定觸發程序S40接受一駐車訊號，而該控制器30對應控制該些上臂開關M1或該些下臂開關M2的啟閉狀態（例如：連通1個上臂開關M1，其餘斷開；連通2個下臂開關M2，其餘斷開。），從而切換繞組部24的磁性以使繞組部24與磁極部23相吸，令該轉子22無法相對該定子21轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪11轉動。在本例中，如第四圖及第六圖所示，該控制器30控制該些上臂開關M1或該些下臂開關M2的啟閉狀態，而將任二相鄰之繞組部24切換成相同磁性，使該二相鄰的繞組部24與該些磁極部23其中一者之間因具有相異的磁性而產生一吸引力，令該轉子22無法相對該定子21轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪11轉動。同時，其餘的繞組部24透過該些上臂開關M1或該些下臂開關M2斷開的方式，而不具有磁性，換言之，使其餘的繞組部24與該些磁極部23間不具有磁性作用，避免繞組部24與磁極部23相互作用，產生相對應之排斥力及吸引力，而推動轉子22轉動。在其他的實施例中，該些上臂開關M1或該些下臂開關M2的啟閉狀態亦可透過短路的方式，而與相對應的繞組部24之間構成一封閉迴路，使該些繞組部24與該些磁極部23間不具有磁性作用。在其他的實施方式中，如第七圖所示，該控制器30也可以僅切換單一個繞組部24的磁性，使該繞組部24以一對一的方式與磁極部23相吸，同樣可以達到鎖定轉子22而限制該車輪11轉動之效果。

所述鎖定觸發程序S40係指該車體10更設有一感測器17（例如：陀螺儀），與控制器30電性連接，用以感測車體10是否位於一斜坡上，並發出該駐車訊號給該控制器30。其中，感測器17更透過偵測車體10的傾斜角度，並通知控制器30根據其傾斜角度來調整該繞組部24的磁性強度，藉此改變該繞組部24與該磁極部23間的吸引力大小，故本發明可根據斜坡的傾斜程度來控制駐車力道。在本例中，控制器30係以一脈衝寬度調變(PWM)信號使得上臂開關M1或下臂開關M2至少任其中一者短路，從而控制駐車力道。在其他的實施方式中，鎖定觸發程序S40係以一駐車按鍵15，與該控制器30電性連接，用以發出該駐車訊號給該控制器30。於另外的實施態樣中，鎖定觸發程序S40係以一煞車握把16與該控制器30電性連接，該煞車握把16係具有一特定操作模式，用以發出該駐車訊號給該控制器30。而特定操作模式係指使用者以長按煞車或多次連續按壓煞車握把16的操作方式，且其操作方式係有別於點煞的煞車操作方式。

此外，該電動馬達20更與車體10上所設之一油門12電性連接，且控制器30電性連接有一檢知單元14，用以檢知該油門12開度是否處於零的狀態，以及檢知該車輪11轉速是否為零。請參閱第八圖，係本發明第一實施例之電動車駐車方法之流程圖。如圖所示，步驟A：啟動電動馬達20，用以供應使用者騎乘電動車所需之動力。接著，步驟B：當使用者將電動車停駐於一斜坡時（如第二圖所示），即在電動馬達20仍處於通電的情況下，但並未運轉，透過感測器17感測車體10的傾斜角度，藉以判斷電動車處於斜坡上，而自動地進行鎖定觸發程序S40，其過程中不需人為操作控制，相當便利。鎖定觸發程序S40在其他的實施方式中，亦可透過使用者自行判斷電動車是否處於斜坡上，從而手動操作駐車按鍵15或煞車握把16來進行鎖定觸發程序S40。鎖定觸發程序S40

於步驟C：為了避免電動車仍在行進中，誤啟動鎖定觸發程序S40，則需透過檢知單元14檢知該油門12開度是否處於零的狀態及/或檢知該車輪11轉速是否為零，始允許駐車訊號傳遞至該控制器30。

最後，步驟D：該控制器30根據該駐車訊號將電動馬達20以鎖定機制而切換至一鎖定狀態，其中，鎖定機制為該控制器30控制上臂開關M1或下臂開關M2的啟閉狀態，從而切換繞組部24的磁性以使繞組部24與磁極部23相吸，使轉子22呈鎖定狀態，藉此限制該車輪11轉動。

此外，更包含有步驟E：該感測器17偵測該車體10的傾斜角度，並通知該控制器30根據其傾斜角度來調整該繞組部24該繞組部24與該磁極部23間的吸引力大小，從而控制駐車力道。

10:車體 11:車輪 12:油門 13:傳動機構 14:檢知單元 15:駐車按鍵 16:煞車握把 17:感測器 20:電動馬達 21:定子 22:轉子 221:極爪 23:磁極部 24:繞組部 25:馬達驅動電路 M1:上臂開關 M2:下臂開關 30:控制器 S40:鎖定觸發程序

第一圖係本發明第一實施例之側視示意圖，其顯示電動車位於一平面道路上。第二圖係本發明第一實施例之側視示意圖，其顯示電動車位於一斜坡上。第三圖係本發明第一實施例之系統方塊圖，其顯示車體與電動馬達間各構件之連接關係。第四圖係本發明第一實施例之電路示意圖，其顯示繞組部與馬達驅動電路電性連接。第五圖係本發明第一實施例之剖視圖，其顯示定子與轉子的連接關係。第六圖係本發明第一實施例就第五圖之作動圖一，其顯示二相鄰的繞組部與磁極部磁性相吸。第七圖係本發明第一實施例就第五圖之作動圖二，其顯示單一個繞組部與磁極部磁性相吸。第八圖係本發明第一實施例之流程圖。

S40:鎖定觸發程序

Claims

一種電動車駐車系統，包含有：一車體，係設有車輪；以及一電動馬達，具有一定子、一轉子、複數個磁極部、複數個繞組部、一馬達驅動電路及一控制器，該轉子連接於該車輪，用以驅動該車輪轉動；該些磁極部設於該轉子及該定子其中一者，而該些繞組部設於該轉子及該定子其中另一者，並與該些磁極部相互作用；該馬達驅動電路具有複數個上臂開關及複數個下臂開關，係分別對應耦接於該些繞組部；該控制器與該馬達驅動電路電性連接；其中，當該控制器接受一駐車訊號時，該控制器控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，從而切換繞組部的磁性以使繞組部與磁極部相吸，令該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動；其中，該控制器更可控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，將任二相鄰之繞組部切換成相同磁性，從而使該二相鄰的繞組部與該些磁極部其中一者之間因具有相異的磁性而產生一吸引力，使該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。
如申請專利範圍第1項所述電動車駐車系統，其中，該車體更設有一感測器，與控制器電性連接，用以感測車體是否位於一斜坡上，並發出該駐車訊號給該控制器；感測器更透過偵測車體的傾斜角度，並通知控制器根據其傾斜角度來調整該繞組部與該磁極部間的吸引力大小，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第2項所述電動車駐車系統，其中，該控制器係以一脈衝寬度調變信號使得該上臂開關與該下臂開關至少任其中一者短路，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第1項所述電動車駐車系統，其中，該車體更包括一駐車按鍵，係與該控制器電性連接，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第1項所述電動車駐車系統，其中，該車體更包括一煞車握把，係與該控制器電性連接，且該煞車握把係具有一特定操作模式，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第2、3、4或5項所述電動車駐車系統，其中，該電動馬達更與該車體上所設之一油門電性連接，且該控制器電性連接有一檢知單元，用以檢知該油門開度是否處於零的狀態，以及檢知該車輪轉速是否為零。
一種電動車駐車方法，係於一車體上設有車輪，並使車輪受動於一電動馬達，藉由一控制器將電動馬達透過一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制車輪轉動；其中，電動馬達具有一定子、一轉子、一馬達驅動電路及一控制器，該轉子連接於該車輪，該轉子及該定子其中一者設有複數個磁極部，而該轉子及該定子其中另一者設有複數個繞組部，該馬達驅動電路具有複數個上臂開關及複數個下臂開關，係分別對應耦接於該些繞組部，該控制器與該馬達驅動電路電性連接；所述鎖定機制係於該控制器接受一駐車訊號時，該控制器控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，從而切換繞組部的磁性以使繞組部與磁極部相吸，令該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。
如申請專利範圍第7項所述之電動車駐車方法，其中，該控制器更可控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，將任二相鄰之繞組部切換成相同磁性，從而使該二相鄰的繞組部與該些磁極部其中一者之間因具有相異的磁性而產生一吸引力，使該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。
如申請專利範圍第8項所述電動車駐車方法，其中，更具有一鎖定觸發程序，其係於該車體設有一感測器，與控制器電性連接，用以感測車體是否位於一斜坡上，並發出該駐車訊號給該控制器；感測器更透過偵測車體的傾斜角度，並通知控制器根據其傾斜角度來調整該繞組部與該磁極部間的吸引力大小，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第9項所述電動車駐車方法，其中，該控制器係以一脈衝寬度調變信號使得該上臂開關與該下臂開關至少任其中一者短路，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第8項所述電動車駐車方法，其中，更具有一鎖定觸發程序，其係以一駐車按鍵，與該控制器電性連接，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第8項所述電動車駐車方法，其中，更具有一鎖定觸發程序，其係以一煞車握把與該控制器電性連接，該煞車握把係具有一特定操作模式，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第9、10、11或12項所述電動車駐車方法，其中，該電動馬達更與該車體上所設之一油門電性連接，且該控制器電性連接有一檢知單元，用以檢知該油門開度是否處於零的狀態，以及檢知該車輪轉速是否為零。
一種電動車駐車方法，其具有一車體，係設有車輪，並受動一電動馬達，其包含有下列步驟：步驟A：啟動該電動馬達，且該電動馬達具有一定子、一轉子、一馬達驅動電路及一控制器，該轉子連接於該車輪，該轉子及該定子其中一者設有複數個磁極部，而該轉子及該定子其中另一者設有複數個繞組部，該馬達驅動電路具有複數個上臂開關及複數個下臂開關，係分別對應耦接於該些繞組部，該控制器與該馬達驅動電路電性連接；步驟B：透過一鎖定觸發程序傳送一駐車訊號至該控制器；步驟D：該控制器根據該駐車訊號將該電動馬達以一鎖定機制而切換至一鎖定狀態，從而限制該車輪轉動；其中，該鎖定機制係於該控制器接受該駐車訊號後，該控制器控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，從而切換繞組部的磁性以使繞組部與磁極部相吸，令該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態。
如申請專利範圍第114項所述之電動車駐車方法，其中，該控制器更可控制該些上臂開關或該些下臂開關的啟閉狀態，將任二相鄰之繞組部切換成相同磁性，從而使該二相鄰的繞組部與該些磁極部其中一者之間因具有相異的磁性而產生一吸引力，使該轉子無法相對該定子轉動，呈鎖定狀態，藉此限制該車輪轉動。
如申請專利範圍第14項所述之電動車駐車方法，其中，步驟B之鎖定觸發程序係指該控制器電性連接有該感測器，用以感測該車體是否位於一斜坡上，並發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第14項所述電動車駐車方法，其更包含有下述步驟：E.該感測器偵測該車體的傾斜角度，並通知該控制器根據其傾斜角度來調整該繞組部與該磁極部間的吸引力大小，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第17項所述電動車駐車方法，其中，步驟E之該控制器係以一脈衝寬度調變信號使得該上臂開關與該下臂開關至少任其中一者短路，從而控制駐車力道。
如申請專利範圍第14項所述電動車駐車方法，其中，步驟B之鎖定觸發程序係指該控制器電性連接有一駐車按鍵，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第14項所述電動車駐車方法，其中，步驟B之鎖定觸發程序係指該控制器電性連接有一煞車握把，並具有一特定操作模式，用以發出該駐車訊號給該控制器。
如申請專利範圍第14、17、18、19或20項所述電動車駐車方法，其更包含有下述步驟：C.該電動馬達與該車體上所設之一油門電性連接，且該控制器電性連接有一檢知單元，用以檢知該油門開度是否處於零的狀態，以及檢知該車輪轉速是否為零。