TWM556693U - 電動載具及其速度控制裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種速度控制裝置，其包含馬達、速度偵測模組、微電腦處理模組以及電子油門，馬達設置於車體及輪組其中之一以提供輪組電子動力，速度偵測模組用以偵測輪組或馬達的轉速以提供輪速訊號，微電腦處理模組訊號連接速度偵測模組以接收輪速訊號且電性連接馬達以調控電子動力，電子油門設置於車體且訊號連接微電腦處理模組，電子油門提供加速訊號，其中微電腦處理模組根據輪速訊號取得電動載具的速度，且當微電腦處理模組接收到加速訊號後，微電腦處理模組依據速度對應的加速度限定值調控電子動力。藉此，可避免電動載具爆衝。

Description

電動載具及其速度控制裝置

本新型是有關於一種載具及其速度控制裝置，且尤其是一種電動載具及其速度控制裝置。

滑板車廣受現代人的喜愛，其具有承載件、前輪及後輪，透過一腳在地上滑動產生前進力，藉此可以讓滑板車前進。

而為了增加滑板車的使用性能，有業者在後輪上設置馬達以製作出電動滑板車，馬達啟動後電動滑板車獲得電子動力，從而節省使用者的氣力。

在實務上，使用者在啟動馬達後，是透過轉動把手油門的方式來進行速度提升，然而此種利用把手油門的控制方式無法很精準的控制加速的大小，很容易產生暴衝的危險。是以有業者對滑板車的最高速限加以限制，避免電動滑板車的車速過快造成意外發生，但仍無解決加速過快問題。

有鑑於此，如何有效改善電動滑板車等電動載具的速度控制，使其更具有安全性，遂成相關業者努力的目標。

本新型提供一種電動載具及其速度控制裝置，透過限制加速度來避免電動載具爆衝。

依據本新型之一態樣提供一種速度控制裝置，應用於一電動載具，電動載具包含一車體及一輪組，輪組設置於車體，速度控制裝置包含一馬達、一速度偵測模組、一微電腦處理模組以及一電子油門，馬達設置於車體及輪組其中之一以提供輪組一電子動力，速度偵測模組用以偵測輪組或馬達的轉速以提供一輪速訊號，微電腦處理模組訊號連接速度偵測模組以接收輪速訊號，且微電腦處理模組電性連接馬達以調控電子動力，電子油門設置於車體且訊號連接微電腦處理模組，且電子油門提供一加速訊號予微電腦處理模組，其中微電腦處理模組根據輪速訊號取得電動載具的一速度，且當微電腦處理模組接收到加速訊號後，微電腦處理模組依據速度對應的一加速度限定值調控電子動力。

藉此，微電腦處理模組可依速度對應的加速度限定值調控電子動力，而可以避免加速度過快產生的爆衝危險。

依據前述之速度控制裝置，其中微電腦處理模組可包含一記憶體用以儲存一加速度限定值。或記憶體儲存一加速度對照表，加速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應第一速度值的一第一加速值及對應第二速度值的一第二加速度值，第一速度值大於第二速度值，第一加速度值小於第二加速度值，且當電動載具的速度小於或等於第二速度值時，微電腦處理模組以第二加速度值做為加速度限定值調控電 子動力，當電動載具的速度大於第二速度值且小於或等於第一速度值時，微電腦處理模組以第一加速度值做為加速度限定值調控電子動力。

依據前述之速度控制裝置，更包含一電子剎車，設置於車體且訊號連接微電腦處理模組，且電子剎車提供一剎車訊號予微電腦處理模組，其中當微電腦處理模組接收到剎車訊號後，微電腦處理模組依據速度對應的一減速度限定值調控電子動力。微電腦處理模組包含一記憶體用以儲存減速度限定值。記憶體儲存一減速度對照表，減速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應第一速度值的一第一減速值及對應第二速度值的一第二減速度值，第一速度值大於第二速度值，第一減速度值大於第二減速度值，且當電動載具的速度小於或等於第二速度值時，微電腦處理模組以第二減速度值做為減速度限定值調控電子動力，當電動載具的速度大於第二速度值且小於或等於第一速度值時，微電腦處理模組以第一減速度值做為減速度限定值調控電子動力。

依據本新型之另一態樣提供一種電動載具，其包含一車體、一輪組及一速度控制裝置，輪組設置於車體，速度控制裝置包含一馬達、一速度偵測模組、一微電腦處理模組及一電子油門，馬達設置於車體及輪組其中之一以提供輪組一電子動力，速度偵測模組用以偵測輪組或馬達的轉速以提供一輪速訊號，微電腦處理模組訊號連接速度偵測模組以接收輪速訊號，且微電腦處理模組電性連接馬達以調控電子動力，電子油門設置於車體且訊號連接微電腦處理模組，且電子油門提供一 加速訊號予微電腦處理模組，其中微電腦處理模組根據輪速訊號取得電動載具的一速度，且當微電腦處理模組接收到加速訊號後，微電腦處理模組依據速度對應的一加速度限定值調控電子動力。

依據前述之電動載具，其中微電腦處理模組包含一記憶體用以儲存一加速度限定值。記憶體儲存一加速度對照表，加速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應第一速度值的一第一加速值及對應第二速度值的一第二加速度值，第一速度值大於第二速度值，第一加速度值小於第二加速度值，且當電動載具的速度小於或等於第二速度值時，微電腦處理模組以第二加速度值做為加速度限定值調控電子動力，當電動載具的速度大於第二速度值且小於或等於第一速度值時，微電腦處理模組以第一加速度值做為加速度限定值調控電子動力。速度控制裝置更包含一電子剎車，設置於車體且訊號連接微電腦處理模組，且電子剎車提供一剎車訊號予微電腦處理模組，其中當微電腦處理模組接收到剎車訊號後，微電腦處理模組依據速度對應的一減速度限定值調控電子動力。

依據本新型之再一態樣提供一種速度控制裝置，應用於一電動載具，電動載具包含一車體及一輪組，輪組設置於車體，速度控制裝置包含一馬達、一速度偵測模組及一微電腦處理模組，馬達設置於車體及輪組其中之一以提供輪組一電子動力，速度偵測模組用以偵測輪組或馬達的轉速以提供一輪速訊號，微電腦處理模組訊號連接速度偵測模組以接收輪速訊號，微電腦處理模組電性連接馬達且根據輪速訊號取得電動載 具的一速度，且微電腦處理模組依據速度對應的一加速度限定值或一減速度限定值調控電子動力。

100‧‧‧電動載具

200‧‧‧速度控制裝置

210‧‧‧馬達

220‧‧‧速度偵測模組

230‧‧‧微電腦處理模組

231‧‧‧記憶體

240‧‧‧電子油門

250‧‧‧電子剎車

300‧‧‧車體

400‧‧‧輪組

I‧‧‧電流

I*_command‧‧‧加速訊號

Wr‧‧‧速度

Wr*‧‧‧預定速度

第1圖繪示依照本新型一實施方式之一種電動載具的立體示意圖；第2圖繪示第1圖之電動載具的速度控制裝置的方塊架構示意圖；以及第3圖繪示第2圖之電動載具的速度控制裝置的控制架構示意圖。

以下將參照圖式說明本新型之實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本新型。也就是說，在本新型部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示。

請參閱第1圖，其中第1圖繪示依照本新型一實施方式之一種電動載具100的立體示意圖，第2圖繪示第1圖之電動載具100的速度控制裝置200的方塊架構示意圖。電動載具100包含一車體300、一輪組400及一速度控制裝置200，輪組 400設置於車體300，速度控制裝置200包含一馬達210、一速度偵測模組220、一微電腦處理模組230及一電子油門240，馬達210設置於車體300及輪組400其中之一以提供輪組400一電子動力，速度偵測模組220用以偵測輪組400或馬達210的轉速以提供一輪速訊號，微電腦處理模組230訊號連接速度偵測模組220以接收輪速訊號，且微電腦處理模組230電性連接馬達210以調控電子動力，電子油門240設置於車體300且訊號連接微電腦處理模組230，且電子油門240提供一加速命令予微電腦處理模組230，其中微電腦處理模組230根據輪速訊號取得電動載具100的一速度，且當微電腦處理模組230接收到加速訊號後，微電腦處理模組230依據速度對應的一加速度限定值調控電子動力。

藉此，微電腦處理模組230可依速度對應的加速度限定值調控電子動力，而可以避免加速度過快產生的爆衝危險，增加使用安全。後面將更詳細的說明電動載具100的細節。

電動載具100在此示例為一電動滑板車，而電動載具100亦可以是滑板、蛇板、電動機車或其他以馬達提供電子動力的載具，包含但不以上述揭露為限。輪組400的數量為二且分別設置於車體300的兩端，其結構及關係非本創作之重點，且其為習知技術，故在此不贅述。

在本實施例中，馬達210為一輪轂馬達結構且設置在輪組400，故馬達210轉動時可直接帶動輪組400轉動，達到提供電子動力使電動載具100前進的目的。而馬達210亦可以是一般馬達結構，其設置在車體300上並透過連動機構(如皮 帶、皮帶輪等)帶動輪組400轉動。

速度偵測模組220可包含霍爾感測器，霍爾感測器設置在輪組400且電性連接微電腦處理模組230，輪組400轉動時，霍爾感測器提供輪速訊號給微電腦處理模組230，微電腦處理模組230根據輪速訊號的準位變化可算出電動載具100的加速度及速度。而由於本實施例之馬達210為輪轂馬達結構，馬達210的轉速相當於輪組400的轉速，故速度偵測模組220亦可直接量測馬達210之轉速以取得電動載具100的速度及加速度。

微電腦處理模組230可為數位訊號處理器(digital signal processer,DSP)、數位號控制器(digital signal controller,DSC)或集微控制器(MCU)等控制器，其具有可程式化功能且具有多個接腳進行電路連接，且微電腦處理模組230可透過控制進入馬達210的電流大小來調控電子動力。

在本實施例中，電子油門240連接於電動載具100的一把手，把手設置在車體300以供使用者操作，且使用者透過操作把手使電子油門240提供加速訊號，此加速訊號可被微電腦處理模組230接收。是以當微電腦處理模組230接收到加速訊後，啟動馬達210提供助力，並且透過速度偵測模組220取得電動載具100當下的加速度及速度，再根據速度的大小來改變輸入馬達210的電流以調控電子動力，在此情況下，可以提供適當的電子動力避免電動載具100爆衝。

在一實施例中，微電腦處理模組230包含一記憶 體231，記憶體231用以儲存一加速度限定值，是以只要使用者操作把手，電子油門240即提供加速訊號給微電腦處理模組230，而不論此時電動載具100的速度大小為何，微電腦處理模組230皆限制電子動力的輸出大小，使電動載具100的加速度等於加速度限定值。

請參閱第3圖，其中第3圖繪示第2圖之電動載具100的速度控制裝置200的控制架構示意圖。如第3圖所示，馬達210為三相無刷馬達，透過脈波寬度調變(PWM)控制變頻器(inverter)的導通及電流大小可改變馬達210的轉速以改變電子動力。更詳細的說，假使馬達210的現時速度為Wr，當加速訊號I*_command進入微電腦處理模組230後，微電腦處理模組230依據速度Wr進行速度計算以得到預定速度Wr*，再依照預定速度Wr*所對應之電流與電流回授所得之電流I比較後提供控制變頻器以提供加速的電流，且微電腦處理模組230使用速度PID控制器及電流PID控制器來進行控制。上述Wr*的算式為：Wr*=Wr+axt，其中a為加速度限定值，t為微電腦處理模組230的計算週期，其在本實施例中為0.1秒。

在另一實施例中，記憶體231可儲存一加速度對照表，加速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應第一速度值的一第一加速值及對應第二速度值的一第二加速度值，第一速度值大於第二速度值，第一加速度值小於第二加速度值，且當電動載具100的速度小於或等於第二速度值時，微電腦處理模組230以第二加速度值做為加速度限定值調控電子動力，當電動載具100的速度大於第二速度值且小於或等於 第一速度值時，微電腦處理模組230以第一加速度值做為加速度限定值調控電子動力。其中加速度對照表可如下面表1所示，第一速度值為15公里每小時(km/hr)，第二速度值為10公里每小時，第一加速度值為每秒增加3公里每小時(km/hr/s)，第二加速度值為每秒增加5公里每小時(km/hr/s)。表一中的加速度對照表可包含三個以上的速度分別對應三個以上的加速度，不以此為限。

舉例而言，電動載具100的速度為9公里每小時，則微電腦處理模組230將加速度限定值定為每秒增加5公里每小時來調控電子動力，而當電動載具100的速度為13公理時，則微電腦處理模組230將加速度限定值定為每秒增加3公里每小時來調控電子動力。

在另一實施例中，第3圖的電流PID控制器亦可以換成查表方式來控制電子動力，如下表二的電子動力與加速度對照表。在此要特別說明的是，表二中所指的加速度大、中、小及電子動力大、中、小是相對大小，因此在實際使用時，可以此相對的大小來設定實際的加速度及電子動力數值。

也就是說，微電腦處理模組230可依照電動載具100的速度提供不一樣的加速度，當電動載具100現時點的速度較大時，為避免加速過快產生危險，則可限制使用較小的加速度限定值；反之，當電動載具100現時點的速度較小時，則可使用較大的加速度限定值。微電腦處理模組230調控電子動力的方式和第3圖所示類似，其差別在於讓加速度限定值a依照不同的速度範圍代入不同的數值(第一加速度值或第二加速度值)計算。上述的加速度對照表可具有二速度值以上，不以上述揭露為限。

速度控制裝置200可更包含一電子剎車250，電子剎車250設置於車體300且訊號連接微電腦處理模組230，且電子剎車250提供一剎車訊號予微電腦處理模組230，其中當微電腦處理模組230接收到剎車訊號後，微電腦處理模組230依據速度對應的一減速度限定值調控電子動力。微電腦處理模組230於減速時的控制架構和第3圖所示類似，因此記憶體231可儲存前述的減速度限定值，或記憶體231可儲存一減速度對照表，減速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應第一速度值的一第一減速值及對應第二速度值的一第二減速度值，第一速度值大於第二速度值，第一減速度值大於第二減速度值，且當電動載具100的速度小於或等於第二速度值時，微電腦處理模組230依據第二減速度值調控電子動力，當電動載 具100的速度大於第二速度值且小於或等於第一速度值時，微電腦處理模組230依據第一減速度值調控電子動力。其中減速度對照表中，第一速度值可為15公里每小時，第二速度值為10公里每小時，第一減速度值為每秒減少8公里每小時，第二減速度值為每秒減少5公里每小時。

上述的電子剎車方式可為回充電剎車方式或是馬達短路剎車方式，兩者使用者減速度控制架構皆和第3圖所述類似，差別僅在於變頻器的導通控制。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (11)

1. 一種速度控制裝置，應用於一電動載具，該電動載具包含一車體及一輪組，該輪組設置於該車體，該速度控制裝置包含：一馬達，設置於該車體及該輪組其中之一以提供該輪組一電子動力；一速度偵測模組，用以偵測該輪組或該馬達的轉速以提供一輪速訊號；一微電腦處理模組，訊號連接該速度偵測模組以接收該輪速訊號，且該微電腦處理模組電性連接該馬達以調控該電子動力；以及一電子油門，設置於該車體且訊號連接該微電腦處理模組，且該電子油門提供一加速訊號予該微電腦處理模組；其中該微電腦處理模組根據該輪速訊號取得該電動載具的一速度，且當該微電腦處理模組接收到該加速訊號後，該微電腦處理模組依據該速度對應的一加速度限定值調控該電子動力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之速度控制裝置，其中該微電腦處理模組包含：一記憶體，用以儲存該加速度限定值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之速度控制裝置，其中該記憶體儲存一加速度對照表，該加速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應該第一速度值的一第一加 速值及對應該第二速度值的一第二加速度值，該第一速度值大於該第二速度值，該第一加速度值小於該第二加速度值，且當該電動載具的該速度小於或等於該第二速度值時，該微電腦處理模組以該第二加速度值做為該加速度限定值調控該電子動力，當該電動載具的該速度大於該第二速度值且小於或等於該第一速度值時，該微電腦處理模組以該第一加速度值做為該加速度限定值調控該電子動力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之速度控制裝置，更包含：一電子剎車，設置於該車體且訊號連接該微電腦處理模組，且該電子剎車提供一剎車訊號予該微電腦處理模組；其中當該微電腦處理模組接收到該剎車訊號後，該微電腦處理模組依據該速度對應的一減速度限定值調控該電子動力。
5. 如申請專利範圍第4項所述之速度控制裝置，其中該微電腦處理模組包含：一記憶體，用以儲存該減速度限定值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之速度控制裝置，其中該記憶體儲存一減速度對照表，該減速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應該第一速度值的一第一減速值及對應該第二速度值的一第二減速度值，該第一速度值大於該第二速度值，該第一減速度值大於該第二減速度值， 且當該電動載具的該速度小於或等於該第二速度值時，該微電腦處理模組以該第二減速度值做為該減速度限定值調控該電子動力，當該電動載具的該速度大於該第二速度值且小於或等於該第一速度值時，該微電腦處理模以該第一加速度值做為該減速度限定值調控該電子動力。
7. 一種電動載具，包含：一車體；一輪組，設置於該車體；以及一速度控制裝置，包含：一馬達，設置於該車體及該輪組其中之一以提供該輪組一電子動力；一速度偵測模組，用以偵測該輪組或該馬達的轉速以提供一輪速訊號；一微電腦處理模組，訊號連接該速度偵測模組以接收該輪速訊號，且該微電腦處理模組電性連接該馬達以調控該電子動力；及一電子油門，設置於該車體且訊號連接該微電腦處理模組，且該電子油門提供一加速訊號予該微電腦處理模組；其中該微電腦處理模組根據該輪速訊號取得該電動載具的一速度，且當該微電腦處理模組接收到該加速訊號後，該微電腦處理模組依據該速度對應的一加速度限定值調控該電子動力。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電動載具，其中該微電腦處理模組包含：一記憶體，用以儲存該加速度限定值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電動載具，其中該記憶體儲存一加速度對照表，該加速度對照表包含一第一速度值、一第二速度值、對應該第一速度值的一第一加速值及對應該第二速度值的一第二加速度值，該第一速度值大於該第二速度值，該第一加速度值小於該第二加速度值，且當該電動載具的該速度小於或等於該第二速度值時，該微電腦處理模組以該第二加速度值做為該加速度限定值調控該電子動力，當該電動載具的該速度大於該第二速度值且小於或等於該第一速度值時，該微電腦處理模組以該第一加速度值做為該加速度限定值調控該電子動力。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電動載具，其中該速度控制裝置更包含：一電子剎車，設置於該車體且訊號連接該微電腦處理模組，且該電子剎車提供一剎車訊號予該微電腦處理模組；其中當該微電腦處理模組接收到該剎車訊號後，該微電腦處理模組依據該速度對應的一減速度限定值調控該電子動力。
11. 一種速度控制裝置，應用於一電動載具，該電動載具包含一車體及一輪組，該輪組設置於該車體，該速 度控制裝置包含：一馬達，設置於該車體及該輪組其中之一以提供該輪組一電子動力；一速度偵測模組，用以偵測該輪組或該馬達的轉速以提供一輪速訊號；以及一微電腦處理模組，訊號連接該速度偵測模組以接收該輪速訊號，該微電腦處理模組電性連接該馬達且根據該輪速訊號取得該電動載具的一速度，且該微電腦處理模組依據該速度對應的一加速度限定值或一減速度限定值調控該電子動力。