TW202315808A - 輔助剎車系統及應用輔助剎車系統的電動滑板車 - Google Patents

Abstract

本發明所提供的輔助剎車系統包括馬達控制裝置、感測裝置、輔助剎車裝置及輸出裝置。馬達控制裝置接收機械剎車信號及加速信號。加速信號控制馬達的轉速來產生車速信號。感測裝置用以感測車體平衡信號及車速信號。輔助剎車裝置用以產生輔助剎車信號。輸出裝置用以輸出加速信號來驅動馬達及輔助剎車信號來控制馬達進行剎車。其中，在車速信號沒有隨著機械剎車信號減速時，馬達控制裝置透過車體平衡信號調整加速信號，並透過輸出裝置輸出輔助剎車信號來藉由馬達進行剎車。

Description

輔助剎車系統及應用輔助剎車系統的電動滑板車

本發明與電動載具有關，特別是指一種輔助剎車系統及應用輔助剎車系統的電動滑板車。

電動載具的剎車一般是透過機械剎車裝置，例如剎車手把或後輪剎車踏板。剎車手把是透過騎士手部的操作來帶動機械剎車裝置來對車輪產生剎車效果。後輪剎車踏板通常應用在電動滑板車，騎士可透過腳踩方式讓後輪剎車踏板與後輪摩擦來產生剎車效果，例如台灣第492457號新型專利。

但機械剎車裝置在使用後會因磨損導致剎車失效或剎車力道不足的問題，目前電動載具或電動滑板車仍沒有針對機械剎車裝置失效後給予其他有效的輔助剎車方式。

有鑑於上述缺失，本發明的目的在於機械剎車失效或剎車力道不足時透過輔助剎車系統來進行剎車，以提高騎士行車安全。

緣是，依據本發明所提供的輔助剎車系統包括馬達控制裝置、感測裝置、輔助剎車裝置及輸出裝置。馬達控制裝置用以接收機械剎車信號及加速信號。加速信號用以控制馬達的轉速來產生車速信號。感測裝置連接馬達控制裝置，且用以感測車體平衡信號及車速信號。輔助剎車裝置連接馬達控制裝置，並用以產生輔助剎車信號。輸出裝置連接馬達控制裝置、輔助剎車裝置及馬達，並用以輸出加速信號來驅動馬達及輔助剎車信號來控制馬達進行剎車。其中，在車速信號沒有隨著機械剎車信號減速時，馬達控制裝置透過車體平衡信號調整加速信號，並透過輸出裝置輸出輔助剎車信號來藉由馬達進行剎車。

此外，本發明還提供一種電動滑板車包括上述的輔助剎車系統。

如此，本發明的輔助剎車系統及應用輔助剎車系統的電動滑板車可以透過確認機械剎車信號及車速信號比較來確認機械剎車裝置的功能是否正常，並在不正常情況發生時，藉由輔助剎車裝置來控制馬達產生對應的剎車阻力，而給予剎車能力，來提高騎士的行車安全。

以下藉由所列舉的若干實施例配合圖式，詳細說明本發明的技術內容及特徵。為了詳細說明本發明的技術特點所在，茲舉以下的實施例並配合圖式說明如後，其中：

如圖1所示，電動載具10是指透過電力傳動的車，例如電動滑板車、電動自行車、電動代步車等。電動載具10包括電源裝置11、馬達13、車輪15、加速裝置17、機械剎車裝置19及輔助剎車系統30。

電源裝置11耦接馬達13及輔助剎車系統30，以供應馬達13及輔助剎車系統30所需的電力，電源裝置11例如電池，以重複充電及放電。

馬達13耦接車輪15，以驅動車輪15運轉，來改變電動載具10的車速。輔助剎車系統30耦接馬達13、加速裝置17及機械剎車裝置19。

加速裝置17用以提供加速信號，加速裝置17例如油門轉把。

機械剎車裝置19用以提供機械剎車信號。機械剎車裝置19用以對電動載具10的車輪15進行剎車作業，以限制車輪15的運轉。機械剎車信號包括機械剎車裝置19的剎車力道的大與小程度，舉例來說，當機械剎車裝置19給予較大的力道(例如急剎車)時，剎車手把會有較大角度變化，機械剎車信號是以較大的力道進行剎車，相同地，當機械剎車裝置19給予較小的力道(例如緩剎車)時，剎車手把給予較小角度變化，機械剎車信號是以較小的力道進行剎車。

輔助剎車系統30連接電源裝置11、馬達13、加速裝置17及機械剎車裝置19，以依據加速信號控制馬達13運作，及透過機械剎車信號及電動載具10的車速來判斷機械剎車功能是否正常，並給予輔助剎車功能。

如圖2所示，輔助剎車系統30包括馬達控制裝置31、感測裝置33、輔助剎車裝置35、輸出裝置37及警報提醒裝置39。感測裝置33耦接馬達控制裝置31，且用以感測電動載具10的車速信號及車體平衡信號。馬達控制裝置31耦接加速裝置17及機械剎車裝置19，且用以輸出加速裝置17的加速信號，並依據機械剎車裝置19的機械剎車信號及車速信號來判斷機械剎車裝置19的剎車功能。輔助剎車裝置35耦接馬達控制裝置31及輸出裝置37，並用以產生輔助剎車信號。輸出裝置37耦接馬達控制裝置31及馬達13，用以輸出加速信號及輔助剎車信號。警報提醒裝置39耦接馬達控制裝置31及電動載具10的控制儀表、方向燈及/或剎車燈等，並用以產生警示信號以透過控制儀表、方向燈及/或剎車燈等來提醒騎士或行人的裝置。

感測裝置33包括坡度感測器，用以感測並產生車體平衡信號，車體平衡信號可對應目前運行路面類型。目前運路面類型例如上坡、下坡及大致平坦路面。坡度感測器例如六軸感測器、九軸感測器、陀螺儀或其他能隨著路面類型來感測變化的感測器。感測裝置33還包括加速度感測器以感測車速信號，車速信號可透過車輪或馬達來提供。

馬達控制裝置31透過微處理器311處理車體平衡信號，以獲得電動載具的平衡狀態。處理方式可預設電動載具10的參考基準，並在車體平衡信號偏離參考基準時判斷目前運行的路面類型，參考基準例如底盤的底面或者二車輪15(前輪及後輪)的輪軸所形成的延伸線來定義，並透過底面或延伸線在水平狀態時定義為基準軸。

當電動載具10運行在上坡或下坡路面時，馬達控制裝置31的微處理器311可依據車體平衡信號及基準軸比較或處理獲得電動載具10的平衡狀態，來對應獲得目前運行坡度狀態。在大致平坦路面運行時，目前坡度狀態會大致與基準軸平行，或在基準軸附近變動。

本實施例中，當馬達控制裝置31啟動輔助剎車裝置35時會同步啟動警報提醒裝置39，以提醒騎士機械剎車裝置19的功能異常或失效，並可透過方向燈及剎車燈來提醒行人。其他實施例中，警報提醒裝置39可以連接其他能提醒騎士或行人的裝置，而不以本實施例所述為限。

以上說明本發明的輔助剎車系統30的硬體組成，隨後詳述其運作流程。

如圖3所示，本發明的輔助剎車系統30的剎車流程50包括八個步驟，步驟51是取得機械剎車信號，步驟52是接收及處理車體平衡信號，以獲得目前道路坡度，步驟53是調整加速信號，步驟54是監視車速信號，步驟55是判斷剎車功能是否正常，其中，正常表示機械剎車裝置能讓電動載具的行進速度會隨著機械剎車信號減速，不正常或異常表示機械剎車裝置不能讓電動載具的行進速度隨著機械剎車信號減速或停止。當判斷為是時，代表判斷機械剎車功能正常(步驟56)而允許馬達依據加速信號再次運作。當判斷為否時，代表判斷機械剎車功能不正常，步驟57是產生輔助剎車信號，以藉由馬達進行剎車，步驟58是輸出警示信號。其他實施例中剎車流程50可以有更多步驟或較少步驟。

步驟51的取得步驟是偵測機械剎車裝置的機械剎車信號，並可透過機械剎車信號取得對應的剎車力道。

步驟52的接收是接收感測裝置的車體平衡信號，處理是馬達控制裝置的微處理器處理或演算車體平衡信號來獲得對應目前運行的路面類型。

步驟53的調整是馬達控制裝置的微處理器會依據車體平衡信號及加速信號演算或處理來決定即時暫停或延遲暫停輸出加速信號。在上坡或平坦路面運行時，馬達控制裝置會即時暫停(中斷)輸出加速信號。當目前道路坡度中路面類型是對應下坡路面時，馬達控制裝置會延遲暫停加速信號，延遲可避免馬達的加速被瞬間斷電產生敲擊聲音。簡言之，當機械剎車信號出現後，步驟53的調整會依據路面坡度來暫停加速信號輸出，以避免加速信號及機械剎車信號同時存在而增加機械剎車磨耗。延遲的時間與下坡路面的坡度成正比關係，下坡坡度越陡延遲時間越長，下坡坡度越緩延遲時間越短。

步驟54的監視是馬達控制裝置的微處理器演算或處理車速信號及機械剎車信號以確認車速信號對應的車速是否隨著機械剎車信號降低或靜止。車速信號包括馬達回授的轉速信號或車輪轉速。當暫停輸出加速信號後，車速仍持續增加，這表示機械剎車功能失效或剎車力道不足，因此，可透過54的監視步驟來觀察車速變化，接著步驟55可透過步驟54的監視來判斷機械剎車裝置的功能。

機械剎車裝置的功能是正常時，步驟51偵測到機械剎車信號後，步驟52透過處理來獲得目前運行的路面型態，步驟53的調整是暫停加速信號輸出，步驟54透過監視馬達回授的轉速信號來獲得目前車速，並透過步驟55確定機械剎車功能正常，並允許馬達仍可依據加速裝置17的加速信號來運作。

機械剎車裝置的功能異常或失能時，步驟51-54的運作與前段相同，但步驟54得到目前運轉速度沒有隨著機械剎車信號減速，而步驟55判斷剎車功能異常或失能，因此，步驟57啟動輔助剎車裝置來產生輔助剎車信號，以透過輔助剎車作業來進行剎車，並透過步驟58輸出警示信號。

在有異常時，馬達控制裝置命令輔助剎車裝置產生輔助剎車信號，並將輔助剎車信號輸出至輸出裝置，以讓輸出裝置的輸出信號控制馬達運轉來進行剎車，以實現電動載具減速或靜止。此時，輸出信號是不包含加速信號。在異常發生的同時，警報提醒裝置產生並輸出的警示信號至電動載具的儀表、方向燈及/或剎車燈，來產生對應的警示或提醒。

輔助剎車作業可透過馬達的反向力矩來輔助剎車。產生反向力矩的方式例如回充剎車、反轉剎車或短路剎車。回充剎車是讓馬達成為發電機，以將動能轉為電能，在能量轉換過程中馬達會產生反向力矩來輔助剎車。反轉剎車是透過輸出與馬達轉向相反的反向力矩來抵銷原動能，而實現減速剎車效果。短路剎車是利用三相原理，任一相線圈發電時，會因為短路導致電能進入另外二相線圈產生反向力矩來輔助減速。

如此，本發明的輔助剎車系統可在機械剎車裝置的功能異常時，透過馬達來給予輔助剎車功能，而提高行車安全及減少事故發生。

10:電動載具 11:電源裝置 13:馬達 15:車輪 17:加速裝置 19:機械剎車裝置 30:輔助剎車系統 31:馬達控制裝置 311:微處理器 33:感測裝置 35:輔助剎車裝置 37:輸出裝置 39:警報提醒裝置 50:剎車流程 51-58:步驟

有關輔助剎車系統及應用輔助剎車系統的電動滑板車的詳細構造、特點與其製作方法將於以下的實施例予以說明，然而，應能理解的是，以下將說明的實施例以及圖式僅只作為示例性地說明，其不應用來限制本發明的申請專利範圍，其中：

圖1是本發明的電動滑板車應用輔助剎車系統的示意圖。 圖2是圖1中電動滑板車應用輔助剎車系統的組成方塊圖。 圖3是圖2中輔助剎車系統進行剎車流程的流程圖。

10:電動載具

11:電源裝置

13:馬達

15:車輪

17:加速裝置

19:機械剎車裝置

30:輔助剎車系統

Claims (8)

1. 一種輔助剎車系統，包括： 一馬達控制裝置，用以接收一機械剎車信號及一加速信號，該加速信號用以控制一馬達的轉速來產生一車速信號； 一感測裝置，耦接該馬達控制裝置，且用以感測一車體平衡信號及該車速信號； 一輔助剎車裝置，耦接該馬達控制裝置，並用以產生一輔助剎車信號；及 一輸出裝置，耦接該馬達控制裝置、該輔助剎車裝置及該馬達，並用以輸出該加速信號來驅動該馬達及該輔助剎車信號來控制該馬達進行剎車，其中，在該車速信號沒有隨著該機械剎車信號減速時，該馬達控制裝置透過該車體平衡信號調整該加速信號，並該輸出裝置輸出該輔助剎車信號來藉由該馬達進行剎車。
2. 如請求項1所述的輔助剎車系統，其中，該馬達控制裝置包括一微處理器，用以處理該機械剎車信號、該加速信號、該車體平衡信號及該車速信號。
3. 如請求項2所述的輔助剎車系統，其中，在該車體平衡信號對應一下坡路面時，該馬達控制裝置透過該車體平衡信號調整該加速信號包括延遲暫停加速信號。
4. 如請求項2所述的輔助剎車系統，其中，在該車體平衡信號對應一上坡路面或一平坦路面時，該馬達控制裝置透過該車體平衡信號調整該加速信號包括即時暫停加速信號。
5. 如請求項1所述的輔助剎車系統，其中，該輔助剎車信號控制該馬達進行剎車包括該馬達的一反向力矩。
6. 如請求項1所述的輔助剎車系統，其中，該感測裝置包括一六軸感測器，用以感測該車體平衡信號。
7. 如請求項1所述的輔助剎車系統，還包括一警報提醒裝置，耦接該馬達控制裝置，其中，在該車速信號沒有隨著該機械剎車信號減速時，該警報提醒裝置產生並輸出一警示信號。
8. 一種電動滑板車，包括如請求項1至7中任一項的輔助剎車系統。

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