电动滑板车的刹车装置制造方法
【专利摘要】本发明是一种电动滑板车的刹车装置，设于一电动滑板车上，该电动滑板车的刹车装置包含有：一微电脑；一直流/直流转换器；以及一马达驱动器；该电池与该马达驱动器之间定义一连接节点；一负载，连接于一第一电流控制元件；一速度传感器，用以感测车速；一刹车传感器；该第一电流控制元件电性连接于该连接节点；一第二电流控制元件，电性连接于该电池与该连接节点之间。其中，在刹车动作发生时，控制流入该负载的电流，进而控制该马达的刹车力矩；并且控制刹车力矩与车速大小成正比。
【专利说明】电动滑板车的刹车装置【技术领域】
[0001]本发明是与电动滑板车有关，特别是指一种电动滑板车的刹车装置。
【背景技术】
[0002]现有的电动滑板车，其刹车大多是以后轮的泥除板做为刹车片，而在刹车时，使用者是以脚踩该泥除板使其接触后轮而通过摩擦产生阻力，进而产生刹车力。然而，此种刹车方式极为单纯，并不能提供其他电路或讯号的应用。另外，也没有其他的刹车方式能对泥除板刹车提供辅助的效果。
[0003]电动滑板车，主要通过一电池提供电能给一马达来产生动力，而马达在未接收到电能而被带动转动时，即会由于其自体所产生的反电动势而形成刹车力矩。因此，若能在电动滑板车行进时，将马达在未接收到电能时所产生的刹车力矩应用在刹车动作上，即可达到辅助刹车的效果。
[0004]PCT专利W02012/163789号专利，揭露了一种电动滑板车，该案的说明书[0087]段中揭露了其刹车信号(brake signal)可以是模拟或数字信号，并且可以是多于2个不同的可能数值，由此可以对应于该刹车踏板的踩踏状态来使得电磁刹车可以具有不同的刹车力。然而，此种方式的刹车动作较为精密，使用者必须学习及习惯其操作方式，使用上并不方便。再者，由于该案是感测刹车踏板的踩踏过程，也就是刹车踏板的踩踏角度位置，因此刹车踏板的安装及传感器的组装必须极为精密，否则会因感测到的角度位置不正确而影响刹车力的判断，反而造成刹车的误动作。
【发明内容】
[0005]已知的电动滑板车具有以刹车片刹车的动作过于单纯的问题，而已知的马达在未供电而运转时，即会产生反电动势而形成刹车力矩。此外，已知的电动滑板车亦有提供电磁刹车力的技术，然而其在刹车力上是以刹车踏板的踩踏程度来判断应提供的刹车力大小，这在使用学习上并不方便，且也有组装精密度的问题，进而可能导致刹车动作不良的问题。
[0006]因此，本发明要发展出一种刹车装置，来将马达所产生的刹车力矩应用在刹车动作中，进而达到利用马达的刹车力矩来提供刹车力矩的目的。并且依速度来判断目前应提供的刹车力，进而解决掉现有技术中需要学习的问题，且也不需极高的组装精密度，在判断刹车力的提供上更为简单及准确。
[0007]本发明所提供的一种电动滑板车的刹车装置，设于一电动滑板车上，该电动滑板车具有一踏板、一前轮、一后轮、一把手通过一立管枢接于该踏板且连接于该前轮、一马达以及一电池，该电动滑板车的刹车装置包含有:一微电脑；一直流/直流转换器，电性连接于该微电脑以及该电 池；以及一马达驱动器，电性连接于该微电脑、该马达、该电池以及该直流/直流转换器，用以受该微电脑的控制来驱动该马达；该电池与该马达驱动器之间定义一连接节点；该电动滑板车的刹车装置还包含有:一负载，其一端连接于一第一电流控制元件，另一端接地；一速度传感器，设于该前轮、该后轮或该马达，且电性连接于该微电脑，用以感测车速；一刹车传感器，设于该电动滑板车上且电性连接于该微电脑，用以感测刹车动作；该第一电流控制元件电性连接于该连接节点；一第二电流控制元件，电性连接于该电池与该连接节点之间，用以对进入或流出该电池的电流进行侦测及控制；其中，在刹车动作发生时，该微电脑依据目前车速来控制该第一电流控制元件，进而控制流入该负载的电流，进而控制该马达的刹车力矩；且控制刹车力矩与车速大小成正比。
[0008]通过本发明的上述结构，可利用马达的刹车力矩来提供刹车力矩。此外，亦可配合其他实体刹车动作(利如使用刹车片刹车)，可使刹车的效果更好。此外，通过车速来判断目前应提供的刹车力，可不需学习其操作方式，而单纯仅感测有无刹车的动作即可，此不需极高的组装精密度，在判断刹车力的提供上可更为简单及准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明第一实施例的电路方块图。
[0010]图2是本发明第一实施例的结构示意图。
[0011]图3是本发明第一实施例的关系示意图，显示车速与刹车力的关系。图4是本发明第二实施例的电路方块图。
[0012]图5是本发明第二实施例的结构示意图。
[0013]【符号说明】
[0014]10电动滑 板车的刹车装置
[0015]11微电脑
[0016]12直流/直流转换器
[0017]13马达驱动器
[0018]14 负载
[0019]15速度传感器
[0020]16刹车传感器
[0021]17第一电流控制元件
[0022]18第二电流控制元件
[0023]N连接节点
[0024]20电动滑板车的刹车装置
[0025]23马达驱动器
[0026]24 负载
[0027]26刹车传感器
[0028]27第一电流控制元件
[0029]28第二电流控制元件
[0030]90电动滑板车
[0031]91 踏板
[0032]92 前轮
[0033]93 后轮
[0034]94 把手
[0035]95 立管[0036]96 马达
[0037]97 电池
[0038]98刹车片
【具体实施方式】
[0039]如第图1至图3所示，根据本发明第一较佳实施例所提供的一种电动滑板车的刹车装置10，设于一电动滑板车90上，该电动滑板车90具有一踏板91、一前轮92、一后轮93、一把手94通过一立管95枢接于该踏板91且连接于该前轮92、一马达96、一电池97以及一刹车片98,该电动滑板车的刹车装置10主要由一微电脑11、一直流/直流转换器12、一马达驱动器13、一负载14、一速度传感器15、一刹车传感器16、一第一电流控制兀件17以及一第二电流控制元件18所组成，其中:
[0040]该电动滑板车90本身属现有结构，因此其详细构造及操作方式容不赘述。然而，需特别说明的是，该刹车片98可设于后轮93而为一泥除板，或亦可是一个刹车踏板或刹车把手而利用刹车线拉动刹车块来对该前轮92或后轮93产生刹车作用。于本案中以后轮93的泥除板为例。
[0041]该微电脑11，具运算处理的能力，为现有元件，容不赘述。
[0042]该直流/直流转换器12，电性连接于该微电脑11以及该电池97。
[0043]该马达驱动器13，电性连接于该微电脑11、该马达96、该电池97以及该直流/直流转换器12，用以受该微电脑11的控制来驱动该马达96。
[0044]该电池97与该马达驱动器13之间定义一连接节点N。
[0045]该负载14，其一端连接于该第一电流控制元件17，另一端接地。于本实施例中可为一电阻或一线性负载。
[0046]该第一电流控制元件17电性连接于该连接节点N。于本实施例中，该第一电流控制元件17为一电流控制器，用以感测进入该负载14的电流并控制其电流大小。
[0047]该速度传感器15，设于该前轮92、该后轮93或该马达96，且电性连接于该微电脑11，用以感测车速。于本实施例中，该速度传感器15是以设于该前轮92为例。
[0048]该刹车传感器16，设于该电动滑板车90上且电性连接于该微电脑11，用以感测刹车动作。于本实施例中，该刹车传感器16为一动态传感器，设于该刹车片98，用以感测该刹车片98的动态。在实施上，实体刹车的动作(即刹车片98抵于后轮93的动作)过程中，由于该刹车传感器16安装于刹车片98上，因此在感测该刹车片98的动态时，可以在该刹车片98抵于后轮93的前即感测到刹车片98的动态，或设定为在刹车片98抵于后轮93的同时才感测到刹车片98的动态。于本实施例中，以先感测到刹车片98的动态后，之后该刹车片98才抵于该后轮93以产生摩擦阻力的状况为例。
[0049]该第二电流控制元件18，电性连接于该电池97与该连接节点N之间，用以对进入或流出该电池97的电流进行侦测及控制。于本实施例中，该第二电流控制元件18为一电流控制器，用以感测进入或流出该电池97的电流并控制其电流大小。
[0050]其中，在刹车动作发生时，该微电脑11依据目前车速来控制该第一电流控制元件17，进而控制流入该负载14的电流，进而控制该马达96的刹车力矩；且该微电脑11控制刹车力矩与车速大小成正比。图3是显示本实施例中所设定的刹车力矩转换为实际刹车力之后与车速的关系。此外，该马达96的刹车力矩转换为刹车力之后，其刹车力最大不能大于刹车轮对地面的摩擦力，否则会有刹车力道过大造成轮体相对于地面打滑的问题；前述的刹车轮指该前轮92或该后轮93被该刹车片98所作用者。
[0051 ]以上说明了本第一实施例的架构，接下来说明本第一实施例的操作状态。
[0052]请再参阅图1至图3，在骑乘该电动滑板车90的过程中，在有速度情况下，当该刹车片98被用户踩踏而产生动态且尚未抵于该后轮93时，该刹车传感器16即先感测到动态，该微电脑11即判断有刹车动作产生，并立刻控制该马达驱动器13停止驱动该马达96，亦即，关闭流向该马达96的电流。此时，由于该电动滑板车90仍继续前进，因此该马达96会受该后轮93的带动而仍转动，而产生一反向电动势，进而形成一刹车力矩，由此提供了辅助刹车的力量。使用者若继续将该刹车片98向下踩踏，则会实例化的刹车效果。
[0053]另外，由于该马达96在产生反向电动势时，其电流可通过控制该马达驱动器13来使其回授至该电池97以及该负载14。回授至该电池97的电流可以产生少量的回充效果，在应用上可忽略不采用；由于电池97本身是一个有限的负载体，因此必须使用该负载14来进行该反向电动势的电流消耗。通过该第一电流控制元件17以及该第二电流控制元件18即可侦测流向该电池97及该负载14的电流，进而由该负载14来完全消耗掉反向电动势所产生的电流。由此可见，通过该第一电流控制元件17来控制流向该负载14的电流大小，即可控制反向电动势的电流大小，进而可控制该马达96的刹车力矩大小；亦即，本发明的技术除了应用马达的刹车力矩做为辅助刹车之外，还可以控制辅助刹车力道的大小。
[0054]再者，由于刹车力与车速成正比，因此在车速愈快的状况下，即需控制该马达96的刹车力矩更大(即刹车力愈大)，此即可以在需要刹车时提供更大的辅助刹车力来减速，可以更快的把车速降下来，使得骑乘更为安全。
[0055]由上可知，本第一实施例所能达成的功效在于:利用马达96的刹车力矩来辅助刹车，配合刹车片98的实体刹车动作，可使刹车的效果更好。此外，还具有可控制马达刹车力矩的效果。此外，本第一实施例依速度来判断目前应提供的刹车力，即可让使用者在操作上无需学习，只要直觉地踩踏该刹车片98来进行刹车即可。再者，由于本发明的技术不需感测该刹车片98的踩踏程度(即其角度位置)而只要感测是否有刹车动作即可，因此不需极高的组装精密度，在判断刹车力的提供上更为简单。而又由于刹车力是以车速为判断基础，因此在刹车力的判断上也较现有技术更为准确。
[0056]请再参阅图4至图5，本发明第二较佳实施例所提供的一种电动滑板车的刹车装置20，主要概同于前揭第一实施例，不同之处在于:
[0057]该第二电流控制元件28为一单向开关，仅允许由该电池97流向该马达驱动器23的方向的电流通过，并控制其通路或断路。由此，即可控制反电动势的电流不会进入该电池97，此种状况即是不把该电池97做为负载体。
[0058]该第一电流控制元件27为一感测开关，用以感测进入该负载24的电流并进行断路或通路的控制。由此，仍然具有侦测电流以及控制电流进入或不进入负载24的效果。
[0059]该刹车传感器26为一应变计，而可设于该立管95、该踏板91或该把手94。于本第二实施例中，该刹车传感器26是以设于该立管95为例。其中，由于在刹车过程中，使用者会因减速及身体重量的惯性而前倾，通过使用者握持该把手94及脚踏该踏板91，则惯性力即会传达至该把手94、该立管95以及该踏板91。因此，将该刹车传感器26设于该立管95、该踏板91或该把手94，是可以侦测出刹车动作的。不过，此种方式即无法如同前述第一实施例般的，先测得刹车动作后才发生实体刹车的动作，而是在实体刹车动作产生后，才能通过该电动滑板车90的形变应变来测得刹车动作的。
[0060]本第二实施例中，虽然仍以设置刹车片98提供了实体刹车的效果，而形成了马达96所提供的刹车力矩配合实体刹车的状况。但事实上亦可不需利用刹车片98的实体刹车效果，而单纯以该马达96所提供的刹车力矩来进行刹车。只要感测到使用者的刹车操作动作，例如第一实施例中的踩踏该刹车片98但不与轮体接触(即没有实体刹车)，或是第二实施例中的应变计的感测刹车动作，均可控制该马达96提供刹车力矩，进而产生刹车效果。
[0061]本第二实施例的其余结构及操作方式，均概同于前揭第一实施例，所能达成的功效亦概同于前揭第一实施例，容不再予赘述。
[0062]本发明的技术，特别适合使用在「操作刹车时容易让使用者重心偏移」的电动滑板车上，此种会使重心偏移的刹车动作至少有下述三种:(I)以脚踩踏泥除板(刹车片)；(2)推/拉把手来使立管产生应变；或(3)使用者以脚在踏板上进行前后重心的偏移控制。本发明的技术可在刹车动作产生时直接以车速所对应的刹车力来进行刹车，因此其刹车力的反应很快，因此即使在使用者操作刹车动作而使得重心偏移时，仍可有效的提供刹车力，使得车速得以有效降低，进而使骑乘更为安全。
【权利要求】
1.一种电动滑板车的刹车装置，设于一电动滑板车上，该电动滑板车具有一踏板、一前轮、一后轮、一把手通过一立管枢接于该踏板且连接于该前轮、一马达以及一电池，该电动滑板车的刹车装置包含有: 一微电脑； 一直流/直流转换器，电性连接于该微电脑以及该电池；以及 一马达驱动器，电性连接于该微电脑、该马达、该电池以及该直流/直流转换器，用以受该微电脑的控制来驱动该马达；其特征在于: 该电池与该马达驱动器之间定义一连接节点； 该电动滑板车的刹车装置还包含有: 一负载，其一端连接于一第一电流控制元件，另一端接地 一速度传感器，设于该前轮、该后轮或该马达，且电性连接于该微电脑，用以感测车速； 一刹车传感器，设于该电动滑板车上且电性连接于该微电脑，用以感测刹车动作； 该第一电流控制元件电性连接于该连接节点； 一第二电流控制元件，电性连接于该电池与该连接节点之间，用以对进入或流出该电池的电流进行侦测及控制； 其中，在刹车动作发生时，该微电脑依据目前车速来控制该第一电流控制元件，进而控制流入该负载的电流，进而控制该马达的刹车力矩；且控制刹车力矩与车速大小成正比。
2.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该第二电流控制元件为一电流控制器，用以感测进入或流出该电池的电流并控制其电流大小。
3.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该第二电流控制元件为一单向开关，仅允许由该电池流向该马达驱动器的方向的电流通过，并控制其通路或断路。
4.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该第一电流控制元件为一电流控制器，用以感测进入该负载的电流并控制其电流大小。
5.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该第一电流控制元件为一感测开关，用以感测进入该负载的电流并进行断路或通路的控制。
6.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该刹车传感器为一应变计。
7.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该电动滑板车具有一刹车片，该刹车传感器为一动态传感器，设于该刹车片，用以感测该刹车片的动态。
8.依据权利要求7的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:以该刹车片进行刹车的行程中，先由该刹车传感器感测到该刹车片进行刹车的动态，之后该刹车片才在实体上接触该前轮或该后轮以产生摩擦阻力。
9.依据权利要求1的电动滑板车的刹车装置，其特征在于:该马达的刹车力矩转换为刹车力之后，其刹车力最大不能大于刹车轮对地面的摩擦力；前述的刹车轮是指该前轮或该后轮被刹车动作所作用者。
【文档编号】B60T8/32GK103991443SQ201310051898
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2013年2月18日
【发明者】吴梅豪 申请人:久鼎金属实业股份有限公司