CN101746415B - 一种电动车的电子差速控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车的电子差速控制***，属于控制***，本发明的一种电动车的电子差速控制***包括中央控制电路和左、右电机及相应的左、右传感器和左、右控制器，中央控制电路为一模拟电子线路，中央控制电路分别接收左、右传感器输出的与左、右电机转矩有关的信号并分别向左、右控制器输出相应的调速控制信号，本发明在两电机有转速差时控制两电机转矩差，从而实现电动车的电子差速功能。

Description

一种电动车的电子差速控制***

技术领域

本名称为一种电动车的电子差速控制***的发明涉及一种控制***适用于电动汽车的电子差速控制和三轮电动车的电子差速控制等。

背景技术

现已有的一般电子差速控制技术有的控制电路复杂，有的响应速度慢，有的适应复杂路况和工况的能力差，普遍存在不可靠和不安全等不足，申请号为02136498.2的专利公开的一种四轮电子差速转向控制***是通过计算得出各车轮目标转速后再调整车轮转速的，不能适应各种复杂路况和工况；申请号为200720107279.9的专利公开的一种电动汽车转向电子差速控制器的实用新型缺少对电机转矩的控制同样不能适应各种复杂路况和工况；申请号为200810020544.9的专利 公开的 双轮驱动电动车辆的差速控制***虽然有电机转矩的控制，但控制电路使用了单片机等复杂的数字电路，不能实时控制，响应速度慢，很不安全。

发明内容

本发明的目的是避免现已有的一般电子差速控制技术存在的一些不足，为电动车提供一种更加安全可靠的电子差速控制***。本名称为一种电动车的电子差速控制***的发明的一种电动车的电子差速控制***通过以下的技术方案实现，所述的本发明的一种电动车的电子差速控制***包括中央控制电路和分别用于驱动电动车左、右驱动轮的左、右电机以及分别与左、右电机相对应的左、右传感器和分别用于驱动左、右电机的左、右控制器，左控制器用于驱动左电机，右控制器用于驱动右电机，左、右传感器分别感测左、右电机的转矩并分别输出电压与各自相对应电机的转矩成正相关的转矩信号，中央控制电路为一模拟电子线路，中央控制电路分别接收左、右传感器输出的转矩信号并分别向左、右控制器的调速控制信号输入端输出相应的调速控制信号，中央控制电路用其接收的左、右传感器输出的转矩信号的电压差实时控制其输往左、右控制器的调速控制信号的电压，从而使左、右电机无论存在任何转速差，左、右电机的转矩差都处于预定的范围内，从而实现电动车的电子差速功能，具体是，当左传感器输出的转矩信号的电压比右传感器输出的转矩信号的电压大时，中央控制电路输往左控制器的调速控制信号的电压随左、右传感器输出的转矩信号的电压差的绝对值的增大而减小；反之，当右传感器输出的转矩信号的电压比左传感器输出的转矩信号的电压大时，中央控制电路输往右控制器的调速控制信号的电压随左、右传感器输出的转矩信号的电压差的绝对值的增大而减小。所述的中央控制电路还能接收并处理来自外部的控制信号，来自外部的控制信号包括来自刹把或刹车装置的刹车信号和来自调速转把或加速电门的整车调速控制信号，当有刹车信号时，所述的中央控制电路使所述的左、右控制器关停所述的左、右电机，当无刹车信号时，所述的中央控制电路根据其所接收的整车调速控制信号的电压的大小，相应调整其输往所述的左、右控制器的调速控制信号的电压的大小，从而调控整车的速度。所述的中央控制电路还能根据所述的左、右传感器输出的转矩信号的电压来分别控制其输往所述的左、右控制器的相对应的调速控制信号的电压的大小，从而限制所述的左、右电机的最大转矩。所述的本发明的一种电动车的电子差速控制***还具有差速锁功能，具体是，在所述的左、右传感器的转矩信号输出端与地之间分别各自相对应连接有平时断开的左、右差速锁按钮开关，当左车轮打滑或悬空时，按下右差速锁按钮开关使其闭合，便可以使所述的中央控制电路输往所述的右控制器的调速控制信号的电压不受所述的右电机的转矩的影响，从而使所述的右电机有足够的转矩使车前行；当右车轮打滑或悬空时，按下左差速锁按钮开关使其闭合，便可以使所述的中央控制电路输往所述的左控制器的调速控制信号的电压不受所述的左电机的转矩的影响，从而使所述的左电机有足够的转矩使车前行。所述的本发明的一种电动车的电子差速控制***还可以具有调整所述的左、右电机的转矩大小的功能，具体通过改变所述的中央控制电路包含的对称电路部分的对称性而达到调整所述的左、右电机的转矩大小的目的，从而在车急转弯时，能适当减小内侧电机的转矩并增大外侧电机的转矩，增强车的操纵稳定性。所述的左、右传感器的转矩信号输出端与地之间分别连接有各自相对应的用于减小输出电压高频波纹的左、右高频滤波电容。所述的左、右传感器还可以是用来分别感测各自相对应的所述的左、右电机的相电流的电流传感器，利用电机的转矩与电机的相电流正相关，通过测量电机的相电流而达到间接测量电机的转矩的目的。所述的左、右电机均为轮毂电机。本发明的有益效果是：(一)本发明通过对驱动电动车左、右驱动轮的左、右电机存在任何转速差时的转矩差进行控制，从而不用计算和控制各轮目标转速就能自动适应不平坦路面和突然转向等各种复杂路况和工况；(二)本发明在正常工作状况时，车偏向后能利用左、右电机的转矩差自动扭回纠正，从而能使车在比较平坦且质量比较均匀的普通路面上直行时不容易跑偏，更加安全；(三)本发明使用简单的模拟电子线路，可靠性更高，响应速度更快。综上本发明提供了一种更加安全可靠的电子差速控制***。

附图说明

图1是本发明的一较佳实施例的一种电动车的电子差速控制***的结构示意图。图2是本发明的一较佳实施例的一种电动车的电子差速控制***的中央控制电路的电路图。图中：黄、蓝、绿、红、黑均为接线端；E12为12V电源正极；地为12V电源负极；I1、左转矩信号输入端；I2、右转矩信号输入端；M1、左调速控制信号输出端；M2、右调速控制信号输出端；K1、左差速锁按钮开关；K2、右差速锁按钮开关；VZ1、稳压管；VZ2、稳压管；VD1、二极管；VD11、二极管；VD12、二极管；V1、三极管；V2、三极管；V11、三极管；V21、三极管；V12、三极管；V22、三极管；R1、电阻；R2、电阻；R3、电阻；R4、电阻；R5、电阻；R6、电阻；R7、电阻；R11、电阻；R21、电阻；R31、电阻；R41、电阻；R51、电阻；R12、电阻；R22、电阻；R32、电阻；R42、电阻；R52、电阻；RP、变阻器；C1、电容；C2、电容；C11、左高频滤波电容；C12、右高频滤波电容。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的一较佳实施例对本发明作进一步的描述和举例说明。如图1所示，本发明的一较佳实施例的一种电动车的电子差速控制***包括中央控制电路和分别用于驱动电动车左、右驱动轮的左、右电机以及分别与左、右电机相对应的左、右传感器和分别用于驱动左、右电机的左、右控制器，左控制器用于驱动左电机，右控制器用于驱动右电机，左、右传感器分别感测左、右电机的转矩并分别输出电压与各自相对应电机的转矩成正相关的转矩信号，中央控制电路为一模拟电子线路，中央控制电路分别接收左、右传感器输出的转矩信号并分别向左、右控制器的调速控制信号输入端输出相应的调速控制信号；如图2所示，本发明的一较佳实施例的一种电动车的电子差速控制***的中央控制电路为一由电压为12V的12V电源供电的模拟电子线路，E12为12V电源正极，地为12V电源负极，与左传感器的转矩信号输出端连接的左转矩信号输入端I1用于接收左传感器输出的转矩信号，所以左转矩信号输入端I1的电压也与左电机的转矩正相关，与右传感器的转矩信号输出端连接的右转矩信号输入端I2用于接收右传感器输出的转矩信号，所以右转矩信号输入端I2的电压也与右电机的转矩正相关；与左控制器的调速控制信号输入端连接的左调速控制信号输出端M1用于往左控制器输出调速控制信号，与右控制器的调速控制信号输入端连接的右调速控制信号输出端M2用于往右控制器输出调速控制信号；黄、蓝、绿三端分别用于连接调速转把的相应接线端，黄端用于为调速转把供电，蓝端用于为调速转把接地，绿端用于连接调速转把的信号端，红、黑两端分别用于连接刹把的相应接线端，黑端用于为刹把接地，红端用于连接刹把的信号端，当有来自刹把的刹车信号时，红端的电压降为0V，使电容C1通过二极管VD1迅速放电，使电容C1两端电压迅速降低，从而通过电阻R6使三极管V1截止或导通程度下降，进而通过电阻R2、电阻R3、电阻R4使三极管V2集电极电压降低到一定程度，使得通过电阻R11和电阻R12分别加到左调速控制信号输出端M1和右调速控制信号输出端M2的电压降低到一定程度，从而能使左、右控制器关停左、右电机；通过电阻R1、电容C2、稳压管VZ1提供稳定电压给调速转把，当没有来自刹把的刹车信号时，先通过电阻R5、电容C1、二极管VD1、电阻R7减小从绿端输入的来自调速转把的整车调速控制信号的电压的波纹，然后通过电阻R6、三极管V1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管V2对整车调速控制信号进行两次倒向放大并经稳压管VZ2限压后通过电阻R11和电阻R12分别加到左调速控制信号输出端M1和右调速控制信号输出端M2，从而调控整车的速度；当没有刹车信号且整车调速控制信号的电压一定时，左转矩信号输入端I1的电压比右转矩信号输入端I2的电压大时，左转矩信号输入端I1的电压通过三极管V21、电阻R51、右转矩信号输入端I2、电阻R41、二极管VD11、电阻R31、三极管V11、电阻R11使左调速控制信号输出端M1的电压随I1、I2两端的电压差的绝对值的增大而减小；当没有刹车信号且整车调速控制信号的电压一定时，右转矩信号输入端I2的电压比左转矩信号输入端I1的电压大时，右转矩信号输入端I2的电压通过三极管V22、电阻R52、左转矩信号输入端I1、电阻R42、二极管VD12、电阻R32、三极管V12、电阻R12使右调速控制信号输出端M2的电压随I1、I2两端的电压差的绝对值的增大而减小；于是中央控制电路用其接收的左、右传感器输出的转矩信号的电压差实时控制其输往左、右控制器的调速控制信号的电压，从而使左、右电机无论存在任何转速差，左、右电机的转矩差都处于预定的范围内，从而实现电动车的电子差速功能；左转矩信号输入端I1的电压还通过电阻R21、三极管V11、电阻R11直接控制左调速控制信号输出端M1的电压，右转矩信号输入端I2的电压还通过电阻R22、三极管V12、电阻R12直接控制右调速控制信号输出端M2的电压，从而限制左、右电机的最大转矩和各自最大相电流；当左车轮打滑或悬空时，按下右差速锁按钮开关K2使其闭合，使右调速控制信号输出端M2的电压不受右转矩信号输入端I2的电压的影响，从而使中央控制电路输往右控制器的调速控制信号的电压不受右电机的转矩的影响，从而使右电机有足够的转矩使车前行；当右车轮打滑或悬空时，按下左差速锁按钮开关K1使其闭合，使左调速控制信号输出端M1的电压不受左转矩信号输入端I1的电压的影响，从而使中央控制电路输往左控制器的调速控制信号的电压不受左电机的转矩的影响，从而使左电机有足够的转矩使车前行；由于传感器存在输出内阻，因此左、右两端分别与左转矩信号输入端I1和右转矩信号输入端I2连接且公共端接地的变阻器RP有分压作用，通过改变变阻器RP左、右两端与地之间的电阻使之不对称便可以在其他条件不变的情况下达到调整左、右电机的转矩大小的目的，从而在车急转弯时，能适当减小内侧电机的转矩并增大外侧电机的转矩，增强车的操纵稳定性；左、右传感器的转矩信号输出端与地之间还分别通过各自相对应的左、右转矩信号输入端连接有用于减小输出电压高频波纹的各自相对应的左、右高频滤波电容，具体是，在与左传感器的转矩信号输出端连接的左转矩信号输入端I1和地之间连接有左高频滤波电容C11，在与右传感器的转矩信号输出端连接的右转矩信号输入端I2和地之间连接有右高频滤波电容C12；左、右传感器用的是分别用来感测各自相对应的左、右电机的相电流的电流传感器，利用电机的转矩与电机的相电流正相关，通过测量电机的相电流而达到间接测量电机的转矩的目的，所用的电流传感器是用与电机线圈绕组串联的取样电阻探测电机相电流的电流传感器；左、右电机用的均为直流有刷低速轮毂电机，分别用于驱动左、右电机的左、右控制器用的均为通过脉冲宽度调制PWM信号驱动电机的直流电机PWM调速控制器，具体均为安装有倒车用倒顺开关的有刷控制器，在该种有刷控制器所驱动的电机的转矩一定时其转速与加在该种有刷控制器的调速控制信号输入端的调速控制信号的电压正相关。虽然本发明已以一较佳实施例公布如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神的基础上，可进行更动和修改，因此本发明的保护范围应不限于实施例所描述的内容，而应包括不脱离本发明的更动和修改，并以本专利申请所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种电动车的电子差速控制***包括中央控制电路和分别用于驱动电动车左、右驱动轮的左、右电机以及分别与左、右电机相对应的左、右传感器和分别用于驱动左、右电机的左、右控制器，其特征在于；左控制器用于驱动左电机，右控制器用于驱动右电机，左、右传感器分别感测左、右电机的转矩并分别输出电压与各自相对应电机的转矩成正相关的转矩信号，中央控制电路为一模拟电子线路，中央控制电路分别接收左、右传感器输出的转矩信号并分别向左、右控制器的调速控制信号输入端输出相应的调速控制信号，中央控制电路用其接收的左、右传感器输出的转矩信号的电压差实时控制其输往左、右控制器的调速控制信号的电压，从而使左、右电机无论存在任何转速差，左、右电机的转矩差都处于预定的范围内，具体是，当左传感器输出的转矩信号的电压比右传感器输出的转矩信号的电压大时，中央控制电路输往左控制器的调速控制信号的电压随左、右传感器输出的转矩信号的电压差的绝对值的增大而减小；反之，当右传感器输出的转矩信号的电压比左传感器输出的转矩信号的电压大时，中央控制电路输往右控制器的调速控制信号的电压随左、右传感器输出的转矩信号的电压差的绝对值的增大而减小。

2.根据权利要求1所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的中央控制电路还能接收并处理来自外部的控制信号，来自外部的控制信号包括来自刹把或刹车装置的刹车信号和来自调速转把或加速电门的整车调速控制信号，当有刹车信号时，所述的中央控制电路使所述的左、右控制器关停所述的左、右电机，当无刹车信号时，所述的中央控制电路根据其所接收的整车调速控制信号的电压的大小，相应调整其输往所述的左、右控制器的调速控制信号的电压的大小，从而调控整车的速度。

3.根据权利要求2所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的中央控制电路还能根据所述的左、右传感器输出的转矩信号的电压来分别控制其输往所述的左、右控制器的相对应的调速控制信号的电压的大小，从而限制所述的左、右电机的最大转矩。

4.根据权利要求2或3所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的一种电动车的电子差速控制***还具有差速锁功能，具体是，在所述的左、右传感器的转矩信号输出端与地之间分别各自相对应连接有平时断开的左、右差速锁按钮开关，当左车轮打滑或悬空时，按下右差速锁按钮开关使其闭合，便可以使所述的中央控制电路输往所述的右控制器的调速控制信号的电压不受所述的右电机的转矩的影响，从而使所述的右电机有足够的转矩使车前行；当右车轮打滑或悬空时，按下左差速锁按钮开关使其闭合，便可以使所述的中央控制电路输往所述的左控制器的调速控制信号的电压不受所述的左电机的转矩的影响，从而使所述的左电机有足够的转矩使车前行。

5.根据权利要求4所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的一种电动车的电子差速控制***还可以具有调整所述的左、右电机的转矩大小的功能，具体通过改变所述的中央控制电路包含的对称电路部分的对称性而达到调整所述的左、右电机的转矩大小的目的。

6.根据权利要求5所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的左、右传感器的转矩信号输出端与地之间分别连接有各自相对应的左、右高频滤波电容。

7.根据权利要求6所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的左、右传感器还可以是用来分别感测各自相对应的所述的左、右电机的相电流的电流传感器，利用电机的转矩与电机的相电流正相关，通过测量电机的相电流而达到间接测量电机的转矩的目的。

8.根据权利要求7所述的一种电动车的电子差速控制***，其特征在于：所述的左、右电机均为轮毂电机。

Images