CN101870265A - 一种电动车调速装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种电动车调速装置及其控制方法。装置其特征在于，在以单片机为核心构成控制单元的电动车控制器上接入压力传感器；所述压力传感器水平安装在电动车驾驶座的海绵垫与护面之间，其输出端与电动车控制器中控制单元的输入端相连接。其控制方法，在于，通过压力传感器检测驾驶人是否在驾驶座的方法，推行电动车时转动转把调速为低速范围，电动车在正常行驶过程中，刹车停驾时，身体离开了电动车的驾驶座，转把没有松开，而松开刹车把，电动车速度仍为零。本发明提高了电动车驾行时遇到突发情况刹车的安全性，克服了转动转把带速推着电动车行走时超过人步行速度带来的安全隐患。

Description

一种电动车调速装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动车的行驶安全性技术领域，具体的讲是一种电动车调速装置及其控制方法。

背景技术

现有电动车(电动自行车、电动摩托车、电动三轮车)都是采用霍耳转把调速，转把转动时，行车速度作加速或减速运动。在正常行驶过程中，通过转动转把进行加速或减速，遇到突发情况急停时，是通过刹车来迅速减速停驾，可人们径常在刹车同时并不松开转把，一是为了松开刹车把，电动车快速转入正常行驶；二是遇到突发事件过于紧张，头脑反映不过来的原故。当身体在驾驶的座位上，不松开转把是可行的，但当人们遇到突发事件，刹车的同时往往身体离开了电动车的驾驶座，两脚站到地上，这一情况不松开转把，松开刹车把时，电动车将超过正常速度行驶(因人离开车身，电动车载重轻了)，很容易车倒人翻，造成交通事故，而若这时电动车速度为零，就不会出现交通事故。虽有专利号为CN201046748Y“多档位电动车调速转把”报导，在路况差或行人车辆多的情况下可转到低速行驶档，但需人为调节，解决不了突然情况急停问题。同时，当前电动车存在着推着行走时不能自动限速的问题，因为当电动车推着行走时，人们往往会转动转把带速推行，以便省力，一不小心，很容易将电动车速度调至超过人步行速度，从而将人拖倒。

目前，电动车驾驶方式都能做到，坐上驾驶座后，打开电动车电源锁，再行驶。

电动车霍耳转把(霍耳调速转把)原理：转把里有一个感应磁力线大小的线性霍尔，三根线分别连在霍尔的三个脚上，一般是红黑绿三种颜色，分别为正极、负极、信号；转把里还有一块磁铁，转把转动磁铁也跟着转动，霍尔感应到磁力信号，输出调速电压给电动车控制器，电动车控制器根据读取的转把电压值大小进行骑行速度调速输出PWM信号，控制电机转速；霍耳转把输出电压大小，取决于霍耳元件周围的磁场强度；转动转把，改变了霍耳元件周围的磁场强度，也就改变了霍耳转把的输出电压；转把输出电压越大，电机转速越高，反之相反。

电动车控制器响应转把电压值进行不同范围调速，目前常采用两种方案，一、是在电动车控制器接入一控制开关，通过开关的接通与断开，电动车控制器响应转把电压值进行两种不同范围调速，该开关一般置于电动车体内，由手动完成开关的接通与断开；二、电动车控制器响应转把电压值只是一种调速方法，而是改变转把输出电压值的范围不同，完成电动车不同范围调速，同样需要手动，如专利号为CN201046748Y“多档位电动车调速转把”。

经查还没有专利和产品报导：在电动车驾驶座安装压力传感器，其输出端与电动车控制器相连接，电动车控制器通过对压力传感器的压力检测，有压时，响应转把电压值进行正常骑行时范围调速；无压时，响应转把电压值进行低速范围调速，便于推行时带速行驶。

电动车刹车把(刹车)上均装有位置传感元件，当刹车时，改变了原来的状态，这个变化的信号传送到电动车控制器，电动车控制器关断PWM输出，并立即切断驱动电路电源，降低刹车制动力矩，从而保护骑行者的安全；松开刹车把，电动车控制器立即响应霍耳转把调速信号。

为了提高电动车性能，目前电动车控制器中都是以单片机为核心构成控制单元，刹车、转把分别与电动车控制器中控制单元的输入端相连接，电动车控制器中驱动电路将控制单元输出的PWM信号放大驱动行走电机。

控制单元主要任务是进行转把输出电压值检测，电池电压检测，电流采样，限流保护，过流保护，霍尔位置信号中断(无刷直流电机)，刹车信号检测，PWM控制电机转速输出等等。

从所周知：电动车控制器的工作电源是通过串接电动车电源锁与电动车的电瓶相连接，打开电动车电源锁，电动车控制器的工作电源接通，关闭电动车电源锁，电动车控制器的工作电源切断。

发明内容

本发明的目的和要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出一种电动车调速装置及其速度控制方法。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种电动车调速装置，其特征在于，在以单片机为核心构成控制单元的电动车控制器上接入压力传感器；所述压力传感器水平安装在电动车驾驶座的海绵垫与护面之间，其输出端与电动车控制器中控制单元的输入端相连接。

控制单元包括单片机、程序存储器、数据存储器、定时器、输入接口、输出接口等，用于实现的功能包括压力传感器检测、转把输出电压检测、刹车检测，PWM输出，还包括欠压保护，过流保护等等。

压力传感器用于电动车驾驶座上是否有人检测，水平安装在电动车驾驶座的海绵垫与护面之间，其输出端通过连接线与电动车控制器中控制单元相连接，本实施例压力传感器采用电装公司生产的型号为：07K09，该传感器上没有电线和电路板，是一种非线性不怕压的薄膜电路结构，其端部一接口通过连接线与控制单元相连接。

所述一种电动车调速装置的速度控制方法步骤包括：

打开电动车电源锁，控制单元对压力传感器进行检测，判别驾座上的压力，无压力，进入步骤a；有压力，转入步骤b；

a)控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

3)控制单元响应转把输出电压值进行0至5Km/h调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止；

b)控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，进入步骤3；

3)控制单元检测压力传感器，判别驾座上是否有压力，有压力，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；没有压力，保持关闭PWM输出，进入步骤4；

4)控制单元读取转把输出电压值，判别转把输出电压值是否为“0”，不为“0”，保持关闭PWM输出，循环等待转把输出电压值为“0”后，转入步骤3；

5)控制单元响应转把输出电压值，进行骑行时行驶速度调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止。

驾驶座上无人时，打开电动车电源锁，转把调速进入低速，直到关闭电动车电源锁，用于带速推行电动车。

电动车正常驾驶，刹车刹车时臀部离开驾驶座，松开转把，臀部重新回到驾驶座，转动转把方可正常调速行驶。

有益效果：

本发明通过驾驶座上压力传感器检测驾驶人是否在座位的方法，解决了电动车在正常行驶过程中，通过刹车来迅速减速停驾时，当身体离开了电动车的驾驶座，转把不松开，而松开刹车把，电动车速度不能为零的问题；解决了当电动车推着行走时，转动转把带速常常超过行走速度的问题。本发明提高了电动车驾行时遇到突发情况刹车的安全性，克服了转动转把带速推着电动车行走时超过人步行速度带来的安全隐患。

附图说明

图1为本发明一种电动车调速装置的连接示意图；

图2为发明一种电动车调速装置的控制方法流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种电动车调速装置由电动车控制器、压力传感器、转把、刹车构成；其所述电动车控制器包括控制单元、驱动电路；所述电动车控制器中控制单元的输入端分别与压力传感器、转把、刹车相连接；所述驱动电路的输入端与控制单元的输出端相连接，驱动电路的输出端与电动车行走的电机相连接。

以上所述电动车控制器的工作电源是通过串接电动车电源锁与电动车的电瓶相连接，打开电动车电源锁，电动车控制器的工作电源接通，关闭电动车电源锁，电动车控制器的工作电源切断。

电动车控制器是采用单片机构成控制单元的电动车控制器，用于完成电动车各种参数检测，实现相应控制。

控制单元包括单片机、程序存储器、数据存储器、定时器、输入接口、输出接口等，用于实现的功能包括压力传感器检测、转把输出电压检测、刹车检测，PWM输出，还包括欠压保护，过流保护等等。

压力传感器用于电动车驾驶座上是否有人检测，水平安装在电动车驾驶座的海绵垫与护面之间，其输出端通过连接线与电动车控制器中控制单元相连接，本实施例压力传感器采用电装公司生产的型号为：07K09，该传感器上没有电线和电路板，是一种非线性不怕压的薄膜电路结构，其端部一接口通过连接线与控制单元相连接。

当打开电动车电源锁，控制单元通过压力传感器检测到驾驶座上有人时，控制单元响应转把输出电压值，进行骑行时行驶速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；当控制单元通过压力传感器检测到驾驶座上没有人时，控制单元读取转把输出电压值，进入步行(推行)时低速调速，控制PWM信号输出，驱动电机。

本实施例低速调速范围设为0至5Km/h，即转把调速降为0至5Km/h。

控制单元判别电动车驾驶座上是否有人，是通过对驾座上的压力传感器的压力检测；当身体的臀部在驾座上，对压力传感器产生压力，说明驾座上有人，当身体的臀部不在驾座上，对压力传感器不产生压力，说明驾座上没有人。

转把为电动车调速的霍耳转把，转把输出的电压值(简称转把输出值)越大，控制单元输出至驱动电路的PWM脉宽越宽，电机转速越快，反之相反；转动转把，电动车调速，松开转把，转把输出的电压值为“0”，电机停转。

刹车用于电动车刹车，电动车刹车把上均装有位置传感元件，当刹车时，改变了原来的状态，这个变化的信号传送到控制单元，控制单元关断PWM输出，降低刹车制动力矩，从而保护骑行者的安全。

驱动电路用于接受控制单元输出的PWM信号，放大驱动电机。

电机用于电动车行走的直流电机，有时简称为：行走电机或电机。

如图2所示，一种电动车调速装置的控制方法包括如下：

当打开电动车电源锁，控制单元对压力传感器进行检测，判别驾座上的压力，无压力，进入步骤a；有压力，转入步骤b；

a)控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

3)控制单元响应转把输出电压值进行0至5Km/h调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止；

b)控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，进入步骤3；

3)控制单元检测压力传感器，判别驾座上是否有压力，有压力，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；没有压力，保持关闭PWM输出，进入步骤4；

4)控制单元读取转把输出电压值，判别转把输出电压值是否为“0”，不为“0”，保持关闭PWM输出，循环等待转把输出电压值为“0”后，转入步骤3；

5)控制单元响应转把输出电压值，进行骑行时速度调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止。

坐上驾驶座，打开电动车电源锁，转动转把正常调速行驶。

驾驶座上无人时，打开电动车电源锁，转把调速进入低速，直到关闭电动车电源锁，用于带速推行电动车。

电动车正常驾驶，刹车刹车时臀部离开驾驶座，松开转把，臀部重新回到驾驶座，转动转把方可正常调速行驶。

使用方法

本发明的一种电动车调速装置的使用方法如下：

a)带速推行电动车时，打开电动车电源锁，转把调速为低速范围，并保持到关闭电动车电源锁；

b)驾驶人坐上驾驶座，打开电动车电源锁，转把调速为正常行驶调速范围，电动车正常骑行；

c)电动车正常骑行时，刹车急停时，关断PWM输出；

1)当驾驶人身体的臀部在驾驶座上，刹车把放开，转把调速进入正常行驶调速范围，电动车正常骑行；

2)当驾驶人身体的臀部不在驾驶座上，刹车把放开，保持关断PWM输出，直到松开转把、驾驶人身体的臀部回到驾驶座上后，转动转把进入正常行驶调速范围，电动车正常骑行。

Claims (2)

1.一种电动车调速装置，其特征在于，在以单片机为核心构成控制单元的电动车控制器上接入压力传感器；所述压力传感器水平安装在电动车驾驶座的海绵垫与护面之间，其输出端与电动车控制器中控制单元的输入端相连接。

2.如权利要求1所述一种电动车调速装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

打开电动车电源锁，控制单元对压力传感器进行检测，判别驾座上的压力，无压力，进入步骤a；有压力，转入步骤b；

a)控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，控制单元读取转把输出电压值，进入步行时的0至5Km/h调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

3)控制单元响应转把输出电压值进行0至5Km/h调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止；

b)控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；

1)控制单元读取刹车信号，判别是否刹车，没有刹车信号，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；有刹车信号，进入步骤2；

2)控制单元关闭PWM输出，循环等待撤去刹车后，进入步骤3；

3)控制单元检测压力传感器，判别驾座上是否有压力，有压力，控制单元读取转把输出电压值，进入骑行时速度调速，控制PWM信号输出，驱动电机；没有压力，保持关闭PWM输出，进入步骤4；

4)控制单元读取转把输出电压值，判别转把输出电压值是否为“0”，不为“0”，保持关闭PWM输出，循环等待转把输出电压值为“0”后，转入步骤3；

5)控制单元响应转把输出电压值，进行骑行时行驶速度调速，这一过程直到关闭电动车电源锁为止。

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