專利名稱：電動(dòng)車輛控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)車輛控制器，更具體地說(shuō)，它涉及一種具有加速 器自適應(yīng)學(xué)習(xí)功能的電動(dòng)車輛控制器。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外電動(dòng)車輛，普遍采用加速器連接控制器的方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度與 轉(zhuǎn)矩的平滑控制。控制器所連接的加速器類型往往不同，如有電位器式、感應(yīng) 式、霍爾式等；同一類型加速器，機(jī)械性能特性和電性能特性往往不同，微動(dòng) 開(kāi)關(guān)機(jī)械行程、供電電壓、有效輸出范圍等沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；即使同一規(guī) 格加速器，其參數(shù)也具有一定的離散性；同一個(gè)加速器使用一段時(shí)間后，由于 機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損和電器老化也會(huì)使其電特性(如微動(dòng)開(kāi)關(guān)行程和輸出范圍及量程) 在一定程度上發(fā)生變化。
現(xiàn)有的控制器與各種情況的加速器連接匹配時(shí)，存在以下缺陷
1. 不同類型的加速器或者需要配不同的控制器或者對(duì)控制器需進(jìn)行不同 的軟件手動(dòng)設(shè)置，這給控制器安裝時(shí)的匹配、調(diào)試帶來(lái)/困難。
2. 不同類型的加速器在和控制器連接時(shí)，由于沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，接線時(shí)容 易出錯(cuò)，有的會(huì)使控制器進(jìn)入加速器保護(hù)狀態(tài)而無(wú)法使用，甚至可能燒毀控制 器°
3. 加速器與控制器配合性能不好，司乘人員感覺(jué)加速和減速舒適度差，，駕 駛不靈便，容易出現(xiàn)安全事故；還會(huì)大大增加加速器和控制器的故障率，需要 經(jīng)常更換新的加速器或控制器，造成了維護(hù)維修成本的增加和不必要的浪費(fèi)。
到目前為止，在市場(chǎng)上尚未見(jiàn)到具有加速器自動(dòng)適應(yīng)學(xué)習(xí)功能、配合精密； 維護(hù)、維修方便、成本低；故障率低；使車輛駕駛更靈活、乘坐更舒適、更安 全可靠的電動(dòng)車輛控制器。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種自動(dòng)適應(yīng)學(xué)習(xí)、配 合精密；維護(hù)、維修方便、成本低；故障率低；使車輛駕駛更靈活、乘坐更舒 適、更安全可靠的電動(dòng)車控制器。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為本實(shí)用新型的電動(dòng)車輛控制 器，該控制器包括
第一加速器供電切換電路和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速 器提供所需電源；
加速器故障檢測(cè)電路，對(duì)加速器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；
加速器信號(hào)采集電路，利用加速器抽頭檢測(cè)到的電壓，判斷接入加速器的 類型；
邏輯輸入電路，通過(guò)操作該邏輯輸入電路，使控制器進(jìn)入加速器類型匹配 程序或加速器自學(xué)習(xí)程序；
單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)由CPU， AM)轉(zhuǎn)換模塊和儲(chǔ)存單元組成，根據(jù)輸 入的信號(hào)，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)模 轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。
其技術(shù)特征還可以包括，所述單片機(jī)系統(tǒng)外部連接著聲光顯示裝置，提示 控制器進(jìn)入不同工作狀態(tài)或故障報(bào)警；單片機(jī)系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接加速器高 端為接入的加速器高端提供電源，并使加速器低端接地；單片機(jī)系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn) 換器連接著加速器抽頭，將加速器抽頭采集到的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(hào)；單片機(jī) 系統(tǒng)連接著邏輯輸入電路，邏輯輸入電路外部連接著鑰匙開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等邏 輯開(kāi)關(guān)，邏輯輸入電路根據(jù)邏輯開(kāi)關(guān)的一定的組合狀態(tài)和開(kāi)關(guān)順序去控制單片 機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入加速器學(xué)習(xí)狀態(tài)；初始狀態(tài)連接時(shí)設(shè)置的默認(rèn)匹配的加速器類型為 電位器式加速器，給加速器高端供的電源為+5V;加速器抽頭采集到的電壓小于 5V，判斷接入的加速器為霍爾或感應(yīng)式的，并為該加速器提供36V-48V的控制
器系統(tǒng)電源電壓；對(duì)所述器邏輯輸入電路的操作控制方式為首先關(guān)閉鑰匙開(kāi) 關(guān)，踩下加速器，此時(shí)內(nèi)置微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合；然后將方向開(kāi)關(guān)來(lái)回切換3次，啟 動(dòng)加速器類型匹配程序；所述加速器量程的5個(gè)區(qū)域?yàn)榧铀倨鞲叨斯收戏秶?加速器低端故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速器低端死區(qū)、加速器輸入有效區(qū)。 本實(shí)用新型的有益效果為實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)車輛上不同類型加速器的自適應(yīng)匹 配及學(xué)習(xí)功能，對(duì)于電動(dòng)車控制器無(wú)須特別的參數(shù)設(shè)置及硬^^改動(dòng)就能匹配各 種類型的加速器。即使加速器隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，參數(shù)發(fā)生了漂移而使控制 器進(jìn)入保護(hù)，只須重新學(xué)習(xí)一次即可，大大降低了由于加速器不匹配或后期維
護(hù)帶來(lái)的不便及故障率。

圖l是本實(shí)用新型的硬件系統(tǒng)組成原理圖；圖2是電位器式加速器的連接形式示意圖3是霍爾或電感式加速器的連接形式示意圖4是加速器量程細(xì)分示意圖5是本實(shí)用新型控制框圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型由軟件和硬件相結(jié)合構(gòu)成。硬件系統(tǒng)包括第一和第二加速器供 電切換電路，加速器故障檢測(cè)電路、加速器信號(hào)采集電路、邏輯輸入電路、蜂 鳴器、單片機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)單元、驅(qū)動(dòng)單元、電機(jī)，見(jiàn)圖1?？刂平Y(jié)構(gòu)包括初始
化、AD轉(zhuǎn)換、加速盔類型識(shí)別、加速器故障檢測(cè)、加速器學(xué)習(xí)。
邏輯輸入電路的操作順序信號(hào)給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行加速器類型識(shí)別還是加速 器學(xué)習(xí)的狀態(tài)判斷。加速器故障檢測(cè)電路、加速器信號(hào)采集電路、硬件系統(tǒng)包 括第一和第二加速器供電切換電路，均通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)，來(lái)完成加速器的信號(hào) 輸入，進(jìn)而用來(lái)計(jì)算加速器類型和學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)。聲光顯示裝置接于單片機(jī)系統(tǒng)， 用來(lái)進(jìn)行控制器狀態(tài)判斷和報(bào)故障， 一般可采用蜂鳴器；控制器將處理后的信 號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。
圖5是本實(shí)用新型電動(dòng)車輛控制器控制框圖。如圖5所示，系統(tǒng)的控制流 程包括系統(tǒng)初始化、A/D轉(zhuǎn)換、加速器類型判斷、加速器故障檢測(cè)、加速器學(xué) 習(xí)等步驟。
以下結(jié)合附圖1至5，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)加速器自適應(yīng)匹配及學(xué)習(xí)的原理 和步驟詳細(xì)說(shuō)明如下
一、 系統(tǒng)的初始化
控制器出廠時(shí)設(shè)置一默認(rèn)狀態(tài)，即默認(rèn)匹配加速器類型為電位器式加速器， 如圖2。單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)第一加速器供電切換電路中的限流電阻R9給電牆中的 Q2低電平使其導(dǎo)通，+5.3V通過(guò)Q2和R10給加速器高端供+5V電源，同時(shí)由 單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)限流電阻R7給第二加速器供電切換電路中的Q3低電平使其截 止，即加速器低端是通過(guò)R5接地的，這樣就完成系統(tǒng)的初始化，此時(shí)初始設(shè) 置為電位器式加速器的匹配狀態(tài)。
二、 加速器類型自動(dòng)匹配
當(dāng)控制器欲連接電位器式加速器之外的不同類型加速器時(shí)，本實(shí)用新型提 供了一種通用的連接方式。該通用連接形式如圖2、 3所示，該連接的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)避免接線的錯(cuò)誤方便維修。
如果控制器欲連接霍爾或感應(yīng)式加速器時(shí)，采用如圖3所示的方式接入。 由于該類型加速器供電為控制器系統(tǒng)電源電壓，即36V-48V，控制器識(shí)別該類 型加速器時(shí)先通過(guò)默認(rèn)狀態(tài)給加速器供+5V電源，通過(guò)操作控制器邏輯輸入電 路使控制器進(jìn)入加速器類型匹配程序，該操作可以采用如下方式首先關(guān)閉鑰 匙開(kāi)關(guān)S3，踩下加速器，同時(shí)內(nèi)置微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合；然后將方向開(kāi)關(guān)(前進(jìn)\后退 開(kāi)關(guān))S2來(lái)回切換3次，此時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)使蜂鳴器常響一下，告知操作人員加 速器類型匹配程序啟動(dòng)，此時(shí)踩下加速器進(jìn)行匹配。加速器抽頭將采集到的電 壓經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)行A/D轉(zhuǎn)換，如果抽頭電壓小于5V即可認(rèn)為所接加速器 為霍爾或感應(yīng)式的，這時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)第一加速器供電切換電路中的限流電 阻R8給Ql低電平使其導(dǎo)通，30-60V電源(系統(tǒng)電源)通過(guò)第一加速器供電 切換電路中的Ql和R10給加速器高端提供系統(tǒng)電源，即霍爾或感應(yīng)式加速器 的工作電壓，同時(shí)由單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)第二加速器供電切換電路的限流電阻R7 給Q3高電平使其導(dǎo)通，即加速器低端直接接地。此時(shí)控制器便自動(dòng)完成了加 速器類型的匹配，單片機(jī)系統(tǒng)使蜂鳴器短響一下，告知操作人員加速器類型自 動(dòng)匹配完畢。
三、加速器自學(xué)習(xí)
通過(guò)操作控制器邏輯輸入電路使控制器進(jìn)入加速器自學(xué)習(xí)程序，其操作方 式可以設(shè)定為關(guān)閉鑰匙開(kāi)關(guān)S3，踩下加速器，同時(shí)內(nèi)置微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合；將方 向開(kāi)關(guān)S2來(lái)回切換2次，控制器上蜂鳴器常響兩聲即進(jìn)入該功能。加速器的自 學(xué)習(xí)功能主要是對(duì)加速器輸出范圍及量程的學(xué)習(xí)，圖4是本實(shí)用新型電動(dòng)車輛 控制器學(xué)習(xí)量程示意圖。如圖所示，這里把加速器的整個(gè)量程分為5個(gè)區(qū)域， 即加速器高故障范圍、加速器低故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速器低端死區(qū)、 加速器輸入有效區(qū)。
進(jìn)入加速器自學(xué)習(xí)功能后，首先使加速器復(fù)位，緩慢踩下加速器直到踩到 底，切換一次方向開(kāi)關(guān)S2，使控制器知道學(xué)習(xí)結(jié)束，控制器蜂鳴器短響兩聲告 訴操作人員學(xué)習(xí)成功。在這個(gè)過(guò)程中讓單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)下整個(gè)加速 器量程的范圍，包括微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合的位置。
具體的加速器學(xué)習(xí)和參數(shù)存儲(chǔ)與改寫(xiě)過(guò)程如下
當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)采集到加速器內(nèi)置微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)加速器輸入的電壓，將該 點(diǎn)定義為加速器低端死區(qū)的終點(diǎn)，并且單片機(jī)系統(tǒng)由此計(jì)算出加速器低故障值和加速器oy。pwM輸入值，由此確定加速器低端死區(qū)和加速器低故障范圍。當(dāng) 單片機(jī)系統(tǒng)采集到加速器踩滿時(shí)輸入的電壓值，將該點(diǎn)定義為加速器高端死區(qū)
的終點(diǎn)。并且單片機(jī)系統(tǒng)由此計(jì)算出加速器高故障值和加速器1(K)o/。PWM輸入 值，由此確定加速器高端死區(qū)和加速器高故障范圍。加速器OMPWM輸入值和 加速器100。/。PWM輸入值之間的區(qū)域?yàn)榧铀倨鬏斎胗行Х秶＿@樣單片機(jī)系統(tǒng) 就重新分配出了加速器整個(gè)量程的五個(gè)區(qū)域，并用這些參數(shù)改寫(xiě)控制器存儲(chǔ)單 元的原值。
同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)將接收到的加速器量程經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和控制器存儲(chǔ)器單元 中預(yù)置的有效范圍和死區(qū)范圍數(shù)據(jù)相比較，如果單片機(jī)系統(tǒng)接收到的加速器量 程與控制器預(yù)置的有效范圍不符，則說(shuō)明學(xué)習(xí)無(wú)效或加速器本身存在嚴(yán)重故障 并通過(guò)蜂鳴器報(bào)故障。如果相符，控制器則會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)到的量程重新調(diào)整實(shí)際 的輸入范圍，以達(dá)到最佳的匹配。學(xué)習(xí)完成后按正常順序操作車輛，此時(shí)控制 器將按照學(xué)習(xí)后的加速器輸入范圍進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。
四、控制過(guò)程
邏輯輸入電路將執(zhí)行的加速器類型識(shí)別或加速器學(xué)習(xí)的操作順序信號(hào)輸送 給單片機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行加速器狀態(tài)判斷，判斷是加速器類型識(shí)別狀態(tài)還是加速器 學(xué)習(xí)狀態(tài)。加速器故障檢測(cè)電路、加速器信號(hào)采集電路、第一和第二加速器供 電切換電路和均通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成加速器的信號(hào)輸入，進(jìn)而用來(lái)計(jì)算加速 器類型和學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)。蜂鳴器接單片機(jī)系統(tǒng)，用來(lái)進(jìn)行控制器狀態(tài)判斷和故障 報(bào)警，控制器將處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，該控制器包括第一加速器供電切換電路和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速器提供所需電源；加速器故障檢測(cè)電路，對(duì)加速器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；加速器信號(hào)采集電路，利用加速器抽頭檢測(cè)到的電壓，判斷接入加速器的類型；邏輯輸入電路，通過(guò)操作該邏輯輸入電路，使控制器進(jìn)入加速器類型匹配程序或加速器自學(xué)習(xí)程序；單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)由CPU，A\D轉(zhuǎn)換模塊和儲(chǔ)存單元組成，根據(jù)輸入的信號(hào)，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，所述單片機(jī)系統(tǒng) 外部連接著聲光顯示裝置，提示控制器進(jìn)入不同工作狀態(tài)或故障報(bào)警。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，單片機(jī)系統(tǒng)的A/D 轉(zhuǎn)換器連接加速器高端為接入的加速器高端提供電源，并使加速器低端接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于,單片機(jī)系統(tǒng)的A/D 轉(zhuǎn)換器連接著加速器抽頭，將加速器抽頭采集到的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，單片機(jī)系統(tǒng)連接 著邏輯輸入電路，邏輯輸入電路外部連接著鑰匙開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等邏輯開(kāi)關(guān)， 邏輯輸入電路根據(jù)邏輯開(kāi)關(guān)的一定的組合狀態(tài)和開(kāi)關(guān)順序去控制單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn) 入加速器學(xué)習(xí)狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，初始狀態(tài)連接時(shí) 設(shè)置的默認(rèn)匹配的加速器類型為電位器式加速器，給加速器高端供的電源為 +5V。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于，加速器抽頭采集 到的電壓小于5V，判斷接入的加速器為霍爾或感應(yīng)式的，并為該加速器提供 36V-48V的控制器系統(tǒng)電源電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車輛控制器，其特征在于所述加速器量程的 5個(gè)區(qū)域?yàn)榧铀倨鞲叨斯收戏秶?、加速器低端故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速 器低端死區(qū)、加速器輸入有效區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種電動(dòng)車輛控制器，包括第一和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速器提供所需電源；加速器故障檢測(cè)電路，對(duì)加速器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；加速器信號(hào)采集電路，利用加速器抽頭檢測(cè)到的電壓，判斷接入加速器的類型；邏輯輸入電路，通過(guò)操作該邏輯輸入電路，使控制器進(jìn)入加速器類型匹配程序或加速器自學(xué)習(xí)程序；單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)由CPU，A/D轉(zhuǎn)換模塊和儲(chǔ)存單元組成，根據(jù)輸入的信號(hào)，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。本實(shí)用新型提供具有加速器自動(dòng)適應(yīng)學(xué)習(xí)功能；調(diào)試維護(hù)方便、成本低；故障率低；安全可靠的電動(dòng)車控制器。
文檔編號(hào)B60K26/00GK201317277SQ20082014212
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者孔昭松, 杜承潤(rùn) 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)科技有限公司