專利名稱：一種電動車行走控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車控制領(lǐng)域，具體說是一種用于電動自行車、電動摩托車、電動三輪車、老年代步車等的電動車行走控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國是世界自行車、電動自行車生產(chǎn)、消費和出口大國。隨著人民生活水平的快速提高，自行車、電動自行車因其健康、低碳、節(jié)能和便捷而深受歡迎，2010年電動自行車保有量超過I億輛。自行車、電動自行車已經(jīng)成為居民日常代步、休閑娛樂、健身競技的重要工具，成為低碳健康生活的重要標志。目前，常見的和人們常用電動自行車等電動行走車輛，全都采用蓄電池供電，通過控制系統(tǒng)將蓄電池電能輸送到無刷電機，驅(qū)動整車行走。產(chǎn)品主要配有無刷電機控制裝置、高低電壓轉(zhuǎn)換裝置、防盜控制裝置、行駛狀態(tài)指示裝置、行駛照明及警示控制裝置(如轉(zhuǎn)向燈)。然而，這類車輛的眾多設(shè)備裝置，均是獨立工作的(比如儀表顯示僅僅是人機交換界面，與行車控制沒有直接的電路信號連接)，沒有相應(yīng)的控制中心對其進行集中、統(tǒng)一的控制，系統(tǒng)復(fù)雜，缺乏高效統(tǒng)一的控制，成本高企，維修保養(yǎng)難度高。再者，現(xiàn)在的電動車行走控制系統(tǒng)均沒有標準的USB充電輸出及與電腦設(shè)備通訊等功能，用戶無法在使用車輛時使用帶USB接口的設(shè)備(如手機充電)，當車輛需要進行檢修時，無法通過簡單的接口獲知車輛電系統(tǒng)狀態(tài)，使得檢修時間延長，而且誤檢、誤判、誤修的可能性大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種便于集中控制、簡化系統(tǒng)控制的用于電動自行車等電動行走車輛的電動車行走控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述電動車行走控制系統(tǒng)包括整車集中管理控制單元及與其雙向通信連接的儀表控制單元，整車集中管理控制單元的功能模塊分別與蓄電池、動力電機、腳踏助力、防盜遙控、警示喇叭、轉(zhuǎn)向指示燈電連接，儀表控制單元的功能模塊分別與油門轉(zhuǎn)把、剎車機構(gòu)、速度檔位、轉(zhuǎn)速模塊電連接；整車集中管理控制單元通過收集儀表控制單元的通訊信號、動力電機的運行信號、腳踏助力的信號、防盜遙控的信號，處理運算后輸出電信號到動力電機、警示喇叭、轉(zhuǎn)向指示燈，以及將運算結(jié)果與儀表控制單元進行信息交換；儀表控制單元根據(jù)整車集中管理控制單元的通訊信號、油門轉(zhuǎn)把的電信號、剎車機構(gòu)、速度檔位的電信號、轉(zhuǎn)速模塊的電信號運算處理后將相應(yīng)結(jié)果傳回整車集中管理控制單元，以及通過功能模塊顯示系統(tǒng)信息。所述整車集中管理控制單元的功能模塊包括單片機及與單片機輸入輸出端口連接的電源模塊、蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊、動力電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊、助力信號處理模塊、通訊處理模塊、防盜模塊、動力驅(qū)動模塊；電源模塊與蓄電池電連接并為各功能模塊提供工作電源，蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊與蓄電池電連接，檢測蓄電池的實時電量，電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊與動力電機電連接，檢測動力電機的運行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向控制模塊與轉(zhuǎn)向指示燈電連接，助力信號處理模塊與腳踏助力電連接，采集腳踏助力的運行數(shù)據(jù)，通訊處理模塊與儀表控制單元進行雙向通信，防盜模塊與防盜遙控電連接，動力驅(qū)動模塊與動力電機連接。所述儀表控制單元的功能模塊包括CPU、與整車集中管理控制單元適配的通訊模塊、為儀表控制單元提供工作電源的電源處理模塊、與油門轉(zhuǎn)把適配的轉(zhuǎn)把處理模塊、與剎車機構(gòu)適配的剎車信號檢測模塊、與速度檔位適配的檔位檢測模塊、與轉(zhuǎn)速模塊適配的轉(zhuǎn)速信號處理模塊、擔當人機對話顯示部分的顯示模塊。所述顯示模塊可以采用IXD液晶顯示或LED指示燈顯示或數(shù)碼顯示屏LEM顯示。所述整車集中管理控制單元還設(shè)有與單片機電連接的USB輸出模塊。所述整車集中管理控制單元還設(shè)有與電源模塊連接的為外部設(shè)備提供電源的電源輸出模塊。所述整車集中管理控制單元和儀表控制單元通過連接導(dǎo)線進行通信連接。所述整車集中管理控制單元的各功能模塊均安裝在一個電控盒內(nèi)。本發(fā)明的積極效果對現(xiàn)有技術(shù)的電動自行車等電動行走控制管理系統(tǒng)進行改進，在將現(xiàn)有龐大的電系統(tǒng)集中管理與控制，設(shè)計為雙向通信協(xié)同工作的整車集中管理控制單元、儀表控制單元；系統(tǒng)通過電連接，外接油門轉(zhuǎn)把、剎車機構(gòu)、換擋機構(gòu)、轉(zhuǎn)速測量機構(gòu)、腳踏助力機構(gòu)、轉(zhuǎn)向指示、動力電機、蓄電池、警報喇叭等整車單元，各單元統(tǒng)一由整車集中管理控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理控制，整車集中管理控制系統(tǒng)通過單片機(即微控制器)程序化計算，使得整個系統(tǒng)在整車集中管理控制單元的控制下，實現(xiàn)準確統(tǒng)一，也使產(chǎn)品突顯成本優(yōu)勢。另外，大大簡化了整車安裝設(shè)備以及線路，使得系統(tǒng)連接更簡單，可靠性更高，且整車因為電系統(tǒng)的故障率也將大大降低。同時，整車集中管理控制單元留有標準USB接口，可與電腦設(shè)備、帶USB功能的手持設(shè)備(如手機、MP3、MP4等)進行連接，并可對帶USB功能的可充電手持設(shè)備進行供電和充電。方便用戶在使用車輛時對手機等設(shè)備進行充電。也可設(shè)置電源輸出模塊，對相關(guān)電器設(shè)備進行充電。


圖1為本發(fā)明最佳實施例的控制系統(tǒng)原理方框圖。圖2為本發(fā)明的整車集中管理控制單元的原理方框圖。圖3為本發(fā)明的儀表控制單元的電路原理方框圖。圖4為本發(fā)明最佳實施例儀表控制系統(tǒng)具體的電路原理圖。圖5為本發(fā)明最佳實施例集中管理控制系統(tǒng)具體的電路原理圖。
具體實施例方式根據(jù)圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，本發(fā)明的電動車行走控制系統(tǒng)，包括整車集中管理控制單元I及與其雙向通信連接的儀表控制單元2，整車集中管理控制單元I的功能模塊分別與蓄電池3、動力電機4、腳踏助力5、防盜遙控7、警示喇叭8、轉(zhuǎn)向指示燈9電連接，儀表控制單元2的功能模塊分別與油門轉(zhuǎn)把11、剎車機構(gòu)12、速度檔位13、轉(zhuǎn)速模塊14電連接；整車集中管理控制單元I將蓄電池3提供的直流電源接通到控制單元內(nèi)部各個模塊，整車集中管理控制單元I通過收集儀表控制單元2的通訊信號、動力電機4的運行信號、腳踏助力5的信號、防盜遙控7的信號，處理運算后輸出電信號到動力電機4、警示喇叭8、轉(zhuǎn)向指示燈9，以及將運算結(jié)果與儀表控制單元2進行信息交換；儀表控制單元2根據(jù)整車集中管理控制單元I的通訊信號、油門轉(zhuǎn)把11的電信號、剎車機構(gòu)12、速度檔位13的電信號、轉(zhuǎn)速模塊14的電信號運算處理后將相應(yīng)結(jié)果傳回整車集中管理控制單元1，以及通過功能模塊顯示系統(tǒng)信息。整車集中管理控制單元I的功能模塊包括單片機15及與單片機15輸入輸出端口連接的電源模塊16、蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊17、動力電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊18、轉(zhuǎn)向控制模塊19、助力信號處理模塊20、通訊處理模塊22、防盜模塊23、動力驅(qū)動模塊24 ;電源模塊16與蓄電池3電連接并為各功能模塊提供工作電源，蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊17與蓄電池3電連接，電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊18與動力電機4電連接，檢測動力電機4的運行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向控制模塊19與轉(zhuǎn)向指示燈9電連接，助力信號處理模塊20與腳踏助力5電連接，采集腳踏助力5的運行數(shù)據(jù)，通訊處理模塊22與儀表控制單元2進行雙向通信，防盜模塊23與防盜遙控7電連接，動力驅(qū)動模塊24與動力電機4連接，其中與蓄電池3連接的蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊17，主要是對蓄電池3的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并對監(jiān)控信號的處理，然后將處理后的信號送到單片機15。與動力電機4適配的動力驅(qū)動模塊24，將單片機15輸出的控制信號，通過模塊內(nèi)的放大和半導(dǎo)體開關(guān)器件，將通過電源處理模塊16處理后的來自蓄電池3的大功率電源有規(guī)律地輸送到動力電機4，達到控制動力電機4的目的。儀表控制單元2的功能模塊包括CPU 25、與整車集中管理控制單元I適配的通訊模塊26、為儀表控制單元2提供工作電源的電源處理模塊27、與油門轉(zhuǎn)把11適配的轉(zhuǎn)把處理模塊28、與剎車機構(gòu)12適配的剎車信號檢測模塊29、與速度檔位13適配的檔位檢測模塊30、與轉(zhuǎn)速模塊14適配的轉(zhuǎn)速信號處理模塊31、擔當人機對話顯示部分的顯示模塊32。電源處理模塊27主要對來自電源輸出模塊10的電源進行必要的去干擾及保護處理。顯示模塊32主要顯示速度、里程、電池電量、速度檔位、故障代碼等車輛運行狀態(tài)，顯示的方式可以使用LCD液晶顯示，也可以使用LED指示燈方式，還可以使用數(shù)碼顯示屏LEM顯示等。上述的整車集中管理控制單元I的單片機15和儀表控制單元2的CPU 25，均需寫入軟件程序方可使用在單元電路中。在產(chǎn)品的制造過程中，制造者需根據(jù)所采用的單片機15和CPU 25的說明書，以及控制需求寫入相應(yīng)的軟件程序。儀表控制單元2的CPU25的周邊電路可設(shè)計一個EEPROM存儲器，存儲整車運行的相關(guān)參數(shù)如里程，即使蓄電池斷電，參數(shù)不會丟失。整車集中管理控制單元I的單片機15可以采取高性能8位或16位甚至32位的可寫入程序的單片機，具體可為Renesas (瑞薩)公司的R5F212K2單片機或美國Cypress賽普拉斯半導(dǎo)體公司的CY8C24533單片機等。整車儀表控制單元2的CPU 25 一般采用8位或16位的可寫入程序的IC芯片或單片機，具體可為韓國三星公司的S3F9488單片機或三星公司的S3F9454單片機等。在具體的制造使用過程中，本發(fā)明的電動車行走控制系統(tǒng)，其具體的電路結(jié)構(gòu)圖可采用圖4及圖5所示。圖4中，CPU 25可以為三星公司的S3F9488單片機或同等性能的其他品牌、型號單片機，Ul為EEPROM存儲芯片，可以為24CXX系列或93CXX系列存儲芯片，用于存儲整車運行的相關(guān)參數(shù)。圖4中，D2-D11為發(fā)光二極管，IXD為液晶顯示器，兩者選其一使用。圖5中，電機驅(qū)動模塊電路只繪制三個部分中的一個部分，另外兩個部分原理與繪制的部分一致，輸出三相電信號，與電機相線連接。圖5中，防盜信號處理及控制模塊的IC3與周圍電路組成震動報警信號及遙控器信號的接受、處理電路，U2為EEPROM存儲芯片，用于存儲遙控通訊密碼，防止類似產(chǎn)品互相干擾，R51為康銅絲電阻，用于采集電機工作電流等狀態(tài)信號，電源處理模塊的Ul為開關(guān)電源專用芯片，可以為TL3845或同等功能的開關(guān)電源芯片，VR1、VR2、VR3均為三端穩(wěn)壓集成芯片，Q2、Q4周圍電路組成轉(zhuǎn)向燈控制電路。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電動自行車、電動摩托車、電動三輪車、簡約型電動四輪車、電動老年助力車等電動行走系統(tǒng)的整車電氣系統(tǒng)集中控制。大量減少整車線路，提高電氣安全，降低整車產(chǎn)品成本。系統(tǒng)各單元器件統(tǒng)一由集中管理控制單元I統(tǒng)一控制，集中管理控制單元I通過單片機程序化計算，使得整車電氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一、控制準確，提升行走系統(tǒng)整車性能，降低電氣起火的可能性。整車集中管理控制單元I是整車電系統(tǒng)控制管理核心，與蓄電池3、動力電機4、儀表控制單元2、腳踏助力5、轉(zhuǎn)向指示燈9連接，預(yù)留有標準USB輸出模塊6和電源輸出模塊10，整車集中管理控制單元I設(shè)有分離輸入的剎車信號、油門轉(zhuǎn)把信號、速度檔位信號輸入接口，無需單獨安裝防盜設(shè)備、DC-DC直流電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，大大簡化了整車電連接線路。整車集中管理控制單元I和儀表控制單元2通過連接導(dǎo)線進行通信連接。整車集中管理控制單元I還與外部的警示喇叭8連接，防盜觸發(fā)時，輸出信號驅(qū)動警示喇叭8工作。儀表控制單元2所使用的工作電源由整車集中管理控制單元I提供。電源模塊將蓄電池電源轉(zhuǎn)化為供單片機、CPU系統(tǒng)工作的5V直流電壓、供動力驅(qū)動控制模塊工作的15V直流電壓，供動力驅(qū)動控制模塊工作的動力電源。轉(zhuǎn)速信號即指車輪運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速電信號。動力驅(qū)動控制模塊含動力電機連接接口，可為2線或3線輸出。防盜模塊可接收遙控信號，內(nèi)置無線接受模塊、信號處理模塊、警示輸出模塊。電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊18，主要收集動力電機運轉(zhuǎn)波形、工作電流，并將所收集信號進行必要的過濾和信號放大。整車集中管理控制單元I的各功能模塊均安裝在一個電控盒內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述電動車行走控制系統(tǒng)包括整車集中管理控制單元(I)及與其雙向通信連接的儀表控制單元(2)，整車集中管理控制單元(I)的功能模塊分別與蓄電池(3)、動力電機(4)、腳踏助力(5)、防盜遙控(7)、警示喇叭(8)、轉(zhuǎn)向指示燈(9)電連接，儀表控制單元(2)的功能模塊分別與油門轉(zhuǎn)把(11)、剎車機構(gòu)(12)、速度檔位(13)、轉(zhuǎn)速模塊(14)電連接；整車集中管理控制單元(I)通過收集儀表控制單元(2)的通訊信號、動力電機(4)的運行信號、腳踏助力(5)的信號、防盜遙控(7)的信號，處理運算后輸出電信號到動力電機(4)、警示喇叭(8)、轉(zhuǎn)向指示燈(9)，以及將運算結(jié)果與儀表控制單元(2)進行信息交換；儀表控制單元(2)根據(jù)整車集中管理控制單元(I)的通訊信號、油門轉(zhuǎn)把(11)的電信號、剎車機構(gòu)(12)、速度檔位(13)的電信號、轉(zhuǎn)速模塊(14)的電信號運算處理后將相應(yīng)結(jié)果傳回整車集中管理控制單元(1)，以及通過功能模塊顯示系統(tǒng)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車集中管理控制單元I的功能模塊包括單片機(15)及與單片機(15)輸入輸出端口連接的電源模塊(16)、蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊(17)、動力電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊(18)、轉(zhuǎn)向控制模塊(19)、 助力信號處理模塊(20)、通訊處理模塊(22)、防盜模塊(23)、動力驅(qū)動模塊(24);電源模塊 (16 )與蓄電池(3 )電連接并為各功能模塊提供工作電源，蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)收集模塊(17 )與蓄電池(3)電連接，檢測蓄電池(3)的實時電量，電機運行數(shù)據(jù)收集處理模塊(18)與動力電機(4)電連接，檢測動力電機(4)的運行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向控制模塊(19)與轉(zhuǎn)向指示燈(9)電連接，助力信號處理模塊(20)與腳踏助力(5)電連接，采集腳踏助力(5)的運行數(shù)據(jù)，通訊處理模塊(22)與儀表控制單元(2)進行雙向通信，防盜模塊(23)與防盜遙控(7)電連接，動力驅(qū)動模塊(24)與動力電機(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述儀表控制單元(2)的功能模塊包括CPU (25)、與整車集中管理控制單元(I)適配的通訊模塊(26)、為儀表控制單元(2)提供工作電源的電源處理模塊(27)、與油門轉(zhuǎn)把(11)適配的轉(zhuǎn)把處理模塊 (28)、與剎車機構(gòu)(12)適配的剎車信號檢測模塊(29)、與速度檔位(13)適配的檔位檢測模塊(30)、與轉(zhuǎn)速模塊(14)適配的轉(zhuǎn)速信號處理模塊(31)、擔當人機對話顯示部分的顯示模塊(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述顯示模塊(32)可以采用IXD液晶顯示或LED指示燈顯示或數(shù)碼顯示屏LEM顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車集中管理控制單元I還設(shè)有與單片機(15)電連接的USB輸出模塊(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車集中管理控制單元I還設(shè)有與電源模塊(16)連接的為外部設(shè)備提供電源的電源輸出模塊(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車集中管理控制單元(I)和儀表控制單元(2)通過連接導(dǎo)線進行通信連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電動車行走控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車集中管理控制單元(I)的各功能模塊均安裝在一個電控盒內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動車行走控制系統(tǒng)，包括整車集中管理控制單元及儀表控制單元，整車集中管理控制單元的功能模塊分別與蓄電池、動力電機、腳踏助力、防盜遙控、警示喇叭、轉(zhuǎn)向指示燈電連接，儀表控制單元的功能模塊分別與油門轉(zhuǎn)把、剎車機構(gòu)、速度檔位、轉(zhuǎn)速模塊電連接；整車集中管理控制單元通過收集儀表控制單元的通訊信號、動力電機運行信號、腳踏助力信號、防盜遙控的信號，處理運算后輸出電信號到動力電機、警示喇叭、轉(zhuǎn)向指示燈；儀表控制單元根據(jù)整車集中管理控制單元的通訊信號、油門轉(zhuǎn)把電信號、剎車機構(gòu)、速度檔位電信號、轉(zhuǎn)速模塊電信號運算處理后將結(jié)果傳回整車集中管理控制單元。采用該電動車行走控制系統(tǒng)，便于集中控制、簡化系統(tǒng)控制。
文檔編號B62M6/45GK103043172SQ20121058376
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者顏雪平 申請人:廣東盈科電子有限公司