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一种电动车行走控制系统

阅读：570发布：2023-01-22

专利汇可以提供一种电动车行走控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种电动车行走控制系统，包括整车集中管理控制单元及仪表控制单元，整车集中管理控制单元的功能模块分别与蓄电池、动力电机、脚踏助力、防盗遥控、警示喇叭、转向指示灯电连接，仪表控制单元的功能模块分别与油门转把、刹车机构、速度档位、转速模块电连接；整车集中管理控制单元通过收集仪表控制单元的通讯信号、动力电机运行信号、脚踏助力信号、防盗遥控的信号，处理运算后输出电信号到动力电机、警示喇叭、转向指示灯；仪表控制单元根据整车集中管理控制单元的通讯信号、油门转把电信号、刹车机构、速度档位电信号、转速模块电信号运算处理后将结果传回整车集中管理控制单元。采用该电动车行走控制系统，便于集中控制、简化系统控制。，下面是一种电动车行走控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电动车行走控制系统，其特征在于：所述电动车行走控制系统包括整车集中管理控制单元（1）及与其双向通信连接的仪表控制单元（2），整车集中管理控制单元（1）的功能模块分别与蓄电池（3）、动力电机（4）、脚踏助力（5）、防盗遥控（7）、警示喇叭（8）、转向指示灯（9）电连接，仪表控制单元（2）的功能模块分别与油门转把（11）、刹车机构（12）、速度档位（13）、转速模块（14）电连接；整车集中管理控制单元（1）通过收集仪表控制单元（2）的通讯信号、动力电机（4）的运行信号、脚踏助力（5）的信号、防盗遥控（7）的信号，处理运算后输出电信号到动力电机（4）、警示喇叭（8）、转向指示灯（9），以及将运算结果与仪表控制单元（2）进行信息交换；仪表控制单元（2）根据整车集中管理控制单元（1）的通讯信号、油门转把（11）的电信号、刹车机构（12）、速度档位（13）的电信号、转速模块（14）的电信号运算处理后将相应结果传回整车集中管理控制单元（1），以及通过功能模块显示系统信息。
2.根据权利要求1所述的电动车行走控制系统，其特征在于：所述整车集中管理控制单元1的功能模块包括单片机（15）及与单片机（15）输入输出端口连接的电源模块（16）、蓄电池状态数据收集模块（17）、动力电机运行数据收集处理模块（18）、转向控制模块（19）、助力信号处理模块（20）、通讯处理模块（22）、防盗模块（23）、动力驱动模块（24）；电源模块（16）与蓄电池（3）电连接并为各功能模块提供工作电源，蓄电池状态数据收集模块（17）与蓄电池（3）电连接，检测蓄电池（3）的实时电量，电机运行数据收集处理模块（18）与动力电机（4）电连接，检测动力电机（4）的运行数据，转向控制模块（19）与转向指示灯（9）电连接，助力信号处理模块（20）与脚踏助力（5）电连接，采集脚踏助力（5）的运行数据，通讯处理模块（22）与仪表控制单元（2）进行双向通信，防盗模块（23）与防盗遥控（7）电连接，动力驱动模块（24）与动力电机（4）连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动车行走控制系统，其特征在于：所述仪表控制单元（2）的功能模块包括CPU（25）、与整车集中管理控制单元（1）适配的通讯模块（26）、为仪表控制单元（2）提供工作电源的电源处理模块（27）、与油门转把（11）适配的转把处理模块（28）、与刹车机构（12）适配的刹车信号检测模块（29）、与速度档位（13）适配的档位检测模块（30）、与转速模块（14）适配的转速信号处理模块（31）、担当人机对话显示部分的显示模块（32）。
4.根据权利要求3所述的电动车行走控制系统，其特征在于：所述显示模块（32）可以采用LCD液晶显示或LED指示灯显示或数码显示屏LEM显示。
5.根据权利要求2所述电动车行走控制系统，其特征在于：所述整车集中管理控制单元1还设有与单片机（15）电连接的USB输出模块（6）。
6.根据权利要求2所述的电动车行走控制系统，其特征在于：所述整车集中管理控制单元1还设有与电源模块（16）连接的为外部设备提供电源的电源输出模块（10）。
7.根据权利要求1或2或3所述的电动车行走控制系统，其特征在于：所述整车集中管理控制单元（1）和仪表控制单元（2）通过连接导线进行通信连接。
8.根据权利要求1或2所述电动车行走控制系统，其特征在于：所述整车集中管理控制单元（1）的各功能模块均安装在一个电控盒内。

说明书全文

一种电动车行走控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电动车控制领域，具体说是一种用于电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、老年代步车等的电动车行走控制系统。

[0002]

背景技术

[0003] 我国是世界自行车、电动自行车生产、消费和出口大国。随着人民生活水平的快速提高，自行车、电动自行车因其健康、低碳、节能和便捷而深受欢迎，2010年电动自行车保有量超过1亿辆。自行车、电动自行车已经成为居民日常代步、休闲娱乐、健身竞技的重要工具，成为低碳健康生活的重要标志。

[0004] 目前，常见的和人们常用电动自行车等电动行走车辆，全都采用蓄电池供电，通过控制系统将蓄电池电能输送到无刷电机，驱动整车行走。产品主要配有无刷电机控制装置、高低电压转换装置、防盗控制装置、行驶状态指示装置、行驶照明及警示控制装置（如转向灯）。然而，这类车辆的众多设备装置，均是独立工作的（比如仪表显示仅仅是人机交换界面，与行车控制没有直接的电路信号连接），没有相应的控制中心对其进行集中、统一的控制，系统复杂，缺乏高效统一的控制，成本高企，维修保养难度高。

[0005] 再者，现在的电动车行走控制系统均没有标准的USB充电输出及与电脑设备通讯等功能，用户无法在使用车辆时使用带USB 接口的设备（如手机充电），当车辆需要进行检修时，无法通过简单的接口获知车辆电系统状态，使得检修时间延长，而且误检、误判、误修的可能性大大增加。

[0006]

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种便于集中控制、简化系统控制的用于电动自行车等电动行走车辆的电动车行走控制系统。

[0008] 本发明的目的是这样实现的：一种电动车行走控制系统，其特征在于：所述电动车行走控制系统包括整车集中管理控制单元及与其双向通信连接的仪表控制单元，整车集中管理控制单元的功能模块分别与蓄电池、动力电机、脚踏助力、防盗遥控、警示喇叭、转向指示灯电连接，仪表控制单元的功能模块分别与油门转把、刹车机构、速度档位、转速模块电连接；整车集中管理控制单元通过收集仪表控制单元的通讯信号、动力电机的运行信号、脚踏助力的信号、防盗遥控的信号，处理运算后输出电信号到动力电机、警示喇叭、转向指示灯，以及将运算结果与仪表控制单元进行信息交换；仪表控制单元根据整车集中管理控制单元的通讯信号、油门转把的电信号、刹车机构、速度档位的电信号、转速模块的电信号运算处理后将相应结果传回整车集中管理控制单元，以及通过功能模块显示系统信息。

[0009] 所述整车集中管理控制单元的功能模块包括单片机及与单片机输入输出端口连接的电源模块、蓄电池状态数据收集模块、动力电机运行数据收集处理模块、转向控制模块、助力信号处理模块、通讯处理模块、防盗模块、动力驱动模块；电源模块与蓄电池电连接并为各功能模块提供工作电源，蓄电池状态数据收集模块与蓄电池电连接，检测蓄电池的实时电量，电机运行数据收集处理模块与动力电机电连接，检测动力电机的运行数据，转向控制模块与转向指示灯电连接，助力信号处理模块与脚踏助力电连接，采集脚踏助力的运行数据，通讯处理模块与仪表控制单元进行双向通信，防盗模块与防盗遥控电连接，动力驱动模块与动力电机连接。

[0010] 所述仪表控制单元的功能模块包括CPU、与整车集中管理控制单元适配的通讯模块、为仪表控制单元提供工作电源的电源处理模块、与油门转把适配的转把处理模块、与刹车机构适配的刹车信号检测模块、与速度档位适配的档位检测模块、与转速模块适配的转速信号处理模块、担当人机对话显示部分的显示模块。

[0011] 所述显示模块可以采用LCD液晶显示或LED指示灯显示或数码显示屏LEM显示。

[0012] 所述整车集中管理控制单元还设有与单片机电连接的USB输出模块。

[0013] 所述整车集中管理控制单元还设有与电源模块连接的为外部设备提供电源的电源输出模块。

[0014] 所述整车集中管理控制单元和仪表控制单元通过连接导线进行通信连接。

[0015] 所述整车集中管理控制单元的各功能模块均安装在一个电控盒内。

[0016] 本发明的积极效果：对现有技术的电动自行车等电动行走控制管理系统进行改进，在将现有庞大的电系统集中管理与控制，设计为双向通信协同工作的整车集中管理控制单元、仪表控制单元；系统通过电连接，外接油门转把、刹车机构、换挡机构、转速测量机构、脚踏助力机构、转向指示、动力电机、蓄电池、警报喇叭等整车单元，各单元统一由整车集中管理控制系统统一管理控制，整车集中管理控制系统通过单片机（即微控制器）程序化计算，使得整个系统在整车集中管理控制单元的控制下，实现准确统一，也使产品突显成本优势。另外，大大简化了整车安装设备以及线路，使得系统连接更简单，可靠性更高，且整车因为电系统的故障率也将大大降低。

[0017] 同时，整车集中管理控制单元留有标准USB接口，可与电脑设备、带USB功能的手持设备（如手机、MP3、MP4等）进行连接，并可对带USB功能的可充电手持设备进行供电和充电。方便用户在使用车辆时对手机等设备进行充电。也可设置电源输出模块，对相关电器设备进行充电。附图说明

[0018] 图1为本发明最佳实施例的控制系统原理方框图。

[0019] 图2为本发明的整车集中管理控制单元的原理方框图。

[0020] 图3为本发明的仪表控制单元的电路原理方框图。

[0021] 图4为本发明最佳实施例仪表控制系统具体的电路原理图。

[0022] 图5为本发明最佳实施例集中管理控制系统具体的电路原理图。

[0023]

具体实施方式

[0024] 根据图1、图2、图3、图4及图5所示，本发明的电动车行走控制系统,包括整车集中管理控制单元1及与其双向通信连接的仪表控制单元2，整车集中管理控制单元1的功能模块分别与蓄电池3、动力电机4、脚踏助力5、防盗遥控7、警示喇叭8、转向指示灯9电连接，仪表控制单元2的功能模块分别与油门转把11、刹车机构12、速度档位13、转速模块14电连接；整车集中管理控制单元1将蓄电池3提供的直流电源接通到控制单元内部各个模块,整车集中管理控制单元1通过收集仪表控制单元2的通讯信号、动力电机4的运行信号、脚踏助力5的信号、防盗遥控7的信号，处理运算后输出电信号到动力电机4、警示喇叭8、转向指示灯9，以及将运算结果与仪表控制单元2进行信息交换；仪表控制单元2根据整车集中管理控制单元1的通讯信号、油门转把11的电信号、刹车机构12、速度档位13的电信号、转速模块14的电信号运算处理后将相应结果传回整车集中管理控制单元1，以及通过功能模块显示系统信息。整车集中管理控制单元1的功能模块包括单片机15及与单片机15输入输出端口连接的电源模块16、蓄电池状态数据收集模块17、动力电机运行数据收集处理模块18、转向控制模块19、助力信号处理模块20、通讯处理模块22、防盗模块23、动力驱动模块24；电源模块16与蓄电池3电连接并为各功能模块提供工作电源，蓄电池状态数据收集模块17与蓄电池3电连接，电机运行数据收集处理模块18与动力电机4电连接，检测动力电机4的运行数据，转向控制模块19与转向指示灯9电连接，助力信号处理模块20与脚踏助力5电连接，采集脚踏助力5的运行数据，通讯处理模块22与仪表控制单元
2进行双向通信，防盗模块23与防盗遥控7电连接，动力驱动模块24与动力电机4连接，其中与蓄电池3连接的蓄电池状态数据收集模块17，主要是对蓄电池3的状态进行实时监控，并对监控信号的处理，然后将处理后的信号送到单片机15。与动力电机4适配的动力驱动模块24，将单片机15输出的控制信号，通过模块内的放大和半导体开关器件，将通过电源处理模块16处理后的来自蓄电池3的大功率电源有规律地输送到动力电机4，达到控制动力电机4的目的。仪表控制单元2的功能模块包括CPU 25、与整车集中管理控制单元
1适配的通讯模块26、为仪表控制单元2提供工作电源的电源处理模块27、与油门转把11适配的转把处理模块28、与刹车机构12适配的刹车信号检测模块29、与速度档位13适配的档位检测模块30、与转速模块14适配的转速信号处理模块31、担当人机对话显示部分的显示模块32。电源处理模块27主要对来自电源输出模块10的电源进行必要的去干扰及保护处理。显示模块32主要显示速度、里程、电池电量、速度档位、故障代码等车辆运行状态，显示的方式可以使用LCD液晶显示，也可以使用LED指示灯方式，还可以使用数码显示屏LEM显示等。上述的整车集中管理控制单元1的单片机15和仪表控制单元2的CPU 25，均需写入软件程序方可使用在单元电路中。在产品的制造过程中，制造者需根据所采用的单片机15和CPU 25的说明书，以及控制需求写入相应的软件程序。仪表控制单元2的CPU
25的周边电路可设计一个EEPROM 存储器，存储整车运行的相关参数如里程，即使蓄电池断电，参数不会丢失。整车集中管理控制单元1的单片机15可以采取高性能8位或16位甚至32位的可写入程序的单片机，具体可为Renesas(瑞萨)公司的R5F212K2单片机或美国Cypress赛普拉斯半导体公司的CY8C24533单片机等。整车仪表控制单元2的CPU 25一般采用8位或16位的可写入程序的IC芯片或单片机，具体可为韩国三星公司的S3F9488单片机或三星公司的S3F9454单片机等。

[0025] 在具体的制造使用过程中，本发明的电动车行走控制系统，其具体的电路结构图可采用图4及图5所示。图4中，CPU 25可以为三星公司的S3F9488单片机或同等性能的其他品牌、型号单片机，U1为EEPROM存储芯片，可以为24CXX系列或93CXX系列存储芯片，用于存储整车运行的相关参数。图4中，D2-D11为发光二极管，LCD为液晶显示器，两者选其一使用。图5中，电机驱动模块电路只绘制三个部分中的一个部分，另外两个部分原理与绘制的部分一致，输出三相电信号，与电机相线连接。图5中，防盗信号处理及控制模块的IC3与周围电路组成震动报警信号及遥控器信号的接受、处理电路，U2为EEPROM存储芯片，用于存储遥控通讯密码，防止类似产品互相干扰，R51为康铜丝电阻，用于采集电机工作电流等状态信号，电源处理模块的U1为开关电源专用芯片，可以为TL3845或同等功能的开关电源芯片，VR1、VR2、VR3均为三端稳压集成芯片，Q2、Q4周围电路组成转向灯控制电路。

[0026] 本发明可广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、简约型电动四轮车、电动老年助力车等电动行走系统的整车电气系统集中控制。大量减少整车线路，提高电气安全，降低整车产品成本。系统各单元器件统一由集中管理控制单元1统一控制，集中管理控制单元1通过单片机程序化计算，使得整车电气系统协调统一、控制准确，提升行走系统整车性能，降低电气起火的可能性。

[0027] 整车集中管理控制单元1是整车电系统控制管理核心，与蓄电池3、动力电机4、仪表控制单元2、脚踏助力5、转向指示灯9连接，预留有标准USB输出模块6和电源输出模块10，整车集中管理控制单元1设有分离输入的刹车信号、油门转把信号、速度档位信号输入接口，无需单独安装防盗设备、DC-DC直流电压转换设备，大大简化了整车电连接线路。整车集中管理控制单元1和仪表控制单元2通过连接导线进行通信连接。整车集中管理控制单元1还与外部的警示喇叭8连接，防盗触发时，输出信号驱动警示喇叭8工作。仪表控制单元2所使用的工作电源由整车集中管理控制单元1提供。电源模块将蓄电池电源转化为供单片机、CPU系统工作的5V直流电压、供动力驱动控制模块工作的15V直流电压，供动力驱动控制模块工作的动力电源。转速信号即指车轮运转的转速电信号。动力驱动控制模块含动力电机连接接口，可为2线或3线输出。防盗模块可接收遥控信号，内置无线接受模块、信号处理模块、警示输出模块。电机运行数据收集处理模块18，主要收集动力电机运转波形、工作电流，并将所收集信号进行必要的过滤和信号放大。整车集中管理控制单元1的各功能模块均安装在一个电控盒内。

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