一種智能式電動車控制器的製作方法
2023-12-02 17:44:51 2
專利名稱：一種智能式電動車控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能式電動車控制器，主要用於電動自行車、電動三輪車、及其它以電為能源，以普通直流電機為動力的車輛的驅動控制。
已有的電動車控制器，多數是由簡單的模擬與數字器件組合而成的脈衝調寬式電路來實現。雖然達到了對電機速度的控制，但是脈寬調製電路的穩定性及對蓄電池放電狀態的監控性能也難以周全。
本實用新型的目的是，提供一種由單片微處理器組成的智能式電動車控制器，其特點為功率開關脈衝的頻率及佔空比皆由軟體編程來實現，並通過查詢程序監視電源的放電電壓和電流，通過鍵盤程序選擇運行控制參數，通過顯示程序顯示用於速度控制的電流檔位及電池工作的狀態，通過安全保護程序在電源充電不足、過放電、過電流等情況時給出故障報警信號並進入保護程序。
本實用新型的技術解決方案為微處理器採用八位內含程序存儲器的單片微處理器。控制車把通過採用光電器件或用霍耳器件組成無觸點鍵盤電路，給出升速、行車、減速、仃車共四種控制狀態，由微處理器的3個I/O埠進行輸入控制。電源電壓和電流的監測和報警通過微處理器的4個I/O埠進行輸入控制。1個埠用於功率開關的控制，6個埠用於馬達速度檔位顯示。
本實用新型的優點為由於採用了單片微處理器，通過固化於晶片內部的軟體程序實現對輸入信息的分析與處理，因而整機硬體電路簡單。電機軟起動，速度平穩。電壓與電流實時監測控制，保證蓄電池在規範的條件下運行，沿長了蓄電池的有效壽命。由於有鍵盤工作狀態、電源狀態、速度檔位等功能的控制與發光二極體顯示作為人機界面，因而操作起來方便靈活。
附
圖1為本實用新型的原理框圖。
附圖2作為本實用新型實施例的電路總原理圖。附圖3為對應於附圖2的無觸點鍵盤式車把電路中的光電式鍵盤；附圖4為對應於附圖2的無觸點鍵盤式車把電路中的霍耳器件式鍵盤。
以下結合附圖，對本實用新型的實施例作詳細的描述在附
圖1中[1]IC電壓穩定器、[2]單片微處理器、[3]電源監測電路、[4]無觸點鍵盤式車把、[5]功率開關電路、[6]過流保護電路。[7]發光二極體速度檔位顯示電路。
在附圖2中由R1、C1、IC1、C2組成降壓穩壓電源電路，用於將較高的電壓降低並自動穩壓，以保證微處理器及其外部電路可靠工作。無觸點鍵盤電路」K」的輸出，分別發出用於」升速」(KS)、」減速」(KJ)、」仃車」(KT)等控制指令，其邏輯狀態分別加至微處理器的輸入端P3.7、P3.4、P3.5，而VD7、VD8、VD9則用於上述三個指令的顯示。VD10用於控制命令輸入後穩速行駛的顯示。按照指令所選的速度擋位，由微處理器的輸出端P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6驅動VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6按六個不同的狀態顯示。對應檔位的脈寬調製信號從P1.7輸出，經VT7反向放大後加於功率埸效應管VT8的控制柵極，VT8的輸出使馬達按要求的速度運轉。W4用於鉗位VT8的柵源電壓在安全值之內，VD15用在VT8截止時將尖峰感應電壓導向電源正極和續流以保護VT8。由R29、R23、R20，R30、R25、R21,R31、R27、R22等組成的三個分壓器，與W1、W2、W3及VT4、VT5、VT6分別對輸入電源的高、中、低三個電平進行監測。VD11、VD12、VD13分別顯示高、中、低三個電平的狀態。高電平狀態信息由VT4集電極送至微處理器P3.2，低電平狀態由VT6集電極送至微處理器P3.1。以下以高電平監測為例，說明電平監測的電路原理。當電源電壓等於或高於標定值時，調整電阻R29，使穩壓二極體W1處於臨界導通狀，其導通電流被三極體VT4放大後，使VT4處於飽合狀態，集電極為低電平，VD11點亮，微處理器輸入端P3.2收到邏輯」0」信息。反之，若電源電平低於標定值時，則W1截止，VT4基極電流為零，集電極電流也為零，集電極電平為高電平，VD11熄滅，微處理器輸入端P3.2收到邏輯」1」信息。VD14為報警顯示，當上電時高電平上限不足，或運行中放電至低電平下限時，微處理器關斷功率控制並使發光二極體VD14閃亮報警。
R33、C7組成微處理器上電自動復位電路。C5、C6、Q組成微處理器主時鐘電路。C10,R39,R41,C9,VT9,R42等組成過電流保護電路，用於當功率管TV8電流超限時，TV9導通並飽和，向微處理器發送關斷功率管指令。
在附圖3中，IC3,IC4,IC5，為光電集成電路，B1,B2,B3為機械移動的光柵，TV1,TV2,TV3將光電信號放大後，從KS,KJ,KT輸出與微處理器相匹配的邏輯電平。
在附圖4中IC6,IC7,IC8為開關式霍耳集成電路，Z1,Z2,Z3為可機械移動的永久磁鐵，該霍耳器件可從KS,KJ,KT輸出直接與微處理器相匹配的邏輯電平在具體實現時，鍵盤形狀可按旋轉車把方式安裝，剎車斷電觸點結構與速度設置相同，僅將其輸出與」KT」並聯即可。
權利要求一種智能式電動車控制器，它由包括IC電壓穩定器、單片微處理器、電源監測電路、無觸點鍵盤式車把、功率開關電路、過流保護電路及發光二極體速度檔位顯示電路等組成，其特徵為IC電壓穩定器的輸出接到微處理器的Vcc端；無觸點鍵盤車把、電源監測電路、發光二極體顯示器等接到單片微處理器的I/O埠；運行控制的程序軟體寫入於微處理器晶片內的存儲器中；由一位埠輸出的脈寬調製信號經反向放大後再去驅動功率開關管；過流保護的採樣電阻接於功率開關管的源極，並經一級放大後再送至單片微處理器的輸入埠進行過流保護處理。
專利摘要本實用新型為一種智能式電動車控制器,其特徵為由IC電壓穩定器、單片微處理器及無觸點鍵盤式車把、功率場效應開關管及少量一般電子元件等組成硬體電路,將程序軟體固化於微處理器中內置的程序存儲器中。可以實現蓄電池監控與自動保護、馬達軟起動及調速、緊急剎車斷電、無觸點鍵盤式車把控制及人機對話顯示。其實用性在於可以用於電動自行車、電動三輪車、及其它以電為能源以直流電動機作動力的電氣車輛作為控制裝置。
文檔編號B60L15/20GK2444811SQ0025045
公開日2001年8月29日 申請日期2000年9月4日 優先權日2000年9月4日
發明者劉彥茂, 劉亮 申請人:劉彥茂, 劉亮