CN107379970A - 电动车倾斜或倾倒的断电提示装置和电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动车倾斜或倾倒的断电提示装置和电动车。断电提示装置包括直流稳压电路模块、车身倾角测量模块、语音提示模块和断电控制模块；直流稳压电路模块与车身倾角测量模块和断电控制模块均相连；断电控制模块与车身倾角测量模块、语音提示模块和电动车的控制器均相连；车身倾角测量模块由安装方向相反的单轴倾角传感器U2和U3构成，U2和U3的电压输出端分别接断电控制模块的两个信号输入端，当U2或U3输出电压大于等于断电控制模块的预设动作电压时产生模拟刹车信号，语音提示模块开启，并且所述模拟刹车信号传输至电动车的控制器，由控制器控制电动车电机断电。本发明稳定性高、误判和故障率低、电路简单。

Description

电动车倾斜或倾倒的断电提示装置和电动车
技术领域
本发明涉及一种电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，本发明所说的电动车是指电动自行车和电动摩托车。
背景技术
近年来，随着电动车的广泛使用，电动车意外事故频发，对交通管制带来极大影响。为了确保电动车的使用安全，国家对电动车的制动性能、车架前叉组合件强度、安全装置、电器部件的安全性能等方面都做了严格要求；按照国家的标准执行，在非机动车道上骑行电动车是可以确保安全的。但是，由于天气或路面过滑等原因常会导致电动车意外倾斜或倾倒，此时骑行人往往不能及时松开控制电动车的加速转把，甚至还会下意识的握紧手把，使电动车在倾倒时仍然保持驱动甚至加速状态，这样会导致骑行者对电动车的失控，极易造成二次伤害。此外，电动车滑倒之后，电源并没有断开，当骑行者或他人在将电动车扶起的过程中，常会误操作拧动提速把，使得电动车失控而造成二次事故。
为了防止上述二次伤害和/或二次事故的发生，现有电动车多采用机械式的倾倒断电开关的控制方式，但稳定性较低，容易受到重力方向和水平行进方向上的加速度影响，测角精度低导致误判和故障率较高。
申请号为201410585505.9，公开号为CN 104276049 A的中国发明专利中公开了一种电动车倾向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置，其原理是：在电动车的倾斜角度超过预定角度时，倾斜检测电路会输出倾斜角度对应的电压信号至电压比较电路，进而与预设电压进行比较运算，将运算结果输入断电报警电路对其进行控制，使调速器与控制器的连接断开，停止对电动车的驱动。该技术的缺点在于电路装置设计复杂，后期检修难度大，而且该电路装置未设置装置故障应急系统，这会导致该套装置出现故障时影响电动车的正常运行。此外，该电路装置不能让骑行者在车倒地后将其扶起，并且当车身倾斜角度大于45度时，电动车加速转把与控制器仍处于断开状态，这会导致骑行者在将车扶起过程中因误操作而转动加速转把，致使电动车启动而发生意外情况，无法保障骑行者及周围行人的生命与财产安全。
发明内容
针对电动车存在的上述安全隐患问题以及现有倾斜或倾倒断电装置的不足，本发明提供了一种电动车倾斜或倾倒的断电提示装置和采用该断电提示装置的电动车，稳定性高、误判和故障率低、电路装置设计简单。
本发明的技术解决方案是：
电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，包括直流稳压电路模块、车身倾角测量模块和语音提示模块；其特殊之处在于：还包括断电控制模块；直流稳压电路模块与车身倾角测量模块和断电控制模块均相连，为其提供稳压直流电源；断电控制模块与车身倾角测量模块、语音提示模块和电动车的控制器均相连；
车身倾角测量模块采用安装方向相反的单轴倾角传感器U2和U3构成；单轴倾角传感器U2的接地端和U3的接地端并联后接地，单轴倾角传感器U2的电源端和U3的电源端并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的电压输出端分别接断电控制模块的两个信号输入端；
断电控制模块将单轴倾角传感器U2和U3的输出电压与断电控制模块预设的动作电压进行比较，当单轴倾角传感器U2或U3的输出电压大于等于所述动作电压时产生模拟刹车信号，断电控制模块开启语音提示模块，并将产生的模拟刹车信号传输给所述电动车的控制器，由控制器控制电动车的电机断电。
基于上述基本技术方案，本发明还作出以下优化和限定：
上述断电提示装置还包括与断电控制模块相连的装置故障应急开关模块。
上述断电控制模块采用双路延时继电器U4，预设的动作电压为3V～12V，预设的延长断电时间为0～999分钟；双路延时继电器U4的常开端在预设的延长断电时间内保持闭合。
上述双路延时继电器U4的型号为YYC-7。
上述单轴倾角传感器U2和U3的型号为sca60c；单轴倾角传感器U2水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为0.5V～4.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；单轴倾角传感器U3水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为4.5V～0.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；单轴倾角传感器U2和U3的安装角度分别为各自水平方向上的-45°～-15°；单轴倾角传感器U2和U3的管脚4均为接地管脚，管脚8均为电源管脚，管脚7均为电压输出管脚；单轴倾角传感器U2和U3的管脚4分别与各自的管脚8相连，单轴倾角传感器U2和U3的管脚4并联后接地，单轴倾角传感器U2和U3的管脚8并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的管脚7分别接断电控制模块的两个信号输入端。
上述语音提示模块为喇叭，所述喇叭与电动车的刹车灯相连，进行声光提示。
上述直流稳压电路模块为稳压芯片U1，将电动车喇叭的+12V电源电压变换为+5V电源电压后分别提供给车身倾角测量模块和断电控制模块。
本发明同时提供了一种电动车，其特殊之处在于：包括上述电动车倾斜或倾倒的断电提示装置；所述断电提示装置并联在电动车刹把线路中，断电提示装置中的直流稳压电路模块与电动车喇叭的+12V电源相连，断电提示装置中的断电控制模块与电动车的控制器相连。
本发明的有益效果：
1、本发明通过安装方向相反的两个单轴倾角传感器分别测量地球引力在测量方向上的分量，再将其转换为倾斜角度，测量结果不受重力方向和水平行进方向上的加速度影响，因此误判和故障率低。
2、本发明的断电控制模块采用双路延时继电器U4，具有延时断电功能，即能产生一持续时长的模拟刹车信号，可根据实际需求设置断电时长，以骑行者在断电时长内扶起电动车时不会造成二次伤害/事故，进一步提高了电动车的安全性。
3、当断电提示装置出现故障而影响电动车的正常使用及行驶安全，以及方便电动车检修时，本发明可通过故障应急开关可使电动车的电机解除断电状态。
4、本发明可通过调整单轴倾角传感器的安装角度来调整电动车断电发生角度，可以满足不同用户需求。
5、本发明的断电提示装置可以安装在电动车车身上，也可以集成在电动车控制器内，安装简便，成本低，实用性强。
6、本发明电路简单，后期检修容易。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的一具体实施例的电路图。
具体实施方式
参见图1，本发明所提供的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，包括直流稳压电路模块、车身倾角测量模块、断电控制模块和语音提示模块；直流稳压电路模块与车身倾角测量模块和断电控制模块均相连，断电控制模块与车身倾角测量模块、语音提示模块和电动车的控制器17均相连。
直流稳压电路模块与车身倾角测量模块和断电控制模块均相连，用于将电动车喇叭的+12V电源电压变换为+5V电源电压后分别提供给车身倾角测量模块和断电控制模块。
车身倾角测量模块采用安装方向相反(若U2向左倾斜时电压减小向右倾斜时电压增大，则U3向左倾斜时电压增大向右倾斜时电压减小)的单轴倾角传感器U2和U3构成，这样设置可以保证电动车向一侧倾倒时，只有一个传感器的输出电压是减小的，避免错误断电。
单轴倾角传感器U2的接地端和U3的接地端并联后接地，单轴倾角传感器U2的电源端和U3的电源端并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的电压输出端分别接断电控制模块的两个信号输入端；
断电控制模块将单轴倾角传感器U2和U3的输出电压与断电控制模块预设的动作电压进行比较，当单轴倾角传感器U2或U3的输出电压大于等于所述动作电压时，断电控制模块发送信号至语音提示模块和所述控制器，进行语音报警和控制电机断电。
考虑到断电提示装置会出现故障而影响电动车的正常使用及行驶安全，以及方便电动车检修，本发明还包括与断电控制模块相连的装置故障应急开关模块，利用装置故障应急开关模块可使电动车的电机解除断电状态。
实施例：
参见图2，直流稳压电路模块采用稳压芯片U1，具体型号为降压开关型集成稳压芯片LM2596。
断电控制模块采用双路延时继电器U4，具体型号为YYC-7，电源端10接稳压芯片U1的电压输出端，接地端9接地。双路延时继电器U4的预设动作电压为3V～12V，预设延长断电时间为0～999分钟，可根据实际需求进行调节，双路延时继电器U4的常开端在预设延长断电时间内保持闭合。
车身倾角测量模块的单轴倾角传感器U2和U3的具体型号为sca60c；单轴倾角传感器U2水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为0.25V～4.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；单轴倾角传感器U3水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为4.5V～0.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；
当双路延时继电器U4的预设动作电压等于3V时，对应的单轴倾角传感器U2和U3的安装脚分别为各自水平方向上的-45°～-15°，优选为-35°；这样安装是为了保证以下几点：1.可以使电动车在发生倾倒时，左倾断电发生角度和右倾断电发生角度相等；2.根据这个型号的单轴倾角传感器其相应测量角度的输出电压值，当其安装角在-35°时，在电动自行车倾斜角度达到50°(即此时传感器的测量角度达到+15°)时，传感器输出的测量角度的电压值刚好能达到3V，可以使双路延时继电器U4动作，从而起到断电提醒功能。从这里也可以看出，根据用户需求的断电发生角度，可以确定传感器的型号、预设动作电压的大小以及两个传感器的安装脚。
单轴倾角传感器U2和U3的管脚4均为接地管脚，管脚8均为电源管脚，管脚7均为电压输出管脚；单轴倾角传感器U2和U3的管脚4分别与各自的管脚8相连，单轴倾角传感器U2和U3的管脚4并联后接地，单轴倾角传感器U2和U3的管脚8并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的管脚7分别接双路延时继电器U4的两个信号输入端22和23。单轴倾角传感器U2和U3分别为双路延时继电器U4提供触发信号电压，两个单轴倾角传感器和双路延时继电器U4的配合可以保证电动车在向左/右倾斜或倾倒时，均能起到断电提醒作用。
语音提示模块采用喇叭21，喇叭21与电动车的刹车灯20相连，进行声光提示。
装置故障应急开关模块为开关19，开关19的一端接双路延时继电器U4的公共端12和15，开关19的另一端接地。当单轴倾角传感器U2或U3意外向双路延时继电器U4输入可使其动作的电压信号，或者因双路延时继电器U4处于吸合状态而无法断开这类故障时，通过闭合开关19可使电动车的电机解除断电状态，从而不会影响电动车的正常行驶，同时该开关还可用于电动车检修时的某些情况。
工作原理：
将断电提示装置并联在电动车刹把线路中，断电提示装置中的直流稳压电路模块与电动车喇叭的+12V电源相连，断电提示装置中的断电控制模块与电动车的控制器17相连。当单轴倾角传感器U2和U3中任意一个的输出电压大于或等于预设电压3V(车身倾角大于50°)～12V时，双路延时继电器U4的常开端11和14在预设延长断电时间内保持闭合产生模拟刹车信号(低电平信号)并传输给电动车的控制器17，由于电动车的控制器17的刹车信号线18与全车的负极线接通，控制器17收到所述模拟刹车信号后控制电动车的电机断电；与此同时，喇叭和刹车灯接通，开始播放语音提示且刹车灯亮起，给骑行者进行声光提示。以上动作的总时长应小于或等于双路延时继电器U4预设的延长断电时间的时长。

Claims (8)

1.电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，包括直流稳压电路模块、车身倾角测量模块和语音提示模块；其特征在于：还包括断电控制模块；直流稳压电路模块与车身倾角测量模块和断电控制模块均相连，为其提供稳压直流电源；断电控制模块与车身倾角测量模块、语音提示模块和电动车的控制器均相连；
车身倾角测量模块采用安装方向相反的单轴倾角传感器U2和U3构成；单轴倾角传感器U2的接地端和U3的接地端并联后接地，单轴倾角传感器U2的电源端和U3的电源端并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的电压输出端分别接断电控制模块的两个信号输入端；
断电控制模块将单轴倾角传感器U2和U3的输出电压与断电控制模块预设的动作电压进行比较，当单轴倾角传感器U2或U3的输出电压大于等于所述动作电压时产生模拟刹车信号，断电控制模块开启语音提示模块，并将产生的模拟刹车信号传输给所述电动车的控制器，由控制器控制电动车的电机断电。
2.根据权利要求1所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：还包括与断电控制模块相连的装置故障应急开关模块。
3.根据权利要求1或2所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：断电控制模块采用双路延时继电器U4，预设的动作电压为3V～12V，预设的延长断电时间为0～999分钟；双路延时继电器U4的常开端在预设的延长断电时间内保持闭合。
4.根据权利要求3所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：双路延时继电器U4的型号为YYC-7。
5.根据权利要求3所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：单轴倾角传感器U2和U3的型号为sca60c；单轴倾角传感器U2水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为0.5V～4.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；单轴倾角传感器U3水平翻转-90°～+90°的电压输出范围为4.5V～0.5V，水平放置时的电压输出为2.5V；单轴倾角传感器U2和U3的安装角度分别为各自水平方向上的-45°～-15°；单轴倾角传感器U2和U3的管脚4均为接地管脚，管脚8均为电源管脚，管脚7均为电压输出管脚；单轴倾角传感器U2和U3的管脚4分别与各自的管脚8相连，单轴倾角传感器U2和U3的管脚4并联后接地，单轴倾角传感器U2和U3的管脚8并联后接直流稳压电路模块的电压输出端，单轴倾角传感器U2和U3的管脚7分别接断电控制模块的两个信号输入端。
6.根据权利要求5所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：语音提示模块为喇叭，所述喇叭与电动车的刹车灯相连，进行声光提示。
7.根据权利要求1所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置，其特征在于：直流稳压电路模块为稳压芯片U1，将电动车喇叭的+12V电源电压变换为+5V电源电压后分别提供给车身倾角测量模块和断电控制模块。
8.电动车，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的电动车倾斜或倾倒的断电提示装置；所述断电提示装置并联在电动车刹把线路中，断电提示装置中的直流稳压电路模块与电动车喇叭的+12V电源相连，断电提示装置中的断电控制模块与电动车的控制器相连。
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