CN109107142B - 一种电动滑板及其冗余控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种电动滑板，包括遥控器、电池保护板、主控制器、从控制器和四个电机，所述主控制器、从控制器和电池保护板连接，所述遥控器分别与主控制器和从控制器连接，所述主控制器连接前轮(或后轮)两个电机，所述从控制器连接后轮(或前轮)两个电机，所述电机带动车轮转动。本发明能够在控制器失效或连接中断等异常情况下实现主、从控制器转换控制，使整个四驱滑板系统在运行期间更加安全、可靠。

Description

一种电动滑板及其冗余控制方法

技术领域

本发明涉及滑板技术领域，尤其涉及一种电动滑板及其冗余控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对生活效率的要求越来越高，车辆数目也随机增加。但是，汽车数量的增加给人们的生活带来了诸多困扰。交通堵塞、事故频发、噪音污染、尾气排放污染等已经成为生活中不可逃避的问题。此时，电力交通工具应运而生。电动滑板车作为一种无污染的绿色环保产品，引起了政府、企业关注。

电动滑板车是一种由电机驱动的四轮滑板，滑板内装有电力传动系统。在现有技术中大多数电动滑板为后轮双驱，无法在山路等路面较崎岖的地方行驶。而对于四驱滑板来说，双控制器在通讯上的联系对于整个系统的安全性和可靠性又尤为重要。因此，如何提供一种四驱滑板实现主、从控制器的冗余控制成为了核心问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种四驱电动滑板及双控制器在同遥控器通讯的时候选择和切换的冗余控制方法，以解决现有在异常情况下控制器失效或连接中断时双控制器的控制问题，使整个四驱电动滑板在运行期间更加安全、可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电动滑板，包括遥控器、电池保护板、主控制器、从控制器和四个电机，所述主控制器、从控制器和电池保护板连接，所述遥控器分别与主控制器和从控制器连接，所述主控制器连接前轮(或后轮)两个电机，所述从控制器连接后轮(或前轮)两个电机，所述电机带动车轮转动。

进一步地，上述电动滑板中，所述电机通过皮带传动带动车轮转动。

进一步地，上述电动滑板中，所述主控制器、从控制器和电池保护板之间通过CAN总线连接。

进一步地，上述电动滑板中，所述遥控器为手持遥控器，与主控制器和从控制器通过2.4G低功耗蓝牙无线连接。

一种电动滑板冗余控制方法，包括：

遥控器与主控制器和从控制器连接，发送前进或刹车命令给主控制器和/或从控制器，并显示电动滑板运行状态以及电池电量；

电池保护板与主控制器和从控制器连接，控制电池充放电，监测电芯电压、充放电电流、电池温度数据，并向主控制器发送电池数据。

主控制器与遥控器、从控制器、电池保护板以及前轮(或后轮)两个电机连接，读取电池数据，并将该数据发送给遥控器，接收遥控器前进或刹车命令，控制前轮(或后轮)两个电机，并将前进或刹车命令发送给从控制器；

从控制器与遥控器、主控制器、电池保护板以及后轮(或前轮)两个电机连接，接收主控制器发送的前进或刹车命令，控制后轮(或前轮)两个电机。

进一步地，上述方法中，所述主控制器在接收到遥控器前进命令后，还包括：

根据当前电池剩余电量计算动力，并将该动力数据发送给从控制器；

从控制器按照前后轮动力分配方案，控制后轮(或前轮)两个电机；

主控制器按照前后轮动力分配方案，控制前轮(或后轮)两个电机。

进一步地，上述方法中，若所述主控制器与遥控器连接失败，则还包括：

遥控器通过液晶屏显示错误信息，并将主控制器连接失败的信息发送给从控制器；

从控制器读取电池保护板数据，并连接主控制器，然后根据电池电量和前后轮动力分配方案重新分配动力，控制后轮(或前轮)两个电机执行遥控器命令；

主控制器接收从控制器发送的遥控器命令，并按照已分配动力，控制前轮(或后轮)两个电机。

进一步地，上述方法中，若主控制器和从控制器之间连接失败，则还包括：

主控制器(或从控制器)将连接失败信息发送给遥控器；

遥控器将错误信息显示出来，并根据主控制器(或从控制器)发回的电池电量信息重新分配动力，然后分别发送给主控制器和从控制器；

主控制器和从控制器各自控制其所连接的前轮(或后轮)两个电机。

进一步地，上述方法中，若主控制器或从控制器损坏失效，则还包括：

未失效的剩余一个控制器将损坏失效消息发送给遥控器；

遥控器将损坏失效信息通过液晶屏显示出来，并发送命令让剩余的一个控制器承担全部动力，使系统仍然能够安全运行。

与现有技术相比，本发明电动滑板包括遥控器、电池保护板、主控制器、从控制器和四个电机，所述主控制器、从控制器和电池保护板连接，所述遥控器分别与主控制器和从控制器连接，所述主控制器连接前轮(或后轮)两个电机，所述从控制器连接后轮(或前轮)两个电机，所述电机带动车轮转动。本发明能够在控制器失效或连接中断等异常情况下实现主、从控制器转换控制，使整个四驱滑板系统在运行期间更加安全、可靠。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1：本发明电动滑板组成结构示意图；

图2：本发明主控制器控制流程示意图；

图3：本发明从控制器控制流程示意图；

图4：本发明遥控器遥控流程示意图；

图5：本发明电动滑板冗余控制方法整体流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的电动滑板包括遥控器、电池保护板、主控制器、从控制器和四个电机。优选地，所述主控制器、从控制器和电池保护板之间通过CAN总线连接。所述遥控器为手持遥控器，与主控制器和从控制器通过2.4G低功耗蓝牙无线连接，主要用于发送前进和刹车命令给主控制器，并显示滑板运行状态、电池电量。本发明实施例主控制器连接前轮两个电机，从控制器连接后轮两个电机，电机再通过皮带传动带动车轮转动。

进一步地，本发明电池保护板为bq76930系列锂电池保护芯片，主要用于控制锂电池充放电，提供过充、过放、过流和短路保护，以及监测电芯电压、充放电电流、电池温度等数据，并通过CAN总线向主控制器和从控制器发出。

本发明实施例提供的一种电动滑板冗余控制方法，包括：

遥控器与主控制器和从控制器连接，发送前进或刹车命令给主控制器和/或从控制器，并显示电动滑板运行状态以及电池电量；

电池保护板与主控制器和从控制器连接，控制电池充放电，监测电芯电压、充放电电流、电池温度数据，并向主控制器发送电池数据。

主控制器与遥控器、从控制器、电池保护板以及前轮(或后轮)两个电机连接，读取电池数据，并将该数据发送给遥控器，接收遥控器前进或刹车命令，控制前轮(或后轮)两个电机，并将前进或刹车命令发送给从控制器；

从控制器与遥控器、主控制器、电池保护板以及后轮(或前轮)两个电机连接，接收主控制器发送的前进或刹车命令，控制后轮(或前轮)两个电机。

进一步地，上述方法中，所述主控制器在接收到遥控器前进命令后，还包括：

根据当前电池剩余电量计算动力，并将该动力数据发送给从控制器；

从控制器按照前后轮动力分配方案，控制后轮(或前轮)两个电机；

主控制器按照前后轮动力分配方案，控制前轮(或后轮)两个电机。

本发明实施中，主控制器连接到遥控器之后会作为CAN总线主设备，通过CAN总线读取电池数据，并通过蓝牙发送给遥控器，如果接受到遥控器前进命令，即根据当前电池剩余电量计算动力，并通过CAN总线发送给从控制器。如果接受到遥控器停止命令，则主、从控制器分别控制所有电机制动。

优选地，本发明实施例主、从控制器按照前轮分配40％，后轮分配60％的动力分配方案，控制电机。

进一步地，上述方法中，若所述主控制器与遥控器连接失败，则还包括：

遥控器通过液晶屏显示错误信息，并将主控制器连接失败的信息发送给从控制器；

从控制器读取电池保护板数据，并连接主控制器，然后根据电池电量和前后轮动力分配方案重新分配动力，控制后轮(或前轮)两个电机执行遥控器命令；

主控制器接收从控制器发送的遥控器命令，并按照已分配动力，控制前轮(或后轮)两个电机。

本发明实施中，当主控制器因异常情况与遥控器通讯连接失败或中断，遥控器会通过液晶屏显示错误信息，并将主控制器连接失败的信息发送给从控制器，从控制器会作为CAN总线主设备读取电池保护板数据，并尝试连接主控制器，然后根据电池电量和优选的上述动力分配方案重新分配动力，控制电机执行遥控器命令。

进一步地，上述方法中，若主控制器和从控制器之间连接失败，则还包括：

主控制器(或从控制器)将连接失败信息发送给遥控器；

遥控器将错误信息显示出来，并根据主控制器(或从控制器)发回的电池电量信息重新分配动力，然后分别发送给主控制器和从控制器；

主控制器和从控制器各自控制其所连接的前轮(或后轮)两个电机。

本发明实施中，当主、从控制器之间CAN总线连接失败或中断，主控制器(或从控制器)会将信息通过蓝牙发回遥控器，遥控器也会把错误信息显示出来，并且会作为主、从控制器之间的数据交换中转站，由遥控器根据主控制器(或从控制器)发回的电池电量信息重新分配动力，然后通过蓝牙分别发送给主、从控制器，主，从控制器各自控制其所连接的两个电机。

进一步地，上述方法中，若主控制器或从控制器损坏失效，则还包括：

未失效的剩余一个控制器将损坏失效消息发送给遥控器；

遥控器将损坏失效信息通过液晶屏显示出来，并发送命令让剩余的一个控制器承担全部动力，使系统仍然能够安全运行。

本发明实施例，当主控制器或从控制器因为特殊原因损坏失效(例如：蓝牙与CAN总线都连接失败)，剩余一个控制器会将消息发回给遥控器，遥控器会将信息通过液晶屏显示出来，并发送命令让剩余的一个控制器承担全部动力，使系统仍然能够安全运行。

具体的，如图2所示，本发明主控制器控制流程如下：

S201，接收遥控器发送的前进或刹车命令；

S202，发送前进或刹车命令给从控制器；

S203，从控制器应答，则反馈连接信息给遥控器，否则，执行步骤S205；

S204，从控制器根据当前电池剩余电量计算动力并按照前后轮动力分配方案，控制后轮两个电机，主控制器根据分配动力控制前轮两个电机；

S205，主控制器反馈未连接信息给遥控器；

S206，遥控器连接从控制器，判断是否有反馈信息，如是，则从控制器控制后轮两个电机，主控制器控制前轮两个电机；

S207，如否，则主控制器单独控制前轮两个电机。

如图3所示，本发明从控制器控制流程如下：

S301，等待指令；

S302，接收来自遥控器发送的前进或刹车命令；

S303，向主控制器发送前进或刹车命令；

S304，主控制器应答，则发送主控制器连接反馈，否则，执行步骤S306；

S305，主控制器根据当前电池剩余电量计算动力并按照前后轮动力分配方案，控制前轮两个电机，从控制器根据分配动力控制后轮两个电机；

S306，从控制器发送主控制器未连接反馈，并控制后轮两个电机；

S307，接收来自主控制器发送的前进或刹车命令；

S308，根据分配动力控制后轮两个电机。

如图4所示，本发明遥控器遥控流程如下：

S401，发送前进或刹车命令给主控制器；

S402，主控制器应答，则接收主从控制器连接反馈，否则，执行步骤S404；

S403，若接收到主从控制器连接成功反馈，则主、从控制器连接正常，否则，执行步骤S407；

S404，发送前进或刹车命令给从控制器；

S405，从控制器应答，则接收主从控制器连接反馈，否则，主、从控制器故障；

S406，若接收到主从控制器连接成功反馈，则显示主控制器连接失败信息，否则，主控制器失效；

S407，发送前进或刹车命令给从控制器；

S408，从控制器应答，则发送反馈信息给主控制器，否则从控制器失效；

S409，显示主从控制器连接失败信息。

如图5所示，本发明提供的电动滑板冗余控制方法整体流程如下：

S501，遥控器发送前进或刹车命令给主控制器；

S502，主控制器应答，则发送该命令给从控制器，否则，执行步骤S504；

S503，从控制器应答，则根据当前电池剩余电量计算动力并按照前后轮动力分配方案，控制后轮两个电机，主控制器根据分配动力控制前轮两个电机，否则，执行步骤508；

S504，遥控器发送前进或刹车命令给从控制器；

S505，从控制器应答，则由从控制器发送指令给主控制器，否则主、从控制器均与遥控器通讯连接失败或均失效，此时遥控器显示主、从控制器故障信息。

S506，主控制器应答，则根据电池剩余电量计算动力并按照前后轮动力分配方案，控制前轮两个电机，从控制器根据分配动力控制后轮两个电机，遥控器显示主控制器连接失败信息，否则，执行步骤S207；

S507，从控制器单独控制后轮两个电机，遥控器显示主控制器失效信息；

S508，主控制器反馈从控制器未应答信息给遥控器；

S509，遥控器显示主、从控制器连接失败信息，并直接发送前进或刹车命令给从控制器；

S5010，从控制器应答，则由遥控器计算动力，从控制器根据前后轮动力分配方案控制后轮两个电机，主控制器根据分配动力控制前轮两个电机，否则，执行步骤2011；

S5011，主控制器单独控制前轮两个电机，遥控器显示从控制器失效信息。

综上，本发明提供了一种双控制器在同遥控器通讯的时候主、从控制器选择和切换的方法，主要解决在异常情况下控制器失效或连接中断时双控制器如何转换控制的问题，使整个四驱滑板系统在运行期间更加安全、可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动滑板冗余控制方法，所述电动滑板包括遥控器、电池保护板、主控制器、从控制器和四个电机，所述主控制器、从控制器和电池保护板连接，所述遥控器分别与主控制器和从控制器连接，所述主控制器连接前轮两个电机或后轮两个电机，所述从控制器连接后轮两个电机或前轮两个电机，所述电机带动车轮转动，

其特征在于，还包括：

遥控器与主控制器和从控制器连接，发送前进或刹车命令给主控制器和/或从控制器，并显示电动滑板运行状态以及电池电量；

电池保护板与主控制器和从控制器连接，控制电池充放电，监测电芯电压、充放电电流、电池温度数据，并向主控制器发送电池数据；

主控制器与遥控器、从控制器、电池保护板以及前轮两个电机或后轮两个电机连接，读取电池数据，并将该数据发送给遥控器，接收遥控器前进或刹车命令，控制前轮两个电机或后轮两个电机，并将前进或刹车命令发送给从控制器；

从控制器与遥控器、主控制器、电池保护板以及后轮两个电机或前轮两个电机连接，接收主控制器发送的前进或刹车命令，控制后轮两个电机或前轮两个电机；

若所述主控制器与遥控器连接失败，则还包括：

遥控器通过液晶屏显示错误信息，并将主控制器连接失败的信息发送给从控制器；

从控制器读取电池保护板数据，并连接主控制器，然后根据电池电量和前后轮动力分配方案重新分配动力，控制后轮两个电机或前轮两个电机执行遥控器命令；

主控制器接收从控制器发送的遥控器命令，并按照已分配动力，控制前轮两个电机或后轮两个电机；

若主控制器和从控制器之间连接失败，则还包括：

主控制器或从控制器将连接失败信息发送给遥控器；

遥控器将错误信息显示出来，并根据主控制器或从控制器发回的电池电量信息重新分配动力，然后分别发送给主控制器和从控制器；

主控制器和从控制器各自控制其所连接的前轮两个电机或后轮两个电机；

若主控制器或从控制器损坏失效，则还包括：

未失效的剩余一个控制器将损坏失效消息发送给遥控器；

遥控器将损坏失效信息通过液晶屏显示出来，并发送命令让剩余的一个控制器承担全部动力，使系统仍然能够安全运行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机通过皮带传动带动车轮转动。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控制器、从控制器和电池保护板之间通过CAN总线连接。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遥控器为手持遥控器，与主控制器和从控制器通过2.4G低功耗蓝牙无线连接。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控制器在接收到遥控器前进命令后，还包括：

根据当前电池剩余电量计算动力，并将该动力数据发送给从控制器；

从控制器按照前后轮动力分配方案，控制后轮两个电机或前轮两个电机；

主控制器按照前后轮动力分配方案，控制前轮两个电机或后轮两个电机。