CN112217421A - 一种防止电动车误启动的电路、方法、控制器及电动车 - Google Patents

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陈学帮
周渊
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Abstract

本申请涉及一种防止电动车误启动的电路、方法、控制器及电动车,其中,该防止电动车误启动的电路连接至设置在电动车上的霍尔转把,霍尔转把设置有供电端、速度信号端和接地端,该电路包括采样单元和主控芯片,采样单元的第一端分别连接接地端和主控芯片,采样单元的第二端接地,采样单元用于采集电压信号,并输出电压信号至主控芯片,主控芯片的第一端连接采样单元,主控芯片的第二端连接至电动车上设置的电机,主控芯片用于在电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号,解决了防止电动车误启动采用感应器存在成本高的问题,降低了电路成本。

Description

一种防止电动车误启动的电路、方法、控制器及电动车
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域,尤其涉及一种防止电动车误启动的电路、方法、控制器及电动车。
背景技术
电动车通常采用霍尔转把作为控制车速的部件。霍尔转把上设置有供电端、速度信号端和接地端,供电端、速度信号端和接地端分别连接电动车控制器上的主控芯片,以使主控芯片能够根据自霍尔转把输出的电压信号控制电机正常运转。而在实际使用中,当霍尔转把上的接地端因安装松动或长期老化等原因意外断开时,速度信号端上会产生一个电压信号,造成电动车在没有及时关闭电门锁的情况下误启动,电动车突然加速导致意外发生。在相关技术中,往往通过在电动车的座椅下设置感应器来检测电动车是否有人骑行,来避免电动车发生误启动,但是感应器的引入会导致整体成本较高。
针对相关技术中,防止电动车误启动采用感应器存在成本高的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种防止电动车误启动的电路、方法、控制器及电动车,以至少解决相关技术中防止电动车误启动采用感应器存在成本高的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种防止电动车误启动的电路,所述电路连接至设置在电动车上的霍尔转把,所述霍尔转把设置有供电端、速度信号端和接地端,所述电路包括采样单元和主控芯片;
所述采样单元的第一端分别连接所述接地端和所述主控芯片,所述采样单元的第二端接地,所述采样单元用于采集电压信号,并输出所述电压信号至所述主控芯片;
所述主控芯片的第一端连接所述采样单元,所述主控芯片的第二端连接至所述电动车上设置的电机,所述主控芯片用于在所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向所述电机输出动力信号。
在其中一些实施例中,所述采样单元包括采样电阻,所述采样电阻的一端分别连接所述接地端和所述主控芯片,所述采样电阻的另一端接地。
在其中一些实施例中,所述电路还包括滤波单元,所述滤波单元连接在所述采样单元的第一端和所述主控芯片的第一端之间,且所述滤波单元接地;
所述滤波单元用于滤除所述电压信号中的干扰信号得到第一电压信号,并输出所述第一电压信号至所述主控芯片,使所述主控芯片在所述第一电压信号达到所述异常电压范围的情况下,停止向所述电机输出所述动力信号。
在其中一些实施例中,所述滤波单元包括第一电阻和第一电容,所述第一电阻和所述第一电容串联在所述采样单元的第一端和地之间,且所述第一电阻和所述第一电容之间的节点连接至所述主控芯片的第一端。
在其中一些实施例中,所述电路还包括电压转换单元,所述电压转换单元的第一端连接所述速度信号端,所述电压转换单元的第二端连接所述主控芯片,所述电压转换单元的第三端接地;
所述电压转换单元用于接收自所述速度信号端输出的第二电压信号,将所述第二电压信号转换为第三电压信号,并输出所述第三电压信号至所述主控芯片,使所述主控芯片根据所述第三电压信号向所述电机输出相应的转速控制信号,其中,所述第三电压信号的值在所述主控芯片的正常工作电压范围内。
在其中一些实施例中,所述电压转换单元包括第一分压电阻、第二分压电阻和RC滤波电路;
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述速度信号端和地之间,且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的节点连接所述所述RC滤波电路;
所述RC滤波电路连接在所述主控芯片和地之间。
第二方面,本申请实施例提供了一种防止电动车误启动的方法,所述方法包括:
主控芯片接收电压信号;
主控芯片在所述所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号。
第三方面,本申请实施例提供了一种电动车的控制器,所述控制器包括如上述第一方面所述的防止电动车误启动的电路。
第四方面,本申请实施例提供了所述电动车包括霍尔把手、电机以及如上述第三方面所述的控制器。
在其中一些实施例中,所述电动车还包括报警设备,所述报警设备连接所述控制器中的主控芯片,所述主控芯片在所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,向所述报警设备输出报警信号,所述报警设备根据所述报警信号提示报警。
相比相关技术,本申请实施例提供的防止电动车误启动的电路,通过电路连接至设置在电动车上的霍尔转把,霍尔转把设置有供电端、速度信号端和接地端,该电路包括采样单元和主控芯片,采样单元的第一端分别连接接地端和主控芯片,采样单元的第二端接地,采样单元用于采集电压信号,并输出电压信号至主控芯片,主控芯片的第一端连接采样单元,主控芯片的第二端连接至电动车上设置的电机,主控芯片用于在电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号,解决了防止电动车误启动采用感应器存在成本高的问题,降低了电路成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例的防止电动车误启动的电路的电路示意图;
图2是根据本申请实施例的滤波单元的电路示意图;
图3是根据本申请实施例的电压转换单元的电路示意图;
图4是根据本申请实施例的防止电动车误启动的方法的流程图。
附图说明:1、供电端;2、速度信号端;3、接地端;101、采样单元;102、主控芯片;203、滤波单元;304、电压转换单元。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行描述和说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计,制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例在不冲突的情况下,可以与其它实施例相结合。
除非另作定义,本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制,可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含;例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可以还包括没有列出的步骤或单元,或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电气的连接,不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序。
电动车通常采用霍尔转把作为控制车速的部件。霍尔转把包含有三根线束,三个线束分别是VCC供电线、SPEED速度信号线以及GND地线。每个线束都具有一个端口,三根线束分别通过各自的端口与电动车控制器上的主控芯片102进行连接。主控芯片102根据自霍尔转把上三个端口输出的电压信号,来控制电机的启停和电机运转的速度。在实际使用中,霍尔转把因为线束老化或端因安装松动等原因,会意外断开与主控芯片102的连接。而在因VCC供电线、供电端1、SPEED速度信号线或速度信号端2导致霍尔转把与主控芯片102意外断开的情况下,没有电压信号输入主控芯片102,因此电动车不会发生不受控制突然加速的情况。但当因GND地线或接地端3导致霍尔转把与主控芯片102意外断开的情况下,速度信号端2上会产生一个电压信号输入主控芯片102,造成电动车在没有及时关闭电门锁的情况下误启动,电动车突然加速导致意外发生。而相关技术中,通常采用在电动车的座椅下设置感应器来检测电动车是否有人骑行,来避免电动车在上电情况下因人为不小心转动转把而导致发生误启动,尽管也能防止因接地端3断开连接造成的误启动,但感应器的成本较高,造成电动车整体的成本也较高。此外,电动车在有人骑行的运行过程中,当出现因GND地线或接地端3断开连接的情况,电动车会出现不受控制得异常加速的情况,而通过相关技术中采用在电动车的座椅下设置感应器,也无法解决电动车在有人骑行的运行过程中下因GND地线或接地端3断开而导致电动车异常加速的问题。
本实施例提供了一种防止电动车误启动的电路。图1是根据本申请实施例的防止电动车误启动的电路的电路示意图,如图1所示,该电路连接至霍尔转把,霍尔转把设置有供电端1、速度信号端2和接地端3。电路包括采样单元101和主控芯片102。采样单元101的第一端分别连接接地端3和主控芯片102,采样单元101的第二端接地。主控芯片102的第一端连接采样单元101,主控芯片102的第二端连接至电动车上设置的电机。采样单元101用于采集电压信号,并输出电压信号至主控芯片102。主控芯片102用于在电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号。主控芯片102可以采用GD32E203,主控芯片102不限于上述提到的芯片型号,只要可以实现上述功能即可。
异常电压范围可以根据采样单元101的阻值和霍尔转把正工作时流经的电流范围来确定。在供电端1、速度信号端2和接地端3均连接正常的情况下,当霍尔转把没有输出信号时会有一个基准工作电流,此时会在采样单元101上产生一个基准电压,该基准电压为电动车正常状态下的最小电压。当霍尔转把输出信号时,工作电流升高,采样单元101上的电压随之升高,工作电流最大时采样单元101上会产生一个相应的最大电压。根据该最小电压和最大电压即可确定异常电压范围为小于该最小电压或大于该最大电压。
在主控芯片102检测到电压信号大于或等于该最小电压且电压信号小于或等于该最大电压的情况下,主控芯片102判断霍尔转把工作正常,根据速度信号端2输出的电压信号向电机输出相应的转速控制信号,使电机根据霍尔转把的输出以相应的转速运转。
在供电端1或接地端3断开时,霍尔转把没有电流回路,采样单元101上产生的电压信号小于该最小电压或大于该最大电压,即电压信号达到预设的异常电压范围,主控芯片102判断霍尔转把工作异常,停止向电机输出动力信号,以使电机停止运转。
该电路通过在霍尔转把的接地端3增加一个采样单元101,将霍尔转把工作时流经的电流转化为电压信号输入主控芯片102。主控芯片102在供电端1或接地端3断开时停止向电机输出动力信号,使电动车保持停止,不会出现不受控制突然加速情况的发生,采样单元101相较于感应器成本显著降低,解决了防止电动车误启动采用感应器存在成本高的问题,降低了成本。该电路也可以避免电动车在有人骑行的运行过程中因接地端3断开而发生异常加速的情况。
在一些实施例中,采样单元101包括采样电阻R4,采样电阻R4的一端分别连接接地端3和主控芯片102,采样电阻R4的另一端接地,降低了防止电动车误启动的电路的成本。需要注意的是,采样电阻R4的阻值选取与霍尔转把工作时的工作电流有关,既要满足采样电阻R4上的电压信号能够被主控芯片102准确判断,又要避免对霍尔转把的正常工作产生影响。
图2是根据本申请实施例的滤波单元的电路示意图,如图2所示。在一些实施例中,由于采样单元101上产生的电压信号的值通常较小,为了避免干扰信号影响主控芯片102的判断,防止电动车误启动的电路在接地端3增加适当的滤波单元203以滤除干扰信号。该滤波单元203连接在采样单元101的第一端和主控芯片102的第一端之间,且该滤波单元203接地。该滤波单元203用于滤除电压信号中的干扰信号得到第一电压信号,并输出第一电压信号至主控芯片102,使主控芯片102在第一电压信号达到异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号。
在一些实施例中,滤波单元203包括第一电阻R5和第一电容C2,第一电阻R5和第一电容C2串联在采样单元101的第一端和地之间,且第一电阻R5和第一电容C2之间的节点连接至主控芯片102的第一端,电路简单,成本低。
图3是根据本申请实施例的电压转换单元的电路示意图,如图3所示。在一些实施例中,通过速度信号端2输出的电压信号大于主控芯片102的工作电压范围,在速度信号端2增加电压转换单元304,进而对速度信号端2输出的电压信号进行分压,以满足主控芯片102的工作电压范围要求避免主控芯片102损坏。该电压转换单元304的第一端连接速度信号端2,电压转换单元304的第二端连接主控芯片102,电压转换单元304的第三端接地。电压转换单元304接收自速度信号端2输出的第二电压信号,将第二电压信号转换为第三电压信号,第三电压信号的值在主控芯片102的正常工作电压范围内。电压转换单元304输出第三电压信号至主控芯片102,使主控芯片102根据第三电压信号向电机输出相应的转速控制信号。
在一些实施例中,电压转换单元304包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和RC滤波电路。第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联在速度信号端2和地之间,且第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的节点连接RC滤波电路。RC滤波电路连接在主控芯片102和地之间。RC滤波电路包括第二电阻R3和第二电容C1,第二电阻R3的一端连接至第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的节点,第二电阻R3的另一端连接第二电容C1的一端,第二电容C1的另一端接地,且第二电阻R3和第二电容C1之间的节点连接至主控芯片102,电路简单,成本低。
在一些实施例中,电压转换单元304包括电压转换芯片,通过电压转换芯片实现对自速度信号端2输出的第二电压信号进行降压。
本实施例提供了一种防止电动车误启动的方法。图4是根据本申请实施例的防止电动车误启动的方法的流程图,如图4所示,该流程包括如下步骤:
S410、主控芯片102接收电压信号;
S420、主控芯片102在电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号。
该方法通过主控芯片102在检测到电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号,使电动车保持停止,不会出现不受控制突然加速情况的发生,也可以避免电动车在有人骑行的运行过程中发生异常加速的情况。
本实施例提供了一种电动车的控制器,控制器包括上述任一项电路实施例中的防止电动车误启动的电路。主控芯片102在供电端1或接地端3断开时停止向电机输出动力信号,使电动车保持停止,不会出现不受控制突然加速情况的发生,采样单元101相较于感应器成本显著降低,可以降低控制端的成本。
本实施例提供了一种电动车,电动车包括霍尔把手、电机以及上述实施例中的控制器。霍尔把手的接地端3和主控芯片102的第一端均连接采样单元101。主控芯片102的第二端连接电机。霍尔把手的速度信号端2连接主控芯片102的第四端,或者通过电压转换单元304连接主控芯片102的第三端。霍尔把手的供电端1连接控制器中的主控芯片102的第四端。
主控芯片102在供电端1或接地端3断开时,检测到在采样单元102的电压信号达到预设的异常电压范围,停止向电机输出动力信号,使电动车保持停止,不会出现不受控制突然加速情况的发生,采样单元101相较于感应器成本显著降低,可以降低电动车的成本,也可以避免电动车在有人骑行的运行过程中发生异常加速的情况。
在一些实施例中,电动车还设置有报警设备,报警设备连接控制器中的主控芯片102。在主控芯片102检测到电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,即供电端1或接地端3断开时,向报警设备输出报警信号。报警设备根据报警信号进行提示报警,提高用户体验。
本领域的技术人员应该明白,以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防止电动车误启动的电路,所述电路连接至设置在电动车上的霍尔转把,所述霍尔转把设置有供电端、速度信号端和接地端,其特征在于,所述电路包括采样单元和主控芯片;
所述采样单元的第一端分别连接所述接地端和所述主控芯片,所述采样单元的第二端接地,所述采样单元用于采集电压信号,并输出所述电压信号至所述主控芯片;
所述主控芯片的第一端连接所述采样单元,所述主控芯片的第二端连接至所述电动车上设置的电机,所述主控芯片用于在所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向所述电机输出动力信号。
2.如权利要求1所述的电路,其特征在于,所述采样单元包括采样电阻,所述采样电阻的一端分别连接所述接地端和所述主控芯片,所述采样电阻的另一端接地。
3.如权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电路还包括滤波单元,所述滤波单元连接在所述采样单元的第一端和所述主控芯片的第一端之间,且所述滤波单元接地;
所述滤波单元用于滤除所述电压信号中的干扰信号得到第一电压信号,并输出所述第一电压信号至所述主控芯片,使所述主控芯片在所述第一电压信号达到所述异常电压范围的情况下,停止向所述电机输出所述动力信号。
4.如权利要求3所述的电路,其特征在于,所述滤波单元包括第一电阻和第一电容,所述第一电阻和所述第一电容串联在所述采样单元的第一端和地之间,且所述第一电阻和所述第一电容之间的节点连接至所述主控芯片的第一端。
5.如权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电路还包括电压转换单元,所述电压转换单元的第一端连接所述速度信号端,所述电压转换单元的第二端连接所述主控芯片,所述电压转换单元的第三端接地;
所述电压转换单元用于接收自所述速度信号端输出的第二电压信号,将所述第二电压信号转换为第三电压信号,并输出所述第三电压信号至所述主控芯片,使所述主控芯片根据所述第三电压信号向所述电机输出相应的转速控制信号,其中,所述第三电压信号的值在所述主控芯片的正常工作电压范围内。
6.如权利要求5所述的电路,其特征在于,所述电压转换单元包括第一分压电阻、第二分压电阻和RC滤波电路;
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述速度信号端和地之间,且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的节点连接所述所述RC滤波电路;
所述RC滤波电路连接在所述主控芯片和地之间。
7.一种防止电动车误启动的方法,其特征在于,所述方法包括:
主控芯片接收电压信号;
主控芯片在所述所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,停止向电机输出动力信号。
8.一种电动车的控制器,其特征在于,所述控制器包括如权利要求1至6任一项所述的防止电动车误启动的电路。
9.一种电动车,其特征在于,所述电动车包括霍尔把手、电机以及如权利要求8所述的控制器。
10.如权利要求9所述的电动车,其特征在于,所述电动车还包括报警设备,所述报警设备连接所述控制器中的主控芯片,所述主控芯片在所述电压信号达到预设的异常电压范围的情况下,向所述报警设备输出报警信号,所述报警设备根据所述报警信号提示报警。
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