CN112623081A - 一种提升电动摩托车行驶安全的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种提升电动摩托车行驶安全的方法及系统，所述方法包括：双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据、相互监控运行状态；设置在电机相线上的接触器，从MCU引出信号连接于接触器，控制接触器接通或断开；当摩托车在高速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU能立即控制断开接触器，从而断开电机的相线连接。本方案包含两个MCU，主MCU基础上增加从MCU配合，从MCU的主要作用是：独立监测主MCU的运行状态以及整车的行驶状态，一旦检测到故障，根据故障严重等级做出不同的处理方式；高速运行时，一旦出现危害行驶安全的故障，有能力立即断开接触器与电机之间的相线连接，彻底断开相电流回路，不会产生制动力矩。

Description

一种提升电动摩托车行驶安全的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种提升电动摩托车行驶安全的方法技术。

背景技术

电动摩托车是电动车的一种，用电池来驱动电机行驶，核心部件有电池、电机、电机控制器及减速器等，电机控制器主要包括：MCU、驱动器及电机功率驱动电路等。

近年来，中置安装的永磁同步电机应用越来越多，这类型驱动电机的最高工作转速多在6000rpm以上，甚至有的高达12000rpm，搭配减速器，能为系统提供高效、高扭矩的动力，深受用户喜爱。

但是永磁同步电机在旋转时会产生反电动势，当电机进入弱磁区间时，反电动势峰值会高于电池电压。如果在高速运行时，电机控制器出现严重故障，即使关闭PWM输出后，电机还是会形成回路，电机产生的反电动势经过电机功率驱动电路的MOSFET内部二极管整流后向电池充电，会在车轮上突然产生制动力矩。转速越高，制动力矩越大，甚至将车轮抱死，会对驾驶安全造成严重危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种提升电动摩托车行驶安全的方法及系统。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种提升电动摩托车行驶安全的方法，包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据、相互监控运行状态；

设置在电机相线上的接触器K1，从MCU引出EN2信号连接于接触器K1，控制接触器K1接通或断开；

当摩托车在高速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU可立即控制断开接触器K1，从而断开电机的相线连接。

所述从MCU再引出EN1信号连接于驱动器，当摩托车在低速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU可立即控制关闭驱动器。

所述主MCU通过PWM信号连接于驱动器，当摩托车正常行驶时，由主MCU控制驱动器工作，也可以控制接触器K1工作。

当电机功率驱动电路出现短路故障时，由主或从MCU发出故障提示，主或从MCU控制断开接触器K1。

当主MCU监测到从MCU故障时，主MCU发出故障提示，同时通过驱动器限制电机输出功率和转速。

所述主MCU连接多个用于电机的检测单元，当主MCU通过检测单元监测到普通故障时，主MCU发出普通故障提示，同时将普通故障数据实时发送给从MCU，从MCU高度戒备。

所述检测单元包括：转速检测单元、温度检测单元、过载检测单元、欠压或过压检测单元。

所述主、从MCU之间通过串行口通信。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种提升电动摩托车行驶安全的系统，包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据；

设置在电机相线上的接触器K1，从MCU引出EN2信号连接于接触器K1，控制接触器K1接通或断开；

驱动器以及电机功率驱动电路，主MCU通过PWM信号连接于驱动器，在摩托车正常行驶时，由主MCU控制驱动器工作，从MCU再引出EN1信号连接于驱动器，也能够控制驱动器工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案包含两个MCU，主MCU基础上增加从MCU配合，从MCU的主要作用是：独立监测主MCU的运行状态以及整车的行驶状态，一旦检测到故障，根据故障严重等级做出不同的处理方式；高速运行时，一旦出现危害行驶安全的故障，有能力立即断开接触器K1与电机之间的相线连接，彻底断开相电流回路，不会产生制动力矩。

本方案简单、比较容易实现，成本的增加相对较低，不用增加整车的结构及硬件，确能够极大的提升高速驾驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：

图1为本发明较佳实施例的系统原理控制图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图1，本发明较佳实施例设计的一种提升电动摩托车行驶安全的方法，其主要包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据；

设置在电机相线上的接触器K1，从MCU的其中一信号引脚引出EN2信号连接于接触器K1，控制接触器K1接通或断开；

当摩托车在高速行驶时，例如时速大于等于60公里/小时的高速行驶，相应的其电机转速也会非常大，电机控制器一旦出现危害行驶安全的故障，从MCU能立即控制断开接触器K1，从而断开电机的相线连接，彻底断开相电流回路，不会产生制动力矩，不会对驾驶安全造成严重危害。

主、从MCU之间通过串行口通信，进行数据与指令交互，相互监控运行状态。当主MCU监测到从MCU故障时，主MCU发出故障提示，同时通过驱动器限制电机输出功率和转速，防止出现高速情况下的故障。

主MCU通过PWM信号连接于驱动器，在摩托车正常行驶时，由主MCU控制驱动器工作。主MCU完成整车逻辑控制、电机控制以及故障检测与保护的功能，主MCU也可以直接控制接触器K1。正常工作时，主MCU的PWM信号经过驱动器，驱动器再控制电机功率驱动电路驱动电机，PWM的占空比越大，输出电压和功率越大，电机转速越快，PWM的占空比越小，输出电压和功率越小，电机转速越慢。

从MCU的其中另一信号引脚引出EN1信号连接于驱动器，摩托车在低速行驶时，例如时速小于60公里/小时的低速行驶，相应的其电机转速相对较低，主MCU一旦出现故障，从MCU能立即控制关闭驱动器，使电机功率驱动电路输出为0，电机进入滑行状态，减速直至停止。接触器K1属于机械开关，为了确保器件的使用寿命，所以当电机转速较低时优先走EN1信号来停止电机。反之，如果电机转速大，走EN1信号，关闭驱动器，电机功率驱动电路的MOSFET内部二极管整流后向电池充电，会在车轮上突然产生制动力矩，转速越高制动力矩越大，甚至将车轮抱死。

电机控制器出现危害行驶安全的故障，例如：主MCU故障，当从MCU监测到主MCU故障时，从MCU发出故障提示，根据摩托车行驶速度的高低，关闭驱动器或者断开接触器K1。

电机控制器出现危害行驶安全的故障，例如：电机功率驱动电路出现短路，当主或从MCU检测到电机功率驱动电路出现短路时，由主或从MCU发出故障提示，主或从MCU控制断开接触器K1。这种情况下无论是高速行驶还是低速行驶，都应采用断开接触器K1，因为主、从MCU均无法通过驱动器控制已经短路的电机功率驱动电路。

主MCU连接着多个用于电机的检测单元，例如转速检测单元、温度检测单元、过载检测单元、欠压或过压检测单元等等。当主MCU监测到系统的一些普通故障，如过热、过载、过压、欠压等等，主MCU发出故障提示，由驾驶者自主的做出故障处理；同时这些数据也会实时发送给从MCU，信息共享，从MCU高效配合主MCU工作。例如：当某个检测单元检测到数据异常时，主MCU及时的警示驾驶者，此时从MCU高度戒备，如果引发了严重故障，从MCU紧急介入工作，断开接触器K1，保证安全。

请参见图1，本发明较佳实施例设计的一种提升电动摩托车行驶安全的系统，其主要包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据；

接触器K1，从MCU的其中一信号引脚引出EN2信号连接于接触器K1，控制接触器K1接通或断开，摩托车在高速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU能立即控制断开接触器K1，从而断开电机的相线连接；

驱动器以及电机功率驱动电路，驱动器为MOSFET驱动器，电机功率驱动电路为三相全桥功率电路，驱动器控制电机功率驱动电路驱动电机工作；主MCU通过PWM信号连接于驱动器，在摩托车正常行驶时，由主MCU控制驱动器工作；从MCU的其中一信号引脚引出EN1信号连接于驱动器。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何间接修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据、相互监控运行状态；

设置在电机相线上的接触器，从MCU引出信号连接于接触器，控制接触器接通或断开；

当摩托车在高速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU能立即控制断开接触器。

2.根据权利要求1所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，所述从MCU再引出信号连接于驱动器，当摩托车在低速行驶时，主MCU一旦出现故障，从MCU能立即控制关闭驱动器。

3.根据权利要求1所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，所述主MCU通过PWM信号连接于驱动器，当摩托车正常行驶时，由主MCU控制驱动器工作；主MCU也能控制接触器通断。

4.根据权利要求3所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，当电机功率驱动电路出现短路故障时，由主或从MCU发出故障提示，主或从MCU控制断开接触器。

5.根据权利要求1所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，当主MCU监测到从MCU故障时，主MCU发出故障提示，同时通过驱动器限制电机输出功率和转速。

6.根据权利要求1所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，所述主MCU连接多个用于电机的检测单元，当主MCU通过检测单元监测到普通故障时，主MCU发出普通故障提示，同时将普通故障数据实时发送给从MCU，从MCU高度戒备，一旦引发严重故障，从MCU能立即断开接触器。

7.根据权利要求6所述的提升电动摩托车行驶安全的方法，其特征在于，所述检测单元包括：转速检测单元、温度检测单元、过载检测单元、欠压或过压检测单元。

8.一种用于如权利要求1至7任一项所述的提升电动摩托车行驶安全的系统，其特征在于，包括：

双MCU，一主MCU、一从MCU，两MCU之间相互通信实时数据；

设置在电机相线上的接触器，从MCU引出信号连接于接触器，控制接触器接通或断开；

驱动器以及电机功率驱动电路，主MCU通过PWM信号连接于驱动器，从MCU再引出信号连接于驱动器，也能控制驱动器工作。

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