CN113844260B - 一种纯电动汽车三合一总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车三合一总成，有效的解决了现有技术中出现的无法保证新手驾驶员在踩刹车时误踩到油门时的安全问题，本发明所述的比较检测电路利用转速传感器U1检测到的转速信号进行比较，并将比较得到的第一电平进行判断，并将启动检测电路导通，所述启动检测电路被导通后，利用话筒MK来检测声音信号，将声音信号进行减法运算后得到差值信号，并将差值信号传输至综合控制电路，同时将第一电平传输至综合控制电路中，所述综合控制电路被差值信号导通后，利用档位信号与差值信号来进行计算产生第二电平，并利用第二电平与转速信号开启紧急制动器，保证了纯电动汽车内新手驾驶员以及乘客的人身安全。

Description

一种纯电动汽车三合一总成

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是一种纯电动汽车三合一总成。

背景技术

随着电动汽车技术的不断演进，集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势，为此，出现了将电控、电机和减速器集成为一体的三合一总成技术，通过集成化的设计，一方面可以简化主机厂的装配，提高产品合格率；另一方面可以大规模缩减供应商数量，还可以达到轻量化、节约成本等目的。

目前纯电动汽车由于加速性能好，维修保养成本低，越来越受到大众的青睐，但是正是由于其优越的加速性能，纯电动汽车出现故障时往往也较为严重，尤其是对于新手驾驶员经常容易犯的油门当刹车误踩的问题，纯电动汽车出现此类事故的经济损失和人身伤害远远高于燃油类汽车。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种纯电动汽车三合一总成，有效的解决了现有技术中出现的无法保证新手驾驶员在踩刹车时误踩到油门时的安全问题。

其解决的技术方案是，一种纯电动汽车三合一总成，所述三合一总成包括电机、减速器以及电机控制器，所述电机控制器还包括比较检测电路、启动检测电路和综合控制电路，所述比较检测电路利用转速传感器U1检测到的转速信号进行比较，并将比较得到的第一电平进行判断，并将启动检测电路导通，所述启动检测电路被导通后，利用话筒MK来检测声音信号，将声音信号进行减法运算后得到差值信号，并将差值信号传输至综合控制电路，同时将第一电平传输至综合控制电路中，所述综合控制电路被差值信号导通后，利用档位信号与差值信号来进行计算产生第二电平，并利用第二电平与转速信号开启紧急制动器。

进一步地，所述比较检测电路包括转速传感器U1、二极管D1，二极管D1的正极与转速传感器U1的2引脚相连接，二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、运放器U2A的同相端，运放器U2A的反相端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端、双向稳压管D3的一端，运放器U2A的输出端分别连接电阻R9的一端、双向稳压管D3的另一端、三极管Q2的基极、电阻R3的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R9的另一端分别连接三极管Q2的发射极、电阻R6的一端、电容C2的一端、电阻R7的一端、转速传感器U1的1引脚，电阻R7的另一端与正极性电源VCC相连接，电阻R6的另一端分别连接三极管Q1的集电极、晶闸管Q4的控制极，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连接，电阻R4的另一端分别连接电阻R10的一端、转速传感器U1的3引脚、电容C1的另一端、电阻R2的另一端、电容C2的另一端并连接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极相连接。

进一步地，所述启动检测电路包括电阻R8，电阻R8的一端分别连接与门U3A的1引脚、晶闸管Q6的阳极、比较检测电路中的晶闸管Q4的阴极，电阻R8的另一端分别连接与门U3A的16引脚、电容C3的一端，与门U3A的输出端与二极管D2的正极相连接，二极管D2的负极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R11的一端、晶闸管Q6的控制极，电阻R11的另一端分别连接电阻R12的一端、比较检测电路中的电阻R6的一端，三极管Q3的发射极与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接话筒MK的一端、二极管D4的正极、电阻R16的一端，二极管D4的负极分别连接电阻R18的一端、运放器U5A的同相端，运放器U5A的反相端分别连接电阻R14的一端、电阻R12的另一端，电阻R16的另一端分别连接话筒MK的另一端、电阻R18的另一端、电容C3的另一端、电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端并连接地。

进一步地，所述综合控制电路包括稳压管D5，所述稳压管D5的负极与启动检测电路中的运放器U5A的输出端相连接，稳压管D5的正极分别连接电阻R17的一端、电容C5的一端、晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阳极与启动检测电路中的二极管D4的负极相连接，晶闸管Q5的阴极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端和与门U4A的16引脚相连接，与门U4A的1引脚分别连接非门U6A的输出端、电阻R20的一端、电阻R13的上端，非门U6A的输入端分别连接电阻R21的一端、电阻R23的一端，电阻R21的另一端与开关S1的3引脚相连接，电阻R20的另一端与开关S1的1引脚相连接，开关S1的2引脚分别连接比较检测电路中的电阻R6的一端、启动检测电路中的电阻R12的一端相连接，与门U4A的输出端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与与门U7A的16引脚相连接，与门U7A的1引脚与电阻R22的一端相连接，电阻R22的另一端与启动检测电路中的晶闸管Q6的阴极相连接，与门U7A的输出端与减速器相连接，电阻R13的可调端分别连接电阻R13的下端、电容C5的另一端分别连接电阻R17的另一端、启动检测电路中的电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端相连接并连接地。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)通过设置比较检测电路来检测纯电动汽车电机的转速信号，通过对电机转速进行检测，判断出纯电动汽车是否处在加速以及急加速的状态，并在纯电动汽车处在急加速阶段时导通启动检测电路来检测车内声音信号，并在综合控制电路中观察纯电动汽车的档位状态，进而采取相应的措施来保证纯电动汽车的安全性，避免新手驾驶员在倒挡时误踩油门，导致纯电动汽车的车内的新手驾驶员以及乘客的人身安全不能得到保证的情况发生。

(2)在电机的转速持续增加的情况下导通启动检测电路对车内的声音信号进行检测，避免话筒MK一直采集车内的声音信号保护了新手驾驶员以及乘客的隐私安全，且声音信号进行减法运算后产生的差值信号，当差值信号将稳压管D5反向导通即只在新手驾驶员以及乘客发出了尖叫声音时启动综合控制电路，即进一步保证了对综合控制电路进行控制的准确性，也有效避免了误判的发生。

(3)本申请中只针对倒挡时发生误踩的情况进行控制，对于车辆前进时的误踩不进行控制，增加技术方案的实用性。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种纯电动汽车三合一总成，所述三合一总成包括电机、减速器以及电机控制器，其中电机控制器内还包括比较检测电路、启动检测电路和综合控制电路。

所述比较检测电路利用二极管D1来接收转速传感器U1传输过来的转速信号，所述转速传感器U1检测纯电动汽车电机的转速信号，此为现有技术在此不多做赘述，二极管D1将转速信号分两路传输，一路直接传输至运放器U2A的同相端上，另一路经电阻R1和电容C1进行延时后传输至运放器U2A上的反相端上，运放器U2A此时作为比较器，利用双向稳压管D3来加速运放器U2A进行比较作用，运放器U2A输出第一电平，利用三极管Q1和三极管Q2进行判断，当第一电平将三极管Q2导通时，表明第一电平的电压较低，则表明此时纯电动汽车的转速没发生增加的现象，此时电阻R10将三极管Q2输出的电压泄放至地，而当第一电平将三极管Q1导通时，表明第一电平的电压较高，则表明此时纯电动汽车的转速发生增加的现象，此时三极管Q1将晶闸管Q4导通，晶闸管Q4将启动检测电路导通。

所述比较检测电路包括转速传感器U1、二极管D1，二极管D1的正极与转速传感器U1的2引脚相连接，二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、运放器U2A的同相端，运放器U2A的反相端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端、双向稳压管D3的一端，运放器U2A的输出端分别连接电阻R9的一端、双向稳压管D3的另一端、三极管Q2的基极、电阻R3的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R9的另一端分别连接三极管Q2的发射极、电阻R6的一端、电容C2的一端、电阻R7的一端、转速传感器U1的1引脚，电阻R7的另一端与正极性电源VCC相连接，电阻R6的另一端分别连接三极管Q1的集电极、晶闸管Q4的控制极，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连接，电阻R4的另一端分别连接电阻R10的一端、转速传感器U1的3引脚、电容C1的另一端、电阻R2的另一端、电容C2的另一端并连接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极相连接。

所述启动检测电路利用比较检测电路中的晶闸管Q4将第一电平分两路输入至与门U3A上，一路直接输入至与门U3A的1引脚上，另一路则经过电阻R8和电容C3进行延时后传输至与门U3A的16引脚引脚上，当与门U3A的1引脚和6引脚同时存在有第一电平时，与门U3A通过二极管D2将三极管Q3导通，即此时纯电动汽车发生了急加速的情况，三极管Q3同时将话筒MK和晶闸管Q6启动，晶闸管Q6将第一电平传输至综合控制电路上，利用话筒MK检测此时车内的声音信号，利用电阻R15和电阻R16进行分压为话筒MK提供电压，二极管D4将声音信号传输至运放器U5A的同相端上，运放器U5A的反相端接收的则是电阻R12和电阻R14分压提供的预置标准声音信号，标准声音信号是车内的正常声音信号，声音信号与标准声音信号进行减法运算并产生差值信号，差值信号传输至综合控制电路，其中电阻R7和电容C2来滤除正极性电源VCC中所夹带的纹波，避免纹波对转速信号造成影响。

所述启动检测电路包括电阻R8，电阻R8的一端分别连接与门U3A的1引脚、晶闸管Q6的阳极、比较检测电路中的晶闸管Q4的阴极，电阻R8的另一端分别连接与门U3A的16引脚、电容C3的一端，与门U3A的输出端与二极管D2的正极相连接，二极管D2的负极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R11的一端、晶闸管Q6的控制极，电阻R11的另一端分别连接电阻R12的一端、比较检测电路中的电阻R6的一端，三极管Q3的发射极与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接话筒MK的一端、二极管D4的正极、电阻R16的一端，二极管D4的负极分别连接电阻R18的一端、运放器U5A的同相端，运放器U5A的反相端分别连接电阻R14的一端、电阻R12的另一端，电阻R16的另一端分别连接话筒MK的另一端、电阻R18的另一端、电容C3的另一端、电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端并连接地。

所述综合控制电路利用稳压管D5来接收启动检测电路传输过来的差值信号，当稳压管D3未导通时，则表明车内处于正常状态，当差值信号将稳压管D5反相导通时，则表明此时车内包括新手驾驶员在内的人中发出了不正常的较大声音，即此时很有可能出现了驾驶员或者乘客发出了尖叫声的情况，稳压管D5利用电阻R17和电容C5将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5将声音信号通过电阻R19传输至与门U4A的16引脚上，而与门U4A的1引脚则接收的是纯电动汽车的档位信号，当纯电动汽车处于前进档位时，开关S1的2引脚与3引脚相连接，此时电阻R21与电阻R23分压提供前进信号，利用非门将前进信号变为低电平传输至U4A上，与门U4A输出第二电平(此时第二电平处于低电压状态)通过电阻R5传输至与门U7A上，与门U7A将第二电平与第一电平进行与运算后无法启动减速器，即此时纯电动汽车还处于安全状况，无需启动减速器，而当纯电动汽车处于倒挡状态时，开关S1自动将其2引脚与1引脚相连接，此时电阻R20与电阻R13分压提供倒挡信号并传输至运放器U4A的1引脚上，运放器U4A的此时将倒挡信号与声音信号进行与运算产生第二电平(此时第二电平处于高电压状态)，运放器4A将第二电平通过电阻R5传输至与门U7A上，与门U7A此时将第一电平和第二电平进行与运算之后将减速器启动，即此时发生了驾驶员在倒车时误踩油门的情况发生，此时强制为纯电动汽车进行减速处理，保证纯电动汽车的车内的人身安全。

所述综合控制电路包括稳压管D5，所述稳压管D5的负极与启动检测电路中的运放器U5A的输出端相连接，稳压管D5的正极分别连接电阻R17的一端、电容C5的一端、晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阳极与启动检测电路中的二极管D4的负极相连接，晶闸管Q5的阴极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端和与门U4A的16引脚相连接，与门U4A的1引脚分别连接非门U6A的输出端、电阻R20的一端、电阻R13的上端，非门U6A的输入端分别连接电阻R21的一端、电阻R23的一端，电阻R21的另一端与开关S1的3引脚相连接，电阻R20的另一端与开关S1的1引脚相连接，开关S1的2引脚分别连接比较检测电路中的电阻R6的一端、启动检测电路中的电阻R12的一端相连接，与门U4A的输出端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与与门U7A的16引脚相连接，与门U7A的1引脚与电阻R22的一端相连接，电阻R22的另一端与启动检测电路中的晶闸管Q6的阴极相连接，与门U7A的输出端与减速器相连接，电阻R13的可调端分别连接电阻R13的下端、电容C5的另一端分别连接电阻R17的另一端、启动检测电路中的电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端相连接并连接地。

本发明在进行具体使用的时候，所述比较检测电路利用二极管D1将转速信号分两路传输传输至运放器U2A上，运放器U2A此时作为比较器，运放器U2A输出第一电平，利用三极管Q1和三极管Q2进行判断，当第一电平将三极管Q2导通时，则表明此时纯电动汽车的转速没发生增加的现象，而当第一电平将三极管Q1导通时，表明第一电平的电压较高，则表明此时纯电动汽车的转速发生增加的现象，此时三极管Q1将晶闸管Q4导通，晶闸管Q4将启动检测电路导通，所述启动检测电路利用比较检测电路中的晶闸管Q4将第一电平分两路输入至与门U3A上，当与门U3A的1引脚和6引脚同时存在有第一电平时，与门U3A通过二极管D2将三极管Q3导通，即此时纯电动汽车发生了急加速的情况，三极管Q3同时将话筒MK和晶闸管Q6启动，晶闸管Q6将第一电平传输至综合控制电路上，利用话筒MK检测此时车内的声音信号，利用电阻R15和电阻R16进行分压为话筒MK提供电压，二极管D4将声音信号传输至运放器U5A，运放器U5A将声音信号与标准声音信号进行减法运算并产生差值信号，差值信号传输至综合控制电路，所述综合控制电路利用稳压管D5来接收启动检测电路传输过来的差值信号，当差值信号将稳压管D5反相导通时，则表明此时车内包括驾驶员在内的人中发出了不正常的较大声音，即此时很有可能出现了新手驾驶员或者乘客发出了尖叫声的情况，稳压管D5利用电阻R17和电容C5将晶闸管Q5导通，晶闸管Q5将声音信号通过电阻R19传输至与门U4A的16引脚上，而与门U4A的1引脚则接收的是纯电动汽车的档位信号，当纯电动汽车处于前进档位时，此时电阻R21与电阻R23分压提供前进信号，利用非门将前进信号变为低电平传输至U4A上，与门U4A输出第二电平(此时第二电平处于低电压状态)通过电阻R5传输至与门U7A上，与门U7A将第二电平与第一电平进行与运算后无法启动减速器，即此时纯电动汽车还处于安全状况，无需启动减速器，而当纯电动汽车处于倒挡状态时，此时电阻R20与电阻R13分压提供倒挡信号并传输至运放器U4A的1引脚上，运放器U4A的此时将倒挡信号与声音信号进行与运算产生第二电平(此时第二电平处于高电压状态)，运放器4A将第二电平通过电阻R5传输至与门U7A上，与门U7A此时将第一电平和第二电平进行与运算之后将减速器启动，即此时发生了新手驾驶员在倒车时误踩油门的情况发生，此时强制为纯电动汽车进行减速处理，保证纯电动汽车车内的新手驾驶员以及乘客的人身安全。

通过设置比较检测电路来检测纯电动汽车的电机的转速信号，通过对电机转速进行检测，判断出纯电动汽车是否处在加速以及急加速的状态，并在纯电动汽车处在急加速阶段时导通启动检测电路来检测车内声音信号，并在综合控制电路中观察纯电动汽车的档位状态，进而采取相应的措施来保证纯电动汽车的安全性，避免驾驶员在倒挡时误踩油门，导致纯电动汽车的车内的新手驾驶员以及乘客的人身安全不能得到保证的情况发生。

在电机的转速持续增加的情况下导通启动检测电路对车内的声音信号进行检测，避免话筒MK一直采集车内的声音信号保护了新手驾驶员以及乘客的隐私安全，且声音信号进行减法运算后产生的差值信号，当差值信号将稳压管D5反向导通即只在新手驾驶员以及乘客发出了尖叫声音时启动时来启动综合控制电路，即进一步保证了对综合控制电路控制的准确性，也避免了误判的情况发生。

本申请中只针对倒挡时发生误踩的情况进行控制，对于车辆前进时的误踩不进行控制，由于现有技术中针对车辆前进时的防误踩控制均不成熟，可能干扰车辆的正常行驶，而倒车时由于参考坐标系的变化，驾驶员往往反应没有前进时迅速，故倒车时因误踩油门导致事故的概率大于前进时，故本申请设计一种只针对倒车时的安全防护装置。

一种纯电动汽车三合一总成防误踩控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1：采集电机转速；

S2：判断电机转速是否增加，若是，则转入S3，若否则转入S1；

S3：判断电机转速是否急速增加，若是则转入S4，若否则转入S2；

S4：激活话筒采集驾驶舱声音，若声音分贝超过阈值，则转入S5；

S5：采集档位信号，若处于倒挡，则启动强制减速。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车三合一总成，其特征在于，所述三合一总成包括电机、减速器以及电机控制器，其中电机控制器内还包括比较检测电路、启动检测电路和综合控制电路，所述比较检测电路利用转速传感器U1检测到的转速信号进行比较，并将比较得到的第一电平进行判断，并将启动检测电路导通，所述启动检测电路被导通后，利用话筒MK来检测声音信号，将声音信号进行减法运算后得到差值信号，并将差值信号传输至综合控制电路，同时将第一电平传输至综合控制电路中，所述综合控制电路被差值信号导通后，利用档位信号与差值信号来进行计算产生第二电平，并利用第二电平与转速信号开启紧急制动器；

所述比较检测电路包括转速传感器U1、二极管D1，二极管D1的正极与转速传感器U1的2引脚相连接，二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、运放器U2A的同相端，运放器U2A的反相端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端、双向稳压管D3的一端，运放器U2A的输出端分别连接电阻R9的一端、双向稳压管D3的另一端、三极管Q2的基极、电阻R3的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R9的另一端分别连接三极管Q2的发射极、电阻R6的一端、电容C2的一端、电阻R7的一端、转速传感器U1的1引脚，电阻R7的另一端与正极性电源VCC相连接，电阻R6的另一端分别连接三极管Q1的集电极、晶闸管Q4的控制极，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R10的一端、转速传感器U1的3引脚、电容C1的另一端、电阻R2的另一端、电容C2的另一端并连接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极相连接；

所述启动检测电路包括电阻R8，电阻R8的一端分别连接与门U3A的1引脚、晶闸管Q6的阳极、比较检测电路中的晶闸管Q4的阴极，电阻R8的另一端分别连接与门U3A的16引脚、电容C3的一端，与门U3A的输出端与二极管D2的正极相连接，二极管D2的负极与三极管Q3的基极相连接，三极管Q3的集电极分别连接电阻R11的一端、晶闸管Q6的控制极，电阻R11的另一端分别连接电阻R12的一端、比较检测电路中的电阻R6的一端，三极管Q3的发射极与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接话筒MK的一端、二极管D4的正极、电阻R16的一端，二极管D4的负极分别连接电阻R18的一端、运放器U5A的同相端，运放器U5A的反相端分别连接电阻R14的一端、电阻R12的另一端，电阻R16的另一端分别连接话筒MK的另一端、电阻R18的另一端、电容C3的另一端、电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端并连接地。

2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车三合一总成，其特征在于，所述综合控制电路包括稳压管D5，所述稳压管D5的负极与启动检测电路中的运放器U5A的输出端相连接，稳压管D5的正极分别连接电阻R17的一端、电容C5的一端、晶闸管Q5的控制极，晶闸管Q5的阳极与启动检测电路中的二极管D4的负极相连接，晶闸管Q5的阴极与电阻R19的一端相连接，电阻R19的另一端和与门U4A的16引脚相连接，与门U4A的1引脚分别连接非门U6A的输出端、电阻R20的一端、电阻R13的上端，非门U6A的输入端分别连接电阻R21的一端、电阻R23的一端，电阻R21的另一端与开关S1的3引脚相连接，电阻R20的另一端与开关S1的1引脚相连接，开关S1的2引脚分别连接比较检测电路中的电阻R6的一端、启动检测电路中的电阻R12的一端相连接，与门U4A的输出端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与与门U7A的16引脚相连接，与门U7A的1引脚与电阻R22的一端相连接，电阻R22的另一端与启动检测电路中的晶闸管Q6的阴极相连接，与门U7A的输出端与减速器相连接，电阻R13的可调端分别连接电阻R13的下端、电阻R23的另一端、电容C5的另一端、电阻R17的另一端、启动检测电路中的电阻R14的另一端、比较检测电路中的电阻R4的另一端相连接并连接地。