CN201023550Y - 电动两轮车用电源开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型电动两轮车用电源开关装置取消了机械钥匙控制的电动车电门开关的传统操作方式，取而代之的是电子密码接触式ID校验控制电门开关的新型方案，该方案包含有电子钥匙、读码座、及设置有继电器的微型程序控制系统，电动两轮车的电门控制线与继电器触点电连接。当内装密码芯片的电子钥匙接触读码座时，微型程序控制系统可以读取电子钥匙的密码信息，经比较确认后输出电信号通过继电器操作电门的接通或断开，同一微型程序控制器控制下另设防盗报警单元，根据电门状况自动设防撤防，解决了遥控操作被扫描盗码问题，且成本低。

Description

电动两轮车用电源开关装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种电源开关装置，特别是涉及由电子密码控制的电动两轮车电源开关装置及电动两轮车防盗报警领域，其所适用的电动两轮车由蓄电池之类的直流电源向其驱动电机供电进而带动车轮旋转。

背景技术

在现有的产品市场上，关于接触式ID校验的产品已有很多，特别是在家用门锁方面应用该技术的产品很多，也包括许多保险柜等等应用场合，但尚无接触式ID密码校验的产品应用在电动两轮车的上。在电动两轮车的电源开关装置上应用接触式ID密码校验技术的产品在市场上极为少见。以发射方式进行ID校验的产品，即通常所称的射频感应卡RFID，在汽车与高档摩托车上应用是普遍的，但其成本很高，不是很适合移植到电动车上使用。所以，针对电动两轮车市场，低成本的接触式ID密码校验的产品将会很有意义。

目前市场上也有一种可以遥控接通或关闭电源的电动车防盗器，但其局限性明显：首先，这种遥控防盗器与机械锁头控制的电源是并联设置的，因而打开锁头即可接通电源，无须遥控器的操作，所以在防盗性能没有比单纯使用机械锁头的电源控制有所提高。另一方面，其以无线发射打开电源的方式存在被扫描盗码的问题，所以，在安全防盗性能上，这种电源控制方式比使用单纯机械锁头控制的方式还要差。

在防盗报警领域，大多数产品基本上是遥控发射方式的电动车防盗报警器。如上所述，容易被扫描盗码始终是该类产品的很难解决的缺陷。再者，其设防或撤防需要遥控手动操作，存在使用麻烦，容易误报警漏报警等问题。

中国专利文件CN02146290.9公开了一种机动两轮车的遥控电源开关装置，其采用非接触式ID码校验系统实现了电子密码控制的电源开关，但其无线发射方式在可靠性方面比接触电连接方式要低，并且无线发射方式的制造成本明显要高得多，特别是在低价位电动自行车上，其推广使用明显受制。又如中国专利文件CN200520015165.2公开了防盗电源开关锁，其通过多个错位的触点方式实现编码，但其密匙量低，容易重码。再者，虽然其材料成本低，但也提高了锁头制造难度，使加工制造费用增加，且其未考虑到锁头防雨水问题及主电路通过锁头带来的大电流会加速锁头电子线路老化的问题。

实用新型内容

在以上的技术现状下，电动两轮车的电源开关锁目前仍然普遍采用传统机械锁具，以机械的操作方式执行开关动作控制，但其存在严重缺陷：机械锁容易被技术性开锁，安全防盗性能差。

有鉴于此种状况，本实用新型的目的在于提供一种高安保、性能可靠的电动两轮车电源开关装置，此装置能根据正确的ID编码校验对电源实施开启与关闭，即控制接通或断开供给电动两轮车驱动电机的蓄电池直流电源，无须依靠传统的机械钥匙操作方式控制电源。

另，现有的电动两轮车电源锁，锁头的钥匙孔暴露在外，如雨水进入到锁头内就容易造成生锈，或电源锁经长时间的使用老化后锁内的控制开关经常会出现接触不良的现象，均会造成着车困难甚至无法启动。

针对该缺陷，本实用新型的另一目的在于提供一种内部主电路不会受到雨水或飞尘黏附或浸蚀的电动两轮车电源开关装置，该装置避免了传统的钥匙孔及其电源连接方式，可以将电源连接在受控于微型程序控制系统的继电器上，整体密封安装在车体内部。

再者，现有电动两轮车及摩托车防盗报警装置，普遍采用遥控器以无线发射方式操作设防与撤防，其一大缺点是无线发射的方式操作麻烦，且容易被扫描盗码，安全防盗性能差。

针对现有防盗报警装置的以上不足，本实用新型的再一目的在于提供一种包含可以自动设防或撤防的防盗报警单元的电源开关装置。此电源开关装置在异常环境下能够自动示警。此电源开关装置通过非发射方式，即接触式的ID编码校验方式进行电源开关操作，电源开关操作的同时自动对防盗报警系统设防或撤防，从而避免了无线发射设置方法。

为了解决上述问题，达成上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

电动两轮车用电源开关装置，包含电子钥匙、读码座和含有微型程序控制器的微型程序控制系统。电子钥匙与读码座可相互处于分离或接触的状态。读码座上设置有相互保持绝缘状态的第一电极和第二电极。读码座第一电极同微型程序控制器的第一数据输入端口电连通。读码座第二电极同微型程序控制器的接地端口电连通。电子钥匙上设置有相互保持绝缘状态的电极一和电极二。在电子钥匙与读码座接触的状态下，电子钥匙电极一同读码座第一电极电连通，电子钥匙电极二同读码座第二电极电连通。电子钥匙上设置有用于存储数据且其数据端口和接地端分别连接电子钥匙电极一和电子钥匙电极二的微型集成电路芯片。微型程序控制系统包含有同微型程序控制器的第一输出端口电连接的锁止控制器。该锁止控制器设置有继电器。该继电器的触点与电动两轮车的电源控制线电连接。

前述电动两轮车用电源开关装置，其第一电极与微型程序控制器的第二数据输入端口之间可以串接一电阻和一反向偏置的二极管，第一电极电连接一上拉电阻。

前述电动两轮车用电源开关装置，其锁止控制器还包含有三极管。该三极管通过基极和串联电阻同微型程序控制器的第一输出端口连通。继电器中的线圈电连接于三极管的集电极回路中。

前述电动两轮车用电源开关装置，还包含同微型程序控制器第三输入端口电连接并可以将车辆机械振动转换成电信号的振动检测装置。

前述电动两轮车用电源开关装置，还包括同微型程序控制器的第二输出端口电连通的报警装置。

前述电动两轮车用电源开关装置可以设置防盗报警单元，该防盗报警单元根据电源开关状态自动设防撤防，即：当电源断开状态，防盗报警单元进入设防状态，此时当有触发报警的信号输入时，微型程序控制系统产生报警输出；当电源开关处于接通状态，防盗报警单元就置于撤防状态，此时即使有触发报警的信号输入，微型程序控制系统也不产生报警输出。

前述电动两轮车用电源开关装置可以考虑增设包含两个或两个以上档位的档位开关，该档位开关信号线电连接微型程序控制系统的数据输入端口，可以手动操作的方式向微型程序控制系统发送手动操作的电源档位信号。

前述电动两轮车用电源开关装置如果采用不设置档位开关方案的，其工作原理如下：

当电子钥匙接触读码座时，其电极一与读码座的第一电极导通，其电极二与读码座的第二电极导通，这样电子钥匙内装芯片的密码信息就可以被微型程序控制系统读取，并与储存在微型程序控制系统内的合法密码信息做比较，如果密码信息一致，则，原电源控制线处于断开状态的，微型程序控制系统发出控制信号将连接电源控制线的继电器触点闭合以接通电源，并置防盗报警单元为撤防状态；如原电源控制线处于接通状态的，则微型程序控制系统发出控制信号将连接电源控制线的继电器触点断开以关断电源，并置防盗报警单元为设防状态。

前述电动两轮车用电源开关装置采用设置档位开关方案的，其工作原理如下：

当电子钥匙接触读码座时，其电极一与读码座的第一电极导通，其电极二与读码座的第二电极导通，这样电子钥匙内装芯片的密码信息就可以被微型程序控制系统读取，并与储存在微型程序控制系统内的合法密码信息做比较，如果密码信息一致，则根据档位开关所处的功能位置来执行该功能操作，具体方法是：如处于开(ON)档位则将连接电源控制线的继电器触点闭合以接通电源，并置防盗报警单元为撤防状态；如处于关(OFF)档位则将连接电源控制线的继电器触点断开以关断电源，没有设置上锁(LOCK)档位则直接置防盗报警单元为设防状态；如有设置上锁(LOCK)档位则处于关(OFF)档位不设防，处于上锁(LOCK)档位才设防。

本实用新型电动两轮车用电源开关装置具有如下有益效果：

首先，本实用新型以接触式电子密码校验方式控制电动两轮车用电源的接通与关断，其可以取代传统机械钥匙及与之相配合的机械锁芯与钥匙孔的设置方案，使电源开关很难被技术性开锁打开锁头的盗窃办法而接通，安全性能高。其次，本实用新型将电源开关执行器从传统锁头转移到内部的继电器上，没有与内部电路相通的钥匙孔，可以设置成全封闭的结构，自然能防水防老化，并且开关可靠性得到提高。再者，本实用新型可以使防盗报警系统能根据电源开关的状况自动设防撤防，使用简便，少误报，并避免了类似使用遥控器操作带来的被扫描盗码的问题。另外，本实用新型将电门锁与防盗报警系统用一套微型程序控制器控制实现，有利节省成本。

下面结合附图及具体实施方式进一步说明本实用新型及其工作原理。

附图说明

图1为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的读码座结构正视图；

图2为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的读码座结构侧视图；

图3为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的电子钥匙结构正视图；

图4为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的电子钥匙结构侧视图；

图5为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的系统块图；

图6为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的电路原理图；

图7为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的电源控制接线示意图；

图8为本实用新型电动两轮车用电源开关装置的的工作流程图。

具体实施方式

参见图1～8所示，本实用新型应用于电动两轮车的电源开关装置，是一种基于48V/36V直流供电无刷电机驱动的两轮车接触式ID校验电源开关装置。它取消了传统的电源开关控制方式，放弃了传统机械钥匙及与之相配合的机械锁芯与钥匙孔的设置方案，取而代之的是由包含读码座1、电子钥匙2和含有微型程序控制器3的微型程序控制系统4等所构成的新型电源开关与防盗报警装置。

读码座1中心部位设置一圆形金属件为第一电极5，根据电子钥匙2所装的型号为DS2401的微型集成电路芯片特性的要求，第一电极5电连接于微型程序控制器3的第1与第6数据输入端口，第一电极5与微型程序控制器3第1数据输入端口之间串接一电阻R1和一反向偏置的二极管D1，第一电极5与微型程序控制器3第6数据输入端口直接连通，且在第一电极5与微型程序控制器3第6数据输入端口之间设置一上拉电阻R2。在读码座1外围设置另一圆形金属件为第二电极6，它电连接于微型程序控制器3或微型程序控制系统4的接地端；第一电极5和第二电极6中间设置绝缘件13予以绝缘隔离并固定。

参见图6，电子钥匙2内装的微型集成电路芯片采用美国Dallas公司的型号为DS2401的64位电子密码芯片。该密码芯片内含工厂刻入的64位密码。其中包括：48位唯一序列码、8位CRC校验码和8位家族码(01h)。数据传输采用Dallas公司的通信协议(1-Wire协议)，仅通过一个信号数据线和一个接地线串行传输。且用于读取和写入器件的电源可以由数据线本身产生，无需外部供电，所以结构简单，使用方便。

参见图3、4、6，电子钥匙2表面设置圆形电极一7盒圆形电极二8。其中，中央部位的触点为电极一7，它电连接密码芯片(型号为DS2401，SOT-223表面贴封装)的第2引脚；外围是电极二8，它电连接密码芯片的第1引脚。电极一7和电极二8之间设置有一层塑料绝缘层14予以绝缘隔离。图6中的密码芯片电路是指电子钥匙2接触读码座1时电路原理示意。读码座1在接触电子钥匙2时其第一电极5与第二电极6分别对应接通电子钥匙2的电极一7与电极二8。

电子钥匙2与读码座1接触时的工作过程如下：

当电子钥匙2接触读码座1时，其电极一7与读码座1的第一电极5电导通，其电极二8与读码座1的第二电极6电导通。根据Dallas公司的通信协议(1-Wire协议)，电子钥匙2内装芯片DS2401的密码信息就可以被微型程序控制器3读取，并可以与储存在数据储存器内的合法密码信息做比较，使微型程序控制器3能做出电子钥匙2是否为合法授权钥匙的判断。

根据图6所示，本实用新型电门开关装置的微型程序控制系统4所采用的微型程序控制器3的型号为PIC16C622，所采用的数据储存器型号为24C02。本实用新型电源开关装置包含装有继电器10的锁止控制器9。锁止控制器9设置有三极管Q1、继电器10(SRD1)和电连接于微型程序控制器3第8输出端口与三极管Q1基极之间的电阻R10。三极管Q1通过其基极和串联电阻R10同微型程序控制器3第8输出端口(SRD CONTROL)连通，继电器10的线圈电连接于三极管Q1的集电极回路中。继电器10的线圈通电后，则车辆电源开关被接通，继电器10的线圈断电后，则车辆电源开关被关断。

如图5、6所示，本实施例中，继电器10选用转换型(Z型)继电器。其触点组共有三个触点，即中间第2引脚是动触点COM，下面第4引脚是一个静触点S2，上面第5引脚也是一个静触点S1。继电器10线圈第1与3引脚不通电时，动触点COM同静触点S2断开，而同静触点S1闭合；线圈通电后，动触点就移动转换，使动触点COM同静触点S1断开，而同静触点S2闭合。动触点COM与静触点S2以及电源开关控制线的具体连接方式如图7所示：动触点COM与J1A插座的1A接点电连接，静触点S2与J1A插座的2A接点电连接；J1B插头的1B接点电连接电动车控制器的电源输入端，J1B插头的2B接点电连接电动车蓄电池的正极；J1B插头插入J1A插座，则1A接点与2A接点电导通，1B接点与2B接点电导通。

如上所述，微型程序控制系统4可以通过型号为PIC16C622的微型程序控制器3的第8输出端口输出电信号来控制电门接通与断开。其控制过程如下：

微型程序控制器3的第8输出端口(SRD CONTROL)输出高电位，即给三极管发射集E施加导通电压，则三极管Q1的集电极C和发射极E之间处于导通状态，使得则继电器10线圈进入通电状态，根据上述继电器10工作原理，动触点COM同静触点S1断开，而同静触点S2闭合，电源开关处于被接通状态。该状态如图6、7所示，J1B插头的2A接点与2B接点通过继电器动触点COM与静触点S2的闭合而电导通，即接通了电动车蓄电池供给电动车控制器的电源，使电动车控制器可以给车辆无刷电机供电，车辆处于可以行驶的状态。

微型程序控制器3第8输出端口无高电位输出，则三极管发射集E没有导通电压，三极管Q1处于截止状态，继电器10线圈不通电，根据上述继电器10工作原理，动触点COM同静触点S2断开，而同静触点S1闭合，电源控制线处于被断开状态。该状态如图6、7所示，J1B插头的2A接点与2B接点处于电绝缘状态，即断开了电动车蓄电池供给电动车控制器的电源，电动车控制器不能给车辆无刷电机供电，车辆处于禁止行驶状态。

参见图6所示，本实用新型开关装置还设置有同微型程序控制器3的第12输入端口(Vibration)连接，并可以将车辆机械振动转换成电信号的振动检测装置11。振动检测装置11包含一采用高灵敏度传感膜设计的微型全向振动传感器15及相应的辅助电路，它能将车辆机械振动转换成电信号供给微型程序控制器3。

见图6所示，本实用新型电门开关装置还设置有同微型程序控制器3的第9输出端口(Alarm)连接的报警装置12。报警装置12设置有警笛16及相应辅助驱动电路，它根据微型程序控制器3的信号指令对外发出高分贝的报警声响。

该电源开关装置所设置的防盗报警单元，除可以实施上述警笛鸣叫的报警输出方式外，还增加了抱闸锁死无刷电机的报警输出方式。微型程序控制器3通过第7端口(Control2)输出信号给电动车的控制器以实现对无刷电机的抱闸锁死功能，即在高电位时处于输出报警状态，此报警状态下电动车的控制器控制无刷电机处于抱闸锁死状态，在低电位时处于无警报输出状态。

见图5，本实用新型开关装置所设置的防盗报警单元会根据电门状态自动设防撤防。亦即当电源开关关断时，防盗报警单元进入设防状态。此时如有触发报警的信号输入时，微型程序控制系统4产生报警输出，包括驱动警笛16鸣叫和提供给电动车的控制器予高电位信号，实现对无刷电机的抱闸锁死；当电源开关接通时，防盗报警单元进入撤防状态，此时即使有触发报警的信号输入，微型程序控制系统4也不产生报警输出。

本实施例中，采用的是无档位开关方案，即没有设置档位开关。其源开关的操作方法与防盗报警单元的自动设防或撤防操作是在微型程序控制系统4的控制下运行的，其流程如图8所示：

系统初始化后，进行自检，然后不断检测是否有电子钥匙2接触读码座1。在有电子钥匙2接触读码座1时，微型程序控制器3读取电子钥匙2中所包含的ID编码信息，并与原储存于系统内的经注册认证的ID编码进行比较。如ID编码一致，则接通电源开关，系统撤防，此时车辆可以正常行驶。如密码不一致，则重新检测是否有电子钥匙2接触读码座1。如在一定的时间范围内均无电子钥匙2接触读码座1，则关断电源开关，系统设防，禁止车辆行驶。

在系统处于接通电源开关并撤防的允许车辆行驶的情形，系统不断地检测车辆是否处于静止状态。如果车辆还有振动，则系统继续维持电源开关接通并撤防的允许车辆行驶的状态。如果系统检测到车辆静止，则不断去检测是否有电子钥匙2接触读码座1。如电子钥匙2接触读码座1，即读取与比较ID编码。如与合法编码一致，则立即转入关断电源开关并设防的禁止车辆行驶状态。如果在预设的时间范围内，车辆一直处于静止状态，则虽然没有检验到合法的电子钥匙2接触读码座1，系统也会自动进入关断电源开关并设防的禁止车辆行驶状态。

在系统处于关断电源开关并设防的禁止车辆行驶状态下，不断去检测是否有电子钥匙2接触读码座1及是否有触发报警的信号。如有触发报警的信号，则系统执行报警输出功能；如有ID编码合法的电子钥匙2接触读码座1，则转入接通电源开关并撤防的允许车辆行驶状态。

Claims (6)

1.电动两轮车用电源开关装置，包含电子钥匙、读码座和含有微型程序控制器的微型程序控制系统，所述电子钥匙与所述读码座可相互处于分离或接触的状态，其特征是所述读码座上设置有相互保持绝缘状态的第一电极和第二电极，所述读码座第一电极同所述微型程序控制器的第一数据输入端口电连通，所述读码座第二电极同所述微型程序控制器的接地端口电连通，所述电子钥匙上设置有相互保持绝缘状态的电极一和电极二，在所述电子钥匙与所述读码座接触的状态下，所述电子钥匙电极一同所述读码座第一电极电连通，所述电子钥匙电极二同所述读码座第二电极电连通，所述电子钥匙上设置有用于存储数据且其数据端口和接地端分别连接所述电子钥匙电极一和所述电子钥匙电极二的微型集成电路芯片，所述微型程序控制系统包含有同所述微型程序控制器的第一输出端口电连接的锁止控制器，所述锁止控制器设置有继电器，所述继电器的触点与所述电动两轮车的电源控制线电连接。

2.根据权利要求1所述的电动两轮车用电源开关装置，其特征是在所述第一电极与所述微型程序控制器的第二数据输入端口之间串接一电阻和一反向偏置的二极管，所述第一电极电连接一上拉电阻。

3.根据权利要求1或2所述的电动两轮车用电源开关装置，其特征在于所述锁止控制器还包含有三极管，所述三极管通过基极和串联电阻同所述第一输出端口连通，所述继电器中的线圈电连接于所述三极管的集电极回路中。

4.根据权利要求3所述的电动两轮车用电源开关装置，其特征在于还包含同所述微型程序控制器第三输入端口电连接并可以将车辆机械振动转换成电信号的振动检测装置。

5.根据权利要求3所述的电动两轮车用电源开关装置，其特征在于还包括同所述微型程序控制器的第二输出端口电连通的报警装置。

6.根据权利要求4所述的电动两轮车用电源开关装置，其特征在于还包括同所述微型程序控制器的第二输出端口电连通的报警装置。

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