CN204077391U - 电动车侧向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动车侧向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置，其特征是：其电路包括直流稳压电路、倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路，其中直流稳压电路分别和倾斜检测电路、电压比较电路、断电报警电路相连接，为其提供稳压直流电源，倾斜检测电路与电压比较电路相连接，将倾斜角度的电压信号与电压比较电路的预设电压进行比较运算，电压比较电路与断电报警电路相连接，将运算结果输入断电报警电路对其进行控制。通过在电动车上加装此电路装置，当电动车倾斜或倾倒时，调速器与控制器的连接会自动断开，从而停止对电动车的驱动，保证骑车人的安全。此电路装置安装简便，成本低，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制电动车调速器断开的电路装置，具体是一种电动车侧向倾斜或倾倒时控制调速器自动断开的电路装置，属于电动车自行车创新安全配件应用技术领域，此处的电动车特指电动自行车或电动摩托车。
背景技术
随着社会的发展，城市交通的拥堵现象越来越严重，灵活轻便和节能环保的电动车越来越得到人们的青睐，目前电动车已成为很多人上下班以及其他活动的重要代步工具，人们对电动车的安全性能的要求也越来越高。电动车的种类很多，但主驱动方式是一样的，都是通过转把控制电动车的调速器，再通过调速器控制电动车控制器，由控制器控制电动车电机的启停和转速，从而对电动车进行驱动。在骑行电动车的过程中，当发生事故造成电动车倾斜或倾倒时，骑车人控制电动车调速转把的手往往不能及时松开，甚至还会下意识的握紧手把，使电动车在倾倒时仍然保持驱动甚至加速的状态，这样会导致骑车人对电动车的失控，很容易对骑车人造成二次伤害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种电动车侧向倾斜或倾倒时控制调速器自动断开的电路装置，通过在电动车上加装此电路装置，当电动车倾斜或倾倒时，调速器与控制器的连接会自动断开，从而停止对电动车的驱动，保证骑车人的安全。
本实用新型所采取的具体技术方案如下：
一种电动车侧向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置，其特征是：其电路包括直流稳压电路、倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路，其中直流稳压电路分别和倾斜检测电路、电压比较电路、断电报警电路相连接，为其提供稳压直流电源，倾斜检测电路与电压比较电路相连接，将倾斜角度的电压信号与电压比较电路的预设电压进行比较运算，电压比较电路与断电报警电路相连接，将运算结果输入断电报警电路对其进行控制。
所述直流稳压电路分别为倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路提供+5V和+3.3V电源电压。
所述倾斜检测电路采用三轴加速度芯片U6构建，芯片具体型号为MMA7361，三轴加速度芯片U6的2脚、3脚、4脚分别为X轴、Y轴和Z轴的电压输出管脚，其分别经电容C10、C11、C12接地，三轴加速度芯片U6的5脚接地，6脚接+5V电源电压，并经电容C13接地，7脚和13脚接+3.3V电源电压，10脚接+3.3V电源电压或接地，3脚Y轴电压输出还接入电压比较电路进行电压比较。
所述电压比较电路采用电压比较器芯片U7构建，芯片具体型号为LM393，三轴加速度芯片U6的3脚Y轴电压输出分两路分别接入电压比较器芯片U7的2脚和5脚以提供待比较电压；+3.3V电源电压经电阻R11和R12串联分压后接入一个三档位双联动开关K2的静接点2，然后经三档位双联动开关K2的动接点1接地，电阻R11和R12之间的电位点UH分两路分别接电阻R13、R14后分别接入三档位双联动开关K2的静接点3、4，电位点UH还有一路接入电压比较器芯片U7的3脚以提供高位门限电压；+3.3V电源电压经电阻R15和R16串联分压后接入三档位双联动开关K2的静接点7，然后经三档位双联动开关K2的动接点8接地，电阻R15和R16之间的电位点UL分两路分别接电阻R17、R18后分别接入三档位双联动开关K2的静接点6、5，电位点UH还有一路接入电压比较器芯片U7的6脚以提供低位门限电压；电压比较器芯片U7的8脚一路接+5V电源电压，另一路经电阻R2连接电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout，并联输出端Uout连接至断电报警电路。
所述断电报警电路采用蜂鸣器U5和继电器K1构建，蜂鸣器U5使用有源蜂鸣器BUF1，继电器K1使用T74继电器，+5V电源电压接入蜂鸣器U5的一端，蜂鸣器U5的另一端接入PNP三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，蜂鸣器U5的两端并联有一个反向连接的二级管D5，还并联有继电器K1的线圈，继电器K1的常闭触点串接在电动车的转把信号线中，电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout的输出电压信号分两路，一路串联电阻R3后加载至三极管Q2的基极，另一路经电容C6接地。
所述直流稳压电路的+5V电源电压可以直接采用电动车转把的+5V电源电压，也可以从电动车的控制器取+12V电源电压，经稳压芯片U1变换而来，稳压芯片U1可以采用DC/DC变换器控制电路芯片MC34063。所述直流稳压电路的+3.3V电源电压采用+5V电源电压经稳压芯片U4变换而来，稳压芯片U4可以采用RT9161。
本实用新型通过采用上述的技术方案，将此电路装置串接电动车转把信号线上，即相当于将其连接在电动车调速器和控制器之间，电动车打开电门通电后，当电动车静止或者行驶时，本电路装置实时检测到电动车向左侧或者向右侧倾斜大于等于45°时，即电动车达到危险倾斜程度或已倾倒的危险状态，此时本电路装置自动断开调速器，开启报警，停止对电动车驱动；若没达到危险倾斜程度，则不断开调速器，电动车正常行驶。本实用新型实现了电动车危险倾斜和倾倒时自动断电停止驱动的功能，增加了电动车的安全性。
相比于市场上机械式的倾倒断电开关的控制方式，本实用新型稳定性高，不受重力方向和水平行进方向上的加速度影响，能减少误判和故障率，增加电动车的使用安全性。
本实用新型可以安装在电动车车身上，也可以集成在电动车控制器内，安装简便，成本低，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型电路装置的模块连接图，虚线框内部分为本电路装置。
图2为本实用新型电路装置的具体实施电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型的电路装置其电路包括直流稳压电路、倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路，其中直流稳压电路分别和倾斜检测电路、电压比较电路、断电报警电路相连接，为其提供稳压直流电源，倾斜检测电路与电压比较电路相连接，将倾斜角度的电压信号与电压比较电路的预设电压进行比较运算，电压比较电路与断电报警电路相连接，将运算结果输入断电报警电路对其进行控制。
图2为本实用新型的电路装置的一个具体实施电路图，如图2所示，其电路的工作原理如下：
直流稳压电路分别为倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路提供+5V和+3.3V电源电压。直流稳压电路的+5V电源电压采用电动车控制器的+12V电源电压经稳压芯片U1变换而来。稳压芯片U1采用DC/DC变换器控制电路芯片MC34063。+3.3V电源电压采用+5V电源电压经稳压芯片U4变换而来，稳压芯片U4采用RT9161。
倾斜检测电路采用三轴加速度芯片U6构建，芯片具体型号为MMA7361，三轴加速度传感器U6的3脚为Y轴电压输出管脚，输出模拟电压值。Y轴0°～180°翻转电压的输出范围是0.99V～2.69V，在水平放置（90°）时，Y轴输出为1.65V（理论值），向左倾斜时，电压减小，向右倾斜时电压增加。Y轴电压输出管脚接入电压比较电路作为待测电源进行电压比较。
电压比较电路采用电压比较器芯片U7构建，芯片具体型号为LM393，三轴加速度芯片U6的3脚Y轴电压输出分两路分别接入电压比较器芯片U7的2脚和5脚以提供待比较电压；+3.3V电源电压经电阻R11和R12串联分压后接入三档位双联动开关K2接地，电阻R11和R12之间的电位点UH接入电压比较器芯片U7的3脚以提供高位门限电压，设定高位门限电压为2.48V。+3.3V电源电压经电阻R15和R16串联分压后接入三档位双联动开关K2接地，电阻R15和R16之间的电位点UL接入电压比较器芯片U7的6脚以提供低位门限电压，设定低位门限电压为1.1V。当电压比较器芯片U7的2脚和5脚的待比较电压（即三轴加速度芯片U6的3脚Y轴电压）位于3脚的高位门限电压2.48V 和6脚的低位门限电压1.1V之间时，电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout接上拉电阻R2，输出高电平+5V，当待比较电压超出高位门限电压和低位门限电压的范围（1.1V～2.48V）之外时，电压比较器的1脚或7脚输出端会发生翻转，使其并联输出端Uout输出低电平0V。另外为了能扩大或缩小高低位门限电压的范围，可以在电位点UH处多设两路分压电阻R13、R14连接至三档位双联动开关K2，在电位点UL处也多设两路分压电阻R17、R18连接至三档位双联动开关K2，设定好各电阻的参数，就可以通过调节三档位双联动开关K2调节三个档位的高低位门限电压范围。
断电报警电路采用蜂鸣器U5和继电器K1构建，蜂鸣器U5使用有源蜂鸣器BUF1，继电器U5使用T74继电器，继电器K1的常闭触点串接在电动车的转把信号线中，电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout的输出电压信号经电容C6滤波后加载到三极管Q2的基极控制三极管的导通和截止，三极管采用PNP型三极管8550。通过控制三极管Q2的通断来控制蜂鸣器U5和继电器K1的线圈是否得电，从而控制报警和断电。
本装置使用时安装到电动车车身上或者集成在电动车控制器内，并从控制器取电。安装时保持电动车直立，将本电路装置中的三轴加速度芯片U6正面朝上，Z轴垂直朝上，Y轴水平放置并垂直电动车车身。电动自行车通电后，本电路装置开始工作，当电动自行车行驶或者静止时，倾斜检测电路实时检测电动自行车车身侧向倾斜程度，从三轴加速度芯片U6的Y轴电压输出管脚输出变化的电压信号，给电压比较电路处理。当电动车车身向左倾斜小于45°或者向右倾斜小于45°时，倾斜检测电路的Y轴电压输出管脚输出电压值在1.1V～2.48V范围内，没有超出电压比较电路设定的高低门限电压范围，电压比较电路的电压比较输出端输出高电平，断电报警电路的三极管Q2的基极接收到高电平不导通，则继电器K1常闭接触点没有断开,转把信号线保持连接，调速器与控制器保持连接，蜂鸣器U5不报警，电动自行车正常行驶；当电动车车身向左倾斜大于45°或者向右倾斜大于45°时，或者倾倒时，倾斜检测电路的Y轴电压输出管脚输出电压值超出1.1V～2.48V范围，超出电压比较电路设定的高低门限电压范围，电压比较电路的电压比较输出端输出低电平，断电报警电路的三极管Q2的基极接收到低电平导通，则继电器K1吸合，其常闭接触点断开,转把信号线断开，调速器与控制器断开连接，电动自行车停止驱动，同时蜂鸣器U5断电报警声提示，从而达到电动车倾倒危险自动停止驱动前进的目的，防止电动车失控对骑车人造成二次伤害，提高了电动车的安全性能。当电动车恢复立正时，本装置会自动恢复调速器和控制器之间的连接，使电动车能够正常使用。
本电路装置中的三档位双联动开关K2可以调整电压比较电路的高低门限电压范围，即可改变倾斜程度的触发角度，第一档为默认的倾斜角度，第二档为减小倾斜角度，第三档为增加倾斜角度，可根据实际情况进行调节。
本电路装置使用的是数字式倾角传感，稳定性高，并只判断车身铅垂线方向左右倾斜程度，即水平Y轴的倾斜变化，而不受其他轴线方向的影响，因此不受电动车行驶过程中颠簸和震动的影响，具有抗震性，相比于机械式的倾倒断电开关的控制方式，此方式稳定性可靠性更高，能减少误判和故障率，增加电动车的使用安全性。
Claims (6)
1.一种电动车侧向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置，其特征是：其电路包括直流稳压电路、倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路，其中直流稳压电路分别和倾斜检测电路、电压比较电路、断电报警电路相连接，为其提供稳压直流电源，倾斜检测电路与电压比较电路相连接，将倾斜角度的电压信号与电压比较电路的预设电压进行比较运算，电压比较电路与断电报警电路相连接，将运算结果输入断电报警电路对其进行控制。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征是：所述直流稳压电路分别为倾斜检测电路、电压比较电路和断电报警电路提供+5V和+3.3V电源电压；
所述倾斜检测电路采用三轴加速度芯片U6构建，芯片具体型号为MMA7361，三轴加速度芯片U6的2脚、3脚、4脚分别为X轴、Y轴和Z轴的电压输出管脚，其分别经电容C10、C11、C12接地，三轴加速度芯片U6的5脚接地，6脚接+5V电源电压，并经电容C13接地，7脚和13脚接+3.3V电源电压，10脚接+3.3V电源电压或接地，3脚Y轴电压输出还接入电压比较电路进行电压比较；
所述电压比较电路采用电压比较器芯片U7构建，芯片具体型号为LM393，三轴加速度芯片U6的3脚Y轴电压输出分两路分别接入电压比较器芯片U7的2脚和5脚以提供待比较电压；+3.3V电源电压经电阻R11和R12串联分压后接入一个三档位双联动开关K2的静接点2，然后经三档位双联动开关K2的动接点1接地，电阻R11和R12之间的电位点UH分两路分别接电阻R13、R14后分别接入三档位双联动开关K2的静接点3、4，电位点UH还有一路接入电压比较器芯片U7的3脚以提供高位门限电压；+3.3V电源电压经电阻R15和R16串联分压后接入三档位双联动开关K2的静接点7，然后经三档位双联动开关K2的动接点8接地，电阻R15和R16之间的电位点UL分两路分别接电阻R17、R18后分别接入三档位双联动开关K2的静接点6、5，电位点UH还有一路接入电压比较器芯片U7的6脚以提供低位门限电压；电压比较器芯片U7的8脚一路接+5V电源电压，另一路经电阻R2连接电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout，并联输出端Uout连接至断电报警电路；
所述断电报警电路采用蜂鸣器U5和继电器K1构建，+5V电源电压接入蜂鸣器U5的一端，蜂鸣器U5的另一端接入PNP三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，蜂鸣器U5的两端并联有一个反向连接的二级管D5，还并联有继电器K1的线圈，继电器K1的常闭触点串接在电动车的转把信号线中，电压比较器芯片U7的1脚和7脚的并联输出端Uout的输出电压信号分两路，一路串联电阻R3后加载至三极管Q2的基极，另一路经电容C6接地。
3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征是：所述直流稳压电路的+5V电源电压直接采用电动车转把的+5V电源电压，或从电动车的控制器取+12V电源电压，经稳压芯片U1变换而来，所述直流稳压电路的+3.3V电源电压采用+5V电源电压经稳压芯片U4变换而来。
4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征是：所述稳压芯片U1采用DC/DC变换器控制电路芯片MC34063，所述稳压芯片U4采用RT9161。
5.根据权利要求2所述的电路装置，其特征是：所述蜂鸣器U5使用有源蜂鸣器BUF1，所述继电器K1使用T74继电器。
6.根据权利要求1所述的电路装置，其特征是：所述电路装置安装在电动车车身上或集成在电动车控制器内。
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| CN104276049A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-14 | 广西一定能电子科技有限公司 | 电动车侧向倾斜或倾倒时调速器自动断开的电路装置 |
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