CN205545031U - 一种电动车防飞车控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车防飞车控制装置，包括单片机、驱动电路、霍尔传感器、加速度传感器、三相电桥电路和电机，霍尔传感器与单片机连接，用于将采集到的霍尔信号发送至单片机；单片机与驱动电路连接，用于接收霍尔信号并控制驱动电路，并提供直流驱动电源；直流驱动电源通过三相电桥电路逆变后输送至电机，用以驱动电机运转带动电动车行驶；加速度传感器与电机电性连接，用以采集电动车的实时加速度，并将其传送至单片机；单片机接收实时加速度信号和霍尔信号，当加速度传感器采集的实时加速度值和霍尔传感器采集的霍尔信号超过预设阈值时，单片机通过驱动电路控制电机的启停。本实用新型可预防电动车意外加速的安全隐患。

Description

一种电动车防飞车控制装置

技术领域

本实用新型属于电动车控制装置技术领域，尤其是涉及一种电动车防飞车控制装置。

背景技术

近年来，随着电动车成为人们出行的主要交通工具之一，电动车的安全隐患也越来越受到广泛的重视。其中，电动车飞车是造成电动车交通事故的重要原因。

电动车由专门的电机驱动，由电池完成供电，由车上安装的控制器实现对整个电动车的控制，使用电动车的人通过转动转把即可实现控制电动车按照自己需要的速度骑行；然而当人们推行电动车时，不小心转动转把，对电动车产生加速，容易造成飞车事故，给使用人带来巨大伤害，存在使用安全隐患，可是目前没有有效的防飞车安全装置。

现有技术中，通过电子控制装置实现的一种电动车的防飞车控制方法是:在电动车正常行驶过程中，人为转动转把数次时，电动车车速未改变仍持续前进，也就是电动车失控，此时断开电动车电源，电动车会因为摩擦阻力慢慢停下来，避免人员伤亡。当前，电动车大都使用无刷直流电机，转把失灵或者控制器失效都有可能丧失对无刷直流电机的控制。因此，设计一种合理科学的电动车防飞车控制装置，能有效的使电动车停车，对保证生命和财产安全具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有传统电动车所存在的飞车问题，提供一种电动车防飞车控制装置。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种电动车防飞车控制装置，包括单片机、驱动电路、霍尔传感器、加速度传感器、三相电桥电路和电机，其中：

所述霍尔传感器与所述单片机连接，用于将采集到的霍尔信号发送至所述单片机；

所述单片机与所述驱动电路连接，用于接收所述霍尔信号并控制所述驱动电路，并提供直流驱动电源；

所述直流驱动电源通过所述三相电桥电路逆变后输送至所述电机，用以驱动所述电机运转带动电动车行驶；

所述加速度传感器与所述电机电性连接，用以采集电动车的实时加速度，并将其传送至所述单片机；

所述单片机接收实时加速度信号和霍尔信号，当所述加速度传感器采集的实时加速度值和所述霍尔传感器采集的霍尔信号超过预设阈值时，所述单片机通过所述驱动电路控制所述电机的启停。

进一步的，还包括电源电路，所述电源电路分别与所述单片机和驱动电路电性连接。

优选的，所述电源电路采用48V直流电源，所述48V直流电源分压为5V直流电源和15V直流电源，其中，所述5V直流电源输送至所述单片机，所述15V直流电源输送至所述驱动电路。

进一步的，所述霍尔传感器分别安装于电动车调速转把和电动车刹把上，并将调速转把信号和刹把信号传送给所述单片机。

进一步的，所述电机为无刷直流电机。

进一步的，所述单片机的型号为CY8C24533。

进一步的，所述加速度传感器安装在电动车车轮轮毂的内径最大处。

进一步的，所述三相电桥电路包括六个场效应管VT1-VT6，所述场效应管VT1和场效应管VT4位于同一桥臂上，所述场效应管VT2和场效应管VT5位于同一桥臂上，所述场效应管VT3和场效应管VT6位于同一桥臂上，位于同一桥臂上的两个场效应管交替导通，且三个桥臂的导通角相差120°，每个所述场效应管的两端均并联一二极管。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本实用新型采用电动车防飞车控制装置，结构简单，通过单片机接收实时加速度值与霍尔信号，并判断电动车的实时状态，进而通过驱动电路控制无刷直流电机的启停，能够有效防止电动车飞车现象的发生，使电动车具有更好的操控性，更有利于行车安全。同时，采用本实用新型的电动车防飞车控制装置有效解决了电动车意外加速的安全隐患，进一步保障了使用者的生命安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本实用新型一种电动车防飞车控制装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种电动车防飞车控制装置中无刷直流电机的工作原理图；

图3是本实用新型一种电动车防飞车控制装置中单片机的引脚简略示意图。

【主要符号说明】：

1-单片机；

2-驱动电路；

3-电源电路；

4-霍尔传感器；

5-加速度传感器；

6-三相电桥电路；

7-无刷直流电机。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型公开了一种电动车防飞车控制装置，包括单片机1、驱动电路2、霍尔传感器4、加速度传感器5、三相电桥电路6和电机，其中：

所述霍尔传感器4与所述单片机1连接，用于将采集到的霍尔信号发送至所述单片机1；

所述单片机1与所述驱动电路2连接，用于接收所述霍尔信号并控制所述驱动电路2，并提供直流驱动电源；

所述直流驱动电源通过所述三相电桥电路6逆变后输送至所述电机，用以驱动所述电机运转带动电动车行驶；

所述加速度传感器5与所述电机电性连接，用以采集电动车的实时加速度，并将其传送至所述单片机1；

所述单片机1接收实时加速度信号和霍尔信号，当所述加速度传感器5采集的实时加速度值和所述霍尔传感器4采集的霍尔信号超过预设阈值时，所述单片机1通过所述驱动电路2控制所述电机的启停。

此外，该控制装置还包括电源电路3，所述电源电路3分别与所述单片机1和驱动电路2电性连接，用以提供所述单片机1和驱动电路2的工作电源。优选的，所述电源电路3采用48V直流电源，所述48V直流电源分压为5V直流电源和15V直流电源，其中，所述5V直流电源输送至所述单片机1，所述15V直流电源输送至所述驱动电路2。15V电压是提供给驱动电路2的导通电压，因为场效应管对电压的要求特殊，需要在10V-20V之间的电压才能导通，过低无法导通，过高则会烧坏器件。

本实施例中，所述霍尔传感器4分别安装于电动车调速转把和电动车刹把上，并将调速转把信号和刹把信号传送给所述单片机1。其中，调速转把信号是电动车电机旋转的驱动信号，刹把信号是电机停止转动的制动信号。电动车标准要求电动车在刹车制动时，控制器(单片机)应能自动切断对电机的供电。因此电动车闸把上应该有闸把位置传感元件(本实施例中采用霍尔传感器)，在有捏刹车把动作时，将刹车信号传给控制器，控制器接受到刹车信号后，立即停止对电机的供电。

进一步的，所述电机为无刷直流电机7。相对于有刷电机来说，无刷电机具有更好的扭矩转速特性、低噪声、长寿命、高转速等优势。

进一步的，所述加速度传感器5安装在电动车车轮轮毂的内径最大处。

如图2所示，所述三相电桥电路6包括六个场效应管VT1-VT6，所述场效应管VT1和场效应管VT4位于同一桥臂上，所述场效应管VT2和场效应管VT5位于同一桥臂上，所述场效应管VT3和场效应管VT6位于同一桥臂上，位于同一桥臂上的两个场效应管交替导通，且三个桥臂的导通角相差120°，每个所述场效应管的两端均并联一二极管，6个二极管在三相电桥电路6中起到续流的作用。

直流电机在转动过程中,绕组中的电流要不断地改变方向,以使转子向一个方向转动。其中,无刷电机是通过电机中的霍尔传感器(ha l l-sensor)检测出绕组实时运转位置的信号并进行转子位置反馈,再通过控制电路对采集的信号进行处理,并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的,所以这种电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损,不需要经常换电刷等易损器件,从而可有效提高电机的使用寿命,减少维修费用。同时,由于无刷电机没有电刷与换相器之间的摩擦,所以在换相期间没有电火花产生,这样将大大减小对整机控制系统的干扰。

通过无刷直流电机7内置的霍尔元件(霍尔传感器)的反馈信号得到电机当前的位置信号，然后控制电路(单片机)根据转子的位置反馈信号输出驱动信号，通过驱动电路打开相应的功率管，从而实现对电机三相绕组的通电。

如图3所示，本实施例中，所述单片机优选采用28管脚的CY8C24533型单片机，其中VSS管脚外接电源电路，VDD管脚接地，P1_1、P1_3、P1_5、P1_7、P3_0和P2_1这六个管脚分别通过驱动电路与场效应管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6对应连接，P0_3、P0_5和P0_7这三个管脚分别和霍尔传感器连接，P0_6管脚外接加速度传感器，P1_6管脚与巡航功能端口连接，当单片机检测到调速转把固定在某一位置超过一段时间时松开调速转把，电动车会保持原来的速度运行；P3_1管脚与欠压保护端口连接，当电源电池电量不足时，及时切断电源，防止电池出现过放电现象，起到欠压保护的作用；P1_0管脚与ABS(Anti-lock Braking System)防抱死制动系统端口连接，ABS防抱死制动系统能有效缩短刹车的距离，并且在机械刹车失效的时候仍然可保证有效地刹车，从而提高了电动车的安全性，另外，ABS防抱死制动系统可延长机械刹车器的使用寿命。此外，P1_2、P1_4、P2_0、P2_2、P2_4、P2_6和P0_0管脚分别和转把、防盗、电刹车、高速、中速、低速和语音端口连接。

本实用新型上述实施例的一种电动车防飞车控制装置，通过单片机接收实时加速度值与霍尔信号，并判断电动车的实时状态，进而通过驱动电路控制无刷直流电机的启停，能够有效防止电动车飞车现象的发生，使电动车具有更好的操控性，更有利于行车安全。同时，采用本实用新型的电动车防飞车控制装置有效解决了电动车意外加速的安全隐患，进一步保障了使用者的生命安全。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，包括单片机、驱动电路、霍尔传感器、加速度传感器、三相电桥电路和电机，其中：

所述霍尔传感器与所述单片机连接，用于将采集到的霍尔信号发送至所述单片机；

所述单片机与所述驱动电路连接，用于接收所述霍尔信号并控制所述驱动电路，并提供直流驱动电源；

所述直流驱动电源通过所述三相电桥电路逆变后输送至所述电机，用以驱动所述电机运转带动电动车行驶；

所述加速度传感器与所述电机电性连接，用以采集电动车的实时加速度，并将其传送至所述单片机；

所述单片机接收实时加速度信号和霍尔信号，当所述加速度传感器采集的实时加速度值和所述霍尔传感器采集的霍尔信号超过预设阈值时，所述单片机通过所述驱动电路控制所述电机的启停。

2.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路分别与所述单片机和驱动电路电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述电源电路采用48V直流电源，所述48V直流电源分压为5V直流电源和15V直流电源，其中，所述5V直流电源输送至所述单片机，所述15V直流电源输送至所述驱动电路。

4.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述霍尔传感器分别安装于电动车调速转把和电动车刹把上，并将调速转把信号和刹把信号传送给所述单片机。

5.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述电机为无刷直流电机。

6.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述单片机的型号为CY8C24533。

7.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述加速度传感器安装在电动车车轮轮毂的内径最大处。

8.根据权利要求1所述的一种电动车防飞车控制装置，其特征在于，所述三相电桥电路包括六个场效应管VT1-VT6，所述场效应管VT1和场效应管VT4位于同一桥臂上，所述场效应管VT2和场效应管VT5位于同一桥臂上，所述场效应管VT3和场效应管VT6位于同一桥臂上，位于同一桥臂上的两个场效应管交替导通，且三个桥臂的导通角相差120°，每个所述场效应管的两端均并联一二极管。