CN210733852U - 电动教练车监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种电动教练车监控系统，包括：所述输入量检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于检测学员对车辆的操作输入量并向中央控制器输出输入量检测信息；所述电池状态检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于对电动教练车的车载动力电池的状态进行检测，并向中央控制器输出电池状态检测信息；所述中央控制器，用于接收输入量检测信息以及电池状态检测信息，并对输入量检测信息和电池状态检测信息处理进行车辆状态判断，并通过交互单元输出；能够在驾考教学过程中对学员的操作量进行监测，并且对动力电池的状态进行准确检测，从而能够及时把握电动教练车的实时状态，及时发现车辆问题并排除。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车辆监控系统，尤其涉及一种电动教练车监控系统。
背景技术
随着电动车技术的发展，电动车也广泛应用在现代生活中，在驾考教学中，也逐渐采用电动车代替传统的燃油车辆，从而起到降低成本以及减少尾气排放的作用，对于自动挡的电动车教学来说，其学员在操作中仅仅对方向、刹车以及油门踏板进行操作，其连续性较强，对于车辆的损耗较小。
然而，对于手动挡的电动车来说，需要在操作过程中进行离合、油门以及换挡操作，由于学员操控熟练度较差，离合踏板的松动以及油门踏板的配合较差，以及换挡不匹配等，从而使得车辆在启动时的启动电流冲击较大，一方面对车辆进行损坏，比如传动系统，更为重要的是，对于动力电池的损坏更大，因此，需要对车辆的状态进行检测，传统技术中，通常由教练员或者专门的技工进行维检，但是，学员的操作熟练度的不确定性，使得维检来发现电动车动力电池的状态不及时，往往发生不可逆的损坏。
基于上述问题，亟需提出一种新的解决方案。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动教练车监控系统，能够在驾考教学过程中对学员的操作量进行监测，并且对动力电池的状态进行准确检测，从而能够及时把握电动教练车的实时状态，及时发现车辆问题并排除，一方面能够保证驾乘安全，另一方面防止车辆的动力电池发生不可逆的损坏。
本实用新型提供的一种电动教练车监控系统，包括输入量检测单元、电池状态检测单元、中央控制器、交互单元以及存储器；
所述输入量检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于检测学员对车辆的操作输入量并向中央控制器输出输入量检测信息；
所述电池状态检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于对电动教练车的车载动力电池的状态进行检测，并向中央控制器输出电池状态检测信息；
所述中央控制器，用于接收输入量检测信息以及电池状态检测信息，并对输入量检测信息和电池状态检测信息处理进行车辆状态判断，并通过交互单元输出；
所述交互单元，与中央控制器通信连接，用于接收中央控制器输出的车辆状态信息并展示给教练员以及教练员通过交互单元向控制器输入控制命令；
存储器，与中央控制器通信连接，用于存储中央控制器的处理数据。
进一步，所述输入量检测单元包括油门踏板传感器、离合踏板传感器、车载控制器以及模数转换电路Ⅰ；
所述油门踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏油门踏板时的油门踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述离合踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏离合踏板时的离合踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述车载控制器，与中央控制器通信连接，用于获取车辆的档位信息以及驻车信息并传输至中央控制器；
模数转换电路Ⅰ，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于将油门踏板位移量和离合踏板位移量的模拟信号转换成数字信号并输出至中央控制器。
进一步，所述电池状态检测单元包括电流检测电路、电压传感器、温度传感器以及模数转换电路Ⅱ；
所述电流检测电路，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于在电动教练车工作时对动力电池的放电电流进行检测，并向模数转换电路Ⅱ输出电流检测信号；
所述电压传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的电压，并向模数转换电路Ⅱ输出电压检测信号；
所述温度传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的工作温度，并向模数转换电路Ⅱ输出温度检测信号；
模数转换电路Ⅱ，其输出端与中央控制器连接，用于将模拟的电压检测信号、电流检测信号以及温度检测信号转换成数字信号并输出至中央控制器中。
进一步，所述电流检测电路包括数字电位器RT1、电阻R1、电阻R2、继电器J1、继电器驱动电路、电阻R3、稳压管D1、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、PMOS管Q2、电阻R8、运放U1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3；
其中，继电器J1为单刀双掷继电器，其具有静触点J1-3、动触点J1-1、动触点J1-2，继电器J1由继电器驱动电路控制，所述继电器驱动电路的控制端与中央控制器连接；
数字电位器RT1的一端与动力电池的放电端连接，数字电位器RT1的另一端通过电阻R1接地，数字电位器RT1与电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与静触点J1-3连接，静触点J1-2通过电阻R7与数字电位器RT3的一端连接，数字电位器RT3的另一端与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端通过电阻R8接地，运放U1的输出端作为电流检测电路的输出端，运放U1的输出端通过数字电位器RT2与运放U1的反相端连接；
动触点J1-1与PMOS管Q2的源极连接，PMOS管Q2的栅极通过电阻R5接地，PMOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于电阻R7与数字电位器RT3之间的公共连接点，PMOS管Q2的源极通过电阻R4连接于PMOS管Q2的栅极，稳压管D1的负极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，稳压管D1的正极通过电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的栅极；
其中，数字电位器RT1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3的控制端均与中央控制器连接。
进一步，所述继电器驱动电路包括三极管Q3、电阻R9、电阻R10以及电阻R11；
三极管Q3的集电极通过电阻R9与电源VCC连接，三极管Q3的基极通过电阻R11与中央控制器的控制输出端连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端通过继电器J1的线圈接地。
进一步，所述交互单元为触控显示器，所述触控显示器与中央控制器通信连接。
进一步，所述中央控制器为单片机。
进一步，还包括移动通信模块，所述中央控制器通过移动通信模块与远程监控主机通信连接。
本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够在驾考教学过程中对学员的操作量进行监测，并且对动力电池的状态进行准确检测，从而能够及时把握电动教练车的实时状态，及时发现车辆问题并排除，一方面能够保证驾乘安全，另一方面防止车辆的动力电池发生不可逆的损坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的电流检测电路原理图。
图3为本实用新型的继电器驱动电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的原理做出进一步详细说明，需要指出的是，下述的具体实例中所涉及的原理过程仅仅便于本领域技术人员对本实用新型进行充分理解实施，并非针对方法进行的改进。
本实用新型提供的一种电动教练车监控系统，包括输入量检测单元、电池状态检测单元、中央控制器、交互单元以及存储器；
所述输入量检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于检测学员对车辆的操作输入量并向中央控制器输出输入量检测信息；
所述电池状态检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于对电动教练车的车载动力电池的状态进行检测，并向中央控制器输出电池状态检测信息；
所述中央控制器，用于接收输入量检测信息以及电池状态检测信息，并对输入量检测信息和电池状态检测信息处理进行车辆状态判断，并通过交互单元输出；
所述交互单元，与中央控制器通信连接，用于接收中央控制器输出的车辆状态信息并展示给教练员以及教练员通过交互单元向控制器输入控制命令；
存储器，与中央控制器通信连接，用于存储中央控制器的处理数据。
其中，中央控制器采用现有的单片机，比如STM32系列单片机，本领域技术人员根据单片机的规格说明书即可对单片机的引脚进行设定，通过本实用新型，能够在驾考教学过程中对学员的操作量进行监测，并且对动力电池的状态进行准确检测，从而能够及时把握电动教练车的实时状态，及时发现车辆问题并排除，一方面能够保证驾乘安全，另一方面防止车辆的动力电池发生不可逆的损坏
本实施例中，所述输入量检测单元包括油门踏板传感器、离合踏板传感器、车载控制器以及模数转换电路Ⅰ；
所述油门踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏油门踏板时的油门踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述离合踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏离合踏板时的离合踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述车载控制器，与中央控制器通信连接，用于获取车辆的档位信息以及驻车信息并传输至中央控制器；
模数转换电路Ⅰ，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于将油门踏板位移量和离合踏板位移量的模拟信号转换成数字信号并输出至中央控制器，通过上述结构，能够对学员的操作输入量进行准确监测，从而利于后续控制，确保整个监控结果的准确性，其中，油门踏板传感器和离合踏板传感器采用现有的位移传感器。
本实施例中，所述电池状态检测单元包括电流检测电路、电压传感器、温度传感器以及模数转换电路Ⅱ；
所述电流检测电路，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于在电动教练车工作时对动力电池的放电电流进行检测，并向模数转换电路Ⅱ输出电流检测信号；
所述电压传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的电压，并向模数转换电路Ⅱ输出电压检测信号；
所述温度传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的工作温度，并向模数转换电路Ⅱ输出温度检测信号；
模数转换电路Ⅱ，其输出端与中央控制器连接，用于将模拟的电压检测信号、电流检测信号以及温度检测信号转换成数字信号并输出至中央控制器中。
中央控制器根据输入量信息对电流检测电路进行控制，另一方面，根据输入量信息以及电池的状态信息对车辆状态进行判断，比如：电池的放电电流、电压以及温度对电池的剩余电量进行估算；根据放电电流大小判断电池的过放状态(此处过放不是指动力电池的深度放电，而是指动力电池超过设定放电电流进行放电次数，多次进行这种过放容易造成动力电池不可逆损坏)；根据离合踏板位移量、油门踏板位移量以及动力电池的放电电流判断电机是否处于空转状态等等，这些都是车辆状态的评判指标，当然，根据上述参数判定的指标并不仅限于上述的枚举的状况，还有其他指标，通过上述参数以及现有的算法进行判断，在此不加以赘述。
由于在学员操控车辆的过程中容易出现大电流冲击的现象，依靠传统的电流检测电路容易出现电路烧损的情况，从而影响整个系统的稳定性，基于此，本实用新型采用如下结构的电路：
具体地，所述电流检测电路包括数字电位器RT1、电阻R1、电阻R2、继电器J1、继电器驱动电路、电阻R3、稳压管D1、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、PMOS管Q2、电阻R8、运放U1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3；
其中，继电器J1为单刀双掷继电器，其具有静触点J1-3、动触点J1-1、动触点J1-2，继电器J1由继电器驱动电路控制，所述继电器驱动电路的控制端与中央控制器连接；
数字电位器RT1的一端与动力电池的放电端连接，数字电位器RT1的另一端通过电阻R1接地，数字电位器RT1与电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与静触点J1-3连接，静触点J1-2通过电阻R7与数字电位器RT3的一端连接，数字电位器RT3的另一端与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端通过电阻R8接地，运放U1的输出端作为电流检测电路的输出端，运放U1的输出端通过数字电位器RT2与运放U1的反相端连接；
动触点J1-1与PMOS管Q2的源极连接，PMOS管Q2的栅极通过电阻R5接地，PMOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于电阻R7与数字电位器RT3之间的公共连接点，PMOS管Q2的源极通过电阻R4连接于PMOS管Q2的栅极，稳压管D1的负极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，稳压管D1的正极通过电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的栅极；
其中，数字电位器RT1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3的控制端均与中央控制器连接；其中，数字电位器RT2、数字电位器RT3、运放U1以及电阻R8组成一个反向比例放大电路，通过调节RT2和RT3的参数，可以调节比例放大电路的放大比例；三极管Q1和PMOS管Q2组成一个过流保护电路，从而对后续电路实现良好的保护。
所述继电器驱动电路包括三极管Q3、电阻R9、电阻R10以及电阻R11；
三极管Q3的集电极通过电阻R9与电源VCC连接，三极管Q3的基极通过电阻R11与中央控制器的控制输出端连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端通过继电器J1的线圈接地，其中，电源VCC为动力电池提供，通过现有的DC-DC转换电路进行处理后得到，具体的电压值根据实际需要确定，比如12V或者9V，或者5V。
常态下，继电器J1的静触点J1-3与动触点J1-2保持连接状态；当车辆发动后，中央控制器从车载控制器中获取当前车辆的车辆信息，包括驻车信息和档位为信息，如果当前为驻车状态，则中央控制器控制继电器J1的静触点J1-3与动触点J1-2保持连接；当车辆处于非空挡状态或者处于空挡状态但是离合踏板传感器由离合踏板位移量输出时，则中央控制器控制继电器动作，使得静触点J1-3与动触点J1-1处于连接状态，此时，电流检测信号通过PMOS管Q2组成的保护电路后输入到比例放大电路中，电阻R6同样设置为数字电位器，通过调整R6的参数实现限流限压调节；PMOS管Q2所组成的保护电路的保护过程时这样的：动力电池的放电电流低于安全阈值时，PMOS管Q2正常导通，当放电电流超过安全阈值时，稳压管D1导通，从而使得三极管Q1导通，此时，PMOS管Q2截止，从而对后续电路形成保护。
本实施例中，所述交互单元为触控显示器，所述触控显示器与中央控制器通信连接，通过交互单元，教练员可以向中央控制器输入相应的控制指令，比如：动力电池的放电电流阈值、设定车辆的熄火命令(比如动力电池温度高于设定阈值，则熄火，又比如设定数字电位器的参数等)，而且触控显示器还将当前学员的离合踏板位移量、油门踏板位移量以及动力电池的状态参数显示出来，教练员根据上述参数以及学员的换挡操作可以判断出当前学员对于离合、油门以及换挡操作熟练度以及正确与否，从而也可以利于辅助教学。
本实施例中，还包括移动通信模块，所述中央控制器通过移动通信模块与远程监控主机通信连接，移动通信模块采用现有的3G通信模块、4G通信模块或者5G通信模块，用于中央控制器将数据实时上传至远程监控主机，利于驾校的技术人员根据实时参数进行车辆状态的判断评估。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种电动教练车监控系统，其特征在于：包括输入量检测单元、电池状态检测单元、中央控制器、交互单元以及存储器；
所述输入量检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于检测学员对车辆的操作输入量并向中央控制器输出输入量检测信息；
所述电池状态检测单元，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于对电动教练车的车载动力电池的状态进行检测，并向中央控制器输出电池状态检测信息；
所述中央控制器，用于接收输入量检测信息以及电池状态检测信息，并对输入量检测信息和电池状态检测信息处理进行车辆状态判断，并通过交互单元输出；
所述交互单元，与中央控制器通信连接，用于接收中央控制器输出的车辆状态信息并展示给教练员以及教练员通过交互单元向控制器输入控制命令；
存储器，与中央控制器通信连接，用于存储中央控制器的处理数据。
2.根据权利要求1所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述输入量检测单元包括油门踏板传感器、离合踏板传感器、车载控制器以及模数转换电路Ⅰ；
所述油门踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏油门踏板时的油门踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述离合踏板传感器，其输出端与模数转换电路Ⅰ的输入端连接，用于检测学员踩踏离合踏板时的离合踏板位移量并输出至模数转换电路Ⅰ；
所述车载控制器，与中央控制器通信连接，用于获取车辆的档位信息以及驻车信息并传输至中央控制器；
模数转换电路Ⅰ，其输出端与中央控制器的输入端连接，用于将油门踏板位移量和离合踏板位移量的模拟信号转换成数字信号并输出至中央控制器。
3.根据权利要求1所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述电池状态检测单元包括电流检测电路、电压传感器、温度传感器以及模数转换电路Ⅱ；
所述电流检测电路，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于在电动教练车工作时对动力电池的放电电流进行检测，并向模数转换电路Ⅱ输出电流检测信号；
所述电压传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的电压，并向模数转换电路Ⅱ输出电压检测信号；
所述温度传感器，其输出端与模数转换电路Ⅱ的输入端连接，用于检测动力电池的工作温度，并向模数转换电路Ⅱ输出温度检测信号；
模数转换电路Ⅱ，其输出端与中央控制器连接，用于将模拟的电压检测信号、电流检测信号以及温度检测信号转换成数字信号并输出至中央控制器中。
4.根据权利要求3所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述电流检测电路包括数字电位器RT1、电阻R1、电阻R2、继电器J1、继电器驱动电路、电阻R3、稳压管D1、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、PMOS管Q2、电阻R8、运放U1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3；
其中，继电器J1为单刀双掷继电器，其具有静触点J1-3、动触点J1-1、动触点J1-2，继电器J1由继电器驱动电路控制，所述继电器驱动电路的控制端与中央控制器连接；
数字电位器RT1的一端与动力电池的放电端连接，数字电位器RT1的另一端通过电阻R1接地，数字电位器RT1与电阻R1之间的公共连接点通过电阻R2与静触点J1-3连接，静触点J1-2通过电阻R7与数字电位器RT3的一端连接，数字电位器RT3的另一端与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端通过电阻R8接地，运放U1的输出端作为电流检测电路的输出端，运放U1的输出端通过数字电位器RT2与运放U1的反相端连接；
动触点J1-1与PMOS管Q2的源极连接，PMOS管Q2的栅极通过电阻R5接地，PMOS管Q2的漏极通过电阻R6连接于电阻R7与数字电位器RT3之间的公共连接点，PMOS管Q2的源极通过电阻R4连接于PMOS管Q2的栅极，稳压管D1的负极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，稳压管D1的正极通过电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极连接于PMOS管Q2的源极与动触点J1-1之间的公共连接点，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的栅极；
其中，数字电位器RT1、数字电位器RT2以及数字电位器RT3的控制端均与中央控制器连接。
5.根据权利要求4所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述继电器驱动电路包括三极管Q3、电阻R9、电阻R10以及电阻R11；
三极管Q3的集电极通过电阻R9与电源VCC连接，三极管Q3的基极通过电阻R11与中央控制器的控制输出端连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端通过继电器J1的线圈接地。
6.根据权利要求1所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述交互单元为触控显示器，所述触控显示器与中央控制器通信连接。
7.根据权利要求1所述电动教练车监控系统，其特征在于：所述中央控制器为单片机。
8.根据权利要求1所述电动教练车监控系统，其特征在于：还包括移动通信模块，所述中央控制器通过移动通信模块与远程监控主机通信连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN113358011A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-09-07 | 顺为智能科技(常州)有限公司 | 一种智能教练车踏板位置检测装置及方法 |
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2019
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|---|---|---|---|---|
| CN113358011A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-09-07 | 顺为智能科技(常州)有限公司 | 一种智能教练车踏板位置检测装置及方法 |
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