CN217348114U - 一种电动两轮车助力控制系统 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种电动两轮车助力控制系统，通过设置控制芯片、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，在使用者通过踏板骑行时，检测踏板受到的压力，并将压力信号传输给控制芯片，控制芯片根据踏板受到的压力，通过电机驱动控制组件调节驱动电机的转速和转矩，按照比例给骑行车一定助力，起到骑行省力和增加续航里程的作用。

Description

一种电动两轮车助力控制系统

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及电动两轮车技术领域，尤其涉及一种电动两轮车控制系统。

背景技术

电动两轮车是使用最为广泛的出行代步工具之一，新国标电动两轮车均要求设置脚踏板，因此在使用时常会出现骑行者在蓄电池电量充足时打开驱动电机进行电动驱动的情况，在蓄电池电量不足时通过脚踏板人力骑行，由于在骑行过程中遇到的阻力不同，若驱动电机的助力一直处于同一种状态，则电机的运行效率不高，对电动两轮车的续航里程会产生影响。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种电动两轮车控制系统，以解决传统电动两轮车的电机助力效率不高的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种电动两轮车助力控制系统，包括控制芯片、电源、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，电源用于向控制芯片及其内外部供电电路供电，电机驱动控制组件用于对电动两轮车的驱动电机进行驱动控制；

踏板压力采集组件用于采集用户骑行时的踏板压力信号，控制芯片用于根据踏板压力采集组件的采集结果，通过电机驱动组件调整电动两轮车的驱动电机的工作状态。

优选地，电机驱动控制组件包括转速和转矩调节单元。

优选地，踏板压力采集组件包括压力传感器采集处理电路、MCU控制模块、RF射频电路、BT蓝牙模块和PFM/模拟信号线传输电路，MCU控制模块对压力传感器采集处理电路采集到的压力信号进行处理后，通过RF射频电路或BT蓝牙模块发送给控制芯片，或通过PFM/模拟信号线传输电路传输给控制芯片。

优选地一种结构，电动两轮车的踏板包括板轴、悬臂、顶面受力面和底部受力面，顶面受力面和所述底部受力面分别安装在悬臂正面一端和反面的另一端，且相对于板轴对称，压力传感器采集处理电路包括安装在悬臂上的压力传感器。

优选地另一种结构，压力传感器采集处理电路包括安装在踏板的四个角的压力传感器，踏板包括板轴、顶面受力面和底部受力面，顶面受力面和所述底部受力面分别安装在四个角的压力传感器的正面和反面，且相对于板轴对称。

优选地，踏板压力采集组件还包括感应发电模块，感应发电模块包括磁钢和感应线圈，磁钢安装在板轴上，感应线圈在磁钢侧面，根据使用工况可以选择安装一组或两组感应线圈，踏板感应发电模块用于给电源供电。

优选地，控制系统还包括开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件和通信组件；

灯光采集驱动组件、开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件、踏板压力采集组件、电机驱动控制组件均与控制芯片连接，通信组件用于将控制芯片与电动两轮车整车通信连接；

振动/轮动传感组件用于检测整车振动或轮动信号，控制芯片接收到振动或轮动信号后，通过通讯组件发送给电动两轮车前部仪表，通过仪表发出声光报警信息。

优选地，控制系统还包括蓝牙通讯组件，蓝牙通讯组件用于接收外部遥控设防/解防信号，并发送给控制芯片。

优选地，通信组件采用CAN/485总线，转把/刹车信号采集组件采用LIN/PWM控制。

优选地，蓄电池BMS组件包括电流/电压采集保护电路、电池温度采集模块、充电模块和放电模块，电池温度采集模块、电流/电压采集保护电路均连接至控制芯片，充电模块和放电模块的一端与电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至单片机的通用输入输出接口，绝缘监测组件一端与电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至控制芯片，蓄电池BMS组件和绝缘监测组件共同组成蓄电池安全管理系统。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的电动两轮车助力控制系统，通过设置控制芯片、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，在使用者通过踏板骑行时，检测踏板受到的压力，并将压力信号传输给控制芯片，控制芯片根据踏板受到的压力，通过电机驱动控制组件调节驱动电机的转速和转矩，按照比例给骑行车一定助力，起到骑行省力和增加续航里程的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本说明书一个或多个实施例的助力控制系统安装位置示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例的助力控制系统安装位置侧面示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例的另一种方式的助力控制系统安装位置示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例的另一种方式的助力控制系统安装位置侧面示意图；

图5为本说明书一个或多个实施例的踏板压力采集组件电路原理示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本说明书实施例提供一种电动两轮车助力控制系统，包括控制芯片、电源、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，电源用于向控制芯片及其内外部供电电路供电，电机驱动控制组件用于对电动两轮车的驱动电机进行驱动控制；

踏板压力采集组件用于采集用车骑行时的踏板压力信号，控制芯片用于根据踏板压力采集组件的采集结果，通过电机驱动组件调整电动两轮车的驱动电机的工作状态。

作为一种实施方式，电机驱动控制组件包括转速和转矩调节单元，即控制芯片根据踏板压力采集组件的采集结果，通过电机驱动控制组件调节驱动电机的转速和转矩。

本说明书实施例提供的电动两轮车助力控制系统，通过设置控制芯片、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，在使用者通过踏板骑行时，检测踏板受到的压力，并将压力信号传输给控制芯片，控制芯片根据踏板受到的压力，通过电机驱动控制组件调节驱动电机的转速和转矩，按照比例给骑行车一定助力，起到骑行省力和增加续航里程的作用。

作为一种实施方式，踏板压力采集组件包括压力传感器采集处理电路、MCU控制模块、RF射频电路、BT蓝牙模块和PFM/模拟信号线传输电路，MCU控制模块对压力传感器采集处理电路采集到的压力信号进行处理后，通过RF射频电路或BT蓝牙模块发送给控制芯片，或通过PFM/模拟信号线传输电路传输给控制芯片，举例来说，MCU控制模块选用PHY6222型芯片。

作为一种实施方式，踏板包括板轴4、悬臂2、顶面受力面13和底部受力面14，顶面受力面13和底部受力面14分别安装在悬臂2正面一端和反面的另一端，且相对于板轴4对称，举例来说，在悬臂2上开设顶面固定孔11和底面固定孔12，来分别固定顶面受力面13和底面受力面14，压力传感器采集处理电路包括安装在悬臂2上的压力传感器1。即不论骑行者是通过踩踏踏板的哪一面进行骑行，均能够检测到踏板所受的压力，且能够更加准确地采集到踏板所受的压力值。

作为另一种实施方式，压力传感器采集处理电路包括安装在踏板的四个角的压力传感器1，踏板包括板轴4、顶面受力面13和底部受力面14，顶面受力面13和底部受力面14分别安装在四个角的压力传感器1的正面和反面，且相对于板轴4对称。即不论骑行者是通过踩踏踏板的哪一面进行骑行，均能够检测到踏板所受的压力，且能够更加准确地采集到踏板所受的压力值。

作为一种实施方式，踏板压力采集组件还包括感应发电模块，感应发电模块包括磁钢5和感应线圈6，磁钢5安装在板轴4上，感应线圈6在磁钢5侧面，根据使用工况可以选择安装一组或两组感应线圈6，踏板感应发电模块用于给电源供电。举例来说，感应发电模块还连接有电池/检测充电电路和线性稳压器(LDO)，可选用TLV75533型线性稳压器。

举例来说，电源为电池7，上述控制芯片、电机驱动控制组件等电路集成为电路板3，统一安装在踏板内部。

通过在骑行时，磁钢5和感应线圈6的发电作用，可以节约能源，提高利用率。

进一步的，本系统还包括开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件和通信组件；

灯光采集驱动组件、开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件、踏板压力采集组件、电机驱动控制组件均与控制芯片连接，通信组件用于将控制芯片与电动两轮车整车通信连接；

振动/轮动传感组件用于检测整车振动或轮动信号，控制芯片接收到振动或轮动信号后，通过通讯组件发送给电动两轮车前部仪表，通过仪表发出声光报警信息。

通过将上述灯光采集驱动组件、开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件、踏板压力采集组件、电机驱动控制组件和通信组件集成到一起，共用内部电源和一个控制芯片作为主控制器，由同一个控制芯片进行逻辑控制，减少了芯片数量和成本，几个模块之间的通讯内部集成降低了通讯、OTA升级的复杂性和线束成本，前后两端由原来的高压电源线连接改为低压连接，解决了车辆设防报警不能高压断电的安全隐患，降低了整车电气绝缘要求和短路烧车风险，高压绝缘监测组件监测到整车高压绝缘和漏电情况时断开高压部分，降低了因电路原因导致的烧车风险，提高了整车电气防护安全。

作为一种实施方式，本控制系统还包括蓝牙通讯组件，蓝牙通讯组件用于接收外部遥控设防/解防信号，并发送给控制芯片。

作为一种实施方式，通信组件采用CAN/485总线，转把/刹车信号采集组件采用LIN/PWM控制。

作为一种实施方式，蓄电池BMS组件包括电流/电压采集保护电路、电池温度采集模块、充电模块和放电模块，电池温度采集模块、电流/电压采集保护电路均连接至控制芯片，充电模块和放电模块的一端与电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至控制芯片的通用输入输出接口，绝缘监测组件一端与电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至控制芯片，蓄电池BMS组件和绝缘监测组件共同组成蓄电池安全管理系统。

蓄电池BMS组件负责安全充放电和上下电管理，使车辆静止和充电状态时整车断开高压电，仅骑行或报警时打开高压供电；车辆非充电状态时充电口不带高压电压，BMS组件还可以精准计算剩余电量和剩余里程。高压绝缘监测组件监测到整车高压绝缘和漏电情况会断开高压部分，降低了因电路原因导致的烧车风险，提高了整车电气防护安全。

本说明书实施例中，对于单片机等信号处理、控制的应用均可采用现有技术中通用的程序、方法，本专利仅保护该控制系统的架构、组件组合形式和接口形式，并非保护单片机内部程序。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动两轮车助力控制系统，其特征在于，包括控制芯片、电源、电机驱动控制组件和踏板压力采集组件，所述电源用于向所述控制芯片及其内外部供电电路供电，所述电机驱动控制组件用于对电动两轮车的驱动电机进行驱动控制；

所述踏板压力采集组件用于采集用户骑行时的踏板压力信号，所述控制芯片用于根据所述踏板压力采集组件的采集结果，通过所述电机驱动组件调整电动两轮车的驱动电机的工作状态。

2.根据权利要求1所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述电机驱动控制组件包括转速和转矩调节单元。

3.根据权利要求1所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述踏板压力采集组件包括压力传感器采集处理电路、MCU控制模块、RF射频电路、BT蓝牙模块和PFM/模拟信号线传输电路，所述MCU控制模块对所述压力传感器采集处理电路采集到的压力信号进行处理后，通过所述RF射频电路或所述BT蓝牙模块发送给所述控制芯片，或通过所述PFM/模拟信号线传输电路传输给所述控制芯片。

4.根据权利要求3所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，电动两轮车的踏板包括板轴、悬臂、顶面受力面和底部受力面，所述顶面受力面和所述底部受力面分别安装在悬臂正面一端和反面的另一端，且相对于所述板轴对称，所述压力传感器采集处理电路包括安装在所述悬臂上的压力传感器。

5.根据权利要求3所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述压力传感器采集处理电路包括安装在踏板的四个角的压力传感器，所述踏板包括板轴、顶面受力面和底部受力面，所述顶面受力面和所述底部受力面分别安装在四个角的压力传感器的正面和反面，且相对于所述板轴对称。

6.根据权利要求4或5所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述踏板压力采集组件还包括感应发电模块，所述感应发电模块包括磁钢和感应线圈，所述磁钢安装在所述板轴上，所述感应线圈设置在磁钢侧面，所述感应发电模块用于给所述电源供电。

7.根据权利要求3所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括灯光采集驱动组件、开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件和通信组件；

所述灯光采集驱动组件、开关采集组件、转把/刹车信号采集组件、蓄电池BMS组件、高压绝缘监测组件、振动/轮动传感组件、踏板压力采集组件、电机驱动控制组件均与所述控制芯片连接，所述通信组件用于将所述控制芯片与电动两轮车整车通信连接；

所述振动/轮动传感组件用于检测整车振动或轮动信号，所述控制芯片接收到振动或轮动信号后，通过所述通信组件发送给电动两轮车前部仪表，通过仪表发出声光报警信息。

8.根据权利要求7所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括蓝牙通讯组件，所述蓝牙通讯组件用于接收外部遥控设防/解防信号，并发送给所述控制芯片。

9.根据权利要求7所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述通信组件采用CAN/485总线，所述转把/刹车信号采集组件采用LIN/PWM控制。

10.根据权利要求7所述的电动两轮车助力控制系统，其特征在于，所述蓄电池BMS组件包括电流/电压采集保护电路、电池温度采集模块、充电模块和放电模块，所述电池温度采集模块、电流/电压采集保护电路均连接至所述控制芯片，所述充电模块和所述放电模块的一端与所述电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至所述控制芯片的通用输入输出接口，所述绝缘监测组件一端与所述电流/电压采集保护电路连接，另一端连接至所述控制芯片，所述蓄电池BMS组件和绝缘监测组件共同组成蓄电池安全管理系统。

Images