专利名称：一种智能式电动车控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能式电动车控制器，主要用于电动自行车、电动三轮车、及其它以电为能源，以普通直流电机为动力的车辆的驱动控制。
已有的电动车控制器，多数是由简单的模拟与数字器件组合而成的脉冲调宽式电路来实现。虽然达到了对电机速度的控制，但是脉宽调制电路的稳定性及对蓄电池放电状态的监控性能也难以周全。
本实用新型的目的是，提供一种由单片微处理器组成的智能式电动车控制器，其特点为功率开关脉冲的频率及占空比皆由软件编程来实现，并通过查询程序监视电源的放电电压和电流，通过键盘程序选择运行控制参数，通过显示程序显示用于速度控制的电流档位及电池工作的状态，通过安全保护程序在电源充电不足、过放电、过电流等情况时给出故障报警信号并进入保护程序。
本实用新型的技术解决方案为微处理器采用八位内含程序存储器的单片微处理器。控制车把通过采用光电器件或用霍耳器件组成无触点键盘电路，给出升速、行车、减速、仃车共四种控制状态，由微处理器的3个I/O端口进行输入控制。电源电压和电流的监测和报警通过微处理器的4个I/O端口进行输入控制。1个端口用于功率开关的控制，6个端口用于马达速度档位显示。
本实用新型的优点为由于采用了单片微处理器，通过固化于芯片内部的软件程序实现对输入信息的分析与处理，因而整机硬件电路简单。电机软起动，速度平稳。电压与电流实时监测控制，保证蓄电池在规范的条件下运行，沿长了蓄电池的有效寿命。由于有键盘工作状态、电源状态、速度档位等功能的控制与发光二极管显示作为人机界面，因而操作起来方便灵活。
附
图1为本实用新型的原理框图。
附图2作为本实用新型实施例的电路总原理图。附图3为对应于附图2的无触点键盘式车把电路中的光电式键盘；附图4为对应于附图2的无触点键盘式车把电路中的霍耳器件式键盘。
以下结合附图，对本实用新型的实施例作详细的描述在附
图1中[1]IC电压稳定器、[2]单片微处理器、[3]电源监测电路、[4]无触点键盘式车把、[5]功率开关电路、[6]过流保护电路。[7]发光二极管速度档位显示电路。
在附图2中由R1、C1、IC1、C2组成降压稳压电源电路，用于将较高的电压降低并自动稳压，以保证微处理器及其外部电路可靠工作。无触点键盘电路”K”的输出，分别发出用于”升速”(KS)、”减速”(KJ)、”仃车”(KT)等控制指令，其逻辑状态分别加至微处理器的输入端P3.7、P3.4、P3.5，而VD7、VD8、VD9则用于上述三个指令的显示。VD10用于控制命令输入后稳速行驶的显示。按照指令所选的速度挡位，由微处理器的输出端P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6驱动VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6按六个不同的状态显示。对应档位的脉宽调制信号从P1.7输出，经VT7反向放大后加于功率埸效应管VT8的控制栅极，VT8的输出使马达按要求的速度运转。W4用于钳位VT8的栅源电压在安全值之内，VD15用在VT8截止时将尖峰感应电压导向电源正极和续流以保护VT8。由R29、R23、R20，R30、R25、R21,R31、R27、R22等组成的三个分压器，与W1、W2、W3及VT4、VT5、VT6分别对输入电源的高、中、低三个电平进行监测。VD11、VD12、VD13分别显示高、中、低三个电平的状态。高电平状态信息由VT4集电极送至微处理器P3.2，低电平状态由VT6集电极送至微处理器P3.1。以下以高电平监测为例，说明电平监测的电路原理。当电源电压等于或高于标定值时，调整电阻R29，使稳压二极管W1处于临界导通状，其导通电流被三极管VT4放大后，使VT4处于饱合状态，集电极为低电平，VD11点亮，微处理器输入端P3.2收到逻辑”0”信息。反之，若电源电平低于标定值时，则W1截止，VT4基极电流为零，集电极电流也为零，集电极电平为高电平，VD11熄灭，微处理器输入端P3.2收到逻辑”1”信息。VD14为报警显示，当上电时高电平上限不足，或运行中放电至低电平下限时，微处理器关断功率控制并使发光二极管VD14闪亮报警。
R33、C7组成微处理器上电自动复位电路。C5、C6、Q组成微处理器主时钟电路。C10,R39,R41,C9,VT9,R42等组成过电流保护电路，用于当功率管TV8电流超限时，TV9导通并饱和，向微处理器发送关断功率管指令。
在附图3中，IC3,IC4,IC5，为光电集成电路，B1,B2,B3为机械移动的光栅，TV1,TV2,TV3将光电信号放大后，从KS,KJ,KT输出与微处理器相匹配的逻辑电平。
在附图4中IC6,IC7,IC8为开关式霍耳集成电路，Z1,Z2,Z3为可机械移动的永久磁铁，该霍耳器件可从KS,KJ,KT输出直接与微处理器相匹配的逻辑电平在具体实现时，键盘形状可按旋转车把方式安装，刹车断电触点结构与速度设置相同，仅将其输出与”KT”并联即可。
权利要求一种智能式电动车控制器，它由包括IC电压稳定器、单片微处理器、电源监测电路、无触点键盘式车把、功率开关电路、过流保护电路及发光二极管速度档位显示电路等组成，其特征为IC电压稳定器的输出接到微处理器的Vcc端；无触点键盘车把、电源监测电路、发光二极管显示器等接到单片微处理器的I/O端口；运行控制的程序软件写入于微处理器芯片内的存储器中；由一位端口输出的脉宽调制信号经反向放大后再去驱动功率开关管；过流保护的采样电阻接于功率开关管的源极，并经一级放大后再送至单片微处理器的输入端口进行过流保护处理。
专利摘要本实用新型为一种智能式电动车控制器,其特征为由IC电压稳定器、单片微处理器及无触点键盘式车把、功率场效应开关管及少量一般电子元件等组成硬件电路,将程序软件固化于微处理器中内置的程序存储器中。可以实现蓄电池监控与自动保护、马达软起动及调速、紧急刹车断电、无触点键盘式车把控制及人机对话显示。其实用性在于可以用于电动自行车、电动三轮车、及其它以电为能源以直流电动机作动力的电气车辆作为控制装置。
文档编号B60L15/20GK2444811SQ0025045
公开日2001年8月29日 申请日期2000年9月4日 优先权日2000年9月4日
发明者刘彦茂, 刘亮 申请人:刘彦茂, 刘亮