电机变档与机械变档组合电动教练车的制作方法
【专利摘要】一种能够用于驾校学员学车的电机变档与机械变档组合电动教练车。它是在普通燃油教练车的基础上经电气化改造而成。该车用智能变档永磁无刷电动机代替原有的燃油机，并加装电动液压泵、电动真空泵、电源转换器、驾控器、液压泵与真空泵的自动控制系统以及由启动车辆钥匙开关的模拟汽油机启动声响模块。保持车辆原有的机械变速系统、灯光、音响信号等系统不变。该电动教练车因采用机械变档与电机变档组合的方式，其性能优于普通的电动教练车，电机功率小，耗电更少，加速动力强劲，高速性能优越，驾驶感觉与燃油教练车一样。
【专利说明】电机变档与机械变档组合电动教练车
所属【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机变档与机械变档组合电动教练车，尤其是因采用了电机变档技术和液压泵及真空泵的自动控制。其耗电更少，动力性能更好，具有很高的时速并能保持燃油教练车的驾驶感觉。
【背景技术】
[0002]目前，已有的电动教练车基本上有两大类:一类是用电动机取代燃油机而不用蓄电池，由车辆拖动移动电缆而工作，该类电动教练车属于第一代，因其存在的明显缺点，如灵活性不好，需要在教练场地上架设电缆及电缆活动支架，安全性差等会逐步退出市场；另一类是电动机取代燃油机的同时采用蓄电池供电，不需要安装拖动电缆，属于第二代的电动教练车，但因其采用的是普遍的电动机，因而为满足电动教练车的动力指标，需要安装较大功率的电机，这不仅造成耗电多而且需要配置大容量的蓄电池。导致车辆成本增加。如实用新型“电动教练车”(CN201477758V)中所述:“蓄电池通过电控系统连接驱动电机”就没有变档电机的说明，只能是普通的电机。另外其控制转向助力电机的方式是采用扭矩传感器，只有方向盘转动，在扭矩传感器感知的情况下，才会输出电机控制信号，因此由传感器到电机存在几个环节不可避免地要有一定的延时，从而使方向盘的助力性能受到影响。正如上述专利所述的那种当方向盘转动时，扭矩传感器将信号传输给直流电机，直流电机转动输出动力助转向的运动。”这里并没有提到必然存在的环节:扭矩传感器输出信号给放大器，放大器放大后由继电器输出控制直流电机。本发明是在车辆半轴上安装转动传感器，只要轴转动就可输出控制信号，而不是方向盘转动时才输出控制信号。所以方向盘的助力性能更好。
【发明内容】
[0003]为了克服现有电动教练车的电动机功率大，耗电大及方向盘助力、刹车自动控制系统的灵敏度差的问题，本实用新型采用智能变档永磁无刷电机与原车机械变档系统相结合的方式及车辆半轴上安装转动传感器的方法，不仅电动教练车的耗电更少，动力性能好，还能达到较高的车速且方向盘的助力性能得以提高。
[0004]本实用新型解决其技术所采用的方案是:为了使电机变档与机械变档组合电动教练车具有与燃油教练车相同的驾驶特征，仍采用燃油的变速系统，离合、档位、刹车、灯光、喇叭、音响、及仪表等原车系统不变，在原燃油发动机的位置上安装智能变档永磁无刷电机，智能变档永磁无刷电动机设置一档、二档两个档位及手动与自动两种工作模式。并配置驾控器，电源转换器，模拟燃油机启动声响模块和电动液压泵和电动真空泵的自动控制系统。
[0005]驾控器的配置有电压表、电流表、电机定子温度表、电机转速表、模式转换按键、电机一档操作按键、二档操作按键、倒车开关、信号灯、插接端子座和电源开关，驾控器安装在驾驶室内。
[0006]驾控器的外部连线采用多芯屏蔽电缆，电缆的两头安装插接式端子头，一端与驾控器插接，另一端与电源、电机控制器、变档器及霍尔测速传感器的输出端子插接。驾控器上的电流表、电压表用于监视电池的工作状态，温度表、转速表用于监视电机的工作状态，模式按键可选择自动或手动挡，一档、二档键可直接控制电机的档位，还配置各种状态指示灯。
[0007]电源转换器设置两个，其中一个的输出与电动液压泵电机和电动真空泵电机连接，另一个的输出与车辆灯光、音响、仪表及控制系统连接。电源转换器的输入受安装于车辆半轴上的霍尔元件、智能芯片及继电器组成的电路控制。
[0008]模拟燃油机启动声响模块由录放音芯片、放音按键及喇叭组成，其放音按键与车辆启动钥匙开关并联。
[0009]助力部分:把车辆转向的助力由燃油机提供改为电动液压泵提供，把刹车的助力由燃油机提供改为电动真空泵提供，方便有效地节省了电力消耗，液压泵电机和真空泵电机采用自动控制，即车辆运动时液压泵电机和真空泵电机接通电源转动，而在车辆处于静止时则自动断掉电源。该自动控制系统的传感器为霍尔转速传感器，其输出经智能芯片放大后由继电器输出控制电源转换器的输入端。用于液压泵电机和真空泵电机的电源转换器为专用。车辆的其他部分如灯光、音响、仪表的电源由另外的电源转换器提供。机械变档与电机变档组合方式1:电机档位设置为一档此时机械变档范围为一档至五档，电机的转速低，电流小，转矩大，当机械档位放在一档或二档时教练车获得最大的转矩，最小的转速，动力性能好，非常适合驾校学员的场地项目训练；机械变档与电机变档的组合方式2:电机档位设置为二档此时机械变档的范围为一档至五档，电机转速高，如把机械档位变五档，则可使教练车的时速达到很高的程度，完全可以适应场地外的道路训练和学员进出教练场地的需要。另外，为使电机变档与机械变档组合电动教练车与燃油车的驾驶感觉相同，车驾驶室内还安装了由语音录放芯片、放音按键和放音喇叭组成的声响模块，其放音按键与车辆启动钥匙开关并联。
[0010]本实用新型的有益效果是:电机变档与机械变档组合电动教练车使驱动电机的功率大为减小，不仅节电效果更好，动力性能提高，车辆还能达到较快的速度，配置的蓄电池容量减小，又可减轻车重，降低造价，电流减小还提高了电池的寿命。另外，助力系统电源的自动控制从另一个方面进一步降低了电耗。音响模块的安装使用使得该电动教练车的驾驶感觉与燃油教练车相同。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0012]图1是本实用新型的整体连接关系图。
[0013]图2是驾控器的构成图。
[0014]图中1.智能变档永磁无刷电机，2.机械变速器，5.传感器，6.半轴，7.车轮，8.真空泵电机，9.液压泵电机，10.电机电源转换器，11.电控开关，12.车用灯光信号、音响、仪表等，13、灯光等电源转换器，14.蓄电池，15.智能变档器，16、驾控器，17.电机控制器，18.六档变档杆，19.驾控器壳，20.转速表，21.电压表，22.电流表，23.温度表，24.手动指示灯，25.自动指示灯，26.—档指示灯，27.变档指示灯，28.二档指示灯，29.倒车指示灯，30.模式按键，31.倒车开关，32.电源开关，33.—档键，34 二档键，35.插接端子座。
[0015]在图1中.智能变档永磁无刷电机(I)与机械变速器(2)安装在一起，该变速器由六档变档杆(18)操作，机械变速器(2)上安装传感器(5)和半轴(6)，半轴端部安装车轮(7)，传感器(5)的输出与电控开关(11)连接，电控开关(11)的输出与电机电源转换器
(10)连接，该转换器(10)的输出分别与用于车辆转向助力的液压泵电机和用于刹车助力的真空泵电机连接。蓄电池(14)分别与电机主控制器(17)、电控开关(11)、灯光等电源转换器(13)和智能变档器(15)连接。电控开关(11)与助力电机电源转换器(10)的输入端连接。驾控器(16)分别与智能变档永磁无刷电机(I)、电机控制器(17)、智能变档器(15)及灯光等电源转换器(13)的输出连接，智能变档器(15)还与智能变档永磁无刷电机(I)及电机主控器(17)连接。
[0016]在图2中驾控器由驾控器壳(19)、转速表(20)、电压表(21)电流表(22)、温度表
(23)、指示灯(24) (25) (26) (27) (28) (29)、按键(30) (33) (34)、倒顺开关(31)和装驾在控器壳(19)侧面的插接端子座(35)构成。
[0017]动作过程:自动模式，按下电源开关(32)，接通驾控器的电源，模式按键(30)选择自动模式时，指示灯(25)亮，按键(33)、(34)不起作用，智能变档永磁无刷电机(I)在智能变档器(15)的控制下，依其预先设置的车辆速度参数，自动在一档和二档之间转换，以适应不同的车速要求，此时如电机工作于一档，则指示灯(26)亮，如果电机工作于二档时，则指示灯(28)亮，在电机的档位变换过渡时间内，指示灯(27)亮。
[0018]手动模式:按下电源开关(32)，接通驾控器电源，模式键(30)选择手动，此时，手动指示灯(24)亮，根据需要，如在驾校场地训练学员，按下一档键(33)，智能变档永磁无刷电机(I)在一档低速、小电流大转矩特性下工作，此时操作六档变档杆(18)使机械变速器
(2)处于抵挡位置，机械档位与电机档位都处于低档位，二者组合，使电机在更小的电流、更低的转速和更大的转矩下工作，获得更大的节电效果。如在教练场地外的路上，无论学员练车或进出教练场上下班，需车辆有高的转速，此时按下二档键(34)，并使机械变速器(2)处于高档，机械档位与电机档位都处于高档位，二者组合使电机工作于高的转速下，可以获得需要的车辆速度，完全满足教练车的要求。倒顺开关(31)用于选择电机的转向，以使电机的转向和车辆的前后行驶相吻合。
[0019]另外，液压泵电机(9)、真空泵电机(8)受控于电控开关(11)、助力电机电源转换器(10)和传感器(5)组成的系统，只有当半轴(6)转动时，传感器(5)才有输出，并以此控制电控开关(11)使助力电机电源转换器(10)得电，这样只有在半轴(6)转动时，即车辆运动时，真空泵电机(8)和液压泵电机(9)才会得电，在车辆停止不动时二者皆失电，进一步为电动教练车节约电能。
【权利要求】
1.一种电机变档与机械变档组合电动教练车，在教练车内，原来的燃油发动机用电动机代替，机械变速器及变档操纵杆不变，仍采用燃油的变速系统，离合、档位、刹车、灯光、喇口八、音响、及仪表等原车系统，安装电动液压助力泵以助力车辆转向，安装电动真空泵以助力车辆刹车，车辆安装有各种灯具、音响、仪表，其特征是:所述电动机是智能变档永磁无刷电动机，并配置驾控器，电源转换器，模拟燃油机启动声响模块以及电动液压泵和电动真空泵的自动控制系统。
2.根据权利要求1所述的电机变档与机械变档组合电动教练车，其特征是:智能变档永磁无刷电动机设置一档、二档两个档位及手动与自动两种工作模式。
3.根据权利要求1所述的电机变档与机械变档组合电动教练车，其特征是:驾控器的配置有电压表、电流表、电机定子温度表、电机转速表、模式转换按键、电机一档操作按键、二档操作按键、倒车开关、信号灯、插接端子座和电源开关，驾控器安装在驾驶室内。
4.根据权利要求1所述的电机变档与机械变档组合电动教练车，其特征是:电源转换器电机变档与机械变档组合电动教练车设置两个，其中一个的输出与电动液压泵电机和电动真空泵电机连接，另一个的输出与车辆灯光、音响、仪表及控制系统连接。
5.根据权利要求4所述的电机变档与机械变档组合电动教练车，其特征是:转换器的输入受安装于车辆半轴上的霍尔元件、智能芯片及继电器组成的电路控制。
6.根据权利要求1所述的电机变档与机械变档组合电动教练车，其特征是:模拟燃油机启动声响模块由录放音芯片、放音按键及喇叭组成，其放音按键与车辆启动钥匙开关并联。
【文档编号】B60T13/46GK204236213SQ201420253517
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】尹永河 申请人:廊坊市科成节能技术有限公司