一种电动车控制系统及电动车的制作方法

本发明涉及电动车安全领域，特别是涉及一种电动车控制系统及电动车。

背景技术：

随着道路电动车的越来越多，电动车作为一种便捷的短距离出行方式深得大家所喜爱，而安全问题一直是出行过程的研究重点，目前电动车类出行电机控制系统为：仅仅依靠手把转动完成速度的控制，使用者在使用时经常出现未扶好电动车，而触动到手把造成电机转动，致使飞车现象，甚至出现驾驶者攥紧手把而被拖动的现象，这些都严重的危害到驾驶者及周围人群的人身安全。仅仅依靠手把信号控制电机速度的出行系统无疑会给安全出行造成严重隐患。所以需要一种更为安全的电动车控制技术，保证用户在使用电动车过程中的安全性。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电动车控制系统及电动车，用于解决现有技术中不能有效的保障电动车使用安全的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电动车控制系统，包括：中枢控制模块，用于判断所述电动车的状态；速度控制模块，用于根据用户执行的速度调节操作，生成速度控制信号；电机；电机控制器，与所述中枢控制模块、所述速度控制模块及所述电机电连接，用以在所述电机处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态以及所述速度控制信号，控制所述电机的运行。

在一具体实施例中，所述电动车的状态包括等待状态以及准备完成状态；且所述电机控制器用以在所述电机处于未运行的状态下，获取到所述电动车处于所述准备完成状态时，允许根据所述速度控制信号控制所述电机的运行。

在一具体实施例中，所述电动车控制系统还包括与所述中枢控制模块电连接的陀螺仪，所述陀螺仪设置于所述电动车上，所述中枢控制模块根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于平衡状态时，判断所述电动车处于所述准备完成状态；且所述中枢控制模块根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于非平衡状态时，判断所述电动车处于所述等待状态。

在一具体实施例中，所述电动车控制系统还包括与所述中枢控制模块电连接的握紧传感器，所述握紧传感器安装于所述电动车的车把手上，所述中枢控制模块根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于所述平衡状态且根据所述握紧传感器检测到所述车把手被握紧时，判断所述电动车处于所述准备完成状态；且所述中枢控制模块根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于非平衡状态或根据所述握紧传感器检测到所述车把手未被握紧时，判断所述电动车处于所述等待状态。

在一具体实施例中，所述电动车控制系统还包括与所述电机控制器电连接的踏频传感器，用以根据检测到的所述踏板的转动，生成踏板转动信号，并将该踏板转动信号发送至所述电机控制器；所述电机控制器用以在所述电机处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态、所述踏板转动信号以及所述速度控制信号，控制所述电机的运行。

在一具体实施例中，所述电机控制器用以在所述电机处于未运行的状态下，获取到所述电动车处于所述准备完成状态且接收到所述踏板转动信号时，允许根据所述速度控制信号控制所述电机的运行，以启动所述电机。

在一具体实施例中，所述电机控制器在所述电机处于运行状态下接收到所述速度控制信号时，直接根据所述速度控制信号控制所述电机的运行。

在一具体实施例中，所述中枢控制模块还用以根据电机运行数据和/或电动车的状态数据，向所述电机控制器发送优化处理命令。

在一具体实施例中，所述中枢控制模块还用以根据电机运行数据，向所述电机控制器发送优化处理命令的过程包括：所述中枢控制模块根据所述电机运行数据判断所述电机处于启动状态时，向所述电机控制器发送缓启动信号，以供所述电机控制器根据所述缓启动信号令所述电机以对应的速度增长模式逐渐增加电机运行速度至第一指定值；

和/或所述中枢控制模块根据所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态时，向所述电机控制器发送下坡运行信号，以供所述电机控制器根据所述下坡运行信号令所述电机以对应的第一力矩运行，且令所述电机以第一速度调整模式调整所述电机的运行速度至第二指定值；和/或

所述中枢控制模块根据所述电机运行数据判断所述电动车处于上坡状态时，向所述电机控制器发送上坡运行信号，以供所述电机控制器根据所述上坡运行信号令所述电机以对应的第二力矩运行，且令所述电机以第二速度调整模式调整所述电机的运行速度至第三指定值。

在一具体实施例中，所述电动车控制系统还包括与所述中枢控制模块电连接的定位模块，所述电动车的状态数据包括根据所述定位模块获取的电动车位置信息；其中，所述中枢控制模块还用以根据所述电机运行数据和/或所述电动车的状态数据，向所述电机控制器发送优化处理命令的过程包括：

所述中枢控制模块根据所述电动车位置信息和/或所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态时，向所述电机控制器发送下坡运行信号，以供所述电机控制器根据所述下坡运行信号令所述电机以对应的第一力矩运行，且令所述电机以第一速度调整模式调整所述电机的运行速度至第二指定值；和/或

所述中枢控制模块根据所述电动车位置信息和/或所述电机运行数据判断所述电动车处于上坡状态时，向所述电机控制器发送上坡运行信号，以供所述电机控制器根据所述上坡运行信号令所述电机以对应的第二力矩运行，且令所述电机以第二速度调整模式调整所述电机的运行速度至第三指定值。

在一具体实施例中，所述电动车控制系统还包括与所述电机控制器电连接的语音模块，且所述电机控制器用以在所述电动车处于所述等待状态或在所述电动车处于所述准备完成状态而未接收到所述踏板转动信号时，令所述语音模块播放预设的提示语音。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电动车，包括如上任一项所述的电动车控制系统。

如上所述，本发明提供一种电动车控制系统及电动车，其中，所述电动车控制系统包括中枢控制模块，用于判断所述电动车的状态；速度控制模块，用于根据用户执行的速度调节操作，生成速度控制信号；电机；电机控制器，与所述中枢控制模块、所述速度控制模块及所述电机电连接，用以在所述电机处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态以及所述速度控制信号，控制所述电机的运行。即，所述电动车在启动的时候，根据中枢控制模块的检测结果判断当前达到启动条件时，才允许根据速度控制模块的速度请求控制电机的运行，可以有效的保障电动车使用过程中的安全性能，防止电动车的意外启动。

附图说明

图1显示为本发明的电动车控制系统在一具体实施例中的组成示意图。

图2显示为本发明的电动车控制系统在一具体实施例中的组成示意图。

图3显示为本发明的电机控制器在一具体实施例中的运行流程示意图。

元件标号说明

1电动车控制系统

11中枢控制模块

12速度控制模块

13电机

14电机控制器

15踏频传感器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定.这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一预设阈值可以被称作第二预设阈值，并且类似地，第二预设阈值可以被称作第一预设阈值，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一预设阈值和预设阈值均是在描述一个阈值，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个预设阈值。相似的情况还包括第一音量与第二音量。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加.此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

以下将以具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种电动车控制系统，用以在电动车启动时进行安全控制，该电动车控制系统包括中枢控制模块、速度控制模块、电机和电机控制器，其中，电机控制器只有在中枢控制模块输入的状态达到准备完成状态时，才允许根据速度控制模块的速度控制信号控制电机的运行，可以有效的防止用户在未准备好时，发生的飞车现象。具体的，参阅以下的描述。

请参阅图1，显示为本发明的电动车控制系统在一具体实施例中的组成示意图。所述电动车控制系统1应用于电动车中，所述电动车控制系统1包括：中枢控制模块11、速度控制模块12、电机13以及电机控制器14。

所述中枢控制模块11用于判断所述电动车的状态；其中，所述电动车的状态包括等待状态以及准备完成状态。在具体应用中，所述中枢控制模块11为具有数据处理功能的微处理器及相关的外围电路组成，可以完成整个电动车的通信及其它控制功能，且当电动车上电时，所述中枢控制模块11可向所述电机控制器14发送上电信号，所述电机控制器14根据该上电信号进行电机控制器14和电机13的上电操作。即，中枢控制模块11具有与服务器通信的功能以及对其它检测信号的收集和逻辑分析决定功能。

例如，在一具体实施例中，所述电动车控制系统1还包括与所述中枢控制模块11电连接的陀螺仪，所述陀螺仪设置于所述电动车上，所述中枢控制模块11根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于平衡状态时，判断所述电动车处于所述准备完成状态；且所述中枢控制模块11根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于非平衡状态时，判断所述电动车处于所述等待状态。其中，陀螺仪是一种用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。

例如，在一些实施例中，所述电动车控制系统1还包括与所述中枢控制模块11电连接的握紧传感器，所述握紧传感器安装于所述电动车的车把手上，所述电动车的两个车把手中的至少一个设置有所述握紧传感器。所述中枢控制模块11根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于所述平衡状态且根据所述握紧传感器检测到所述车把手被握紧时，判断所述电动车处于所述准备完成状态；且所述中枢控制模块11根据所述陀螺仪检测到所述电动车处于非平衡状态或根据所述握紧传感器检测到所述车把手未被握紧时，判断所述电动车处于所述等待状态。在具体应用中，该握紧传感器例如为压力传感器，且当该压力传感器检测到的压力大于一压力阈值时，判断所述车把手被握紧，且该压力传感器检测到的压力小于或等于所述压力阈值时，判断所述车把手未被握紧。或者，在另一具体实施例中，所述握紧传感器还可以为光电传感器。例如，所述光电传感器由于光线被遮挡而使检测到的光线强度降低到一光线强度阈值时，判断所述车把手被握紧；所述光电传感器检测到光线强度大于或等于所述光线强度阈值时，判断所述车把手未被握紧。

所述速度控制模块12用于根据用户执行的速度调节操作，生成速度控制信号；所述速度控制模块12可根据可旋转的车把手进行速度的调节。例如，用户通过对安装有所述速度控制模块12的车把手进行旋转时，产生速度控制信号，且可将所述速度控制信号传送至所述电机控制器。且所述车把手被旋转的幅度越大，所述电机控制器14根据所产生的所述速度控制信号控制所述电机13的运行速度越大。且所述速度控制模块12可根据所述车把手的旋转，产生模拟的速度控制信号发送至所述电机控制器14。所述速度控制模块12的电路结构可根据需要具体选取，在此不做赘述。

所述电机控制器14与所述中枢控制模块11、所述速度控制模块12及所述电机13电连接，用以在所述电机13处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态以及所述速度控制信号，控制所述电机13的运行。其中，所述电机13可为永磁电机。电机控制器14是通过主动工作来控制电机13按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。电机控制器14根据其电流形式的不同可以分为直流电机控制器和交流电机控制器，电机13根据其驱动方式的不同还可分为直流电机、无刷直流电机和步进电机。本发明的所述电机13和所述电机控制器14的类型可根据其使用的不同的应用环境，而进行灵活的选取，在此不加限定。

在一些实施例中，所述电机控制器14用以在所述电机13处于未运行的状态下，获取到所述电动车处于所述准备完成状态时，允许根据所述速度控制信号控制所述电机13的运行。即可保证所述电动车在启动电动车的时候，不容易发生飞车的现象。

且在所述电机13处于运行的状态下，所述电机控制器14接收到所述速度控制模块12的速度控制信号时，直接根据所述速度控制信号控制所述电机13的速度调节。即在电机13处于未运行状态和处于运行状态下，所述电机控制器14接收到所述速度控制信号时，采用不同的处理逻辑，可以更加有效的保障用户行车的安全性。

由于用户在推行状态下，电动车的状态可以满足所述准备完成状态(即电动车处于平衡且车把手被握紧)，即只根据所述中枢控制模块11的状态判断容易导致用户在推行时的电机意外启动，所以为了进一步防止电动车的意外启动，如图2所示，本发明的所述电动车控制系统1还包括与所述电机控制器14电连接的踏频传感器15，用以根据检测到的所述踏板的转动，生成踏板转动信号，并将该踏板转动信号发送至所述电机控制器14；且所述电机控制器14用以在所述电机13处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态、所述踏板转动信号以及所述速度控制信号，控制所述电机13的运行。

在具体实施例中，所述踏频传感器15可根据磁感应的原理检测所述踏板的转动，例如，踏频传感器15包括固定于踏板转轴处的第一磁感应部以及固定于所述电动车车架上的第二磁感应部，其中所述第二磁感应部的安装位置与所述踏板转轴对应，且所述踏板被转动时，所述第一磁感应部被转动，以使得所述第一磁感应部和所述第二磁感应部间产生的磁感应信号形成周期性的变化，且该磁感应信号的一个周期性的变化即代表所述踏板被转动一圈。在另一具体实施例中，也可应用光电传感器检测所述踏板转动信号，该光电传感器对应所述踏板的安装于电动车车架上，且该踏板被转动到某一位置时，所述光电传感器的光线被遮挡，即可根据所述光电传感器检测到的光线被遮挡的次数，获取该踏板转动的次数。

具体的，所述电机控制器14用以在所述电机13处于未运行的状态下，获取到所述电动车处于所述准备完成状态且接收到所述踏板转动信号(即判断所述踏板被转动)时，允许根据所述速度控制信号控制所述电机的运行，以启动所述电机13。即电动车不仅处于平衡和车把手被握紧的状态，而且用户已经坐上电动车踩动该踏板，可以较为准确的表明用户启动电动车的意愿，在该状态下启动电机的运行，可以进一步保障用户的用户安全性，即由踏频传感器15和中枢控制模块11实现双闸门的电机启动过程。

在一些实施例中，所述中枢控制模块11还用以根据电机运行数据和/或电动车的状态数据，向所述电机控制器14发送优化处理命令。

其中，在一些实施例中，所述中枢控制模块11还用以根据所述电机运行数据，向所述电机控制器14发送优化处理命令的过程包括：

所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据判断所述电机13处于启动状态时，向所述电机控制器14发送缓启动信号，以供所述电机控制器14根据所述缓启动信号令所述电机13以对应的速度增长模式逐渐增加电机运行速度至第一指定值；其中，所述电机控制器14令在未运行状态的所述电机13进行启动时，判断所述电机处于所述启动状态。且所述电机控制器14可根据所述中枢控制模块11发送的所述缓启动信号，令所述电机13缓慢启动，防止突然的加速，对用户的安全造成威胁，且可提高用户的用户体验。

在另一些实施例中，所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据，向所述电机控制器14发送优化处理命令的过程包括：所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态时，向所述电机控制器14发送下坡运行信号，以供所述电机控制器14根据所述下坡运行信号令所述电机13以对应的第一力矩运行，且令所述电机以第一速度调整模式调整所述电机的运行速度至第二指定值；即可令所述电动车在下坡时以一较为均匀的速度运行。所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态的步骤可包括：所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据获取所述电动车的当前力矩，而当所述当前力矩小于一预设的力矩范围的最小值时，判断所述电动车处于所述下坡状态。且当所述电动车的运行力矩在所述预设的力矩范围内时，可判断所述电动车当前处于较为平稳的路面。

在另一些实施例中，所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据判断所述电动车处于上坡状态时，向所述电机控制器14发送上坡运行信号，以供所述电机控制器14根据所述上坡运行信号令所述电机13以对应的第二力矩运行，且令所述电机13以第二速度调整模式调整所述电机13的运行速度至第三指定值。即可令所述电动车在上坡时以一较为均匀的速度运行。所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据判断所述电动车处于上坡状态的步骤可包括：所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据获取所述电动车的当前力矩，而当所述当前力矩大于所述预设的力矩范围的最大值时，判断所述电动车处于所述下坡状态。

在一些实施例中，所述电动车控制系统1还包括与所述中枢控制模块11电连接的定位模块，所述电动车的状态数据包括根据所述定位模块11获取的电动车位置信息；所述定位模块可为gps模块和北斗系统的结合。其中，所述中枢控制模块11还用以根据所述电机运行数据和/或所述电动车的状态数据，向所述电机控制器14发送优化处理命令的过程包括：

在一些实施例中，所述中枢控制模块11根据所述电动车位置信息和/或所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态时，向所述电机控制器14发送下坡运行信号，以供所述电机控制器14根据所述下坡运行信号令所述电机13以对应的第一力矩运行，且令所述电机13以第一速度调整模式调整所述电机13的运行速度至第二指定值；即可令所述电动车在下坡时以一较为均匀的速度运行。例如，所述中枢控制模块11根据所述电动车位置信息和所述电机运行数据判断所述电动车处于下坡状态的步骤可包括：所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据获取所述电动车的当前力矩，而当所述当前力矩小于一预设的力矩范围的最小值时，进一步根据所述电动车位置信息判断所述电动车处于下坡的位置时，判断所述电动车处于所述下坡状态。且当所述电动车的运行力矩在所述预设的力矩范围内时，可判断所述电动车当前处于较为平稳的路面。

在另一些实施例中，所述中枢控制模块11根据所述电动车位置信息和/或所述电机运行数据判断所述电动车处于上坡状态时，向所述电机控制器14发送上坡运行信号，以供所述电机控制14器根据所述上坡运行信号令所述电机13以对应的第二力矩运行，且令所述电机13以第二速度调整模式调整所述电机的运行速度至第三指定值。即可令所述电动车在上坡时以一较为均匀的速度运行。例如，所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据和所述电动车位置信息判断所述电动车处于上坡状态的步骤可包括：所述中枢控制模块11根据所述电机运行数据获取所述电动车的当前力矩，而当所述当前力矩大于所述预设的力矩范围的最大值时，进一步根据所述电动车位置信息判断所述电动车处于上坡的位置时，判断所述电动车处于所述下坡状态。

即可根据所述定位模块判断所述电动车当前是否处于所述上坡状态或下坡状态，或者可根据所述定位模块获取的所述电动车位置信息和所述电机运行数据的结合，更为精确的判断所述电动车当前是否处于所述上坡状态或下坡状态。例如当所述电动车的当前力矩小于所述预设的力矩范围的最小值，且根据所述定位模块，判断所述电动车当前的位置处于下坡位置时，判断所述电动车处于所述下坡状态。

在一些实施例中，所述电动车控制系统1还包括与所述电机控制器14电连接的语音模块，且所述电机控制器14用以在所述电动车处于所述等待状态或在所述电动车处于所述准备完成状态而未接收到所述踏板转动信号时，令所述语音模块播放预设的提示语音。例如，所述电机控制器14接收到所述中枢控制模块发送的所述等待状态时，令所述语音模块播放“请保持车辆平衡”或“请握紧把手”的语音。例如，所述电机控制器14接收到所述中枢控制模块11发送的所述准备完成状态而未接收到所述踏频传感器15发送的所述踏板转动信号时，令所述语音模块播放“请注意踩动踏板”的语音。

本发明的电动车控制系统1，利用中枢控制模块11以及踏频传感器15的检测，为电机控制器14根据速度控制模块12进行电机13的运行控制提供预判条件，且当符合预设的安全条件时，电机控制器14才允许据速度控制模块12进行电机13的运行控制，进一步的保障用户的用车安全性。

参阅图3，显示为本发明的电机控制器在一具体实施例中的运行流程示意图。

具体包括：

中枢控制模块11在电动车上电的时候，向所述电机控制器14发送上电信号，且电机控制器14根据该上电信号，进行电机控制器14和电机13的上电，所述电机控制器14进入idol状态(即等待命令状态或者说是处于空闲状态)。当所述电机控制器14接收到所述速度控制模块12发送的速度请求时，首先判断所述电机13是否处于运行状态，当所述电机13处于运行状态时，直接允许所述速度请求，且根据所述速度请求输出对应的pwm信号至所述电机13，以控制所述电机13的运行，例如控制所述电机13加速或减速，而当所述电机13在运行过程中，所述电机控制器14接收到制动请求时，令所述电机13停止运行。而当所述电机13在运行过程中，所述电机控制器14未接收到所述制动请求时，返回判断是否有速度请求的步骤。

当所述电机控制器14接收到所述速度控制模块12发送的速度请求，且判断所述电机13处于非运行状态时，继续根据所述中枢控制模块11的检测结果判断所述电动车是否处于准备完成状态，当所述电动车处于等待状态时(非准备完成状态)，所述电机控制器14令语音模块进行预设的第一语音提示，例如，提示“请扶稳车辆”，并返回所述电机控制器14进入idol状态的步骤。且当根据所述中枢控制模块11的检测结果判断所述电动车处于准备完成状态时，继续判断是否接收到所述踏板转动信号，当未接收到所述踏板转动信号时，令所述语音模块播放预设的第二语音提示，例如为“请注意踩动踏板”。当接收到了所述踏板转动信号时，允许所述速度控制模块12的速度请求，且输出对应的pwm信号至所述电机13，以控制所述电机13的运行。

综上所述，本发明提供一种电动车控制系统及电动车，其中，所述电动车控制系统包括中枢控制模块，用于判断所述电动车的状态；速度控制模块，用于根据用户执行的速度调节操作，生成速度控制信号；电机；电机控制器，与所述中枢控制模块、所述速度控制模块及所述电机电连接，用以在所述电机处于未运行状态下时，根据所述电动车的状态以及所述速度控制信号，控制所述电机的运行。即所述电动车在启动的时候，根据中枢控制模块的检测结果判断当前达到启动条件时，才允许根据速度控制模块的速度请求控制电机的运行，可以有效的保障电动车使用过程中的安全性能，防止电动车的意外启动。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。