电动车控制器基准电压预置系统及其预置方法

专利名称：电动车控制器基准电压预置系统及其预置方法
技术领域：
本发明属于电动车控制器领域，尤其是电动车控制器基准电压预置系统 及其预置方法。
技术背景电动车以其轻便、快捷、环保、节能、价格低廉等优点而备受消费者的 青睐。电动车控制器是电动车的核心部件之一，电动车通常是在电动车控制 器的控制下完成电动车的行驶、转弯、制动等任务。在电动车控制器的生产 过程中，由于元器件参数不一致会而导致电动车控制器的性能参数不同，例如，当使用不同功率的MOSFET管时，其驱动电路的相关参数就有所不同，因 而电动车控制器用于欠压保护的欠压值就必须要进行修改。目前，电动车控 制器修改欠压值的方法主要有两种 一种是通过软件方法修改程序或相应的 参数来实现，其缺点是，针对不同元器件的电动车控制器均需要开发相应的 软件版本，增加了软件开发与管理的工作量；另一种方法是对电动车控制器 的硬件电路进行修改，即修改硬件电路中的欠压值调整电阻来实现，其缺点 是，由于给定的参考电压的离散性和电阻精度的影响，测试人员经常需要做 多次调整才能使欠压值符合要求。综上所述，现有电动车控制器在修改欠压 值时存在以下一些问题l.不管采用软件方法或硬件方法，均存在修改过程所 花费时间长、生产效率低的问题；2.采用人工调整的方法很难提高电动车控 制器欠压值的精度，影响电动车控制器的性能；3.针对元器件参数不同的电 动车控制器存在多种不同的软件版本或硬件版本，增加了开发、生产及维修 的工作量；4.在修改的时候需要使用精密电阻对欠压值进行调整，造成生产 成本的提高。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、自动化程 度高、便于实现的电动车控制器基准电压预置系统及其预置方法，该方法可 有效地消除元器件参数不一致对电动车控制器的性能参数所造成的影响，提 高了生产效率及电动车控制器的性能，给电动车控制器的设计、生产及维修 带来极大的便利。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种电动车控制器基准电压预置系统，由上位控制机、基准电源和电动 车控制器构成，上位控制机与电动车控制器之间使用串行通信方式连接，上位控制机与基准电源通过控制线相连接，基准电源的基准电压输出端与电动 车控制器的基准电压输入端口相连接，经基准电压预置系统采集的基准电压值存储到电动车控制器内的E2PROM (电可擦写可编程只读存储器 Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)中。而且，所述的电动车控制器由单片机、E2PROM、电源、外部信号输入电 路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路构成，单片 机通过I/O接口分别与E2PROM、外部信号输入电路、工作状态输出电路及 驱动电路相连接，驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流 反馈电路的输出端与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机 相连接，该单片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的I/O接口 与基准电源的基准电压输出端相连接。而且，所述的电动车控制器由内置E2PROM的单片机、电源、外部信号 输入电路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路构成， 单片机通过I/O接口分别与外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电 路相连接，驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电 路的输出端与单片机的1/0接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接， 该单片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电 源的基准电压输出端相连接。而且，所述的电动车控制器由内置仿真E2PROM的单片机、电源、外部 信号输入电路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路 构成，单片机通过I/O接口分别与外部信号输入电路、工作状态输出电路及 驱动电路相连接，驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流 反馈电路的输出端与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机 相连接，该单片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的I/O接口 与基准电源的基准电压输出端相连接。而且，所述的通信接口为单片机的串行通信接口或单片机的一个I/O接口 或单片机的两个1/0接口或与外部信号输入电路相连接的一个1/0接口。一种电动车控制器基准电压的预置方法，该方法包括下述步骤(1) .上位控制机向电动车控制器发送基准电压预置命令并开启基准电源向 电动车控制器提供基准电压；(2) .电动车控制器接收基准电压预置命令后，对基准电压输入端口的基 准电压进行采集和A/D转换后获得基准电压值；(3) .电动车控制器对基准电压值进行存储处理，并将存储动作完成的信 息向上位控制机发送；(4) .上位机接收存储动作完成信息后进行分析处理，完成电动车控制器基准电压的预置。而且，所述的电动车控制器对基准电压值进行存储处理的步骤为(1) .判断基准电压值是否超出范围，如果超范围则将存储结果信息设置为 采集值超范围标志，处理结束，否则进入下一步；(2) .将基准电压值写入到电动车控制器内的E2PROM中，并判断写入的数 据是否正确，如果正确则将存储结果信息设置为预置成功标志，否则设置为 写E^ROM失败标志。而且，所述的基准电压值是对基准电压输入端口的基准电压进行2 16 次采集后取平均值得到的。本发明的优点和积极效果是1. 本发明是在上位控制机与电动车控制器之间建立一种通信控制方式， 使得电动车控制器在上位控制机的控制下对基准电源提供的基准电压进行采 集和A/D转换获得基准电压值，并将该基准电压值存储到电动车控制器的 E2PROM中，实现了电动车控制器基准电压的预置，这种通过电动车控制器 内部电路对基准电压进行采集与转换的方法，消除了采用不同元器件造成的 误差影响，电动车控制器将采集到的基准电压值作为标准来设置欠压值，保 证了欠压保护的准确性和有效性，同时大幅提高了欠压值的精度。2. 本发明采用智能化自动处理过程，具有操作简单、使用方便的特点， 在实际使用时，只需将上位控制机、电动车控制器及基准电源连接好，即可 实现对基准电压的自动采集和A/D转换过程并将获得的基准电压值存储到电 动车控制器的E2PROM中，实现基准电压的预置功能，縮短了处理时间、提 高了生产效率。3. 本发明是通过电动车控制器内部电路对基准电压进行采集，消除了采 用不同元器件造成的误差影响，因此不需要使用精密电阻即可实现对基准电 压的预置，降低了电动车控制器的硬件成本，同时减少了电动车控制器的软 件版本和硬件版本，给电动车控制器的设计、生产及维修带来极大的便利。4. 本发明具有设计合理、自动化程度高、实现简便的特点，有效地消除 元器件参数不一致对电动车控制器的性能参数所造成的影响，提高了生产效 率及电动车控制器的性能，给电动车控制器的设计、生产及维修带来极大的 便利。


图1是电动车控制器基准电压预置系统连接方框图；图2是第一种电动车控制器与上位控制机及基准电源连接方框图；图3是第二种电动车控制器与上位控制机及基准电源连接方框图；图4是第三种电动车控制器与上位控制机及基准电源连接方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。本电动车控制器基准电压预置系统由上位控制机、基准电源和电动车控 制器构成，上位控制机与电动车控制器之间使用串行通信方式连接，上位控 制机与基准电源通过控制线相连接，基准电源的基准电压输出端与电动车控制器的基准电压输入端口相连接，电动车控制器内置有E2PROM (电可擦写 可编程只读存储器Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory),经 基准电压预置系统采集的基准电压值存储到电动车控制器内的E2PROM中。上述系统中的电动车控制器有三种形式，下面分别说明第一种形式如图2所示，该电动车控制器由单片机、E2PROM、电源、外 部信号输入电路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电 路构成，电源为电动车控制器提供工作电源，单片机通过I/O接口分别与 E2PROM、外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相连接，驱动电 路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的输出端与单片 机的1/0接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，E^ROM为电可 擦写可编程只读存储器，具有非挥发性半导体存储器特性，存储在其内部的 数据不会丢失，因此，用其存储电动车控制器的参数及运行状态数据是安全 的，E^ROM可以在单片机的控制下进行数据的存储与读取，在本实施例中， 单片机采用的是picl6F72单片机，E2PROM使用了 24CXX或者24LCXX系列 的存储器，外部信号输入电路包括转速信号、霍尔信号、刹车信号及防盗报 警信号，工作状态输出电路包括速显、面板状态显示及电流表头显示。该单 片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源的 基准电压输出端相连接。第二种形式如图3所示，该电动车控制器由内置E^ROM的单片机、电 源、外部信号输入电路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流 反馈电路构成，内置E2PROM的单片机为picl6F877的单片机，该单片机通 过1/0接口分别与外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相连接， 驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的输出端 与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，该单片机 还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源的基准 电压输出端相连接。第二种形式的电动车控制器的结构与第一种形式的电动 车控制器的区别在于，其采用内置E2PROM的单片机取代了外接的E2PROM。第三种形式如图4所示，该电动车控制器由内置仿真E2PROM的单片机、 电源、外部信号输入电路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电 流反馈电路构成，内置仿真E2PROM的单片机为STC12C5401AD的单片机，该单片机为flash ROM的单片机，在单片机内部利用单片机的flash ROM的 一部分，用软件工具或软件仿真为E2PROM。该单片机通过1/0接口分别与 外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相连接，驱动电路、功率 管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的输出端与单片机的I/O 接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，该单片机还通过其通信接 口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源的基准电压输出端相连 接。第三种形式的电动车控制器的结构与第一种形式的电动车控制器的区别 在于，其采用内置仿真E2PROM的单片机取代了外接的E2PROM。上述电压预置系统中的上位控制机是一台安装有基准电压预置软件的计 算机并具有串行通信接口与电动车控制器进行连接，在上位控制机上设有相 应的操作菜单与处理功能并实现与电动车控制器的通信控制功能，电动车控 制器上的单片机通过其通信接口与上位控制机之间串行通信连接有以下三种 连接方式1. 使用单片机的串行通信口与上位控制机相连接；2. 使用单片机的I/O接口与上位控制机相连接，这种连接方式，可以 使用一个I/O接口进行半双工通信方式进行通信，也可以使用两个I/O接口 进行全双工通信方式进行通信3. 使用单片机的带有A/D转换功能的I/O接口与上位控制机相连接， 该I/O接口一方面作为通信接口与上位控制机相连接，同时与外部信号输入 电路，如转速信号相连接，由于I/O接口与上位控制机通信时为数字信号， 而作为外部输入信号为模拟信号输入，§卩当单片机检测到模拟信号输入的 时候，判断为转速信号输入，进入A/D模式；当单片机检测到数字信号输入 的时候，判断为通信信号，进入通信模式。本电动车控制器基准电压的预置方法，是在电动车控制器基准电压预置系 统上实现的，该方法包括下述步骤-1. 上位控制机向电动车控制器发送基准电压预置命令并开启基准电源向 电动车控制器提供基准电压，如对于一个工作电压为48V的电动车控制器， 该基准电源向电动车控制器的基准电压输入端口提供一个41V士50mV的基准 电压；2. 电动车控制器接收基准电压预置命令后，对基准电压输入端口的基准 电压进行采集和A/D转换后获得基准电压值，该基准电压值是对基准电压输 入端口的基准电压进行2 16次采集后取平均值得到的。3. 电动车控制器对基准电压值进行存储处理，并将存储结果信息向上位 控制机发送；在对基准电压值进行存储处理的处理步骤为(1).判断基准电压值是否超出范围，如果超范围则将存储结果信息设置为8采集值超范围标志，处理结束，否则进入下一步；
(2).将基准电压值写入到电动车控制器内的E2PROM中，并判断写入的数
据是否正确，如果正确则将存储动作完成的信息设置为预置成功标志，否则
设置为写E2PROM失败标志。
在完成基准电压值进行存储处理后，将存储动作完成的信息如预置成
功标志、采集值超范围或写E2PROM失败标志向上位控制机进行发送；
4.上位机接收存储动作完成信息后进行分析处理，根据预置成功标志、
采集值超范围或写E2PROM失败标志进行相应的显示、打印或存储处理。 通过上述步骤即可实现电动车控制器基准电压的预置功能。 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此
本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据
本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种电动车控制器基准电压预置系统，其特征在于由上位控制机、基准电源和电动车控制器构成，上位控制机与电动车控制器之间使用串行通信方式连接，上位控制机与基准电源通过控制线相连接，基准电源的基准电压输出端与电动车控制器的基准电压输入端口相连接，经基准电压预置系统采集的基准电压值存储到电动车控制器内的E2PROM中。
2. 根据权利要求l所述的电动车控制器基准电压预置系统，其特征在于:所述的电动车控制器由单片机、E2PROM、电源、外部信号输入电路、工作状 态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路构成，单片机通过I/O 接口分别与E2PROM、外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相 连接，驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的 输出端与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，该 单片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源 的基准电压输出端相连接。
3. 根据权利要求1所述的电动车控制器基准电压预置系统，其特征在于 所述的电动车控制器由内置E^ROM的单片机、电源、外部信号输入电路、 工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路构成，单片机通 过1/0接口分别与外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相连接， 驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的输出端 与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，该单片机 还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源的基准 电压输出端相连接。
4. 根据权利要求l所述的电动车控制器基准电压预置系统，其特征在于 所述的电动车控制器由内置仿真E卞ROM的单片机、电源、外部信号输入电 路、工作状态输出电路、驱动电路、功率管开关及电流反馈电路构成，单片 机通过I/O接口分别与外部信号输入电路、工作状态输出电路及驱动电路相 连接，驱动电路、功率管开关及电流反馈电路顺序相连接，电流反馈电路的 输出端与单片机的I/O接口相连接，功率管开关的输出端与电机相连接，该单片机还通过其通信接口与上位控制机相连接，单片机的1/0接口与基准电源 的基准电压输出端相连接。
5. 根据权利要求2或3或4所述的电动车控制器基准电压预置系统，其特征在于所述的通信接口为单片机的串行通信接口或单片机的一个I/O接 口或单片机的两个I/O接口或与外部信号输入电路相连接的一个I/O接口 。
6. —种电动车控制器基准电压的预置方法，其特征在于该方法包括下述步骤a).上位控制机向电动车控制器发送基准电压预置命令并开启基准电源向电动车控制器提供基准电压；(2) .电动车控制器接收基准电压预置命令后，对基准电压输入端口的基 准电压进行采集和A/D转换后获得基准电压值；(3) .电动车控制器对基准电压值进行存储处理，并将存储动作完成的信 息向上位控制机发送；(4) .上位机接收存储动作完成信息后进行分析处理，完成电动车控制器 基准电压的预置。
7. 根据权利要求6所述的电动车控制器基准电压的预置方法，其特征在 于所述的电动车控制器对基准电压值进行存储处理的步骤为(1) .判断基准电压值是否超出范围，如果超范围则将存储结果信息设置为 采集值超范围标志，处理结束，否则进入下一步；(2) .将基准电压值写入到电动车控制器内的E2PROM中，并判断写入的数 据是否正确，如果正确则将存储结果信息设置为预置成功标志，否则设置为 写E^ROM失败标志。
8. 根据权利要求6所述的电动车控制器基准电压的预置方法，其特征在 于所述的基准电压值是对基准电压输入端口的基准电压进行2 16次采集 后取平均值得到的。
全文摘要
本发明涉及一种电动车控制器基准电压预置系统及其预置方法，由上位控制机、基准电源和电动车控制器构成，上位控制机与电动车控制器之间使用串行通信方式连接，上位控制机与基准电源通过控制线相连接，基准电源的基准电压输出端与电动车控制器的基准电压输入端口相连接，电动车控制器在上位控制机的控制下对基准电源提供的基准电压进行采集和A/D转换获得基准电压值，并将该基准电压值存储到电动车控制器中的E²PROM中，实现了电动车控制器基准电压的预置。本发明具有设计合理、自动化程度高、实现简便的特点，有效地提高了生产效率及电动车控制器的性能，给电动车控制器的设计、生产及维修带来极大的便利。
文档编号G05B19/418GK101320262SQ20081005378
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者云 何, 孔昭松, 平 蒋, 赵建虎 申请人:天津市松正电动科技有限公司