电动车限速装置、方法、电动车及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及共享电动车技术领域，尤其涉及一种限速装置、方法、电动车及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着电动车的普及，电动车的国家标准也在不断的更新完善。其中，对于电动车的行驶速度，国家已经出台了明确的规范。即电动自行车行驶速度不超过25km/h,轻便电动摩托车行驶速度不超过40km/h。

然而，在实际使用场景中，电动车的行驶速度可能会超过国家的限速标准。例如，当电动车处于下坡坡道时，由于重力加速度的加成，电动车的速度会非常快。而一旦电动车的行驶速度超过国家的限速标准，不仅会存在安全隐患，而且还会因为电机转速超过额定转速，导致反电动势电压高于电池电压，从而对电池造成损坏，此外，过高的反电动势电压还可能会导致电动车控制器的电路被烧毁，进而对电动车的性能造成影响。

现有技术中，无法保证电动车性能不受到反电动势电压的影响，因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以保证电动车性能不受到反电动势电压的影响的电动车限速装置、方法、电动车及计算机可读存储介质。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：电动车行驶速度超过国家限速标准时，用户无法及时采取减速操作，反电动势电压可能会对电动车的性能造成影响的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电动车限速装置，应用于电动车，该电动车包括速度检测模块、控制器和刹车模块，该电动车限速装置包括限速电机和微处理器；该速度检测模块连接该控制器，该微处理器连接该限速电机和该控制器；该限速电机连接该刹车模块；该速度检测模块被配置为：检测电动车当前的行驶速度；该控制器被配置为：获取该行驶速度；并判断该行驶速度是否大于第一阈值；以及在该行驶速度大于该第一阈值的情况下，向该微处理器发送刹车信号；该微处理器被配置为：接收该刹车信号；并根据该刹车信号控制该限速电机转动；该限速电机被配置为：带动该刹车模块执行减速操作；该刹车模块被配置为：通过执行减速操作降低该电动车的行驶速度。

在本发明的较佳实施方式中，上述装置还包括坡度角检测模块，该坡度角检测模块连接该控制器；该坡度角检测模块被配置为：检测电动车的行驶坡度角；该控制器还被配置为：获取行驶坡度角；并根据行驶坡度角判断电动车是否处于下坡路段以及在确定电动车处于下坡路段的情况下，控制速度检测模块检测电动车当前的行驶速度。

在本发明的较佳实施方式中，上述控制器具体被配置为：判断行驶坡度角是否大于第二阈值，若是，则确定电动车处于下坡路段。

在本发明的较佳实施方式中，上述坡度角检测模块具体被配置为：实时检测电动车的行驶坡度角，或者按照目标周期检测电动车的行驶坡度角。

在本发明的较佳实施方式中，上述控制器还被配置为：在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，确定行驶速度与第一阈值的差值；并确定差值所处的差值范围，以及根据差值范围确定目标周期；其中，一个差值范围对应一个周期，且差值范围中的包含的差值越大，差值范围对应的周期越长。

在本发明的较佳实施方式中，上述装置还包括节能模块；该节能模块连接在微处理器和限速电机的电机芯片之间；该控制器还被配置为：在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，输出节能信号；该微处理器还被配置为：接收该节能信号；并根据该节能信号使节能模块控制电机芯片处于节能模式。

本发明提供的电动车限速装置具有以下技术效果：电动车限速装置可以通过速度检测模块检测电动车当前的行驶速度，并在行驶速度大于第一阈值的情况下，自动通过微处理器作用于限速电机，控制限速电机转动并带动刹车模块执行减速操作。如此，一方面，由于电动车限速装置可以通过速度检测模块检测电动车当前的行驶速度，因此，可以及时获知电动车的超速情况，当行驶速度超过第一阈值后启动电动车限速装置以及时采取减速操作，从而将电动车的速度降低在预设范围内，进而消除安全隐患；另一方面，由于是额外设置了限速电机和微处理器来实现对电动车的减速操作，因此可以避免因超速引发的反电动势电压对电动车的控制器和电池造成的损坏，保护了电池和控制器。

第二方面，本发明提供了一种电动车限速方法，包括：控制器获取电动车当前的行驶速度；并判断行驶速度是否大于第一阈值；以及在行驶速度大于第一阈值的情况下，向微处理器发送刹车信号；微处理器接收刹车信号，并根据刹车信号控制执行减速操作。

在本发明的较佳实施方式中，在控制器获取电动车当前的行驶速度之前，该方法还包括：控制器获取电动车的行驶坡度角；并判断该行驶坡度角是否大于第二阈值；若是，则确定电动车处于下坡路段。

在本发明的较佳实施方式中，上述控制器获取电动车的行驶坡度角，包括：控制器实时获取电动车的行驶坡度角，或者按照目标周期获取电动车的行驶坡度角。

在本发明的较佳实施方式中，上述方法还包括：控制器在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，确定行驶速度与第一阈值的差值；并确定差值所处的差值范围，以及根据差值范围确定目标周期；其中，一个差值范围对应一个周期，且差值范围中的包含的差值越大，差值范围对应的周期越长。

第三方面，本发明提供了一种电动车，包括存储器和处理器。存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接。当电动车运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使电动车执行第二方面及其各种可能的实现方式提供的电动车限速方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第二方面及其各种可能的实现方式提供的电动车限速方法。

第五方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第二方面及其各种可能的实现方式提供的电动车限速方法。

需要说明的是，上述计算机指令可以全部或者部分存储在计算机可读存储介质上。其中，计算机可读存储介质可以与执行电动车限速装置的处理器封装在一起的，也可以与执行电动车限速装置的处理器单独封装，本发明实施例对此不作限定。

本发明中第三方面、第四方面以及第五方面的描述，可以参考第一方面和第二方面的详细描述；并且，第二方面、第三方面、第四方面以及第五方面描述的有益效果，可以参考第一方面的有益效果分析，此处不再赘述。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动车限速装置的一个较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电动车限速装置的电机芯片的电路连接示意图；

图3是本发明实施例提供的电动车限速方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本发明实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

通常情况下，用户可以通过电动车的手刹控制电动车的行驶速度，但是在行驶过程中，用户可能对速度的变化不是特别的敏感，例如，电动车的最大行驶速度为25km/h，若电动车处于下坡路段，则此时的行驶速度可能由原本的24km/h增加为26km/h。但是，一方面，用户无法确定电动车当前的行驶速度已经超过限速标准，从而无法及时采取减速操作；另一方面，从用户感知到速度过快到用户采用手刹刹车存在较长的反应时间，在这段反应时间内，反电动势电压可能已经对电动车的电池性能和控制器性能造成了影响。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动车限速装置，用于解决电动车行驶速度超过国家限速标准时，用户无法及时采取减速操作，反电动势电压可能会对电动车的性能造成影响的问题。该电动车限速装置应用于电动车，该电动车包括速度检测模块、控制器和刹车模块，该电动车限速装置包括限速电机和微处理器；该速度检测模块连接该控制器，该微处理器连接该限速电机和该控制器；该限速电机连接该刹车模块；该速度检测模块被配置为：检测电动车当前的行驶速度；该控制器被配置为：获取该行驶速度；并判断该行驶速度是否大于第一阈值；以及在该行驶速度大于该第一阈值的情况下，向该微处理器发送刹车信号；该微处理器被配置为：接收该刹车信号；并根据该刹车信号控制该限速电机转动；该限速电机被配置为：带动该刹车模块执行减速操作；该刹车模块被配置为：通过执行减速操作降低该电动车的行驶速度。

下面结合具体实施例和附图对上述实现方式进行详细的阐述。

如图1所示，本发明实施例提供一种电动车限速装置，应用于电动车，该电动车包括速度检测模块10、控制器11和刹车模块12，该装置包括：限速电机13和微处理器14。其中，该速度检测模块10连接该控制器11，该微处理器14连接该限速电机13和该控制器11；该限速电机13连接该刹车模块12。

上述速度检测模块10可以被配置为：检测电动车当前的行驶速度。

可选的，上述速度检测模块10可以周期性检测电动车当前的行驶速度，也可以在接收到用户触发的情况下，检测电动车当前的行驶速度；还可以在满足预设条件的情况下检测电动车当前的行驶速度，该预设条件可以为确定电动车当前处于下坡路段。具体可根据实际使用情况确定，本发明实施例对此不做限定。

可选的，上述速度检测模块10可以为速度传感器，该速度传感器可以被配置为：检测电动车当前的行驶速度并输出第一信号，该第一信号可以用于指示行驶速度。

可选的，上述速度传感器可以为霍尔传感器，电动车车轮的旋转会引起磁场变化，从而使霍尔传感器输出脉冲波形，控制器11可以根据输出的脉冲波形来计算电动车的行驶速度。

上述限速电机13可以被配置为：带动该刹车模块12执行减速操作。

上述刹车模块12可以被配置为：通过执行减速操作降低电动车的行驶速度。

具体的，在限速电机13处于工作状态时，可以通过旋转牵引刹车线，使与刹车线另一端连接的刹车模块12作用于电动车的车轮，从而增加车轮的摩擦力，进而使电动车速度降低。

上述控制器11可以被配置为：获取速度检测模块10检测的行驶速度；并判断该行驶速度是否大于第一阈值；以及在该行驶速度大于该第一阈值的情况下，向该微处理器14发送刹车信号。

上述微处理器14可以被配置为：接收该刹车信号；并根据该刹车信号控制该限速电机13转动。

示例性的，以速度检测模块10为速度传感器为例。控制器11可以接收速度传感器发送的第一信号，并根据该第一信号确定电动车的行驶速度，即将第一信号转化为电动车的行驶速度，之后，控制器11可以判断电动车的行驶速度是否大于第一阈值；在确定行驶速度大于第一阈值的情况下，控制器11可以向微处理器14发送刹车信号。微处理器14可以接收该刹车信号，并根据该刹车信号控制限速电机13转动，从而带动刹车模块12执行减速操作。

需要说明的是，上述第一阈值是指电动车的限速值。控制器11判断电动车的行驶速度大于第一阈值表示电动车的行驶速度已超过电动车的限速值，需要进行限速操作，微处理器14控制限速电机13转动即控制限速电机13处于工作状态。

可选的，继续参考图1，上述电动车限速装置还可以包括坡度角检测模块15。该坡度角检测模块15连接上述控制器11。该坡度角检测模块15被配置为：检测电动车的行驶坡度角。该控制器11还被配置为：获取坡度角检测模块15检测的行驶坡度角；并根据行驶坡度角判断电动车是否处于下坡路段以及在确定电动车处于下坡路段的情况下，控制速度检测模块10检测电动车当前的行驶速度。控制器11可以通过坡度角检测模块15更加准确的确定何时应该控制速度检测模块10检测电动车当前的行驶速度，从而提高速度检测模块10运行的有效性。

可选的，上述控制器11具体可以被配置为：判断行驶坡度角是否大于第二阈值，若是，则确定电动车处于下坡路段，从而控制速度检测模块10检测电动车当前的行驶速度。

可选的，上述坡度角检测模块15可以为重力加速度传感器。

示例性的，重力加速度传感器可以检测电动车的行驶坡度角，并输出第二信号，该第二信号用于指示行驶坡度角。该控制器11可以获取该重力加速度传感器发送的第二信号；并根据该第二信号判断行驶坡度角是否大于第二阈值，若是，则确定电动车处于下坡路段；之后，控制器11可以控制速度检测模块10检测电动车当前的行驶速度。

可选的，上述重力加速度传感器可以为三轴加速度传感器，电动车限速装置可以通过三轴加速度传感器的坐标值判断电动车是否处于下坡路段，例如，若三轴加速度传感器的x轴上数据大于0，则表示电动车处于上坡路段，若三轴加速度传感器的x轴上数据小于0，则表示电动车处于下坡路段。

需要说明的是，通常，在无外力推动的情况下，电动车只有在下坡路段，才会因为重力加速度的加持出现超速的情况，因此，在确定电动车处于下坡路段时再控制速度检测模块10检测电动车当前的行驶速度可以避免速度检测模块10持续处于工作状态。

可选的，上述坡度角检测模块15具体可以被配置为：实时检测电动车的行驶坡度角，或者按照目标周期检测电动车的行驶坡度角。

可选的，上述目标周期可以为预设的固定周期，也可以为根据行驶速度与第一阈值的差值确定的周期。

在上述目标周期为根据行驶速度与第一阈值的差值确定的周期的情况下，上述控制器11还可以被配置为：在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，确定行驶速度与第一阈值的差值；并确定差值所处的差值范围，以及根据差值范围确定目标周期；其中，一个差值范围对应一个周期，且差值范围中的包含的差值越大，差值范围对应的周期越长。

示例性的，以行驶速度与第一阈值的差值为x、差值范围包括第一范围(a，b)和第二范围(b，c)为例，其中，a＜b＜c。若x位于a和b之间，则确定目标周期为第一范围对应的周期；若x位于b和c之间，则确定目标周期为第二范围对应的周期，其中，第二范围对应的周期大于第一范围对应的周期。

需要说明的是，在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，行驶速度与第一阈值的差值越大，说明电动车当前的行驶速度越小，而在电动车行驶速度较小的情况下，电动车自动执行减速操作的需求就越低，因此，速度检测模块10检测电动车速度的周期可以较长。

可选的，控制器11还可以被配置为：根据以下至少一项确定限速电机13的转程：行驶速度、电动车的行驶加速度、行驶坡度角；并控制限速电机13按照该转程转动。通过确定限速电机13的转程，控制器11可以控制限速电机13执行不同程度的刹车效果，从而提高用户体验。

具体的，控制器11可以通过速度传感器确定电动车的行驶速度，通过重力加速度传感器确定的行驶坡度角和行驶加速度，之后，控制器11可以确定行驶速度与第一阈值的差，然后，控制器11可以根据行驶速度与第一阈值的差、行驶坡度角和行驶加速度确定限速电机13的转程，并将包括转程信息的刹车信号发送至微处理器14，从而使微处理器14根据该转程信息控制限速电机13按照该转程转动。

示例性的，以第一阈值为25km/h为例。若电动车的行驶速度为28km/h，行驶坡度角为45°，行驶加速度为2m/s²，则控制器11可以确定行驶速度与第一阈值的差为3km/h，之后，控制器11可以按照预设标准确定限速电机13的转程，例如，该预设标准可以为行驶速度与第一阈值每相差1km/h，限速电机13转程增加1；行驶坡度角每增加5°，限速电机13转程增加1；行驶加速度每增加1m/s²，限速电机13转程增加1；因此，控制器11可以根据行驶速度与第一阈值的差、行驶坡度角和行驶加速度确定限速电机13的转程为14。

可选的，继续参考图1，上述电动车限速装置还可以包括节能模块16。该节能模块16连接在微处理器14和限速电机13的电机芯片之间。具体的，如图2所示，该节能模块包括电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2。其中，电容c1一端连接电源vdd，另一端接地；电阻r1一端连接电机芯片的nsleep端，另一端接地；电阻r2一端连接电机芯片的nsleep端，另一端连接微处理器14的输出端moto_nsleep；电容c2一端连接电阻r1和电阻r2的公共端，另一端接地。该控制器11还可以被配置为：在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，输出节能信号。该微处理器14还可以被配置为：接收该节能信号；并根据该节能信号使节能模块16控制电机芯片处于节能模式。即微处理器14可以通过输出端moto_nsleep的输出信号控制限速电机芯片u0402处于节能模式。

继续参考图2，微处理器14的输出端还可以包括输出信号motor_ia的输出端和输出信号motor_ib的输出端。其中，输出信号motor_ia可以控制限速电机13正转，输出信号motor_ib可以控制限速电机13反转。正转和反转可以分别自定义为不同程度的刹车。例如，当输出信号motor_ia时，限速电机13可以通过正转使电动车的行驶速度降低5km/h；当输出信号motor_ib时，限速电机13可以通过反转使电动车的行驶速度降低10km/h。

需要说明的是，控制器11可以根据上述转程控制微处理器14输出信号motor_ia，还是输出信号motor_ib。例如，在转程小于10的情况下，控制器11可以控制微处理器14输出信号motor_ia，从而控制限速电机13通过正转使电动车的行驶速度降低5km/h；在转程大于或等于10的情况下，控制器11可以控制微处理器14输出信号motor_ib，从而控制限速电机13通过反转使电动车的行驶速度降低10km/h。

需要说明的是，电机芯片u0402的输出端moto_p和moto_n用于连接限速电机13的输入控制端。switch_1和switch_2为限速电机13转动的限位开关信号，即反馈信号，可以用于指示限速电机13的转动圈数。

本发明提供的电动车限速装置具有以下技术效果：电动车限速装置可以通过速度检测模块检测电动车当前的行驶速度，并在行驶速度大于第一阈值的情况下，自动通过微处理器作用于限速电机，控制限速电机转动并带动刹车模块执行减速操作。如此，一方面，由于电动车限速装置可以通过速度检测模块检测电动车当前的行驶速度，因此，可以及时获知电动车的超速情况，当行驶速度超过第一阈值后启动电动车限速装置以及时采取减速操作，从而将电动车的速度降低在预设范围内，进而消除安全隐患；另一方面，由于是额外设置了限速电机和微处理器来实现对电动车的减速操作，因此可以避免因超速引发的反电动势电压对电动车的控制器和电池造成的损坏，保护了电池和控制器。

如图3所示，本发明实施例还提供一种电动车限速方法，本发明实施例提供的电动车限速方法，执行主体可以包括上述电动车限速装置的电动车。该电动车包括控制器和微处理器。该电动车限速方法可以包括：s301-s304：

s301、控制器获取电动车当前的行驶速度。

可选的，在获取电动车当前的行驶速度之前，控制器还可以：获取电动车的行驶坡度角；并判断该行驶坡度角是否大于第二阈值；若是，则确定电动车处于下坡路段。

可选的，控制器获取电动车的行驶坡度角，具体可以包括：实时获取电动车的行驶坡度角，或者按照目标周期获取电动车的行驶坡度角。

s302、控制器判断行驶速度是否大于第一阈值。

s303、控制器在行驶速度大于第一阈值的情况下，向微处理器发送刹车信号。

可选的，控制器还可以在行驶速度小于或等于第一阈值的情况下，确定行驶速度与第一阈值的差值；确定差值所处的差值范围，并根据差值范围确定目标周期；其中，一个差值范围对应一个周期，且差值范围中的包含的差值越大，差值范围对应的周期越长。

s304、微处理器接收刹车信号，并根据刹车信号控制执行减速操作。

本发明提供的电动车限速方法具有以下技术效果：一方面，可以及时获知电动车的超速情况，当行驶速度超过第一阈值后及时采取减速操作，从而将电动车的速度降低在预设范围内，进而消除安全隐患；另一方面，可以避免因超速引发的反电动势电压对电动车的控制器和电池造成的损坏，保护了电池和控制器。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令。当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例提供的电动车限速方法中，执行电动车限速装置执行的各个步骤。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序产品经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的电动车限速方法中，执行电动车限速装置执行的各个步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端执行本发明各个实施例所述的方法。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及功效，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，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。