专利名称：电动自行车控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动自行车领域，具体为电动自行车的控制器。
背景技术：
现有的电动自行车的控制器只是单一功能的控制系统，不具备报警功能，所以容易被盗窃，现在业内研究在原有的控制器上加装报警装置，所述报警装置与控制器之间通过外部接线连接。该结构具有一定的防盗功能，但安全系数仍然较低，只要剪断其与控制器外部接线或者卸下蓄电池，均可以解除报警。
发明内容针对现有电动自行车控制器的不足之处，本实用新型提供了一种具有防盗功能的电动自行车控制器，其与报警装置的连接不存在外部接线，即使蓄电池被取走，仍然具有报警功能，安全系数较高。
其通过以下技术方案实现的其包括电源模块装置、电流检测模块装置、电机驱动模块装置、单片机、外部检测单元装置，之间电控连接，所述电源模块装置包括ACC供电装置，其特征在于其还包括防盗检测模块装置和报警系统装置，所述防盗检测模块装置和报警系统装置与单片机电控连接，所述电源模块装置还包括主电源电路装置、后备电池，蓄电池通过ACC供电装置分别对电机驱动模块装置、单片机供电，在ACC供电装置失电的条件下，所述主电源电路装置对单片机、后备电池装置供电，由单片机决定是否对电机驱动模块装置供电，在所述主电源电路装置失电的条件下，由后备电池对单片机、报警系统装置供电。
其进一步特征在于其还包括无线电遥控接收模块装置；系统辅助单元装置。
本实用新型的上述结构中，控制器内部设置报警装置，不用外部的连接线，这样防盗性强，报警装置不会轻易的被拆除，而控制器内部设置后备电池，在蓄电池被拆下或者被盗时，可以对单片机的控制部分和报警部分供电，从而使电动车保持报警功能，减少了被盗的可能性、保障电动自行车的安全，而无线电遥控接收模块装置的设置可以满足用户寻车、上锁、解锁等功能，可以进一步防止被盗，确保电动自行车的安全。
图1为本实用新型以及位置反馈传感器的方框图；图2和图3共同构成本实用新型的电原理图。
具体实施方式
见图1，本实用新型包括电源模块装置、电流检测模块装置、电机驱动模块装置、单片机、外部检测单元装置，之间电控连接，所述电源模块装置包括ACC供电装置，其特征在于其还包括防盗检测模块装置和报警系统装置，所述防盗检测模块装置和报警系统装置与单片机电控连接，所述电源模块装置还包括主电源电路装置、后备电池，蓄电池通过ACC供电装置分别对电机驱动模块装置、单片机供电，在ACC供电装置失电的条件下，所述主电源电路装置对单片机、后备电池装置供电，由单片机决定是否对电机驱动模块装置供电，在所述主电源电路装置失电的条件下，由后备电池对单片机、报警系统装置供电，其还包括无线电遥控接收模块装置；系统辅助单元装置。
下面结合图2、图3描述本实用新型的控制过程电源模块装置包括电阻R64、R65、R99、R2、R36、二级管D4、D11、D10、D12、D5、三极管Q2、Q3、电容C22、C2、C3、C4、稳压管Z1、Z2、备用电池BAT1、三端稳压器U1、U7、U8，其中二级管D4、D11、三极管Q2、Q3、电容C22、稳压管Z1、Z2、R64、R65、R99组成主电源电路装置，系统的驱动电源有+15V和+5V两种，一般正常情况下，电源由ACC(外部电池接线)供电，在ACC失电或电压不足的情况下系统可以选择由主电源电路装置供电。单片机控制Q3，使得Q3处于导通状态，而Q3的导通会使得Q2同时导通，这样主电源的电量就会加到原由ACC供电的部分，为了防止这样两部分电源在使用上的冲突，所以在节点上使用了二极管D5和D10，防止电源相互间产生反充电现象。采用U1作为主驱动电源的+15V供电系统，提供驱动部分的驱动电源。采用U8产生+5V电源，供驱动部分的控制电源；单片机采用+5V供电，为了隔离驱动电源和主控制电源，系统独立使用一片U7产生+5V电源供电，使得控制更安全，而它的前级供电采用多线路供电，驱动电源通过D12供给，由R99、Z1、Z2、C22构成的稳压电路同样产生+15V电源通过D11供给，这部分电源的供给同时也提供后备电池的充电电源；电源模块装置的如此设计是因为考虑到在ACC缺电的情况下，控制系统仍然可以自动切换电源继续提供驱动电源，使电动车可以继续行走.单片机的多线路供电使得单片机电源在任何时期都可以无间隔进行转换，后备电池的设立是为了在主电池卸下后继续可以维持报警功能而设立的，由于单片机在待机检测时损失的电量极小，所以后备电池的主要耗电是在报警输出后对蜂鸣器的驱动.一般采用800mA/H的充电电池就可以维持1小时左右的报警。
电流检测模块装置包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R55、R70，运算放大器U9B、U9A，电容C19、C29。其采用高精度的集成运算放大器U9进行过流比较和电流转换R55是一个采样电阻，材料采用康铜，其阻值在200mΩ左右.驱动电机产生的电流由此电阻经过，根据V/A特性，在此电阻两端就会产生一定的电压，此电压通过R6加到了U9的正端输入，由R7、R8、C19构成了一个带有积分特性的放大电路，U9上部1脚就输出与电流相对应的电压信号提供给单片机的AD模块；同样的，采样电阻建立的电压也经过R5提供到另半部运放的负端，由于没有反馈电阻，这个运放就成为一个比较器.由R9和R10构成的一个分压器设定了过流的检测点.当检测电流大于设定点时，这部运放的负端电位高于正端，U9的7脚就会输出一个低电平到单片机的外部中断系统，让单片机产生中断，终止输出，从而保护驱动电路。
电机驱动模块装置由节拍生成部分和底层驱动部分组成其包括与门U4、非门U5、或非门U3、U2、电容C1、C5、C16、C10、K2、K1、C17、C6、C11、K3、K4、C18、C7、C12、K5、K6、C20、C24、C23、C71，二极管D1、D7、D2、D8、D3、D9，电阻a1、a2、e1、b1、e2、b2、d1R、R40、a3、a4、e3、e4、b3、d2R、b4、R53、R52、R57、R17、R41、a5、e5、a6、e6、d3R、b5、b6、f3、R42、R77、R58、R60、R59、三极管Q4、t1、t2、t3、n1、f1、n2、t4、Q5、t6、t5、n4、Q6、t9、t8、n5、n6、t7，驱动管V2、V3、V4、V5、V6、V7。由R53、R52、C71和一个与门构成一个震荡器，单片机RC2是驱动的PWM输出端，这样就构成了一个调制在震荡频率上的一个PWM输出.由U4、U5、U3、U2构成的节拍生成电路单片机的RB2到RB7是驱动端口，经过节拍生成器后控制六个桥臂的通断；底层的驱动部分采用分立器件自主设计。由Q4、a1、t1、D7、e1、D1、t2构成了W相上的上臂的驱动系统.当Q4处于导通时，使得t1的基极电平下降，使得t1导通，+15V驱动电源通过D1就到了t2的基极，t2截止，电源通过D7和e1就加到了上臂的控制端，从而使驱动臂导通；由b1、t3、a2、b2、f1、n2构成W相的下臂的驱动系统.当驱动控制信号(b2和f1节点)为低电平时，b1导通，n2截止，b1的导通会使得t3导通，+15V电源就通过t3到了下臂的控制端，从而使驱动臂导通.其余相的控制分析雷同。
无线电遥控接收模块装置，可以满足用户寻车、上锁、解锁等功能。其包括电感L2、L3、L4，电容C106、C107、C108、C109、C110、C111、C112、C113、C114、电阻R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114、R115、R116、R117、R118、R119、R120、R121，三极管Q20、Q21运算放大器U10C、U10D，采用FSK调制。无线电信号通过天线进入控制器，通过L2，C106感应产生弱电信号，再由C107耦合到Q20的基极，经过Q20的放大后，经C108隔直处理后进入由C110、L4组成的选频网络.由C110、L4、Q21、L3、C111组成的选频网络对Q20经过放大后的信号进行选频，使得有效的无线电频率进入下级处理，通过由R113、C112组成的低通滤波器解调出有效信号，通过一定的积分处理后进入下级放大处理，R114、R115、C113构成弱积分电路，U10是一片4单元的运算放大器、R116、R117和U10-3构成的放大电路对前级积分下来的信号进行放大后，再进入由R118、R119、R120、R121、U10-4组成的整形电路，对波形进行整形，从而使单片机接收有效的信号，提高抗干扰能力。
防盗检测模块装置包括电感HL1、电阻R100、R101、R102、R104、R105、R106、C101、C103、C104、C105、运算放大器U10A、U10B、二极管D101、D102。其采用震动检测的方式进行识别自行车是否处于被盗状态.HL1是一个霍尔震动传感器，它由一个线圈和一个高磁率磁性元件组成，此磁性元件固定于一个震动弹簧上.当电动车处于被盗状态下，由于外部锁具的作用必定会产生剧烈的震动，这样就会使固定于震动弹簧上的磁性元件发生震动.由于磁性元件和线圈处于垂直安装，磁性元件的震动使得它产生的磁场发生震动，从而在线圈上产生感应电动势。经过C101耦合到由R101、R102、C103、U10-1组成的放大电路，信号经过放大后由D101整流，C104、C105滤波后生成有效值，这个值的大小与震动的剧烈程度成正比，R104，是一个恢复电阻，当震动消失后，感应电压可以通过它进行消除，而由R106、R105、U10-2组成的比较器来判别当前震动产生的信号是否达到报警点，R105、R106的分压比决定报警输出的临界点。此分压器在运算放大器负端产生的电平越高，报警点程度越高.当产生有效报警后，运算放大器输出一个低电平的报警信号到单片机。
报警系统装置其包括二极管D103、电容C99、电阻R96、R97、R98、变压器BT1、三极管Q18、Q19，其声音输出采用BTL电路，BUZ是单片机的声音输出端口，D103是一个端口保护二极管，通过C99的隔直处理后推动Q19的输出，Q19、Q18组成复合推动电路，使BUZ端口的信号放大后经过BT1(变压器)耦合到扬声器的两端，从而发出高分贝的报警声音。
外部检测单元装置包括电池电量检测、控制电源检测、速度控制检测、刹车系统等电路，电池电量检测包括电阻R11、R56、R3、R71、C21；控制电源检测包括电阻R15、R14，速度控制检测包括电阻R32、R37、R39、电容C27、限速开关SW2；刹车系统包括电阻R33、R34、R35、R44、R45、电容C28、三极管Q1，L、H为刹车。
单片机包括U6、电阻R16、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R12、R29、R30、R31、R50、R49、R51，电容C26、C32、C31、C30以及J1，单片机的RA5是用于刹车控制的，低电平时处于刹车状态.为了满足不同的刹车器的兼容性，特设计为外部高、低电平两种控制方式，当外部是低电平刹车时，接于“刹车L”，此时控制端口的电平通过D6被拉低，使单片机得到刹车信号，R34是一个上拉电阻，确保在正常时，该检测点的电平为高。如果外部是高电平刹车，那必须将刹车信号接于“刹车H”。高电平通过R44、R45的分压使得Q1导通，Q1的导通使得刹车检测点的电平下拉，完成刹车信号的转换。
系统辅助单元装置包括外部锁应用、运行态输出单元、状态显示单元、复位单元，所述外部锁应用包括电阻R95、R94以及外部锁开关SW1；所述运行态输出单元包括电阻R62、R63、R61、三极管Q7；所述状态显示单元包括电阻R38、LED；所述复位单元包括电阻R13、电容C25。
单片机的AD3是用于速度检测的，手把信号通过R37、C32的低通滤波器进入单片机，速度控制信号一般满足单片机的输入要求.R39是一个用于限速的分压电阻。当限速开关SW2闭和，处于限速状态时，速度控制信号就会被分压，从而控制最高速度的上限。
电池电量检测中R56、R3、R11的分压器对ACC进行分压检测，当ACC电压降低时，分压器上的电压也降低，这样单片机就可以获悉ACC(电池)电量的信息了，当ACC电压过低时，单片机就可以根据需要对驱动部分的电源进行转换。
AD2是用于检测单片机控制电压的，单片机电压的改变可以改变外部检测点在单片机内部的读数值，控制电源检测设置的R15、R14分压器的读数是随控制电压改变而改变，从而稳定内部的数值，从而提高控制的控制精度。
权利要求1.电动自行车控制器，其包括电源模块装置、电流检测模块装置、电机驱动模块装置、单片机、外部检测单元装置，之间电控连接，所述电源模块装置包括ACC供电装置，其特征在于其还包括防盗检测模块装置和报警系统装置，所述防盗检测模块装置和报警系统装置与单片机电控连接，所述电源模块装置还包括主电源电路装置、后备电池，蓄电池通过ACC供电装置分别对电机驱动模块装置、单片机供电，在ACC供电装置失电的条件下，所述主电源电路装置对单片机、后备电池装置供电，由单片机决定是否对电机驱动模块装置供电，在所述主电源电路装置失电的条件下，由后备电池对单片机、报警系统装置供电。
2.根据权利要求1所述电动自行车控制器，其特征在于其还包括无线电遥控接收模块装置。
3.根据权利要求1所述电动自行车控制器，其特征在于其还包括系统辅助单元装置。
专利摘要本实用新型为电动自行车控制器。其与报警装置的连接不存在外部接线，即使蓄电池被取走，仍然具有报警功能，安全系数较高。其包括电源模块装置、电流检测模块装置、电机驱动模块装置、单片机、外部检测单元装置，之间电控连接，所述电源模块装置包括ACC供电装置，其特征在于其还包括防盗检测模块装置和报警系统装置，所述防盗检测模块装置和报警系统装置与单片机电控连接，所述电源模块装置还包括主电源电路装置、后备电池，蓄电池通过ACC供电装置分别对电机驱动模块装置、单片机供电，在ACC供电装置失电的条件下，所述主电源电路装置对单片机、后备电池装置供电，由单片机决定是否对电机驱动模块装置供电，在所述主电源电路装置失电的条件下，由后备电池对单片机、报警系统装置供电。
文档编号B62H5/00GK2907041SQ200620072229
公开日2007年5月30日 申请日期2006年4月11日 优先权日2006年4月11日
发明者古汉洋 申请人:古汉洋