一种电动自行车无线控制系统及电动自行车的制作方法

本发明属于电动自行车，尤其涉及一种电动自行车无线控制系统及电动自行车。

背景技术：

1、电动自行车作为一种短途交通工具，具有环保、便携、使用方便、出行成本低、性价比高等优点，随着我国汽车保有量的持续增长、各个城市的出行压力日益增大、市民低碳生活、环保意识的逐渐增强，电动自行车逐渐成为市民出行的代步工具。新国标的实施，对电动自行车的管控也逐步成型；

2、电动自行车控制系统可以视为以控制器为核心，包括转把、刹把、仪表以及相关的传感器、开关按钮等器件的集成。其中,控制器决定了电动车的操控性能，因此控制器功能的提高、完善及合理发挥对于电动自行车控制系统来说尤为重要。

3、因此，有必要提供一种新的电动自行车无线控制系统及电动自行车解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种具有自动鉴相、语音报警功能，致使可以为后期的使用及维修提供便利的电动自行车无线控制系统及电动自行车。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的电动自行车无线控制系统包括：控制设备、信号与照明设备、调节设备和动力设备；

3、所述控制设备由控制器构成，所述控制器所述控制器由单片机、电源电路、驱动电路、电流检测及保护电路、调速转把输入信号电路、换相逻辑电路和信号采用电路、刹车电路和语音报警电路几部分构成，所述控制器是驱动电动自行车的动力部件之一，所述控制器位于电动自行车的车体内；

4、所述信号与照明设备由信号系统和照明系统构成，所述信号系统由喇叭、闪光灯、转向灯、制动灯、仪表和控制开关等部件构成；

5、所述照明系统由车头照明灯、车尾照明灯、仪表照明灯及控制开关等部件构成；

6、所述调节设备由调速转把和制动刹把构成，所述调速转把设置在电动自行车的右把手内，所述调速转把是控制器的调速指令信号输入部件，使用时，控制器收到来自调速转把得输入信号后，然后根据输入信号的参数控制电机的输出功率，进而完成电动自行车的调速工作；

7、所述制动刹把设置在电动自行车的把座上，所述制动刹把用于对电动自行车实施制动，使用时，通过制动刹把向控制器发出制动信号，停止向电机提供驱动力，致使完成减少刹车工作；

8、所述动力设备由直流电机构成，所述直流电机由电机本体和换相设备构成，所述电机本体由定子和转子等部件构成，所述换相设备由位置传感器、控制电路及功率逻辑开关构成。

9、作为本发明的进一步方案，所述控制器通过蓄电池供电，而电压经过电源电路的dc-dc转换得到三组相应的直流电压，然后分别供给语音模块、驱动电路及单片机，所述控制器根据调速电路或助力传感电路的信号，输出相应的pwm方波信号,而驱动电路会将脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号,经过驱动电路整形、放大后控制电机，故控制器根据调速转把电压值大小，模拟调节输送给电机电压的高低，从而控制了电机的转速。

10、作为本发明的进一步方案，所述单片机用于接受电机位置传感器的信号，并对其进行译码，致使决定换相顺序,从而实现电机的电子换相工作。

11、作为本发明的进一步方案，所述驱动电路是控制器与电机直接相连的部分，所述驱动电路具有放大、自举升压的功能，其作用是根据控制器发出的逻辑信号控制上下桥mos管的导通与截止来实现直流电机的开与关并通过改变pwm占空比大小来调节mos管的开关频率，致使来实现电机的调速。

12、作为本发明的进一步方案，所述电流检测及保护电路用于对电流进行监控，例如电流信号经康铜丝采样之后分两路，一路送至放大器，一路送至比较器，而放大器用来实时放大电流信号，放大后的信号提供给单片机进行ad采样转换，转换所得数字用来控制电流不超过所允许的值，另一路信号送至比较器，当电流突然由于mos管损坏、电路短路等某种原因大大超过允许值时，比较器翻转送出中断信号给单片机，单片机会及时关闭驱动下桥，停止控制器工作，从而保护控制器受到更大的伤害。

13、作为本发明的进一步方案，所述语音报警电路可以使控制器具备语音报警功能，其原理是单片机会对电动自行车控制系统进行实时侦测，并对侦测的结果用语音形式告知使用者或维修者，例如当电机因赌转而停止时，控制器会发出“电机赌转”语音，这样当控制器出现异常时，语音报警系统会提示用户及维修人员故障所在，方便控制器的维护，所述语音报警电路的语音触发采用的是数据脉冲形式，一个脉冲对应一个声音，n个脉冲对应第n个声音，所述语音报警电路包含语音芯片，所述语音芯片与单片机连接。

14、作为本发明的进一步方案，所述换相逻辑电路用来保证上下桥电路不会同时开启，从而实现电机的正常换相，所述换相逻辑电路包含74hc4075d芯片，其通过单片机发出pwm信号与74hc4075d芯片连接，经逻辑换相后再与各驱动电路的上下桥相连。

15、作为本发明的进一步方案，所述信号采用电路是采集直流电机信号并把信号传送给单片机的电路，其在系统中主要功能是检测电机的定子、转子位置并提供驱动换相信号,实现电机的正确换相，并且能够起到滤除信号中的杂波作用。

16、作为本发明的进一步方案，所述刹车电路兼具低电平和高电平两种刹车电路，当为低电平刹车时，低电平信号通过隔离二极管d6将r34端电平拉低后直接送入到单片机刹车i/o口，致使实现刹车，而当为高电平刹车时，电阻r33、r35和q9构成一个电平取反电路，把高电平转换为低电平,同时当软件检测到i/0口为低电平时，便认为是刹车信号。

17、作为本发明的进一步方案，所述调速转把输入信号电路是将手把输出的模拟信号送到单片机的ad转换口转换为数字信号的电路，控制程序根据此数字信号从而来调节电机的转速。

18、作为本发明的进一步方案，本发明还提供一种电动自行车，包括所述的电动自行车无线控制系统以及电池及电动自行车车架。

19、与相关技术相比较，本发明提供的电动自行车无线控制系统及电动自行车具有如下有益效果：

20、1、本发明通过通过驱动电路、电流检测电路、信号采集电路及手把电压输入电路等的同时，还利用专门订制的wtb015语音芯片，设计了语音报警电路，使电动自行车具有自动鉴相、语音报警功能，致使可以为后期的使用及维修提供便利。

技术特征：

1.一种电动自行车无线控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述控制器通过蓄电池供电，而电压经过电源电路的dc-dc转换得到三组相应的直流电压，然后分别供给语音模块、驱动电路及单片机，所述控制器根据调速电路或助力传感电路的信号，输出相应的pwm方波信号,而驱动电路会将脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号,经过驱动电路整形、放大后控制电机，故控制器根据调速转把电压值大小，模拟调节输送给电机电压的高低，从而控制了电机的转速。

3.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述单片机用于接受电机位置传感器的信号，并对其进行译码，致使决定换相顺序,从而实现电机的电子换相工作。

4.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述驱动电路是控制器与电机直接相连的部分，所述驱动电路具有放大、自举升压的功能，其作用是根据控制器发出的逻辑信号控制上下桥mos管的导通与截止来实现直流电机的开与关并通过改变pwm占空比大小来调节mos管的开关频率，致使来实现电机的调速。

5.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述电流检测及保护电路用于对电流进行监控，例如电流信号经康铜丝采样之后分两路，一路送至放大器，一路送至比较器，而放大器用来实时放大电流信号，放大后的信号提供给单片机进行ad采样转换，转换所得数字用来控制电流不超过所允许的值，另一路信号送至比较器，当电流突然由于mos管损坏、电路短路等某种原因大大超过允许值时，比较器翻转送出中断信号给单片机，单片机会及时关闭驱动下桥，停止控制器工作，从而保护控制器受到更大的伤害。

6.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述语音报警电路可以使控制器具备语音报警功能，其原理是单片机会对电动自行车控制系统进行实时侦测，并对侦测的结果用语音形式告知使用者或维修者，例如当电机因赌转而停止时，控制器会发出“电机赌转”语音，这样当控制器出现异常时，语音报警系统会提示用户及维修人员故障所在，方便控制器的维护，所述语音报警电路的语音触发采用的是数据脉冲形式，一个脉冲对应一个声音，n个脉冲对应第n个声音，所述语音报警电路包含语音芯片，所述语音芯片与单片机连接。

7.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述换相逻辑电路用来保证上下桥电路不会同时开启，从而实现电机的正常换相，所述换相逻辑电路包含74hc4075d芯片，其通过单片机发出pwm信号与74hc4075d芯片连接，经逻辑换相后再与各驱动电路的上下桥相连。

8.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述信号采用电路是采集直流电机信号并把信号传送给单片机的电路，其在系统中主要功能是检测电机的定子、转子位置并提供驱动换相信号,实现电机的正确换相，并且能够起到滤除信号中的杂波作用。

9.根据权利要求1所述的电动自行车无线控制系统，其特征在于：所述刹车电路兼具低电平和高电平两种刹车电路，当为低电平刹车时，低电平信号通过隔离二极管d6将r34端电平拉低后直接送入到单片机刹车i/o口，致使实现刹车，而当为高电平刹车时，电阻r33、r35和q9构成一个电平取反电路，把高电平转换为低电平,同时当软件检测到i/0口为低电平时，便认为是刹车信号，所述调速转把输入信号电路是将手把输出的模拟信号送到单片机的ad转换口转换为数字信号的电路，控制程序根据此数字信号从而来调节电机的转速。

10.一种电动自行车，其特征在于：包括如权利要求1～9任意一项所述的电动自行车无线控制系统以及电池及电动自行车车架。

技术总结
本发明提供一种电动自行车无线控制系统及电动自行车。所述电动自行车无线控制系统包括：控制设备、信号与照明设备、调节设备和动力设备；所述控制设备由控制器构成，所述控制器所述控制器由单片机、电源电路、驱动电路、电流检测及保护电路、调速转把输入信号电路、换相逻辑电路和信号采用电路、刹车电路和语音报警电路几部分构成，所述控制器是驱动电动自行车的动力部件之一，所述控制器位于电动自行车的车体内。本发明提供的电动自行车无线控制系统及电动自行车具有自动鉴相、语音报警功能，致使可以为后期的使用及维修提供便利的优点。

技术研发人员：宁洪涛
受保护的技术使用者：无锡新大洲电动车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13