离合器控制装置以及节能车的制作方法

本发明涉及一种机动车部件控制领域，尤其是一种离合器控制装置以及节能车。

背景技术：

现有技术中，离合器的分离和结合主要通过机械结构来控制完成，实际应用当中，当驱动轮的相对转速大于驱动电机，可以考虑通过利用惯性来使车辆自由移动，从而节省电能，并优化离合器控制系统的结构。而现有技术中未出现使用逻辑判断来合理利用惯性节省电能的情形。

因此，需要一种新的离合器控制装置，来解决现有技术中未能合理利用惯性来节能的缺陷。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提出一种离合器控制装置以及节能车，解决现有技术中未能合理利用驱动轮的惯性来达到节能效果的缺陷。

本发明所采用的技术方案为：一种离合器控制装置，包括单片机、电机转速传感器、后轮转速传感器、固体继电器、电磁阀、牙嵌式离合器；其中，所述的电机传感器的电机转速输出引脚与所述的单片机的电机转速输入引脚连接，用于测量电机的转速；所述后轮转速传感器的后轮转速输出引脚与所述单片机的电机转速输入引脚连接，用于测量后轮的转速；所述单片机的控制输出引脚与所述固体继电器的电压输入电路连接；所述固体继电器的电压输出电路与所述电磁阀电耦合连接；所述电磁阀通过推拉杆与所述牙嵌式离合器连接；若电机的转速大于后轮转速乘以转动比，则离合器接入，若电机的转速小于或等于后轮转速乘以转动比，则离合器分离。

进一步的说，本发明还包括具有开关按键的手柄，其中所述开关按键的控制信号端与所述单片机的计算发起引脚连接。

再进一步的说，本发明还包括电机转速显示装置，其中所述电机转速显示装置的显示输入引脚与所述单片机的显示输出引脚连接。

再进一步的说，本发明还包括后轮转速显示装置，其中所述后轮转速显示装置的显示输入引脚与所述单片机的显示输出引脚连接。

再进一步的说，本发明所述电机传感器为GK102光电开关。

再进一步的说，本发明所述单片机为89C52芯片。

同时，本发明还提供了一种节能车，包括车架、数量至少为一的后轮、驱动电机、电池以及上述的离合器控制装置，其中，所述电机转速传感器设置在所述驱动电机上；所述后轮转速传感器设置在所述后轮上；所述电池为所述单片机以及所述驱动电机供电；所述牙嵌式离合器的第一半离合器固定在所述后轮上；所述后轮固定在所述车架上；所述驱动电机设置在所述车架上。

再进一步的说，本发明还包括加速控制器，所述加速控制器的第一端与所述驱动电机连接，第二端与所述手柄连接。

本发明的有益效果是：通过使用单片机连接转速传感器和电磁阀，提供了一种新的离合器控制结构，这种结构可以通过比较相对转速来控制离合器的结合与分离，从而精确地控制离合功能，以达到节能的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的离合器控制装置的方框原理图；

图2是本发明实施例的电路原理图；

图3是本发明实施例的离合器控制装置用于电动车中的连接结构示意图；

图4是本发明的节能车的侧视图；

图5是本发明的节能车的主视图；

图6是本发明的节能车的俯视图。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种离合器控制装置，是一种以单片机为核心的硬件连接组合，该装置可以用在电动车中，用于改进现有电动车中的离合器控制结构，使电动车具有节能的特点。

图1示出了本发明的离合器控制装置的方框原理图。

如图1所示，离合器控制装置包括单片机10、电机转速传感器20、后轮转速传感器30、固体继电器40、电磁阀50、牙嵌式离合器60，其中，所述电机传感器20的电机转速输出引脚与所述单片机10的电机转速输入引脚连接，用于测量电机的转速；所述后轮转速传感器30的后轮转速输出引脚与所述单片机10的电机转速输入引脚连接，用于测量后轮的转速；所述单片机10的控制输出引脚与所述固体继电器40的电压输入电路连接；所述固体继电器40的电压输出电路与所述电磁阀50电耦合连接；所述电磁阀50通过推拉杆与所述牙嵌式离合器60连接；若电机的转速大于后轮转速乘以转动比，则离合器接入，若电机的转速小于或等于后轮转速乘以转动比，则离合器分离。

具体而言，单片机10是本发明的一个核心部件，现有技术中通常使用机械机构来控制离合器的结合与断开，并且实际使用中通常是由驾驶人员判断如何控制离合器，这样很容易由于人的反应时间、操作时间的滞后性，造成分离与结合的偏差，从而造成电机对车轮的反拖。而本发明用单片机10来连接相关部件，通过对电信号的精确判断和传输来代替人工的粗略判断和操作，可以大大减少反拖的现象，因而能够有效地利用电机的动能。

电机转速传感器20和后轮转速传感器30是用来分别测量电机转动的转速n1和后轮转动的转速n2，测得的转速n1和n2以电平信号的形式输入至单片机10的转速输入引脚，并在单片机中做运算，运算过程为，将后轮的转速乘以传动比，然后与电机的转速做比较，若电机的转速大于后轮转速乘以传动比，则离合器接入；反之，若电机的转速小于或等于后轮转速乘以转动比，离合器分离。这样，可以做到精确判断电机的相对转速与后轮的比较关系，若电机相对转速比后轮小，则说明后轮的惯性可以支持后轮继续转动前进，即离合器可以分离以防止对后轮的反拖作用，整个判断和执行的部分既准确又迅速，减少了电能不必要的损耗，达到了节能的目的。

固体继电器40用于为电磁阀50提供电源输入，其输出电路部分与电磁阀电偶和连接，输入电路部分与单片机的控制输出引脚连接。

前述的单片机10当电机的转速大于后轮转速乘以转动比时，其控制输出引脚输出高电平，固体继电器40接收到高电平信号后卫电磁阀50提供电源输入，然后电磁阀50通过推拉杆推动牙嵌式离合器60的其中一个半离合器进行接入。其中，另一个牙嵌式离合器60的另一个半离合器可以固定在电动车的后轮上。

这样，就实现了通过检测电机和后轮的转速，输入至单片机，由单片机进行运算、比较后输出相应的电平信号，根据电平信号依次控制固体继电器和电磁阀，最后实现对牙嵌式离合器的控制过程。

从上述原理可以看出，本发明具有控制精确、自动化、无需人工干预以及节能的优势。

图2示出了本发明实施例的电路原理图。

图2中为单片机U1与电机转速传感器以及继电器连接的电路原理图。

单片机U1可以为89C52芯片，图2中与片选信号EA及复位引脚RST连接的电容C1、电阻R1，以及与反相振荡放大器的输入引脚XTAL1、反相振荡放大器的输出引脚XTAL2连接的电容C2、C3、晶体X1，均为使单片机U1正常工作的常规连接器件，此处不做详述。

单片机U1的输入输出引脚P2.4作为离合器自动控制装置的电机转速输入引脚，其中光敏晶体管和发光二极管D2构成了测速的主要部分，即测速传感器GK，其中，测速传感器GK具体可以为GK102传感光电开关。电阻R3、R4、R5、R6均为分压作用，半导体器件Q2以及电容C4为整流作用。测得的转速输入至单片机U1的输入输出引脚P2.4中，以便单片机U1做后续的计算和判断处理。

离合器自动控制装置的后轮测速传感器的电路结构与上述相同，故图中未示出，其后轮转速输出端可以和单片机U1的输入输出引脚P2.3连接，可以将后轮的转速也输入至单片机U1中。

单片机U1的串行输出引脚TXD通过电阻R2和半导体Q1与继电器RL连接，整流二极管D1与继电器RL并联。当单片机U1经过判断计算出电机的相对转速更高时，串行输出引脚TXD输出高电平，继电器RL所在的支路导通，从而继电器可以为电磁阀供电。

离合器控制装置还可以包括车速显示装置(图中未示出)，车速显示装置的显示输入引脚与单片机U1的显示输出引脚连接，例如可以和单片机U1的输入输出引脚P2.2连接，这样，可以便于驾驶员得知电动车当前的车速。

离合器控制装置还可以包括具有开关按键的手柄，开关按键手柄的控制信号端与单片机U1的计算发起引脚连接。开关按键可以作为计算发起的部件，即当用户按下开关按键时，单片机U1的串行输出引脚TXD才可以输出高电平信号。

图3是本发明实施例的离合器控制装置用于电动车中的连接结构示意图。

本发明的离合器控制装置可以用于电动车中，其在电动车中的具体连接方式在图3中示出。

图3中，车架的主梁100上固定有电机110，后轮120、左前轮102以及右前轮103均设置在主梁100上，电机110通过轴与传动链130连接，其中电机的轴与传动链130的结合处设置有电机测速传感器111。后轮120通过传动轴101与传动链130连接，结合处设置有后轮测速传感器121。传动轴101还与牙嵌式离合器140连接，图中右侧的半离合器固定在后轮120上，左侧的半离合器可以在传动轴120上做横向移动。电磁阀150通过推拉杆151与牙嵌式离合器140的左侧半离合器连接。电磁阀150的异于推拉杆151的一侧可以为如图2所示的电路结构，图3与图2的结构结合起来容易看出，当继电器工作时，电磁阀150通过推拉杆151推动牙嵌式离合器140接入，从而可以使电机110为后轮120提供动力。

本发明还包括一种节能车，包括车架、数量至少为一的后轮、驱动电机、电池以及如前述的离合器控制装置，其中，电机转速传感器设置在驱动电机上；后轮转速传感器设置在后轮上；电池为单片机以及驱动电机供电；牙嵌式离合器的第一半离合器固定在后轮上；后轮固定在车架上；驱动电机设置在所述车架上。

本发明对节能车的结构没有严格的限制，后轮可以只有一个，也可以有多个，车架结构方面，只要能够为前述的离合器控制装置提供稳定的工作环境即可。

节能车还可以包括加速控制器，加速控制器的第一端与驱动电机连接，第二端与手柄连接。即本使用新型的手柄可以同时具有加速和发起计算信号的功能，转动手柄可以进行加速，按下手柄上的开关按键可以控制单片机发起关于转速的计算和比较操作。

节能车中包括的离合器控制装置可以为如图3所示的结构，其中第一半离合器为图3种所示的左侧的半离合器。

节能车的三视图如图4至图6所示。

其中，图4为本发明的节能车的侧视图；图5位本发明的节能车的主视图，图6为本发明的节能车的俯视图。

本发明的节能车的车体框架和离合控制装置可以用于电动节能赛车中，可以使电动节能赛车的离合控制更加精确，并且充分发挥发动机的动能，使得赛车整体更加节能。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。