专利名称：自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车控制电路，尤其是自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路。
背景技术：
现有的电动自行车沿用传统人力自行车的前后轮串行结构，通过乘员人力操纵保 持平衡，驾驶者需经过一定训练掌握技能才能骑行。这种电动自行车的控制电路只负责提 供动力减轻乘员体力消耗，不能够辅助驾驶，行驶中驾驶者的臂力负担和精神负担并未减 轻。而采用同轴并行两轮的小车，因为无法保持平衡，只能用人力推拉，无法代步。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能驱动并行两轮电动车的控制驱动电路。为了实现上述目的，本实用新型采用如下结构它包括主控制板、主控制板连接有转向手柄电路、左轮电机驱动器以及右轮电机 驱动器，主控制板上设有控制器、控制器连接一组垂直方向固体角速度传感器以及一组水 平方向固体角速度传感器，转向手柄电路内包含有获取转向信号的传感器。优选地，所述的一组垂直方向固体角速度传感器包括三个垂直方向固体角速度传 感器；一组水平方向固体角速度传感器分别包括三个水平方向固体角速度传感器。优选地，所述转向手柄电路内的获取转向信号的传感器为霍尔传感器。优选地，左轮电机驱动器以及右轮电机驱动器为无刷电机驱动器，所述无刷电机 驱动器包含有独立的单片机、功率场效应管、功率场效应管驱动电路和与主控制板通讯的 通讯接口优选地，所述无刷电机驱动器内还设有与单片机连接的温度检测单元。优选地，所述温度传感器设于功率场效应管驱动电路旁。优选地，所述单片机还连接有相位检测单元、电流检测单元以及电压检测单元。优选地，所述通讯接口和电压检测单元通过双冗余总线连接主控制板。由于采用了上述方案，本实用新型用于同轴并行两轮电动车时，通过电子控制使 该车无须人力可以自动保持平衡和保持前进方向。行驶时乘员站立在车轴部位的踏板上， 乘员主动向前倾斜身体，小车即向前行驶；向后倾即可制动或后退。行驶中乘员无须分神掌 握平衡，双手可以自由动作；该车采用左右两个各自带有无刷轮毂电机的车轮，由电子线路 控制两轮独立驱动，以电池提供能源，采用固体角速度传感器来感测车辆姿态。
图1是本实用新型实施例整体电路模块结构图；图2是本实用新型实施例主控制板电路模块结构图；图3是本实用新型实施例无刷电机驱动器电路模块结构图。本实用新型目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例的包括主控制板1、主控制板1连接有转向手柄电路 2、左轮电机驱动器3以及右轮电机驱动器4，主控制板1上设有控制器11、控制器11连接一 组垂直方向固体角速度传感器12以及一组水平方向固体角速度传感器13，转向手柄电路2 内包含有获取转向信号的传感器21。当车身倾斜时，垂直方向的角速度传感器会发出一个 角速度信号，控制器11接收这一信号，通过比例积分运算产生一个矫正控制信号发送给无 刷电机驱动器使电机和车轮产生反方向的矫正力矩，令车身恢复平衡，这一过程在20毫秒 内完成。在前进过程中，由于道路状况变化，行驶方向会产生偏差，水平方向的角速度传感 器检测到行驶方向变化时，输出角度偏差信号，计算机据此计算出矫正信号控制无刷电机 驱动器，使左右车轮差动从而修正行驶方向所述的一组垂直方向固体角速度传感器包括三个垂直方向固体角速度传感器；一 组水平方向固体角速度传感器分别包括三个水平方向固体角速度传感器。每个传感器都有 独立的伺服电路但是安装在不同的位置，MCU采集各自的角速度信息，正常情况下采用各传 感器的平均值数据以消除元器件离散性和振动的影响。若其中之一出现故障，系统会进入 保护程序，自动减速停车，同时提示故障点以方便维修。所述转向手柄电路2内的获取转向信号的传感器21为霍尔传感器。控制器11通 过手柄内的霍尔传感器检测其转动获得转向信号，从而控制左右车轮差动改变行驶方向左轮电机驱动器3以及右轮电机驱动器4为无刷电机驱动器，如图3所示，所述无 刷电机驱动器包含有独立的单片机51、功率场效应管52、功率场效应管驱动电路53和与主 控制板1通讯的通讯接口 M，单片机51通过通讯接口 M与主控制板1通讯，建立双向数据 联系，每20ms做一次信息交换。在启动时，会对电机、电池和各电路单元做闭环自检，自检 结果向主控板传送，自检不正常则不能启动。在行驶中出现任何异常情况都在20ms内传送 到主控制板，主控制板立即进入保护程序减速停车。所述无刷电机驱动器内还设有与单片机51连接的温度检测单元55。温度检测单 元55安装在功率场效应管附近以监视其工作温度。在温度较高时，电路的驱动能力会减 小，电机驱动器将温度传输到主控板，主控板会自动降低整车速度，相应也降低力矩要求。 在温度过高可能导致电路过载时，主控板会执行保护程序主动停车。所述单片机还连接有相位检测单元56、电流检测单元57以及电压检测单元58。所 述通讯接口 M和电压检测单元58通过双冗余总线连接主控制板1。在电池电压不足、过热 或系统出现故障时，系统会发出提示音；这一提示音是由主控制板发出命令在电机驱动器 执行，通过车轮电机的绕组线圈来发出的。以音调和节奏变化反映各种故障点。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于包括主控制板、主控制 板连接有转向手柄电路、左轮电机驱动器以及右轮电机驱动器，主控制板上设有控制器、控 制器连接一组垂直方向固体角速度传感器以及一组水平方向固体角速度传感器，转向手柄 电路内包含有获取转向信号的传感器。
2.如权利要求1所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述的 一组垂直方向固体角速度传感器包括三个垂直方向固体角速度传感器；一组水平方向固体 角速度传感器分别包括三个水平方向固体角速度传感器。
3.如权利要求2所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述转 向手柄电路内的获取转向信号的传感器为霍尔传感器。
4.如权利要求3所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于左轮电 机驱动器以及右轮电机驱动器为无刷电机驱动器，所述无刷电机驱动器包含有独立的单片 机、功率场效应管、功率场效应管驱动电路和与主控制板通讯的通讯接口
5.如权利要求4所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述无 刷电机驱动器内还设有与单片机连接的温度检测单元。
6.如权利要求5所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述温 度传感器设于功率场效应管驱动电路旁。
7.如权利要求6所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述单 片机还连接有相位检测单元、电流检测单元以及电压检测单元。
8.如权利要求7所述的自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路，其特征在于所述通 讯接口和电压检测单元通过双冗余总线连接主控制板。
专利摘要本实用新型涉及一种电动车控制电路，尤其是自平衡并行两轮电动车的控制驱动电路。包括主控制板、主控制板连接有转向手柄电路、左轮电机驱动器以及右轮电机驱动器，主控制板上设有控制器、控制器连接一组垂直方向固体角速度传感器以及一组水平方向固体角速度传感器，转向手柄电路内包含有获取转向信号的传感器。本实用新型用于同轴并行两轮电动车时，无须人力可以自动保持平衡和保持前进方向。乘员主动向前倾斜身体，小车即向前行驶；向后倾即可制动或后退。行驶中乘员无须分神掌握平衡，双手可以自由动作；该车采用左右两个各自带有无刷轮毂电机的车轮，由电子线路控制两轮独立驱动，以电池提供能源，采用固体角速度传感器来感测车辆姿态。
文档编号G05D1/08GK201863984SQ20102056704
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者邹帆 申请人:邹帆