專利名稱：電動車輛控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動車輛控制器，更具體地說，它涉及一種具有加速 器自適應學習功能的電動車輛控制器。
背景技術：
目前國內(nèi)外電動車輛，普遍采用加速器連接控制器的方式實現(xiàn)電機速度與 轉矩的平滑控制?？刂破魉B接的加速器類型往往不同，如有電位器式、感應 式、霍爾式等；同一類型加速器，機械性能特性和電性能特性往往不同，微動 開關機械行程、供電電壓、有效輸出范圍等沒有一個統(tǒng)一的標準；即使同一規(guī) 格加速器，其參數(shù)也具有一定的離散性；同一個加速器使用一段時間后，由于 機械結構磨損和電器老化也會使其電特性(如微動開關行程和輸出范圍及量程) 在一定程度上發(fā)生變化。
現(xiàn)有的控制器與各種情況的加速器連接匹配時，存在以下缺陷
1. 不同類型的加速器或者需要配不同的控制器或者對控制器需進行不同 的軟件手動設置，這給控制器安裝時的匹配、調(diào)試帶來/困難。
2. 不同類型的加速器在和控制器連接時，由于沒有統(tǒng)一的標準，接線時容 易出錯，有的會使控制器進入加速器保護狀態(tài)而無法使用，甚至可能燒毀控制 器°
3. 加速器與控制器配合性能不好，司乘人員感覺加速和減速舒適度差，，駕 駛不靈便，容易出現(xiàn)安全事故；還會大大增加加速器和控制器的故障率，需要 經(jīng)常更換新的加速器或控制器，造成了維護維修成本的增加和不必要的浪費。
到目前為止，在市場上尚未見到具有加速器自動適應學習功能、配合精密； 維護、維修方便、成本低；故障率低；使車輛駕駛更靈活、乘坐更舒適、更安 全可靠的電動車輛控制器。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種自動適應學習、配 合精密；維護、維修方便、成本低；故障率低；使車輛駕駛更靈活、乘坐更舒 適、更安全可靠的電動車控制器。本實用新型解決上述技術問題的技術方案為本實用新型的電動車輛控制 器，該控制器包括
第一加速器供電切換電路和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速 器提供所需電源；
加速器故障檢測電路，對加速器工作狀態(tài)進行檢測；
加速器信號采集電路，利用加速器抽頭檢測到的電壓，判斷接入加速器的 類型；
邏輯輸入電路，通過操作該邏輯輸入電路，使控制器進入加速器類型匹配 程序或加速器自學習程序；
單片機系統(tǒng)，該單片機系統(tǒng)由CPU， AM)轉換模塊和儲存單元組成，根據(jù)輸 入的信號，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號數(shù)據(jù)的數(shù)模 轉換和儲存。
其技術特征還可以包括，所述單片機系統(tǒng)外部連接著聲光顯示裝置，提示 控制器進入不同工作狀態(tài)或故障報警；單片機系統(tǒng)的A/D轉換器連接加速器高 端為接入的加速器高端提供電源，并使加速器低端接地；單片機系統(tǒng)的A/D轉 換器連接著加速器抽頭，將加速器抽頭采集到的電壓轉換為數(shù)據(jù)信號；單片機 系統(tǒng)連接著邏輯輸入電路，邏輯輸入電路外部連接著鑰匙開關、微動開關等邏 輯開關，邏輯輸入電路根據(jù)邏輯開關的一定的組合狀態(tài)和開關順序去控制單片 機系統(tǒng)進入加速器學習狀態(tài)；初始狀態(tài)連接時設置的默認匹配的加速器類型為 電位器式加速器，給加速器高端供的電源為+5V;加速器抽頭采集到的電壓小于 5V，判斷接入的加速器為霍爾或感應式的，并為該加速器提供36V-48V的控制
器系統(tǒng)電源電壓；對所述器邏輯輸入電路的操作控制方式為首先關閉鑰匙開 關，踩下加速器，此時內(nèi)置微動開關閉合；然后將方向開關來回切換3次，啟 動加速器類型匹配程序；所述加速器量程的5個區(qū)域為加速器高端故障范圍、 加速器低端故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速器低端死區(qū)、加速器輸入有效區(qū)。 本實用新型的有益效果為實現(xiàn)了電動車輛上不同類型加速器的自適應匹 配及學習功能，對于電動車控制器無須特別的參數(shù)設置及硬^^改動就能匹配各 種類型的加速器。即使加速器隨著使用時間的增長，參數(shù)發(fā)生了漂移而使控制 器進入保護，只須重新學習一次即可，大大降低了由于加速器不匹配或后期維
護帶來的不便及故障率。

圖l是本實用新型的硬件系統(tǒng)組成原理圖；圖2是電位器式加速器的連接形式示意圖3是霍爾或電感式加速器的連接形式示意圖4是加速器量程細分示意圖5是本實用新型控制框圖具體實施方式
本實用新型由軟件和硬件相結合構成。硬件系統(tǒng)包括第一和第二加速器供 電切換電路，加速器故障檢測電路、加速器信號采集電路、邏輯輸入電路、蜂 鳴器、單片機系統(tǒng)、存儲單元、驅動單元、電機，見圖1?？刂平Y構包括初始
化、AD轉換、加速盔類型識別、加速器故障檢測、加速器學習。
邏輯輸入電路的操作順序信號給單片機系統(tǒng)進行加速器類型識別還是加速 器學習的狀態(tài)判斷。加速器故障檢測電路、加速器信號采集電路、硬件系統(tǒng)包 括第一和第二加速器供電切換電路，均通過單片機系統(tǒng)，來完成加速器的信號 輸入，進而用來計算加速器類型和學習的數(shù)據(jù)。聲光顯示裝置接于單片機系統(tǒng)， 用來進行控制器狀態(tài)判斷和報故障， 一般可采用蜂鳴器；控制器將處理后的信 號經(jīng)過驅動單元驅動電機的運行。
圖5是本實用新型電動車輛控制器控制框圖。如圖5所示，系統(tǒng)的控制流 程包括系統(tǒng)初始化、A/D轉換、加速器類型判斷、加速器故障檢測、加速器學 習等步驟。
以下結合附圖1至5，對本實用新型實現(xiàn)加速器自適應匹配及學習的原理 和步驟詳細說明如下
一、 系統(tǒng)的初始化
控制器出廠時設置一默認狀態(tài)，即默認匹配加速器類型為電位器式加速器， 如圖2。單片機系統(tǒng)通過第一加速器供電切換電路中的限流電阻R9給電牆中的 Q2低電平使其導通，+5.3V通過Q2和R10給加速器高端供+5V電源，同時由 單片機系統(tǒng)通過限流電阻R7給第二加速器供電切換電路中的Q3低電平使其截 止，即加速器低端是通過R5接地的，這樣就完成系統(tǒng)的初始化，此時初始設 置為電位器式加速器的匹配狀態(tài)。
二、 加速器類型自動匹配
當控制器欲連接電位器式加速器之外的不同類型加速器時，本實用新型提 供了一種通用的連接方式。該通用連接形式如圖2、 3所示，該連接的統(tǒng)一標準避免接線的錯誤方便維修。
如果控制器欲連接霍爾或感應式加速器時，采用如圖3所示的方式接入。 由于該類型加速器供電為控制器系統(tǒng)電源電壓，即36V-48V，控制器識別該類 型加速器時先通過默認狀態(tài)給加速器供+5V電源，通過操作控制器邏輯輸入電 路使控制器進入加速器類型匹配程序，該操作可以采用如下方式首先關閉鑰 匙開關S3，踩下加速器，同時內(nèi)置微動開關閉合；然后將方向開關(前進\后退 開關)S2來回切換3次，此時單片機系統(tǒng)使蜂鳴器常響一下，告知操作人員加 速器類型匹配程序啟動，此時踩下加速器進行匹配。加速器抽頭將采集到的電 壓經(jīng)過單片機系統(tǒng)經(jīng)行A/D轉換，如果抽頭電壓小于5V即可認為所接加速器 為霍爾或感應式的，這時單片機系統(tǒng)通過第一加速器供電切換電路中的限流電 阻R8給Ql低電平使其導通，30-60V電源(系統(tǒng)電源)通過第一加速器供電 切換電路中的Ql和R10給加速器高端提供系統(tǒng)電源，即霍爾或感應式加速器 的工作電壓，同時由單片機系統(tǒng)通過第二加速器供電切換電路的限流電阻R7 給Q3高電平使其導通，即加速器低端直接接地。此時控制器便自動完成了加 速器類型的匹配，單片機系統(tǒng)使蜂鳴器短響一下，告知操作人員加速器類型自 動匹配完畢。
三、加速器自學習
通過操作控制器邏輯輸入電路使控制器進入加速器自學習程序，其操作方 式可以設定為關閉鑰匙開關S3，踩下加速器，同時內(nèi)置微動開關閉合；將方 向開關S2來回切換2次，控制器上蜂鳴器常響兩聲即進入該功能。加速器的自 學習功能主要是對加速器輸出范圍及量程的學習，圖4是本實用新型電動車輛 控制器學習量程示意圖。如圖所示，這里把加速器的整個量程分為5個區(qū)域， 即加速器高故障范圍、加速器低故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速器低端死區(qū)、 加速器輸入有效區(qū)。
進入加速器自學習功能后，首先使加速器復位，緩慢踩下加速器直到踩到 底，切換一次方向開關S2，使控制器知道學習結束，控制器蜂鳴器短響兩聲告 訴操作人員學習成功。在這個過程中讓單片機系統(tǒng)的存儲單元存儲下整個加速 器量程的范圍，包括微動開關閉合的位置。
具體的加速器學習和參數(shù)存儲與改寫過程如下
當單片機系統(tǒng)采集到加速器內(nèi)置微動開關閉合時加速器輸入的電壓，將該 點定義為加速器低端死區(qū)的終點，并且單片機系統(tǒng)由此計算出加速器低故障值和加速器oy。pwM輸入值，由此確定加速器低端死區(qū)和加速器低故障范圍。當 單片機系統(tǒng)采集到加速器踩滿時輸入的電壓值，將該點定義為加速器高端死區(qū)
的終點。并且單片機系統(tǒng)由此計算出加速器高故障值和加速器1(K)o/。PWM輸入 值，由此確定加速器高端死區(qū)和加速器高故障范圍。加速器OMPWM輸入值和 加速器100。/。PWM輸入值之間的區(qū)域為加速器輸入有效范圍。這樣單片機系統(tǒng) 就重新分配出了加速器整個量程的五個區(qū)域，并用這些參數(shù)改寫控制器存儲單 元的原值。
同時單片機系統(tǒng)將接收到的加速器量程經(jīng)過A/D轉換和控制器存儲器單元 中預置的有效范圍和死區(qū)范圍數(shù)據(jù)相比較，如果單片機系統(tǒng)接收到的加速器量 程與控制器預置的有效范圍不符，則說明學習無效或加速器本身存在嚴重故障 并通過蜂鳴器報故障。如果相符，控制器則會根據(jù)學習到的量程重新調(diào)整實際 的輸入范圍，以達到最佳的匹配。學習完成后按正常順序操作車輛，此時控制 器將按照學習后的加速器輸入范圍進行速度調(diào)節(jié)。
四、控制過程
邏輯輸入電路將執(zhí)行的加速器類型識別或加速器學習的操作順序信號輸送 給單片機系統(tǒng)，進行加速器狀態(tài)判斷，判斷是加速器類型識別狀態(tài)還是加速器 學習狀態(tài)。加速器故障檢測電路、加速器信號采集電路、第一和第二加速器供 電切換電路和均通過單片機系統(tǒng)來完成加速器的信號輸入，進而用來計算加速 器類型和學習的數(shù)據(jù)。蜂鳴器接單片機系統(tǒng)，用來進行控制器狀態(tài)判斷和故障 報警，控制器將處理后的信號經(jīng)過驅動單元驅動電機運行。
權利要求1.一種電動車輛控制器，其特征在于，該控制器包括第一加速器供電切換電路和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速器提供所需電源；加速器故障檢測電路，對加速器工作狀態(tài)進行檢測；加速器信號采集電路，利用加速器抽頭檢測到的電壓，判斷接入加速器的類型；邏輯輸入電路，通過操作該邏輯輸入電路，使控制器進入加速器類型匹配程序或加速器自學習程序；單片機系統(tǒng)，該單片機系統(tǒng)由CPU，A\D轉換模塊和儲存單元組成，根據(jù)輸入的信號，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號數(shù)據(jù)的數(shù)模轉換和儲存。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電動車輛控制器，其特征在于，所述單片機系統(tǒng) 外部連接著聲光顯示裝置，提示控制器進入不同工作狀態(tài)或故障報警。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電動車輛控制器，其特征在于，單片機系統(tǒng)的A/D 轉換器連接加速器高端為接入的加速器高端提供電源，并使加速器低端接地。
4. 根據(jù)權利要求1所述的電動車輛控制器，其特征在于,單片機系統(tǒng)的A/D 轉換器連接著加速器抽頭，將加速器抽頭采集到的電壓轉換為數(shù)據(jù)信號。
5. 根據(jù)權利要求l所述的電動車輛控制器，其特征在于，單片機系統(tǒng)連接 著邏輯輸入電路，邏輯輸入電路外部連接著鑰匙開關、微動開關等邏輯開關， 邏輯輸入電路根據(jù)邏輯開關的一定的組合狀態(tài)和開關順序去控制單片機系統(tǒng)進 入加速器學習狀態(tài)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的電動車輛控制器，其特征在于，初始狀態(tài)連接時 設置的默認匹配的加速器類型為電位器式加速器，給加速器高端供的電源為 +5V。
7. 根據(jù)權利要求l所述的電動車輛控制器，其特征在于，加速器抽頭采集 到的電壓小于5V，判斷接入的加速器為霍爾或感應式的，并為該加速器提供 36V-48V的控制器系統(tǒng)電源電壓。
8. 根據(jù)權利要求l所述的電動車輛控制器，其特征在于所述加速器量程的 5個區(qū)域為加速器高端故障范圍、加速器低端故障范圍、加速器高端死區(qū)、加速 器低端死區(qū)、加速器輸入有效區(qū)。
專利摘要本實用新型為一種電動車輛控制器，包括第一和第二加速器供電切換電路，為不同類型的加速器提供所需電源；加速器故障檢測電路，對加速器工作狀態(tài)進行檢測；加速器信號采集電路，利用加速器抽頭檢測到的電壓，判斷接入加速器的類型；邏輯輸入電路，通過操作該邏輯輸入電路，使控制器進入加速器類型匹配程序或加速器自學習程序；單片機系統(tǒng)，該單片機系統(tǒng)由CPU，A/D轉換模塊和儲存單元組成，根據(jù)輸入的信號，完成加速器類型的判斷，加速器工作狀態(tài)的確定，信號數(shù)據(jù)的數(shù)模轉換和儲存。本實用新型提供具有加速器自動適應學習功能；調(diào)試維護方便、成本低；故障率低；安全可靠的電動車控制器。
文檔編號B60K26/00GK201317277SQ20082014212
公開日2009年9月30日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權日2008年9月23日
發(fā)明者孔昭松, 杜承潤 申請人:天津市松正電動科技有限公司