專利名稱：電動(dòng)自行車控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)自行車領(lǐng)域，具體為電動(dòng)自行車的控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動(dòng)自行車的控制器只是單一功能的控制系統(tǒng)，不具備報(bào)警功能，所以容易被盜竊，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)研究在原有的控制器上加裝報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與控制器之間通過(guò)外部接線連接。該結(jié)構(gòu)具有一定的防盜功能，但安全系數(shù)仍然較低，只要剪斷其與控制器外部接線或者卸下蓄電池，均可以解除報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)自行車控制器的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種具有防盜功能的電動(dòng)自行車控制器，其與報(bào)警裝置的連接不存在外部接線，即使蓄電池被取走，仍然具有報(bào)警功能，安全系數(shù)較高。
其通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的其包括電源模塊裝置、電流檢測(cè)模塊裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)、外部檢測(cè)單元裝置，之間電控連接，所述電源模塊裝置包括ACC供電裝置，其特征在于其還包括防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置，所述防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置與單片機(jī)電控連接，所述電源模塊裝置還包括主電源電路裝置、后備電池，蓄電池通過(guò)ACC供電裝置分別對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)供電，在ACC供電裝置失電的條件下，所述主電源電路裝置對(duì)單片機(jī)、后備電池裝置供電，由單片機(jī)決定是否對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置供電，在所述主電源電路裝置失電的條件下，由后備電池對(duì)單片機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)裝置供電。
其進(jìn)一步特征在于其還包括無(wú)線電遙控接收模塊裝置；系統(tǒng)輔助單元裝置。
本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)中，控制器內(nèi)部設(shè)置報(bào)警裝置，不用外部的連接線，這樣防盜性強(qiáng)，報(bào)警裝置不會(huì)輕易的被拆除，而控制器內(nèi)部設(shè)置后備電池，在蓄電池被拆下或者被盜時(shí)，可以對(duì)單片機(jī)的控制部分和報(bào)警部分供電，從而使電動(dòng)車保持報(bào)警功能，減少了被盜的可能性、保障電動(dòng)自行車的安全，而無(wú)線電遙控接收模塊裝置的設(shè)置可以滿足用戶尋車、上鎖、解鎖等功能，可以進(jìn)一步防止被盜，確保電動(dòng)自行車的安全。


圖1為本實(shí)用新型以及位置反饋傳感器的方框圖；圖2和圖3共同構(gòu)成本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，本實(shí)用新型包括電源模塊裝置、電流檢測(cè)模塊裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)、外部檢測(cè)單元裝置，之間電控連接，所述電源模塊裝置包括ACC供電裝置，其特征在于其還包括防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置，所述防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置與單片機(jī)電控連接，所述電源模塊裝置還包括主電源電路裝置、后備電池，蓄電池通過(guò)ACC供電裝置分別對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)供電，在ACC供電裝置失電的條件下，所述主電源電路裝置對(duì)單片機(jī)、后備電池裝置供電，由單片機(jī)決定是否對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置供電，在所述主電源電路裝置失電的條件下，由后備電池對(duì)單片機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)裝置供電，其還包括無(wú)線電遙控接收模塊裝置；系統(tǒng)輔助單元裝置。
下面結(jié)合圖2、圖3描述本實(shí)用新型的控制過(guò)程電源模塊裝置包括電阻R64、R65、R99、R2、R36、二級(jí)管D4、D11、D10、D12、D5、三極管Q2、Q3、電容C22、C2、C3、C4、穩(wěn)壓管Z1、Z2、備用電池BAT1、三端穩(wěn)壓器U1、U7、U8，其中二級(jí)管D4、D11、三極管Q2、Q3、電容C22、穩(wěn)壓管Z1、Z2、R64、R65、R99組成主電源電路裝置，系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電源有+15V和+5V兩種，一般正常情況下，電源由ACC(外部電池接線)供電，在ACC失電或電壓不足的情況下系統(tǒng)可以選擇由主電源電路裝置供電。單片機(jī)控制Q3，使得Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，而Q3的導(dǎo)通會(huì)使得Q2同時(shí)導(dǎo)通，這樣主電源的電量就會(huì)加到原由ACC供電的部分，為了防止這樣兩部分電源在使用上的沖突，所以在節(jié)點(diǎn)上使用了二極管D5和D10，防止電源相互間產(chǎn)生反充電現(xiàn)象。采用U1作為主驅(qū)動(dòng)電源的+15V供電系統(tǒng)，提供驅(qū)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)電源。采用U8產(chǎn)生+5V電源，供驅(qū)動(dòng)部分的控制電源；單片機(jī)采用+5V供電，為了隔離驅(qū)動(dòng)電源和主控制電源，系統(tǒng)獨(dú)立使用一片U7產(chǎn)生+5V電源供電，使得控制更安全，而它的前級(jí)供電采用多線路供電，驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)D12供給，由R99、Z1、Z2、C22構(gòu)成的穩(wěn)壓電路同樣產(chǎn)生+15V電源通過(guò)D11供給，這部分電源的供給同時(shí)也提供后備電池的充電電源；電源模塊裝置的如此設(shè)計(jì)是因?yàn)榭紤]到在ACC缺電的情況下，控制系統(tǒng)仍然可以自動(dòng)切換電源繼續(xù)提供驅(qū)動(dòng)電源，使電動(dòng)車可以繼續(xù)行走.單片機(jī)的多線路供電使得單片機(jī)電源在任何時(shí)期都可以無(wú)間隔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，后備電池的設(shè)立是為了在主電池卸下后繼續(xù)可以維持報(bào)警功能而設(shè)立的，由于單片機(jī)在待機(jī)檢測(cè)時(shí)損失的電量極小，所以后備電池的主要耗電是在報(bào)警輸出后對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng).一般采用800mA/H的充電電池就可以維持1小時(shí)左右的報(bào)警。
電流檢測(cè)模塊裝置包括電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R55、R70，運(yùn)算放大器U9B、U9A，電容C19、C29。其采用高精度的集成運(yùn)算放大器U9進(jìn)行過(guò)流比較和電流轉(zhuǎn)換R55是一個(gè)采樣電阻，材料采用康銅，其阻值在200mΩ左右.驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的電流由此電阻經(jīng)過(guò)，根據(jù)V/A特性，在此電阻兩端就會(huì)產(chǎn)生一定的電壓，此電壓通過(guò)R6加到了U9的正端輸入，由R7、R8、C19構(gòu)成了一個(gè)帶有積分特性的放大電路，U9上部1腳就輸出與電流相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)提供給單片機(jī)的AD模塊；同樣的，采樣電阻建立的電壓也經(jīng)過(guò)R5提供到另半部運(yùn)放的負(fù)端，由于沒(méi)有反饋電阻，這個(gè)運(yùn)放就成為一個(gè)比較器.由R9和R10構(gòu)成的一個(gè)分壓器設(shè)定了過(guò)流的檢測(cè)點(diǎn).當(dāng)檢測(cè)電流大于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，這部運(yùn)放的負(fù)端電位高于正端，U9的7腳就會(huì)輸出一個(gè)低電平到單片機(jī)的外部中斷系統(tǒng)，讓單片機(jī)產(chǎn)生中斷，終止輸出，從而保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置由節(jié)拍生成部分和底層驅(qū)動(dòng)部分組成其包括與門U4、非門U5、或非門U3、U2、電容C1、C5、C16、C10、K2、K1、C17、C6、C11、K3、K4、C18、C7、C12、K5、K6、C20、C24、C23、C71，二極管D1、D7、D2、D8、D3、D9，電阻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、三極管Q4、t1、t2、t3、n1、f1、n2、t4、Q5、t6、t5、n4、Q6、t9、t8、n5、n6、t7，驅(qū)動(dòng)管V2、V3、V4、V5、V6、V7。由R53、R52、C71和一個(gè)與門構(gòu)成一個(gè)震蕩器，單片機(jī)RC2是驅(qū)動(dòng)的PWM輸出端，這樣就構(gòu)成了一個(gè)調(diào)制在震蕩頻率上的一個(gè)PWM輸出.由U4、U5、U3、U2構(gòu)成的節(jié)拍生成電路單片機(jī)的RB2到RB7是驅(qū)動(dòng)端口，經(jīng)過(guò)節(jié)拍生成器后控制六個(gè)橋臂的通斷；底層的驅(qū)動(dòng)部分采用分立器件自主設(shè)計(jì)。由Q4、a1、t1、D7、e1、D1、t2構(gòu)成了W相上的上臂的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).當(dāng)Q4處于導(dǎo)通時(shí)，使得t1的基極電平下降，使得t1導(dǎo)通，+15V驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)D1就到了t2的基極，t2截止，電源通過(guò)D7和e1就加到了上臂的控制端，從而使驅(qū)動(dòng)臂導(dǎo)通；由b1、t3、a2、b2、f1、n2構(gòu)成W相的下臂的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)(b2和f1節(jié)點(diǎn))為低電平時(shí)，b1導(dǎo)通，n2截止，b1的導(dǎo)通會(huì)使得t3導(dǎo)通，+15V電源就通過(guò)t3到了下臂的控制端，從而使驅(qū)動(dòng)臂導(dǎo)通.其余相的控制分析雷同。
無(wú)線電遙控接收模塊裝置，可以滿足用戶尋車、上鎖、解鎖等功能。其包括電感L2、L3、L4，電容C106、C107、C108、C109、C110、C111、C112、C113、C114、電阻R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114、R115、R116、R117、R118、R119、R120、R121，三極管Q20、Q21運(yùn)算放大器U10C、U10D，采用FSK調(diào)制。無(wú)線電信號(hào)通過(guò)天線進(jìn)入控制器，通過(guò)L2，C106感應(yīng)產(chǎn)生弱電信號(hào)，再由C107耦合到Q20的基極，經(jīng)過(guò)Q20的放大后，經(jīng)C108隔直處理后進(jìn)入由C110、L4組成的選頻網(wǎng)絡(luò).由C110、L4、Q21、L3、C111組成的選頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)Q20經(jīng)過(guò)放大后的信號(hào)進(jìn)行選頻，使得有效的無(wú)線電頻率進(jìn)入下級(jí)處理，通過(guò)由R113、C112組成的低通濾波器解調(diào)出有效信號(hào)，通過(guò)一定的積分處理后進(jìn)入下級(jí)放大處理，R114、R115、C113構(gòu)成弱積分電路，U10是一片4單元的運(yùn)算放大器、R116、R117和U10-3構(gòu)成的放大電路對(duì)前級(jí)積分下來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大后，再進(jìn)入由R118、R119、R120、R121、U10-4組成的整形電路，對(duì)波形進(jìn)行整形，從而使單片機(jī)接收有效的信號(hào)，提高抗干擾能力。
防盜檢測(cè)模塊裝置包括電感HL1、電阻R100、R101、R102、R104、R105、R106、C101、C103、C104、C105、運(yùn)算放大器U10A、U10B、二極管D101、D102。其采用震動(dòng)檢測(cè)的方式進(jìn)行識(shí)別自行車是否處于被盜狀態(tài).HL1是一個(gè)霍爾震動(dòng)傳感器，它由一個(gè)線圈和一個(gè)高磁率磁性元件組成，此磁性元件固定于一個(gè)震動(dòng)彈簧上.當(dāng)電動(dòng)車處于被盜狀態(tài)下，由于外部鎖具的作用必定會(huì)產(chǎn)生劇烈的震動(dòng)，這樣就會(huì)使固定于震動(dòng)彈簧上的磁性元件發(fā)生震動(dòng).由于磁性元件和線圈處于垂直安裝，磁性元件的震動(dòng)使得它產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生震動(dòng)，從而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。經(jīng)過(guò)C101耦合到由R101、R102、C103、U10-1組成的放大電路，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后由D101整流，C104、C105濾波后生成有效值，這個(gè)值的大小與震動(dòng)的劇烈程度成正比，R104，是一個(gè)恢復(fù)電阻，當(dāng)震動(dòng)消失后，感應(yīng)電壓可以通過(guò)它進(jìn)行消除，而由R106、R105、U10-2組成的比較器來(lái)判別當(dāng)前震動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)是否達(dá)到報(bào)警點(diǎn)，R105、R106的分壓比決定報(bào)警輸出的臨界點(diǎn)。此分壓器在運(yùn)算放大器負(fù)端產(chǎn)生的電平越高，報(bào)警點(diǎn)程度越高.當(dāng)產(chǎn)生有效報(bào)警后，運(yùn)算放大器輸出一個(gè)低電平的報(bào)警信號(hào)到單片機(jī)。
報(bào)警系統(tǒng)裝置其包括二極管D103、電容C99、電阻R96、R97、R98、變壓器BT1、三極管Q18、Q19，其聲音輸出采用BTL電路，BUZ是單片機(jī)的聲音輸出端口，D103是一個(gè)端口保護(hù)二極管，通過(guò)C99的隔直處理后推動(dòng)Q19的輸出，Q19、Q18組成復(fù)合推動(dòng)電路，使BUZ端口的信號(hào)放大后經(jīng)過(guò)BT1(變壓器)耦合到揚(yáng)聲器的兩端，從而發(fā)出高分貝的報(bào)警聲音。
外部檢測(cè)單元裝置包括電池電量檢測(cè)、控制電源檢測(cè)、速度控制檢測(cè)、剎車系統(tǒng)等電路，電池電量檢測(cè)包括電阻R11、R56、R3、R71、C21；控制電源檢測(cè)包括電阻R15、R14，速度控制檢測(cè)包括電阻R32、R37、R39、電容C27、限速開關(guān)SW2；剎車系統(tǒng)包括電阻R33、R34、R35、R44、R45、電容C28、三極管Q1，L、H為剎車。
單片機(jī)包括U6、電阻R16、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R12、R29、R30、R31、R50、R49、R51，電容C26、C32、C31、C30以及J1，單片機(jī)的RA5是用于剎車控制的，低電平時(shí)處于剎車狀態(tài).為了滿足不同的剎車器的兼容性，特設(shè)計(jì)為外部高、低電平兩種控制方式，當(dāng)外部是低電平剎車時(shí)，接于“剎車L”，此時(shí)控制端口的電平通過(guò)D6被拉低，使單片機(jī)得到剎車信號(hào)，R34是一個(gè)上拉電阻，確保在正常時(shí)，該檢測(cè)點(diǎn)的電平為高。如果外部是高電平剎車，那必須將剎車信號(hào)接于“剎車H”。高電平通過(guò)R44、R45的分壓使得Q1導(dǎo)通，Q1的導(dǎo)通使得剎車檢測(cè)點(diǎn)的電平下拉，完成剎車信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
系統(tǒng)輔助單元裝置包括外部鎖應(yīng)用、運(yùn)行態(tài)輸出單元、狀態(tài)顯示單元、復(fù)位單元，所述外部鎖應(yīng)用包括電阻R95、R94以及外部鎖開關(guān)SW1；所述運(yùn)行態(tài)輸出單元包括電阻R62、R63、R61、三極管Q7；所述狀態(tài)顯示單元包括電阻R38、LED；所述復(fù)位單元包括電阻R13、電容C25。
單片機(jī)的AD3是用于速度檢測(cè)的，手把信號(hào)通過(guò)R37、C32的低通濾波器進(jìn)入單片機(jī)，速度控制信號(hào)一般滿足單片機(jī)的輸入要求.R39是一個(gè)用于限速的分壓電阻。當(dāng)限速開關(guān)SW2閉和，處于限速狀態(tài)時(shí)，速度控制信號(hào)就會(huì)被分壓，從而控制最高速度的上限。
電池電量檢測(cè)中R56、R3、R11的分壓器對(duì)ACC進(jìn)行分壓檢測(cè)，當(dāng)ACC電壓降低時(shí)，分壓器上的電壓也降低，這樣單片機(jī)就可以獲悉ACC(電池)電量的信息了，當(dāng)ACC電壓過(guò)低時(shí)，單片機(jī)就可以根據(jù)需要對(duì)驅(qū)動(dòng)部分的電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
AD2是用于檢測(cè)單片機(jī)控制電壓的，單片機(jī)電壓的改變可以改變外部檢測(cè)點(diǎn)在單片機(jī)內(nèi)部的讀數(shù)值，控制電源檢測(cè)設(shè)置的R15、R14分壓器的讀數(shù)是隨控制電壓改變而改變，從而穩(wěn)定內(nèi)部的數(shù)值，從而提高控制的控制精度。
權(quán)利要求1.電動(dòng)自行車控制器，其包括電源模塊裝置、電流檢測(cè)模塊裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)、外部檢測(cè)單元裝置，之間電控連接，所述電源模塊裝置包括ACC供電裝置，其特征在于其還包括防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置，所述防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置與單片機(jī)電控連接，所述電源模塊裝置還包括主電源電路裝置、后備電池，蓄電池通過(guò)ACC供電裝置分別對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)供電，在ACC供電裝置失電的條件下，所述主電源電路裝置對(duì)單片機(jī)、后備電池裝置供電，由單片機(jī)決定是否對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置供電，在所述主電源電路裝置失電的條件下，由后備電池對(duì)單片機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)自行車控制器，其特征在于其還包括無(wú)線電遙控接收模塊裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)自行車控制器，其特征在于其還包括系統(tǒng)輔助單元裝置。
專利摘要本實(shí)用新型為電動(dòng)自行車控制器。其與報(bào)警裝置的連接不存在外部接線，即使蓄電池被取走，仍然具有報(bào)警功能，安全系數(shù)較高。其包括電源模塊裝置、電流檢測(cè)模塊裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)、外部檢測(cè)單元裝置，之間電控連接，所述電源模塊裝置包括ACC供電裝置，其特征在于其還包括防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置，所述防盜檢測(cè)模塊裝置和報(bào)警系統(tǒng)裝置與單片機(jī)電控連接，所述電源模塊裝置還包括主電源電路裝置、后備電池，蓄電池通過(guò)ACC供電裝置分別對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置、單片機(jī)供電，在ACC供電裝置失電的條件下，所述主電源電路裝置對(duì)單片機(jī)、后備電池裝置供電，由單片機(jī)決定是否對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊裝置供電，在所述主電源電路裝置失電的條件下，由后備電池對(duì)單片機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)裝置供電。
文檔編號(hào)B62H5/00GK2907041SQ200620072229
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者古漢洋 申請(qǐng)人:古漢洋