一种电动车辆的单踏板速度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电动车辆技术领域，特别涉及一种只使用一个踏板控制电动车辆的启动、加速、匀速行驶、减速和制动等操作的控制系统。
技术背景
[0002]当前电动车辆的速度控制大多采用类似传统汽车的驾驶方式，通过加速踏板和制动踏板等装置控制电动车辆速度。这种设置双踏板的电动车辆主要存在以下两个问题:
[0003]第一，操作复杂度高。驾驶这种电动车辆需要同时熟悉加速踏板和制动踏板，学习这种电动车辆的驾驶需要一个较长的过程，不利于快速掌握驾驶技术。
[0004]第二，容易引起误操作。由于加速踏板和制动踏板的功能截然相反，有时踩错踏板可能引起灾难性的后果。例如，在需要紧急刹车的情况下，驾驶员可能由于慌乱误将加速踏板当制动踏板，造成交通事故。
[0005]目前有几种将刹车与油门踏板合成在一起的单踏板控制方案，如专利200510029424.1，201210017650.8，02114368.4，97192004.4。专利 200510029424.1 采用纯机械的控制方式，踏板向后转为油门控制，踏板向前转为刹车控制，该种方法操作复杂度较高，并且在进行油门控制时，采用脚后跟操作的方式，长时间操作会使驾驶员脚部疲劳。专利201210017650.8同样采用纯机械的控制方式，初始状态为刹车，当踏板踩到一定程度后进入油门操作。该方案存在的问题是驾驶员无法通过加大踩踏力来进行紧急刹车，相反，当松开踏板进行刹车时，由于惯性作用，脚部会自然加重踩踏力度，此时反而会进入加速状态，降低了驾驶的安全性。专利02114368.4采用了绑脚的方式，在脚部提拉是控制油门，脚部踩踏是控制刹车，操作较为复杂，并且长时间处于提拉状态增加了驾驶员的疲劳感，降低了驾驶的安全性。专利97192004.4同样采用纯机械的控制方式，操作时需要多个踏板组合完成，增加了操作的复杂度。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是降低驾驶电动车辆的复杂度，减少由踩错踏板引起的交通事故，提高车辆行驶的安全性。
[0007]本发明提供的电动车辆的单踏板速度控制系统，包括速度控制踏板、踏板位置传感器、速度控制器、制动阀和复位弹簧。踏板位置传感器安装在踏板转轴上；速度控制器根据采集的踏板位置传感器数据计算出踏板的位置值X、踏板的运动速度值a，根据车速传感器信号计算出车速V。
[0008]踏板处于初始状态下的踏板位置X值为最大值I，踏板踩到底时的踏板位置X值为最小值0，按从大到小的顺序将X的值以e为界限划分为两个区间:速度调节区间X=(e?
I)，和制动区间x=(0?e),其中e e (O?I)。
[0009]在本系统中，定义当踏板由上向下运动时，踏板速度为负，当踏板由下向上速运动时，踏板速度为正。当踏板踩到底，迅速移开踩踏脚，踏板被复位弹簧拉回初始位置时的速度 a=w。
[0010]车辆上电后，车辆动力电机处于断电状态，如果踏板处于初始位置，即X=I，则动力电机保持断电状态，车辆静止。
[0011]需要启动车辆时，必须首先将踏板踏入到制动区，然后逐渐松开踏板，当x>e时，速度控制器启动车辆动力电机驱动车辆前进。动力电机转速根据X的变化而变化。
[0012]当速度控制踏板位置X=I时，速度控制器将切断车辆动力电机电源，以防止发生意夕卜。
[0013]当速度控制踏板复位速度a=w时，速度控制器将不响应踏板操作，此逻辑用作停车。
[0014]当X〈e时，速度控制踏板直接作用到制动阀上，进行制动操作，同时速度控制器切断车辆动力电机电源，有效保证了行车安全。
[0015]本发明的有益效果是:用一个速度控制踏板代替传统车辆控制的油门和刹车踏板，速度控制器根据施加在踏板上的操作自动完成启动、电机转速调节和制动，降低了驾驶电动车辆的复杂度，杜绝了误操作的可能性，便于快速掌握驾驶技术。
【附图说明】
[0016]图1是单踏板速度控制系统结构示意图
[0017]图2是踏板行程划分示意图。
[0018]图3是该单踏板速度控制系统的控制逻辑图
【具体实施方式】
[0019]图1中的I是速度控制器，采用单片机技术对车辆动力电机进行控制。图1中的2是速度控制踏板，驾驶员通过该踏板表达速度控制意图。图1中的3表示踏板位置传感器，是安装在速度控制踏板转轴上，用来检测速度控制踏板的位置。图1中的4是制动阀，与制动盘通过液压管路相连。图1中的5是复位弹簧，将速度控制踏板拉向初始位置。图1中的11是速度控制器连接踏板位置传感器的双绞线。
[0020]图2中的6是速度调节区，速度控制踏板在速度调节区时与制动阀不接触，此时速度控制踏板用来控制电动车辆动力电机的转速。图2中的7是制动区，速度控制踏板在制动区时与制动阀接触，对制动阀施加制动压力。图2中的8是踏板位置的初始点,此时x=l。图2中的9是踏板位置的最低点，此时x=0。图2中的10是踏板位置的速度调节区与制动区的分界点，此时x=e。
[0021]图3描述了速度控制器工作的过程逻辑。在速度控制系统上电后，速度控制器首先进行自检，然后判断踏板位置X是否小于e。如果X大于e，速度控制器将一直等待用户踩压踏板操作，直到X小于e。当X小于e的时候，速度控制器继续等待用户逐渐松开踏板。当用户逐渐松开踏板至X大于等于e，并且x〈l时，速度控制器将为动力电机上电。然后，速度控制器根据X的值调节动力电机转速，直到X值小于e或者X=I。如果X值小于e,则表示用户希望开始刹车，此时速度控制器将切断电机电源。如果踏板位置x=l，则表示用户的脚离开踏板，此时速度控制器将切断电机电源。然后，速度控制器继续等待用户新的操作。
[0022]驾驶过程中，驾驶员不需要知道踏板当前的位置值落在哪个区间，也不需要知道踏板的速度值，只需要进行六种操作即可:
[0023]1、启动车辆
[0024]系统上电后，将速度控制踏板踩到制动区后逐渐松开至速度调节区(x> = e)_启动电动车辆。
[0025]2、增加车速
[0026]在车辆启动后，逐渐松开速度控制踏板，提高踏板的位置，速度控制器将根据踏板位置增加车速。
[0027]3、降低车速
[0028]在车辆行驶过程中，逐渐踩下速度控制踏板，降低踏板的位置，速度控制器将根据踏板位置降低车速。
[0029]4、车辆制动
[0030]在车辆行驶过程中，踩下速度控制踏板，使踏板位置进入制动区，此时速度控制踏板将推动制动阀，对车辆进行制动。踩下踏板的力度越大，制动力就越大。
[0031]5、停车
[0032]在车辆行驶过程中，踩下速度控制踏板，使踏板位置进入制动区，车辆停稳后，然后将脚迅速移开踏板，此时踏板被复位弹簧快速拉回初始位置，速度控制器不再给电机进行上电操作，车辆保持停车状态。
[0033]6、异常操作
[0034]在车辆行驶过程中，驾驶员突然离开踏板，此时复位弹簧将踏板进行复位，速度控制器将切断动力电机电源。
[0035]速度控制器根据踏板位置、踏板运动的速度自动进行车速调节和制动等，降低了操作的复杂度，增强了驾驶的安全性。
【主权项】
1.一种电动车辆的单踏板速度控制系统，包括速度控制踏板、踏板位置传感器、速度控制器、制动阀和复位弹簧；其特征在于:只用一个踏板实现电动车辆的启动、加速、匀速行驶、减速和制动过程。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:踏板行程分为两个区域，位于上部的区域为速度调节区，位于下部的区域为制动区。踏板位于制动区时，踏板通过连杆直接将踩踏力作用在制动阀上，踏板位于速度调节区时，踏板与制动阀分离。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:踏板初始位置位于速度调节区的顶端，当用脚踩压踏板时，踏板逐渐向制动区移动，当完全松开踏板时，踏板恢复到初始位置。
4.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:踏板位置传感器安装在踏板转轴上，速度控制器根据踏板位置传感器采集的信息计算出踏板位置值。
5.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:车辆钥匙打开后，将踏板踩到制动区，逐渐松开踏板，当踏板位置开始进入速度调节区时，速度控制器会给动力电机上电，该操作用于启动电机。
6.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:如果踏板位置从速度调节区进入制动区后，踏板直接作用于制动阀，对车辆进行制动，此时速度控制器切断动力电机电源，停止动力输出。
7.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:当车辆动力电机运转时，踏板位置处于速度调节区间，踩压踏板将降低车辆行驶速度，逐渐松开踏板将提高车辆行驶速度。
8.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:当车辆动力电机运转时，如果踏板位置恢复到初始位置，速度控制器将切断电机电源，以提高系统安全性，防止发生交通意外。
9.根据权利要求1所述的电动车辆的单踏板速度控制系统，其特征在于:当车辆动力电机处于下电状态时，踏板位置即便处于速度调节区间，速度控制器并不对动力电机进行速度控制。如果需要让车辆动力电机开始运作，必须先将速度控制踏板踩入制动区，然后逐渐松开进入速度调节区，速度控制器方可启动车辆动力电机，以提高控制的安全性。
【专利摘要】本发明提供一种电动车辆的单踏板速度控制系统，包括速度控制踏板、踏板位置传感器、速度控制器、制动阀和复位弹簧。速度控制系统以踏板的位置和当前电机的状态为依据，控制电动车辆的启动、加速、减速和制动。松开踏板时依次经历松开刹车、电机上电、电机加速和电机断电过程；踩下踏板时依次经历电机转速降低、电机断电和制动过程，满足不同的减速需求。控制器根据施加在踏板上的操作自动完成启动、电机转速调节和状态转换，提高了驾驶的便利性和安全性。本发明解决了加速踏板和制动踏板分开设置引起的操作复杂度高、易引起误操作的问题。
【IPC分类】B60K26-02, B60L15-00, B60T7-06
【公开号】CN104554199
【申请号】CN201310503723
【发明人】杨国青
【申请人】杨国青
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月22日