专利名称：电动车辆控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车辆控制器，更具体地说，它涉及一种具有加速 器自适应学习功能的电动车辆控制器。
背景技术：
目前国内外电动车辆，普遍采用加速器连接控制器的方式实现电机速度与 转矩的平滑控制。控制器所连接的加速器类型往往不同，如有电位器式、感应 式、霍尔式等；同一类型加速器，机械性能特性和电性能特性往往不同，微动 开关机械行程、供电电压、有效输出范围等没有一个统一的标准；即使同一规 格加速器，其参数也具有一定的离散性；同一个加速器使用一段时间后，由于 机械结构磨损和电器老化也会使其电特性(如微动开关行程和输出范围及量程) 在一定程度上发生变化。
现有的控制器与各种情况的加速器连接匹配时，存在以下缺陷
1. 不同类型的加速器或者需要配不同的控制器或者对控制器需进行不同 的软件手动设置，这给控制器安装时的匹配、调试带来/困难。
2. 不同类型的加速器在和控制器连接时，由于没有统一的标准，接线时容 易出错，有的会使控制器进入加速器保护状态而无法使用，甚至可能烧毁控制 器°
3. 加速器与控制器配合性能不好，司乘人员感觉加速和减速舒适度差，，驾 驶不灵便，容易出现安全事故；还会大大增加加速器和控制器的故障率，需要 经常更换新的加速器或控制器，造成了维护维修成本的增加和不必要的浪费。
到目前为止，在市场上尚未见到具有加速器自动适应学习功能、配合精密； 维护、维修方便、成本低；故障率低；使车辆驾驶更灵活、乘坐更舒适、更安 全可靠的电动车辆控制器。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种自动适应学习、配 合精密；维护、维修方便、成本低；故障率低；使车辆驾驶更灵活、乘坐更舒 适、更安全可靠的电动车控制器。本实用新型解决上述技术问题的技术方案为本实用新型的电动车辆控制 器，该控制器包括
第一加速器供电切换电路和第二加速器供电切换电路，为不同类型的加速 器提供所需电源；
加速器故障检测电路，对加速器工作状态进行检测；
加速器信号采集电路，利用加速器抽头检测到的电压，判断接入加速器的 类型；
逻辑输入电路，通过操作该逻辑输入电路，使控制器进入加速器类型匹配 程序或加速器自学习程序；
单片机系统，该单片机系统由CPU， AM)转换模块和储存单元组成，根据输 入的信号，完成加速器类型的判断，加速器工作状态的确定，信号数据的数模 转换和储存。
其技术特征还可以包括，所述单片机系统外部连接着声光显示装置，提示 控制器进入不同工作状态或故障报警；单片机系统的A/D转换器连接加速器高 端为接入的加速器高端提供电源，并使加速器低端接地；单片机系统的A/D转 换器连接着加速器抽头，将加速器抽头采集到的电压转换为数据信号；单片机 系统连接着逻辑输入电路，逻辑输入电路外部连接着钥匙开关、微动开关等逻 辑开关，逻辑输入电路根据逻辑开关的一定的组合状态和开关顺序去控制单片 机系统进入加速器学习状态；初始状态连接时设置的默认匹配的加速器类型为 电位器式加速器，给加速器高端供的电源为+5V;加速器抽头采集到的电压小于 5V，判断接入的加速器为霍尔或感应式的，并为该加速器提供36V-48V的控制
器系统电源电压；对所述器逻辑输入电路的操作控制方式为首先关闭钥匙开 关，踩下加速器，此时内置微动开关闭合；然后将方向开关来回切换3次，启 动加速器类型匹配程序；所述加速器量程的5个区域为加速器高端故障范围、 加速器低端故障范围、加速器高端死区、加速器低端死区、加速器输入有效区。 本实用新型的有益效果为实现了电动车辆上不同类型加速器的自适应匹 配及学习功能，对于电动车控制器无须特别的参数设置及硬^^改动就能匹配各 种类型的加速器。即使加速器随着使用时间的增长，参数发生了漂移而使控制 器进入保护，只须重新学习一次即可，大大降低了由于加速器不匹配或后期维
护带来的不便及故障率。
图l是本实用新型的硬件系统组成原理图；图2是电位器式加速器的连接形式示意图3是霍尔或电感式加速器的连接形式示意图4是加速器量程细分示意图5是本实用新型控制框图具体实施方式
本实用新型由软件和硬件相结合构成。硬件系统包括第一和第二加速器供 电切换电路，加速器故障检测电路、加速器信号采集电路、逻辑输入电路、蜂 鸣器、单片机系统、存储单元、驱动单元、电机，见图1。控制结构包括初始
化、AD转换、加速盔类型识别、加速器故障检测、加速器学习。
逻辑输入电路的操作顺序信号给单片机系统进行加速器类型识别还是加速 器学习的状态判断。加速器故障检测电路、加速器信号采集电路、硬件系统包 括第一和第二加速器供电切换电路，均通过单片机系统，来完成加速器的信号 输入，进而用来计算加速器类型和学习的数据。声光显示装置接于单片机系统， 用来进行控制器状态判断和报故障， 一般可采用蜂鸣器；控制器将处理后的信 号经过驱动单元驱动电机的运行。
图5是本实用新型电动车辆控制器控制框图。如图5所示，系统的控制流 程包括系统初始化、A/D转换、加速器类型判断、加速器故障检测、加速器学 习等步骤。
以下结合附图1至5，对本实用新型实现加速器自适应匹配及学习的原理 和步骤详细说明如下
一、 系统的初始化
控制器出厂时设置一默认状态，即默认匹配加速器类型为电位器式加速器， 如图2。单片机系统通过第一加速器供电切换电路中的限流电阻R9给电牆中的 Q2低电平使其导通，+5.3V通过Q2和R10给加速器高端供+5V电源，同时由 单片机系统通过限流电阻R7给第二加速器供电切换电路中的Q3低电平使其截 止，即加速器低端是通过R5接地的，这样就完成系统的初始化，此时初始设 置为电位器式加速器的匹配状态。
二、 加速器类型自动匹配
当控制器欲连接电位器式加速器之外的不同类型加速器时，本实用新型提 供了一种通用的连接方式。该通用连接形式如图2、 3所示，该连接的统一标准避免接线的错误方便维修。
如果控制器欲连接霍尔或感应式加速器时，采用如图3所示的方式接入。 由于该类型加速器供电为控制器系统电源电压，即36V-48V，控制器识别该类 型加速器时先通过默认状态给加速器供+5V电源，通过操作控制器逻辑输入电 路使控制器进入加速器类型匹配程序，该操作可以采用如下方式首先关闭钥 匙开关S3，踩下加速器，同时内置微动开关闭合；然后将方向开关(前进\后退 开关)S2来回切换3次，此时单片机系统使蜂鸣器常响一下，告知操作人员加 速器类型匹配程序启动，此时踩下加速器进行匹配。加速器抽头将采集到的电 压经过单片机系统经行A/D转换，如果抽头电压小于5V即可认为所接加速器 为霍尔或感应式的，这时单片机系统通过第一加速器供电切换电路中的限流电 阻R8给Ql低电平使其导通，30-60V电源(系统电源)通过第一加速器供电 切换电路中的Ql和R10给加速器高端提供系统电源，即霍尔或感应式加速器 的工作电压，同时由单片机系统通过第二加速器供电切换电路的限流电阻R7 给Q3高电平使其导通，即加速器低端直接接地。此时控制器便自动完成了加 速器类型的匹配，单片机系统使蜂鸣器短响一下，告知操作人员加速器类型自 动匹配完毕。
三、加速器自学习
通过操作控制器逻辑输入电路使控制器进入加速器自学习程序，其操作方 式可以设定为关闭钥匙开关S3，踩下加速器，同时内置微动开关闭合；将方 向开关S2来回切换2次，控制器上蜂鸣器常响两声即进入该功能。加速器的自 学习功能主要是对加速器输出范围及量程的学习，图4是本实用新型电动车辆 控制器学习量程示意图。如图所示，这里把加速器的整个量程分为5个区域， 即加速器高故障范围、加速器低故障范围、加速器高端死区、加速器低端死区、 加速器输入有效区。
进入加速器自学习功能后，首先使加速器复位，缓慢踩下加速器直到踩到 底，切换一次方向开关S2，使控制器知道学习结束，控制器蜂鸣器短响两声告 诉操作人员学习成功。在这个过程中让单片机系统的存储单元存储下整个加速 器量程的范围，包括微动开关闭合的位置。
具体的加速器学习和参数存储与改写过程如下
当单片机系统采集到加速器内置微动开关闭合时加速器输入的电压，将该 点定义为加速器低端死区的终点，并且单片机系统由此计算出加速器低故障值和加速器oy。pwM输入值，由此确定加速器低端死区和加速器低故障范围。当 单片机系统采集到加速器踩满时输入的电压值，将该点定义为加速器高端死区
的终点。并且单片机系统由此计算出加速器高故障值和加速器1(K)o/。PWM输入 值，由此确定加速器高端死区和加速器高故障范围。加速器OMPWM输入值和 加速器100。/。PWM输入值之间的区域为加速器输入有效范围。这样单片机系统 就重新分配出了加速器整个量程的五个区域，并用这些参数改写控制器存储单 元的原值。
同时单片机系统将接收到的加速器量程经过A/D转换和控制器存储器单元 中预置的有效范围和死区范围数据相比较，如果单片机系统接收到的加速器量 程与控制器预置的有效范围不符，则说明学习无效或加速器本身存在严重故障 并通过蜂鸣器报故障。如果相符，控制器则会根据学习到的量程重新调整实际 的输入范围，以达到最佳的匹配。学习完成后按正常顺序操作车辆，此时控制 器将按照学习后的加速器输入范围进行速度调节。
四、控制过程
逻辑输入电路将执行的加速器类型识别或加速器学习的操作顺序信号输送 给单片机系统，进行加速器状态判断，判断是加速器类型识别状态还是加速器 学习状态。加速器故障检测电路、加速器信号采集电路、第一和第二加速器供 电切换电路和均通过单片机系统来完成加速器的信号输入，进而用来计算加速 器类型和学习的数据。蜂鸣器接单片机系统，用来进行控制器状态判断和故障 报警，控制器将处理后的信号经过驱动单元驱动电机运行。
权利要求1.一种电动车辆控制器，其特征在于，该控制器包括第一加速器供电切换电路和第二加速器供电切换电路，为不同类型的加速器提供所需电源；加速器故障检测电路，对加速器工作状态进行检测；加速器信号采集电路，利用加速器抽头检测到的电压，判断接入加速器的类型；逻辑输入电路，通过操作该逻辑输入电路，使控制器进入加速器类型匹配程序或加速器自学习程序；单片机系统，该单片机系统由CPU，A\D转换模块和储存单元组成，根据输入的信号，完成加速器类型的判断，加速器工作状态的确定，信号数据的数模转换和储存。
2. 根据权利要求l所述的电动车辆控制器，其特征在于，所述单片机系统 外部连接着声光显示装置，提示控制器进入不同工作状态或故障报警。
3. 根据权利要求1所述的电动车辆控制器，其特征在于，单片机系统的A/D 转换器连接加速器高端为接入的加速器高端提供电源，并使加速器低端接地。
4. 根据权利要求1所述的电动车辆控制器，其特征在于,单片机系统的A/D 转换器连接着加速器抽头，将加速器抽头采集到的电压转换为数据信号。
5. 根据权利要求l所述的电动车辆控制器，其特征在于，单片机系统连接 着逻辑输入电路，逻辑输入电路外部连接着钥匙开关、微动开关等逻辑开关， 逻辑输入电路根据逻辑开关的一定的组合状态和开关顺序去控制单片机系统进 入加速器学习状态。
6. 根据权利要求1所述的电动车辆控制器，其特征在于，初始状态连接时 设置的默认匹配的加速器类型为电位器式加速器，给加速器高端供的电源为 +5V。
7. 根据权利要求l所述的电动车辆控制器，其特征在于，加速器抽头采集 到的电压小于5V，判断接入的加速器为霍尔或感应式的，并为该加速器提供 36V-48V的控制器系统电源电压。
8. 根据权利要求l所述的电动车辆控制器，其特征在于所述加速器量程的 5个区域为加速器高端故障范围、加速器低端故障范围、加速器高端死区、加速 器低端死区、加速器输入有效区。
专利摘要本实用新型为一种电动车辆控制器，包括第一和第二加速器供电切换电路，为不同类型的加速器提供所需电源；加速器故障检测电路，对加速器工作状态进行检测；加速器信号采集电路，利用加速器抽头检测到的电压，判断接入加速器的类型；逻辑输入电路，通过操作该逻辑输入电路，使控制器进入加速器类型匹配程序或加速器自学习程序；单片机系统，该单片机系统由CPU，A/D转换模块和储存单元组成，根据输入的信号，完成加速器类型的判断，加速器工作状态的确定，信号数据的数模转换和储存。本实用新型提供具有加速器自动适应学习功能；调试维护方便、成本低；故障率低；安全可靠的电动车控制器。
文档编号B60K26/00GK201317277SQ20082014212
公开日2009年9月30日 申请日期2008年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者孔昭松, 杜承润 申请人:天津市松正电动科技有限公司