一種電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電動車輛技術領域，特別涉及一種只使用一個踏板控制電動車輛的啟動、加速、勻速行駛、減速和制動等操作的控制系統(tǒng)。
技術背景
[0002]當前電動車輛的速度控制大多采用類似傳統(tǒng)汽車的駕駛方式，通過加速踏板和制動踏板等裝置控制電動車輛速度。這種設置雙踏板的電動車輛主要存在以下兩個問題:
[0003]第一，操作復雜度高。駕駛這種電動車輛需要同時熟悉加速踏板和制動踏板，學習這種電動車輛的駕駛需要一個較長的過程，不利于快速掌握駕駛技術。
[0004]第二，容易引起誤操作。由于加速踏板和制動踏板的功能截然相反，有時踩錯踏板可能引起災難性的后果。例如，在需要緊急剎車的情況下，駕駛員可能由于慌亂誤將加速踏板當制動踏板，造成交通事故。
[0005]目前有幾種將剎車與油門踏板合成在一起的單踏板控制方案，如專利200510029424.1，201210017650.8，02114368.4，97192004.4。專利 200510029424.1 采用純機械的控制方式，踏板向后轉為油門控制，踏板向前轉為剎車控制，該種方法操作復雜度較高，并且在進行油門控制時，采用腳后跟操作的方式，長時間操作會使駕駛員腳部疲勞。專利201210017650.8同樣采用純機械的控制方式，初始狀態(tài)為剎車，當踏板踩到一定程度后進入油門操作。該方案存在的問題是駕駛員無法通過加大踩踏力來進行緊急剎車，相反，當松開踏板進行剎車時，由于慣性作用，腳部會自然加重踩踏力度，此時反而會進入加速狀態(tài)，降低了駕駛的安全性。專利02114368.4采用了綁腳的方式，在腳部提拉是控制油門，腳部踩踏是控制剎車，操作較為復雜，并且長時間處于提拉狀態(tài)增加了駕駛員的疲勞感，降低了駕駛的安全性。專利97192004.4同樣采用純機械的控制方式，操作時需要多個踏板組合完成，增加了操作的復雜度。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是降低駕駛電動車輛的復雜度，減少由踩錯踏板引起的交通事故，提高車輛行駛的安全性。
[0007]本發(fā)明提供的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，包括速度控制踏板、踏板位置傳感器、速度控制器、制動閥和復位彈簧。踏板位置傳感器安裝在踏板轉軸上；速度控制器根據(jù)采集的踏板位置傳感器數(shù)據(jù)計算出踏板的位置值X、踏板的運動速度值a，根據(jù)車速傳感器信號計算出車速V。
[0008]踏板處于初始狀態(tài)下的踏板位置X值為最大值I，踏板踩到底時的踏板位置X值為最小值0，按從大到小的順序將X的值以e為界限劃分為兩個區(qū)間:速度調節(jié)區(qū)間X=(e?
I)，和制動區(qū)間x=(0?e),其中e e (O?I)。
[0009]在本系統(tǒng)中，定義當踏板由上向下運動時，踏板速度為負，當踏板由下向上速運動時，踏板速度為正。當踏板踩到底，迅速移開踩踏腳，踏板被復位彈簧拉回初始位置時的速度 a=w。
[0010]車輛上電后，車輛動力電機處于斷電狀態(tài)，如果踏板處于初始位置，即X=I，則動力電機保持斷電狀態(tài)，車輛靜止。
[0011]需要啟動車輛時，必須首先將踏板踏入到制動區(qū)，然后逐漸松開踏板，當x>e時，速度控制器啟動車輛動力電機驅動車輛前進。動力電機轉速根據(jù)X的變化而變化。
[0012]當速度控制踏板位置X=I時，速度控制器將切斷車輛動力電機電源，以防止發(fā)生意夕卜。
[0013]當速度控制踏板復位速度a=w時，速度控制器將不響應踏板操作，此邏輯用作停車。
[0014]當X〈e時，速度控制踏板直接作用到制動閥上，進行制動操作，同時速度控制器切斷車輛動力電機電源，有效保證了行車安全。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:用一個速度控制踏板代替?zhèn)鹘y(tǒng)車輛控制的油門和剎車踏板，速度控制器根據(jù)施加在踏板上的操作自動完成啟動、電機轉速調節(jié)和制動，降低了駕駛電動車輛的復雜度，杜絕了誤操作的可能性，便于快速掌握駕駛技術。
【附圖說明】
[0016]圖1是單踏板速度控制系統(tǒng)結構示意圖
[0017]圖2是踏板行程劃分示意圖。
[0018]圖3是該單踏板速度控制系統(tǒng)的控制邏輯圖
【具體實施方式】
[0019]圖1中的I是速度控制器，采用單片機技術對車輛動力電機進行控制。圖1中的2是速度控制踏板，駕駛員通過該踏板表達速度控制意圖。圖1中的3表示踏板位置傳感器，是安裝在速度控制踏板轉軸上，用來檢測速度控制踏板的位置。圖1中的4是制動閥，與制動盤通過液壓管路相連。圖1中的5是復位彈簧，將速度控制踏板拉向初始位置。圖1中的11是速度控制器連接踏板位置傳感器的雙絞線。
[0020]圖2中的6是速度調節(jié)區(qū)，速度控制踏板在速度調節(jié)區(qū)時與制動閥不接觸，此時速度控制踏板用來控制電動車輛動力電機的轉速。圖2中的7是制動區(qū)，速度控制踏板在制動區(qū)時與制動閥接觸，對制動閥施加制動壓力。圖2中的8是踏板位置的初始點,此時x=l。圖2中的9是踏板位置的最低點，此時x=0。圖2中的10是踏板位置的速度調節(jié)區(qū)與制動區(qū)的分界點，此時x=e。
[0021]圖3描述了速度控制器工作的過程邏輯。在速度控制系統(tǒng)上電后，速度控制器首先進行自檢，然后判斷踏板位置X是否小于e。如果X大于e，速度控制器將一直等待用戶踩壓踏板操作，直到X小于e。當X小于e的時候，速度控制器繼續(xù)等待用戶逐漸松開踏板。當用戶逐漸松開踏板至X大于等于e，并且x〈l時，速度控制器將為動力電機上電。然后，速度控制器根據(jù)X的值調節(jié)動力電機轉速，直到X值小于e或者X=I。如果X值小于e,則表示用戶希望開始剎車，此時速度控制器將切斷電機電源。如果踏板位置x=l，則表示用戶的腳離開踏板，此時速度控制器將切斷電機電源。然后，速度控制器繼續(xù)等待用戶新的操作。
[0022]駕駛過程中，駕駛員不需要知道踏板當前的位置值落在哪個區(qū)間，也不需要知道踏板的速度值，只需要進行六種操作即可:
[0023]1、啟動車輛
[0024]系統(tǒng)上電后，將速度控制踏板踩到制動區(qū)后逐漸松開至速度調節(jié)區(qū)(x> = e)_啟動電動車輛。
[0025]2、增加車速
[0026]在車輛啟動后，逐漸松開速度控制踏板，提高踏板的位置，速度控制器將根據(jù)踏板位置增加車速。
[0027]3、降低車速
[0028]在車輛行駛過程中，逐漸踩下速度控制踏板，降低踏板的位置，速度控制器將根據(jù)踏板位置降低車速。
[0029]4、車輛制動
[0030]在車輛行駛過程中，踩下速度控制踏板，使踏板位置進入制動區(qū)，此時速度控制踏板將推動制動閥，對車輛進行制動。踩下踏板的力度越大，制動力就越大。
[0031]5、停車
[0032]在車輛行駛過程中，踩下速度控制踏板，使踏板位置進入制動區(qū)，車輛停穩(wěn)后，然后將腳迅速移開踏板，此時踏板被復位彈簧快速拉回初始位置，速度控制器不再給電機進行上電操作，車輛保持停車狀態(tài)。
[0033]6、異常操作
[0034]在車輛行駛過程中，駕駛員突然離開踏板，此時復位彈簧將踏板進行復位，速度控制器將切斷動力電機電源。
[0035]速度控制器根據(jù)踏板位置、踏板運動的速度自動進行車速調節(jié)和制動等，降低了操作的復雜度，增強了駕駛的安全性。
【主權項】
1.一種電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，包括速度控制踏板、踏板位置傳感器、速度控制器、制動閥和復位彈簧；其特征在于:只用一個踏板實現(xiàn)電動車輛的啟動、加速、勻速行駛、減速和制動過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:踏板行程分為兩個區(qū)域，位于上部的區(qū)域為速度調節(jié)區(qū)，位于下部的區(qū)域為制動區(qū)。踏板位于制動區(qū)時，踏板通過連桿直接將踩踏力作用在制動閥上，踏板位于速度調節(jié)區(qū)時，踏板與制動閥分離。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:踏板初始位置位于速度調節(jié)區(qū)的頂端，當用腳踩壓踏板時，踏板逐漸向制動區(qū)移動，當完全松開踏板時，踏板恢復到初始位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:踏板位置傳感器安裝在踏板轉軸上，速度控制器根據(jù)踏板位置傳感器采集的信息計算出踏板位置值。
5.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:車輛鑰匙打開后，將踏板踩到制動區(qū)，逐漸松開踏板，當踏板位置開始進入速度調節(jié)區(qū)時，速度控制器會給動力電機上電，該操作用于啟動電機。
6.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:如果踏板位置從速度調節(jié)區(qū)進入制動區(qū)后，踏板直接作用于制動閥，對車輛進行制動，此時速度控制器切斷動力電機電源，停止動力輸出。
7.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:當車輛動力電機運轉時，踏板位置處于速度調節(jié)區(qū)間，踩壓踏板將降低車輛行駛速度，逐漸松開踏板將提高車輛行駛速度。
8.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:當車輛動力電機運轉時，如果踏板位置恢復到初始位置，速度控制器將切斷電機電源，以提高系統(tǒng)安全性，防止發(fā)生交通意外。
9.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，其特征在于:當車輛動力電機處于下電狀態(tài)時，踏板位置即便處于速度調節(jié)區(qū)間，速度控制器并不對動力電機進行速度控制。如果需要讓車輛動力電機開始運作，必須先將速度控制踏板踩入制動區(qū)，然后逐漸松開進入速度調節(jié)區(qū)，速度控制器方可啟動車輛動力電機，以提高控制的安全性。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動車輛的單踏板速度控制系統(tǒng)，包括速度控制踏板、踏板位置傳感器、速度控制器、制動閥和復位彈簧。速度控制系統(tǒng)以踏板的位置和當前電機的狀態(tài)為依據(jù)，控制電動車輛的啟動、加速、減速和制動。松開踏板時依次經(jīng)歷松開剎車、電機上電、電機加速和電機斷電過程；踩下踏板時依次經(jīng)歷電機轉速降低、電機斷電和制動過程，滿足不同的減速需求?？刂破鞲鶕?jù)施加在踏板上的操作自動完成啟動、電機轉速調節(jié)和狀態(tài)轉換，提高了駕駛的便利性和安全性。本發(fā)明解決了加速踏板和制動踏板分開設置引起的操作復雜度高、易引起誤操作的問題。
【IPC分類】B60K26-02, B60L15-00, B60T7-06
【公開號】CN104554199
【申請?zhí)枴緾N201310503723
【發(fā)明人】楊國青
【申請人】楊國青
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月22日