專利名稱：電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)自行車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
調(diào)速器是電動(dòng)車重要的速度控制部件，當(dāng)調(diào)速器發(fā)生故障后，如調(diào)速把地線脫落 或斷開后造成調(diào)速把失效，電車速度不受控制造成飛車，容易發(fā)生事故。現(xiàn)有技術(shù)也有防飛車的保護(hù)電路，如中國(guó)實(shí)用新型專利ZL200920149638. 6就公 開了一種電動(dòng)車飛車保護(hù)電路，用功能管擊穿保護(hù)電路對(duì)電動(dòng)車因功率管擊穿失靈使得電 機(jī)電流過大造成車輛失控的發(fā)生。但是該專利并沒有公開如何解決調(diào)速把地線脫落或斷開 后造成調(diào)速把失效而導(dǎo)致的飛車事故技術(shù)問題?，F(xiàn)有的電動(dòng)自行車飛車控制裝置，包括調(diào)速電源、調(diào)速電源降壓模塊、調(diào)速把、調(diào) 速信號(hào)檢測(cè)模塊和微處理器，所述調(diào)速把具有電源端、信號(hào)端和地端，所述調(diào)速把電源端通 過調(diào)速電源降壓模塊連接調(diào)速電源，所述調(diào)速把信號(hào)端通過調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊連接所述微 處理器，所述調(diào)速把地端接地。上述的微處理器內(nèi)部有一個(gè)飛車電壓參考值，如果調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到調(diào)速 把信號(hào)端的電壓高于飛車電壓參考值后，就執(zhí)行飛車保護(hù)。但是，每個(gè)飛車調(diào)速把的內(nèi)阻不同，如果需要準(zhǔn)確實(shí)施飛車保護(hù)，那么每臺(tái)電動(dòng)自 行車的飛車電壓參考值就不同。這樣就帶來了以下問題第一、在生產(chǎn)時(shí)，如果需要對(duì)每個(gè)調(diào)速把的內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；第二、如果因電動(dòng)自行車的原裝調(diào)速把損壞，則更換的新的調(diào)速把因內(nèi)阻不同，不 經(jīng)過專業(yè)人員的調(diào)試，就會(huì)出現(xiàn)飛車保護(hù)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作的情況發(fā)生，造成危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種電動(dòng)自行車飛車控制裝置，在電動(dòng)自行車 更換調(diào)速把后，無需要重新設(shè)定飛車保護(hù)參考值，也能夠在調(diào)速把地線脫落或斷開后造成 調(diào)速把失效時(shí)準(zhǔn)確執(zhí)行飛車保護(hù)；另外，在生產(chǎn)時(shí)也無需對(duì)每個(gè)調(diào)速把的內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算，能 夠準(zhǔn)確地確定飛車保護(hù)參考值。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電動(dòng)自行車飛車 保護(hù)控制裝置，所述飛車保護(hù)控制裝置包括調(diào)速電源、調(diào)速電源降壓模塊、調(diào)速把、調(diào)速信 號(hào)檢測(cè)模塊和微處理器，所述調(diào)速把具有電源端、信號(hào)端和地端，所述調(diào)速把電源端通過調(diào) 速電源降壓模塊連接調(diào)速電源，所述調(diào)速把信號(hào)端通過調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊連接所述微處理 器，所述調(diào)速把地端接地；所述飛車保護(hù)控制裝置包括電源信號(hào)檢測(cè)模塊，所述電源信號(hào)檢 測(cè)模塊一端連接所述調(diào)速把電源端，所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊另一端連接所述微處理器；所 述電源信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把電源端的電壓 值送入微處理器，所述微處理器內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把電源端的電壓值高于飛車保護(hù)參考值時(shí)，微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。其中，所述調(diào)速電源為+5V直流電源；所述微處理器至少具有第一輸入端 SPEED-SIGN和第二輸入端POWER-SIGN ；所述調(diào)速電源降壓模塊包括并聯(lián)的第一二極管和 第五電阻；所述調(diào)速把電源端和信號(hào)端間的內(nèi)阻為第一電阻；所述調(diào)速把信號(hào)端和地端間 的內(nèi)阻為第二電阻；所述調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊包括第三電阻、第四電阻和第一電容，所述第 四電阻連接于調(diào)速把信號(hào)端和地端之間，所述第三電阻一端連接調(diào)速把信號(hào)端，第三電阻 另一端連接第一電容的第一端，所述第一電容的第一端還連接所述微處理器的第一輸入端 SPEED-SIGN，第一電容的第二端接地；所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊為導(dǎo)體，其直接連接調(diào)速把電 源端和微處理器第二輸入端POWER-SIGN。其中，所述微處理器的飛車保護(hù)參考值大于調(diào)速把正常工作時(shí)的調(diào)速把電源端的 電壓值。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電動(dòng)自行車飛 車保護(hù)控制方法，包括以下步驟a.微處理器的第一輸入端采集調(diào)速把信號(hào)端的電壓值，根據(jù)調(diào)速把信號(hào)端電壓值 的大小調(diào)整控制電機(jī)的PWM輸出來控制轉(zhuǎn)速；b.微處理器的第二輸入端實(shí)時(shí)采集調(diào)速把電源端的電壓值，將調(diào)速把電源端電壓 值與微處理器內(nèi)部設(shè)置的飛車保護(hù)參考值作比較，如果調(diào)速把電源端電壓值高于飛車保護(hù) 參考值則執(zhí)行步驟c，如果調(diào)速把電源端電壓值低于飛車保護(hù)參考值則一直執(zhí)行步驟b ；c.微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的直接利用調(diào)速把信號(hào)端的電壓值來作為 是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行飛車保護(hù)的判定條件，因各個(gè)調(diào)速把內(nèi)阻的差異導(dǎo)致誤判的缺陷，本發(fā)明利 用電源信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把電源端的電壓 值送入微處理器，而微處理器內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把電源端的電壓值高于飛 車保護(hù)參考值時(shí)，微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)。本發(fā)明的判定條件不依賴于調(diào)速把的內(nèi)阻， 調(diào)速把內(nèi)阻的變化并不影響本發(fā)明飛車保護(hù)的判定條件，因而可以在調(diào)速把地線脫落或斷 開后造成調(diào)速把失效時(shí)準(zhǔn)確執(zhí)行飛車保護(hù)。另外，本發(fā)明在生產(chǎn)時(shí)也無需對(duì)每個(gè)調(diào)速把的 內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算，能夠準(zhǔn)確地確定飛車保護(hù)參考值。


圖1是本發(fā)明電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置實(shí)施例的方框圖；圖2是本發(fā)明電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置實(shí)施例的電路圖；圖3是本發(fā)明電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制方法實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式 并配合附圖詳予說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置，包括調(diào)速電源10、調(diào)速電源降 壓模塊11、調(diào)速把12、調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊13和微處理器14，所述調(diào)速把12具有電源端、信 號(hào)端和地端，所述調(diào)速把12電源端通過調(diào)速電源降壓模塊11連接調(diào)速電源10，所述調(diào)速把12信號(hào)端通過調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊13連接所述微處理器14，所述調(diào)速把12地端接地；所述 飛車保護(hù)控制裝置包括電源信號(hào)檢測(cè)模塊15，所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊15 —端連接所述調(diào) 速把12電源端，所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊15另一端連接所述微處理器14 ；所述電源信號(hào)檢 測(cè)模塊15對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把12電源端的電壓值送入 微處理器14，所述微處理器14內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把12電源端的電壓值高于 飛車保護(hù)參考值時(shí)，微處理器14發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的直接利用調(diào)速把信號(hào)端的電壓值來作為是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行飛車保 護(hù)的判定條件，因各個(gè)調(diào)速把內(nèi)阻的差異導(dǎo)致誤判的缺陷，本發(fā)明利用電源信號(hào)檢測(cè)模塊 對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把電源端的電壓值送入微處理器，而 微處理器內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把電源端的電壓值高于飛車保護(hù)參考值時(shí)，微 處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)。本發(fā)明的判定條件不依賴于調(diào)速把的內(nèi)阻，調(diào)速把內(nèi)阻的變化 并不影響本發(fā)明飛車保護(hù)的判定條件，因而可以在調(diào)速把地線脫落或斷開后造成調(diào)速把失 效時(shí)準(zhǔn)確執(zhí)行飛車保護(hù)。另外，本發(fā)明在生產(chǎn)時(shí)也無需對(duì)每個(gè)調(diào)速把的內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算，能夠 準(zhǔn)確地確定飛車保護(hù)參考值。請(qǐng)參閱圖2，在一實(shí)施例中，所述調(diào)速電源為+5V直流電源；所述微處理器至少具 有第一輸入端SPEED-SIGN和第二輸入端POWER-SIGN ；所述調(diào)速電源降壓模塊包括并聯(lián)的 第一二極管Dl和第五電阻R5 ；所述調(diào)速把電源端和信號(hào)端間的內(nèi)阻為第一電阻Rl ；所述 調(diào)速把信號(hào)端和地端間的內(nèi)阻為第二電阻R2 ；所述調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊包括第三電阻R3、第 四電阻R4和第一電容Cl，所述第四電阻R4連接于調(diào)速把信號(hào)端和地端之間，所述第三電阻 R3—端連接調(diào)速把信號(hào)端，第三電阻R3另一端連接第一電容的第一端，所述第一電容Cl的 第一端還連接所述微處理器的第一輸入端SPEED-SIGN，第一電容Cl的第二端接地；所述電 源信號(hào)檢測(cè)模塊為導(dǎo)體，其直接連接調(diào)速把電源端和微處理器第二輸入端POWER-SIGN。在一實(shí)施例中，所述微處理器的飛車保護(hù)參考值大于調(diào)速把正常工作時(shí)的調(diào)速把 電源端的電壓值。請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明正常調(diào)速工作原理為調(diào)速把轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于改變了 Rl與R2的電阻比例，使得調(diào)速把信號(hào)電壓發(fā)生變 化，經(jīng)R3，Cl濾波后傳遞給MCU —個(gè)模擬信號(hào)SPEED-SIGN，MCU根據(jù)這個(gè)模擬信號(hào)的大小調(diào) 整控制電機(jī)的PWM輸出來控制轉(zhuǎn)速。通常是模擬信號(hào)越大電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。SPEED-SIGN 的電壓=4. 3V* (R4//R2) / (R1+R4//R2)式 1注4. 3V是5V經(jīng)Dl產(chǎn)生0. 7V左右壓降后得到，R4//R2表示R4與R2并聯(lián)電阻， 下同，電阻R4起釋放Cl電荷作用。請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明飛車工作原理為當(dāng)調(diào)速把地線脫落或斷開時(shí)，即R2與地?zé)o連接，相當(dāng)于R2無窮大，此時(shí)SPEED-SIGN 的電壓=4. 5V*R4/ (R1+R4)式 2注此時(shí)經(jīng)過Dl的電流比較小，R5起進(jìn)一步減小Dl中電流作用，從而使Dl壓降 降低，調(diào)速把電源接近4. 5V左右。從式2與式1的對(duì)比可知，調(diào)速把地線脫落或斷開時(shí)，SPEED-SIGN信號(hào)電壓會(huì)比 正常運(yùn)行時(shí)要高?，F(xiàn)有技術(shù)是將SPEED-SIGN電壓與一個(gè)參考值比較，這個(gè)參考值我們叫飛車電壓，當(dāng)SPEED-SIGN電壓高于參考值時(shí)執(zhí)行飛車保護(hù)。但從式1和式2可以看出，SPEED-SIGN值與調(diào)速把參數(shù)(如R1、R2)有關(guān)系，這樣 不同的調(diào)速把(如Rl較小)有可能使式1的SPEED-SIGN值大于飛車電壓值，而使控制器誤 執(zhí)行飛車保護(hù)，同時(shí)，換用另一調(diào)速把(如Rl比較大)時(shí)，又有可能導(dǎo)致式2的SPEED-SIGN 值小于飛車電壓值而使控制器不能執(zhí)行飛車保護(hù)。調(diào)速把正常工作時(shí)POWER-SIGN信號(hào)電壓為4. 3V左右(調(diào)速仍然是根據(jù)SPEED-SIGN信號(hào)大小)。調(diào)速把地線脫落時(shí)POWER-SIGN 信號(hào)電壓=5V*(R4+R1)/(R4+R1+RD1//R5)式 3注RDl是Dl的內(nèi)阻。POWER-SIGN信號(hào)電壓最小值=5V*R4/(R4+R5)式4(在Rl = 0，RDl為無窮大時(shí) 取得)式4可知此時(shí)POWER-SIGN信號(hào)電壓與調(diào)速把無關(guān)，只與R4、R5有關(guān)，顯然很輕易 就可以選擇R4、R5參數(shù)，使POWER-SIGN信號(hào)電壓最小值大于調(diào)速把正常工作時(shí)的4. 3V，如 Rl = 2. 2K, R2 = 22K 時(shí)，POWER-SIGN 信號(hào)電壓最小值=4. 55V。由上分析可知，只需將飛車電壓值設(shè)為比4. 3V略高，如4. 4V，MCU就能很容易通過 POWER-SIGN信號(hào)電壓判定是否應(yīng)該執(zhí)行飛車保護(hù)，而不會(huì)因調(diào)速把參數(shù)差異出現(xiàn)不保護(hù)或 誤保護(hù)的情況，徹底解決了飛車問題。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制方法，包括以下步驟a.微處理器的第一輸入端采集調(diào)速把信號(hào)端的電壓值，根據(jù)調(diào)速把信號(hào)端電壓值 的大小調(diào)整控制電機(jī)的PWM輸出來控制轉(zhuǎn)速；b.微處理器的第二輸入端實(shí)時(shí)采集調(diào)速把電源端的電壓值，將調(diào)速把電源端電壓 值與微處理器內(nèi)部設(shè)置的飛車保護(hù)參考值作比較，如果調(diào)速把電源端電壓值高于飛車保護(hù) 參考值則執(zhí)行步驟c，如果調(diào)速把電源端電壓值低于飛車保護(hù)參考值則一直執(zhí)行步驟b ；c.微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技 術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置，所述飛車保護(hù)控制裝置包括調(diào)速電源、調(diào)速電 源降壓模塊、調(diào)速把、調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊和微處理器，所述調(diào)速把具有電源端、信號(hào)端和地 端，所述調(diào)速把電源端通過調(diào)速電源降壓模塊連接調(diào)速電源，所述調(diào)速把信號(hào)端通過調(diào)速 信號(hào)檢測(cè)模塊連接所述微處理器，所述調(diào)速把地端接地；其特征在于所述飛車保護(hù)控制裝置包括電源信號(hào)檢測(cè)模塊，所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊一端連接所述 調(diào)速把電源端，所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊另一端連接所述微處理器；所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把電源端 的電壓值送入微處理器，所述微處理器內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把電源端的電壓 值高于飛車保護(hù)參考值時(shí)，微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置，其特征在于所述調(diào)速電源 為+5V直流電源；所述微處理器至少具有第一輸入端和第二輸入端；所述調(diào)速電源降壓模 塊包括并聯(lián)的第一二極管和第五電阻；所述調(diào)速把電源端和信號(hào)端間的內(nèi)阻為第一電阻； 所述調(diào)速把信號(hào)端和地端間的內(nèi)阻為第二電阻；所述調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊包括第三電阻、第 四電阻和第一電容，所述第四電阻連接于調(diào)速把信號(hào)端和地端之間，所述第三電阻一端連 接調(diào)速把信號(hào)端，第三電阻另一端連接第一電容的第一端，所述第一電容的第一端還連接 所述微處理器的第一輸入端，第一電容的第二端接地；所述電源信號(hào)檢測(cè)模塊為導(dǎo)體，其直 接連接調(diào)速把電源端和微處理器第二輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置，其特征在于所述微處理器 的飛車保護(hù)參考值大于調(diào)速把正常工作時(shí)的調(diào)速把電源端的電壓值。
4.一種電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制方法，其特征在于，包括以下步驟a.微處理器的第一輸入端采集調(diào)速把信號(hào)端的電壓值，根據(jù)調(diào)速把信號(hào)端電壓值的大 小調(diào)整控制電機(jī)的PWM輸出來控制轉(zhuǎn)速；b.微處理器的第二輸入端實(shí)時(shí)采集調(diào)速把電源端的電壓值，將調(diào)速把電源端電壓值與 微處理器內(nèi)部設(shè)置的飛車保護(hù)參考值作比較，如果調(diào)速把電源端電壓值高于飛車保護(hù)參考 值則執(zhí)行步驟c，如果調(diào)速把電源端電壓值低于飛車保護(hù)參考值則一直執(zhí)行步驟b ；c.微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動(dòng)自行車飛車保護(hù)控制裝置及方法，所述飛車保護(hù)控制裝置包括調(diào)速電源、調(diào)速電源降壓模塊、調(diào)速把、調(diào)速信號(hào)檢測(cè)模塊和微處理器，電源信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)電動(dòng)車調(diào)速把電源端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將調(diào)速把電源端的電壓值送入微處理器，微處理器內(nèi)部具有飛車保護(hù)參考值，當(dāng)調(diào)速把電源端的電壓值高于飛車保護(hù)參考值時(shí)，微處理器發(fā)出飛車保護(hù)信號(hào)，使電動(dòng)自行車的電機(jī)停止工作。本發(fā)明的判定條件不依賴于調(diào)速把的內(nèi)阻，調(diào)速把內(nèi)阻的變化并不影響本發(fā)明飛車保護(hù)的判定條件，因而可以在調(diào)速把地線脫落或斷開后造成調(diào)速把失效時(shí)準(zhǔn)確執(zhí)行飛車保護(hù)。另外，本發(fā)明在生產(chǎn)時(shí)也無需對(duì)每個(gè)調(diào)速把的內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)算，能夠準(zhǔn)確地確定飛車保護(hù)參考值。
文檔編號(hào)H03K19/003GK102006050SQ20101054405
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者余小波 申請(qǐng)人:深圳市高標(biāo)電子科技有限公司