本發(fā)明屬于家用交通設(shè)備的控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種助動車的限速系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提升，汽車在不斷普及的同時，各式各樣的助動車也成為人們出現(xiàn)的重要組成方式。助動車包括電動車、自行車、電動三輪車及輔助車等，電動車等設(shè)備是汽車外個人常用的出現(xiàn)交通方式，且隨著環(huán)保意識，電動車、自行車的出現(xiàn)會不斷普及。

但是，在行車安全過程中，電動車、自行車作為弱勢行車主體，其較高速騎行以及警示作用的不明顯，給交通安全造成了很大的安全隱患，故對各類助動車出現(xiàn)，除了采用安全教育、顯性化標(biāo)記等常規(guī)手段外，給相關(guān)設(shè)備配備限速系統(tǒng)也直觀重要。低價、穩(wěn)定的助動車限速系統(tǒng)開發(fā)，后續(xù)的市場前景非常廣闊。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對傳統(tǒng)助動車行車過程中超速行駛帶來諸多安全隱患，且相關(guān)限速系統(tǒng)匱乏的問題，本發(fā)明提出一種簡單、成本低廉、穩(wěn)定的助動車限速系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種助動車限速系統(tǒng)，由限速控制系統(tǒng)及機械制動系統(tǒng)構(gòu)成，所述機械制動系統(tǒng)由制動執(zhí)行驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)及剎車執(zhí)行裝置構(gòu)成，制動執(zhí)行驅(qū)動電機的工作由限速控制系統(tǒng)輸出的信號控制，剎車執(zhí)行裝置通常由原來助動車的剎車系統(tǒng)單獨分出一個剎車控制單元，所述限速控制系統(tǒng)由霍爾傳感器、AVR單片機、液晶顯示輸出、蜂鳴器構(gòu)成，在助動車輪轂的輻條上面安裝有感應(yīng)磁鐵，助動車車輪轂前叉上面對應(yīng)于磁鐵半徑處安裝所述霍爾傳感器記錄磁鐵的切割磁感線，當(dāng)助動車前行過程中，車輪轂上的感應(yīng)磁鐵切割霍爾傳感器記錄磁鐵的切割磁感線，可記錄每次切割的間隔時間，霍爾傳感器的計時信號采集后輸入到AVR單片機，通過編程的LCD子函數(shù)可計算出助動車行車速度，且判斷行車速度是否超過設(shè)定限速速度，計算所得的行車速度通過所述液晶顯示輸出，如果行車速度未超過設(shè)定限速速度，助動車?yán)^續(xù)正常行駛，如果行車速度超過設(shè)定限速速度，AVR單片機發(fā)出信號給蜂鳴器，蜂鳴器工作，同時輸出信號給制動執(zhí)行驅(qū)動電機，執(zhí)行制動工作，所述制動執(zhí)行驅(qū)動電機通常采用步進電機，所述步進電機可由AVR單片機的PMW輸出信號直接控制，當(dāng)助動車行進下一個車輪直徑時，AVR單片機繼續(xù)判斷行車速度是否超過設(shè)定行車速度，如果依舊超速，繼續(xù)制動，如果不再超速，蜂鳴器停止工作，制動工作減弱。

進一步，AVR單片機對于超速輸出的PMW信號，控制策略原則上，超速越多，PMW信號控制制動執(zhí)行驅(qū)動電機輸出扭矩越大，制動效果越強，根據(jù)實踐經(jīng)驗，制動執(zhí)行驅(qū)動電機輸出扭矩與超速的差值非呈線性正比關(guān)系，而是呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，效果較佳。

優(yōu)選的，所述機械制動系統(tǒng)由制動執(zhí)行驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)及剎車執(zhí)行裝置構(gòu)成，通常目前助動車的剎車采用輪軸剎車盤制動剎車方式較多，而輪軸剎車盤由剎車線牽引，故傳動機構(gòu)可采用簡單的收緊套筒結(jié)構(gòu)結(jié)合鋼絲繩滑輪結(jié)構(gòu)即可滿足要求，所述收緊套筒固定在所述制動執(zhí)行驅(qū)動電機的輸出軸上，鋼絲繩一端固定在收緊套筒上并由收緊套筒收緊，另一端固定在輪軸剎車盤的剎車線分支上。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：助動車限速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)簡單，開發(fā)成本較低，運行穩(wěn)定，該系統(tǒng)運用于助動車，能對助動車行車速度起限速及警示作用，可大大提升助動車的行車安全，這對于目前我國各式助動車普遍且不可替代性至關(guān)重要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明助動車限速系統(tǒng)控制策略原理圖

圖2是本發(fā)明助動車限速系統(tǒng)單片機AVR單片機接口圖

圖3是本發(fā)明助動車限速系統(tǒng)液晶顯示、蜂鳴器、步進電機接口圖

圖4是本發(fā)明助動車限速系統(tǒng)應(yīng)用于自行車的機械制動系統(tǒng)示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

參考圖1-4，一種助動車限速系統(tǒng)，由限速控制系統(tǒng)及機械制動系統(tǒng)構(gòu)成，所述機械制動系統(tǒng)由制動執(zhí)行驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)及剎車執(zhí)行裝置構(gòu)成，制動執(zhí)行驅(qū)動電機的工作由限速控制系統(tǒng)輸出的信號控制，剎車執(zhí)行裝置通常由原來助動車的剎車系統(tǒng)單獨分出一個剎車控制單元，所述限速控制系統(tǒng)由霍爾傳感器、AVR單片機、液晶顯示輸出、蜂鳴器構(gòu)成，在助動車輪轂的輻條上面安裝有感應(yīng)磁鐵，助動車車輪轂前叉上面對應(yīng)于磁鐵半徑處安裝所述霍爾傳感器記錄磁鐵的切割磁感線，當(dāng)助動車前行過程中，車輪轂上的感應(yīng)磁鐵切割霍爾傳感器記錄磁鐵的切割磁感線，可記錄每次切割的間隔時間，霍爾傳感器的計時信號采集后輸入到AVR單片機，通過編程的LCD子函數(shù)可計算出助動車行車速度，行車速度的計算方式為：由計時信號的間隔時間T算車車輪運動的角速度，再結(jié)合霍爾傳感器到輪轂中心的半徑與輪轂半徑，可換算出車輪運動的線速度，即車輪的行進速度。

AVR單片機采用AT mega8L，基于兩點考慮：在控制時候會用到步進電機或者舵機，而AVR單片機自身有PWM信號輸出，方便于之后的編程與控制(比較于51)；考慮到經(jīng)濟性，AVR Mega8單片機比較實惠，市場價格在十元以內(nèi)，對于后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)有很大的產(chǎn)品優(yōu)勢。

AVR單片機可設(shè)定限速速度，AVR單片機判斷行車速度是否超過設(shè)定限速速度，計算所得的行車速度通過所述液晶顯示輸出，液晶采用如果行車速度未超過設(shè)定限速速度，助動車?yán)^續(xù)正常行駛，如果行車速度超過設(shè)定限速速度，AVR單片機發(fā)出信號給蜂鳴器，蜂鳴器工作，同時輸出信號給制動執(zhí)行驅(qū)動電機，執(zhí)行制動工作，所述制動執(zhí)行驅(qū)動電機通常采用步進電機，所述步進電機可由AVR單片機的PMW輸出信號直接控制，當(dāng)助動車行進下一個車輪直徑時，AVR單片機繼續(xù)判斷行車速度是否超過設(shè)定行車速度，如果依舊超速，繼續(xù)制動，如果不再超速，蜂鳴器停止工作，制動工作減弱。

AVR單片機對于超速輸出的PMW信號，控制策略原則上，超速越多，PMW信號控制制動執(zhí)行驅(qū)動電機輸出扭矩越大，制動效果越強，根據(jù)實踐經(jīng)驗，制動執(zhí)行驅(qū)動電機輸出扭矩與超速的差值非呈線性正比關(guān)系，而是呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，效果較佳。

本發(fā)明助動車限速系統(tǒng)的控制策略及原理可詳見附圖1描述。

作為一個案例，該限速系統(tǒng)應(yīng)用于自行車1時，所述機械制動系統(tǒng)由制動執(zhí)行驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)及剎車執(zhí)行裝置構(gòu)成，通常目前助動車的剎車采用輪軸剎車盤制動剎車方式較多，而輪軸剎車盤由剎車線牽引，故傳動機構(gòu)可采用簡單的收緊套筒結(jié)構(gòu)結(jié)合鋼絲繩滑輪結(jié)構(gòu)即可滿足要求，所述收緊套筒2固定在所述制動執(zhí)行驅(qū)動電機的輸出軸上，鋼絲繩一端固定在收緊套筒上并由收緊套筒收緊，另一端固定在輪軸剎車盤的剎車線分支上。