[实用新型]一种电动自行车用的电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机控制器，尤其涉及用于电动自行车中直流无刷电机的控制器。 

背景技术

在现有技术中，电机自行车的控制器是单独设置在直流无刷电机之外的，其功率传输通过较长的线路与直流无刷电机相连接，由于线路长(1米以上)，通过的电流量大(电流最大值可达50安)，因而功率损耗大、节能效果差。此外，电机的霍尔信号以及车辆把手、刹车、助力、慢档接口等外设均通过信号线与单独设置的控制器相连接，由于所需线路与插件多，车辆长期运行易导致导线与插件氧化，接触不良，增大安全隐患。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可有效降低线路损耗和安全隐患，提高节能效果的电动自行车用的电机控制器。 

本实用新型电机控制器固定在散热板上，所述的散热板固定在电机定子的内则，电机相线和电机霍尔信号线直接在电机内部引到控制器上，控制器的电源及通讯引出线从电机轴的轴心引出。 

本实用新型电机控制器设有无霍尔电机位置检测电路，实时检测电机霍尔状况，一旦发现电机霍尔异常，即可切换到无霍尔状态，使电机在无霍尔情况下继续运行，做到电机不需维修同样可以启动与运转。 

本实用新型电机控制器可通过数据通讯电路将手把、刹车、限速等信息输入其内，所述的数据通讯电路包括数据接收电路和数据发送电路。 

由于本实用新型采用控制器与电机一体化结构，将控制器直接嵌入电机内部，经过绝缘、防水、加固等工艺处理，大大减少了电机与控制器之间的功率线路的长度以及功率部分的插件数量，有效降低了电机相线的功率损耗和安全隐 患。经测试，本实用新型与现有技术相比，车辆启动状态可节能27％，启动力矩增加12％；车辆行驶时电机相线损耗可下降4/5，续航里程增加10％。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为本实用新型无霍尔电机位置检测电路图； 

图3为本实用新型数据接收电路图； 

图4为本实用新型数据发送电路图。 

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的具体实施方式： 

如图1所示，本实用新型电机控制器1固定在散热板2上，所述的散热板2采用螺钉4固定在电机定子3的内则，电机相线6和电机霍尔信号线7直接在电机内部引到控制器1上，控制器的电源及通讯引出线9从电机轴5的轴心引出，分别接到电机外部的电池和表头上。为加大电机定子的强度，电机定子还设有加强筋8。 

由于电机控制器1是嵌在电机内，为避免增加电机的维护困难，本实用新型设有无霍尔电机位置检测电路，实时检测电机霍尔状况。如图2所示，U，V，W为直流无刷电机三相线，R11，R12，R24，R25，R31，R32构成中点电路，取得三相电压的平均值，送入比较器U1A、U1B、U1C的负端，作为电机位置信号翻转的基准。C3，C7，C9分别对U，V，W三相电压信号进行延时后再送入比较器正端，控制比较器的翻转。三个比较器的输出即可代替霍尔信号作为电机的位置信号送入电机控制器1中单片机的霍尔信号读取引脚HAA，HBB，HCC。经过单片机处理后，将这个信号与电机的实际霍尔信号做异或运算，产生的结果经过数字滤波，如果结果是真，表示电机实际霍尔出现故障，可以进行切换动作，将电机实际霍尔信号屏蔽，采用比较器产生的位置信号。 

配合人机对话界面，将把手、刹车、限速等信息通过数据通讯电路，传输给电机控制器1，电机控制器1将电机运行的电流值、电压值、里程等系统状态传输给人机界面，用户可以随时了解车辆的工作状态。数据通讯电路由数据接收 电路和数据发送电路所组成。如图3所示的数据接收电路，当没有通讯信号时，I/O处的电压通过电阻R1将电平拉到3.3V。当数据线上有通讯信号时，电流从电阻R1，到二极管D1流到接口J1上，这时电阻R2和I/O处的电平为0V。电容C1和电阻R2构成滤波电路，可以有效滤除掉电路上的干扰信号。图4所示的数据发送电路，输出口是一个NPN的三级管Q1，数据通讯时电流从外部的接收电路二极管D1到通讯引出线路，到J2接口，再经过Q1流向地线。 

采用本实用新型，使电动自行车具有良好的人机互动，电池电量、电机运行电流等系统状态反映在表头一目了然，并且，当电机霍尔损坏时，控制器可实现无缝切换到无霍尔状态运行，电机仍然继续保持正常启动与运行。