专利名称：一种可自动检测故障的控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动摩托车或者电动自行车的混合动力驱动系统控制器，尤 其涉及用于电动摩托车或者电动自行车中直流无刷电机的控制器。
背景技术：
目前市场上出现了一种混合动力驱动系统，包括有发动机、发电机、电动机、电池 组和控制器，发电机与发动机联轴安装，控制器用于控制电动机和/或发电机。当电动摩托 车或者电动自行车在使用不当或零部件老化时，车辆往往会发生多种故障。如果在车辆行 驶中出现故障，将导致车辆抛锚，给用户带来很大的不便。
发明内容本发明目的是提供一种当车辆出现故障时能自动进行检测并发出语音提示的可 自动检测故障的控制器。本实用新型控制器主要包括单片机、霍尔转换电路、车辆把手故障检测电路、电池 欠压检测电路、刹车故障检测电路、语音器。所述的霍尔转换电路一端分别与霍尔传感器、 电机电连接，其另一端与单片机电连接；所述的车辆把手故障检测电路一端与车辆把手连 接，其另一端与单片机电连接；所述电池欠压检测电路一端与蓄电池电连接，其另一端与单 片机电连接；所述刹车故障检测电路一端与车辆刹车装置相连接，其另一端与单片机电连 接；所述的语音器与单片机电连接。本实用新型控制器内部还设有备用电路，单片机内设有应急程序，修复按钮与所 述单片机电连接。所述霍尔转换电路是由带切换功能的霍尔传感器电路、无霍尔电机位置检测电路 和无霍尔功能切换电路所构成。霍尔传感器电路包括有三个相并联的三极管，每个三极管的集电极上串接有开关 二极管，三极管的基极分别与单片机的控制端口连接，三极管的发射极分别与单片机的霍 尔信号读取端连接。无霍尔电机位置检测电路中包括有三个比较器，构成中点电路的电阻与所述比较 器的负端电连接，作为电机位置信号翻转的基准。三个电容器分别对电机三相电压信号进 行延时后再送入所述比较器的正端，控制比较器的翻转，三个比较器的输出信号分别送入 单片机的霍尔信号读取端。无霍尔功能切换电路由二个三极管和一个比较器构成，其中一个三极管的基极与 单片机控制端口电连接，集电极与另一三极管的基极电连接，另一三极管的集电极与比较 器的正端电连接。本实用新型具有以下特点可实现智能化自我检测，包括自动检测霍尔元件，把 手，刹车等故障，基本涵盖了控制外设的常见故障；具有良好的人机互动功能，当故障发生 时，用户只需按照语音提示的说明，操作修复按钮，即使是车辆发生故障仍能行驶，极大地方便了用户，有利于降低车辆行驶途中因故障出现的抛锚现象。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型的霍尔传感器电路图；图3为本实用新型的无霍尔电机位置检测电路图；图4为本实用新型的无霍尔功能切换电路图；图5为本实用新型的把手故障检测电路图；图6为本实用新型的电池欠压检测电路图。
具体实施方式
以下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，本实用新型控制器主要包括单片机1、霍尔转换电路2、车辆把手故障 检测电路3、电池欠压检测电路4、刹车故障检测电路5、语音器11。所述的霍尔转换电路2 一端分别与霍尔传感器7、电机6电连接，其另一端与单片机1电连接；所述的车辆把手故 障检测电路3 —端与车辆把手9连接，其另一端与单片机1电连接；所述电池欠压检测电路 4 一端与蓄电池10电连接，其另一端与单片机1电连接；所述刹车故障检测电路5—端与 车辆刹车装置12相连接，其另一端与单片机1电连接；所述的语音器11与单片机电连接。如图2所示，霍尔传感器电路的端口 J5，J6，J7分别接入3路霍尔信号，电阻R8， R9，RlO为霍尔信号上拉电阻，开关二极管D2，D3，D4可以防止接口误接高电平引起的电路 损坏。三极管Ql，Q2，Q3，可以选择是否将霍尔信号送入单片机引脚端。当单片机1的控 制信号1/01为低电平时，Ql, Q2，Q3都工作在饱和导通状态下，3路霍尔信号都可以送入单 片机霍尔信号读取端HAA，HBB, HCC0当单片机1控制信号1/01为高电平时，Ql, Q2，Q3都 处于截止状态，三路霍尔信号都被截断，不再送入单片机霍尔信号读取端HAA，HBB，HCC端。如图3所示，无霍尔电机位置检测电路中的U、V、W为直流无刷电机三相线，电阻 Rl 1，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、 UlC的负端，作为电机位置信号翻转的基准。电容器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单片机的霍尔信号读取端HAA，HBB, HCC0图4所示的无霍尔功能切换电路，由三极管Q4、Q5控制是否给无霍尔电路的比较 器UlD供电。当控制信号1/02为低电平时，三极管Q5处于截止区，从而使Q4也处于截止 区，停止给比较器UlD供电，使无霍尔电路停止工作。当控制信号1/02为高电平时，三极管 Q5工作在饱和导通状态，从而使三极管Q4也工作在饱和导通状态，持续给比较器Ul供电， 使无霍尔电路能够正常工作。由霍尔传感器电路、无霍尔电机位置检测电路和无霍尔功能切换电路所构成的霍 尔转换电路2，实现了霍尔位置信号采集，具有无霍尔位置信号采集的切换功能，通过单片 机1对控制端口的信号1/02置不同的电平，来选译采用某一种位置信号的采集方式。当电 机霍尔信号正常时，只读取霍尔信号；当电机霍尔元件发出故障，霍尔信号出现错误时，则 停止读取霍尔信号，启动无霍尔位置信号电路，使电机仍能继续运转。[0023]图5所示的车辆把手故障检测电路，Jl为把手的5V供电信号，J3为把手地线，当 把手信号J2正常时，上拉电阻Rl不起作用，把手电压信号经过电阻R2，R4分压后送入单片 机1的端口 SPEED。当把手信号J2意外断开后，上拉电阻Rl使得送入单片机1端口的电压 高于正常值，从而通过单片机的软件可作出把手出现故障的判断。图6所示的电池欠压检测电路，UDC为电池电压信号源，电压信号经过电阻Rl，R2 的分压处理后，经过电阻R3和电容器Cl的滤波，得到最终的电压信号，送入单片机1的端 口 LVP，由其软件判断是否出现蓄电池欠压。若出现欠压情况，单片机将与语音器11连通， 发出语音提示。本实用新型控制器中的霍尔转换电路2，把手故障检测电路3，刹车故障检测电路 5根据电动摩托车/电动自行车在行驶过程中出现故障的情况，分别将各类故障的信号传 至单片机1，单片机再与语音器11进行通信，并由后者发出语音提示，指导用户操作修复 按钮8。当单片机1接收到修复按钮8发出的正确信号时，单片机1作如下运行若霍尔传感器电路信号出现故障，单片机1便控制关闭霍尔传感器电路，同时启 动无霍尔功能切换电路，电机进入无霍尔运行状态，车辆继续行驶。若车辆把手出现故障，单片机1不再读取把手信号并发出语音提示，此时用户只 需按操作修复按钮，通过单片机的应急程序和控制器的备用电路可使车辆安全低速行驶。若刹车系统出现故障，单片机1不再读取刹车信号并发出语音提示，此时用户只 需按操作修复按钮，通过单片机的应急程序和控制器的备用电路可使车辆安全低速行驶。如果车辆蓄电池出现欠压现象，电池欠压检测电路4则通过单片机1停止电机的 运行，保护电池不受损坏，并通过语音器提示用户及时充电，避免由于电池欠压所引起车辆 途中抛锚。
权利要求一种可自动检测故障的控制器，包括有单片机(1)和霍尔转换电路(2)，其特征在于还包括车辆把手故障检测电路(3)、电池欠压检测电路(4)、刹车故障检测电路(5)以及语音器(11)，所述的霍尔转换电路(2)一端分别与霍尔传感器(7)、电机(6)电连接，其另一端与单片机(1)电连接，所述的车辆把手故障检测电路(2)一端与车辆把手(9)连接，其另一端与单片机(1)电连接，所述电池欠压检测电路(4)一端与蓄电池(10)电连接，其另一端与单片机(1)电连接；所述刹车故障检测电路(5)一端与车辆刹车装置(12)相连接，其另一端与单片机(1)电连接，所述的语音器(11)与单片机(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于所述的控制器内部还设有备用电路，单 片机(1)内设有应急程序，修复按钮(8)与所述单片机(1)电连接。
3.根据权利要求1或者2所述的控制器，其特征在于所述霍尔转换电路(2)是由霍尔 传感器电路、无霍尔电机位置检测电路和无霍尔功能切换电路所构成。
4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于霍尔传感器电路包括有三个并联的三极 管(Ql、Q2、Q3)，三极管的集电极上分别串接有开关二极管(D2，D3，D4)，三极管的基极分 别与单片机的控制端口连接，三极管的发射极分别与单片机的霍尔信号读取端(HAA、HBB、 HCC)连接。
5.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于所述无霍尔电机位置检测电路中包括有 三个比较器(U1A、U1B、U1C)，构成中点电路的电阻(R11、R12、R24、R25、R31、R32)与所述比 较器(U1A、U1B、U1的负端电连接，作为电机位置信号翻转的基准，三个电容器(C3、C7、C9) 分别对电机三相电压信号(U、V、W)进行延时后再送入所述比较器的正端，控制比较器的翻 转，三个比较器的输出信号分别送入单片机(1)的霍尔信号读取端(HAA，HBB，HCC)。
6.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于无霍尔功能切换电路由二个三极管(Q4、 Q5)和一个比较器(UlD)构成，其中一个三极管(Q5)的基极与单片机控制端口电连接，集电 极与另一三极管(Q4)的基极电连接，另一三极管(Q4)的集电极与比较器(UlD)的正端电 连接。
专利摘要一种可自动检测故障的控制器，主要包括单片机、霍尔转换电路、车辆把手故障检测电路、电池欠压检测电路、刹车故障检测电路、语音器。霍尔转换电路一端分别与霍尔传感器、电机电连接，另一端与单片机电连接；车辆把手故障检测电路一端与车辆把手连接，另一端与单片机电连接；电池欠压检测电路一端与蓄电池电连接，另一端与单片机电连接；刹车故障检测电路一端与车辆刹车装置相连接，另一端与单片机电连接。本实用新型具有可实现智能化自我检测和良好的人机互动功能等特点，当电动摩托车或电动自行车发生故障时，用户只需按照语音提示的说明，操作修复按钮，即使是车辆发生故障仍能行驶，极大地方便了用户，有利于降低车辆行驶途中因故障出现的抛锚现象。
文档编号H02P6/16GK201694187SQ20092021407
公开日2011年1月5日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者夏业中, 李鹏, 杨颖子, 须斌 申请人:上海安乃达驱动技术有限公司