本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車控制器，尤其是一種用于電動(dòng)車電機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于機(jī)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)動(dòng)車控制器是用來控制機(jī)動(dòng)車電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及機(jī)動(dòng)車的其它電子器件的核心控制器件，它就像是機(jī)動(dòng)車的大腦，是機(jī)動(dòng)車上重要的部件。作為人們?nèi)粘３鲂械臋C(jī)動(dòng)車就目前來看主要包括汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)二輪摩托車、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)三輪摩托車、電動(dòng)四輪車、電瓶車等，機(jī)動(dòng)車控制器也因?yàn)椴煌能囆投胁煌男阅芎吞攸c(diǎn)，除汽車外，其余電動(dòng)車因經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)越來越受到大眾的青睞。

電動(dòng)車的控制器是整個(gè)電動(dòng)汽車的核心控制部件，它控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行使電動(dòng)車正常行駛。作為電動(dòng)車的指揮管理中心，會(huì)有多種信號(hào)參數(shù)進(jìn)入控制器，控制器對(duì)電動(dòng)機(jī)控制的性能的好壞直接決定著電動(dòng)車的使用壽命和舒適性，現(xiàn)目前，市場(chǎng)上的電動(dòng)車電機(jī)控制器邏輯比較簡(jiǎn)單，大多只具有開關(guān)功能，或只是簡(jiǎn)單的根據(jù)油門大小來調(diào)整輸出功率的大小，其對(duì)電機(jī)的運(yùn)行調(diào)控速度慢、調(diào)控精度差，致使電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性差，且電機(jī)故障頻發(fā)，使用壽命低。不僅如此，目前有的電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)基本上都是屬于單電機(jī)控制器、的動(dòng)力系統(tǒng)。即使有少數(shù)雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，是通過鏈條或者皮帶等方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)力疊加。這種單電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)存在以下缺陷：1、成本高，由于不得不采用大功率動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)和配套的控制器，因此成本較高；2、工作壽命短，由于只有一組動(dòng)力系統(tǒng)，車輛在行駛過程中系統(tǒng)一直處于工作狀態(tài)，導(dǎo)致設(shè)備老化快，使用壽命短；3、續(xù)航里程相對(duì)較短，由于只有一組動(dòng)力系統(tǒng)，無論車輛負(fù)載輕或者重，大功率動(dòng)力系統(tǒng)都一直處于工作狀態(tài)，能量消耗大，從而續(xù)航里程短；4、噪音大，普通大功率動(dòng)力系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的噪音較大，同時(shí)變速箱隔音也較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)目前的電動(dòng)車控制器工作壽命短、成本高、噪音大的問題，而提供一種具有更好的可靠性、噪音小、工作壽命較長的用于電動(dòng)車電機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種用于電動(dòng)車電機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一控制器、第二控制器和中央處理器，所述第一控制器和第二控制器采用了相同的電路結(jié)構(gòu)且均由電源系統(tǒng)供電，第一控制器和第二控制器的工作狀態(tài)受中央處理器控制；在第一控制器的輸出端連接有第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在第二控制器的輸出端連接有第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出均連接到變速箱的輸入端，所述變速箱的輸出端與后橋總成相連；所述的第一控制器包括微控制器MCU、復(fù)合電源、三相橋式逆變電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路及轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路，所述復(fù)合電源的輸出端接雙向DC-DC變換器的輸入端，雙向DC-DC變換器的輸出端分別接三相橋式整流電路的輸出端和三相橋式逆變電路的輸入端，三相橋式逆變電路的輸出端接電機(jī)，所述微控制器MCU的PWM接口接PWM調(diào)制電路的輸入端，PWM調(diào)制電路的輸出端接三相橋式逆變電路，三相橋式逆變電路和電機(jī)分別連接電壓檢測(cè)電路的輸入端和電流檢測(cè)電路的輸入端，電壓檢測(cè)電路的輸出端和電流檢測(cè)電路的輸出端經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路接微控制器MCU的A/D轉(zhuǎn)換口，所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路的輸入端接電機(jī)，輸出端接微控制器MCU的CAP接口，微控制器MCU的SPI接口分別接觸摸按鍵和顯示器。

本實(shí)用新型中，采用了自動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)工作狀態(tài)、電機(jī)功率的調(diào)節(jié)和控制，但是，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)并不僅僅限于兩臺(tái)控制器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際需求，也可以為三臺(tái)控制器以及更多的控制器的組合結(jié)構(gòu)，并且指定其中一臺(tái)作為主控制器即可。還需要說明的是，本實(shí)用新型重點(diǎn)解決了多控制器同時(shí)工作或部分工作時(shí)的不兼容，干擾大，噪音大等一系列問題，才能實(shí)現(xiàn)多控制器的組合結(jié)構(gòu)。

優(yōu)化地，所述微控制器MCU還連接有保護(hù)電路，所述微控制器MCU還連接有報(bào)警電路。

優(yōu)化地，所述左驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括電機(jī)軸、左端蓋、右端蓋、定子、第二轉(zhuǎn)子和第一轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)軸上套有固定環(huán)，所述固定環(huán)上套有第一轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子上套有定子，所述定子的兩側(cè)分別繞有外線圈和內(nèi)線圈，所述外線圈的外側(cè)設(shè)有第二轉(zhuǎn)子，所述第二轉(zhuǎn)子固定在摩托車車輪的內(nèi)圈上，所述固定環(huán)的兩側(cè)分別設(shè)有軸承，所述軸承外側(cè)安裝有左端蓋和右端蓋，所述左端蓋和右端蓋內(nèi)部將定子封蓋固定。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、降低了成本，本實(shí)用新型采用了多電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)替代目前普通的大功率單電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，可以使得每個(gè)電機(jī)的功率降低，從而相對(duì)于大功率單電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)成本可大幅降低。

2、延長了系統(tǒng)壽命，由于普通的單電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)在車輛行駛過程中，整個(gè)系統(tǒng)一直都處于工作狀態(tài)，系統(tǒng)使用壽命相對(duì)較短。而本實(shí)用新型的多電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)在車輛巡航過程中可讓過熱的電機(jī)及控制系統(tǒng)暫停工作，得到良好的散熱冷卻，從而延長系統(tǒng)的使用壽命。

3、提高了車輛續(xù)航里程，可根據(jù)車輛的負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整小功率動(dòng)力系統(tǒng)的工作組數(shù)，在車輛負(fù)載輕時(shí)自動(dòng)關(guān)閉一組或多組小功率動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)行低功率巡航，降低能耗，從提升車輛續(xù)航里程。

4、系統(tǒng)工作噪音低，在巡航時(shí)可以只有部分小功率動(dòng)力系統(tǒng)工作，產(chǎn)生的噪音較小。同時(shí)，采用鑄鐵變速箱體，隔音效果良好，使整個(gè)多電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的工作噪音比普通單電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)大幅降低。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種用于電動(dòng)車電機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本實(shí)用新型中第一控制器的方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型中第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)三相橋式逆變電路電路圖；

圖5本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)三相橋式整流電路電路圖；

圖6本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)PWM調(diào)制電路圖；

圖7本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路圖；

圖8本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)復(fù)合電源和雙向DC-DC變換器的電路圖；

圖9本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)濾波電路圖；

圖10本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)光電隔離電路圖；

圖11本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)保護(hù)電路圖；

圖12本實(shí)用新型第一控制器內(nèi)信號(hào)調(diào)理電路圖。

圖中，1—電機(jī)軸，2—左端蓋，3—內(nèi)圈，4—第二轉(zhuǎn)子，5—外線圈，6—定子，7—右端蓋，8—第一電機(jī)線，9—第二電機(jī)線，10—軸承，11—第一轉(zhuǎn)子，12—內(nèi)線圈，13—固定環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1-圖12所示，本實(shí)用新型的一種用于電動(dòng)車電機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電源系統(tǒng)，這里的電源系統(tǒng)采用了現(xiàn)有的摩托車電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，本實(shí)用新型還包括第一控制器、第二控制器和中央處理器，所述第一控制器和第二控制器采用了相同的電路結(jié)構(gòu)且均由電源系統(tǒng)供電，第一控制器和第二控制器的工作狀態(tài)受中央處理器控制。在第一控制器的輸出端連接有第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在第二控制器的輸出端連接有第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出均連接到變速箱的輸入端，所述變速箱的輸出端與后橋總成相連。這里的變速箱和后橋總成均采用現(xiàn)有的摩托車結(jié)構(gòu)，因此具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及連接方式在此不詳細(xì)描述，屬于現(xiàn)有技術(shù)。所述的第一控制器包括微控制器MCU、復(fù)合電源、三相橋式逆變電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路及轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路，所述復(fù)合電源的輸出端接雙向DC-DC變換器的輸入端，雙向DC-DC變換器的輸出端分別接三相橋式整流電路的輸出端和濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端接三相橋式逆變電路的輸入端，三相橋式逆變電路的輸出端接電機(jī)，所述微控制器MCU的PWM接口接光電隔離電路的輸入端，光電隔離電路的輸出端接PWM調(diào)制電路的輸入端，PWM調(diào)制電路的輸出端接三相橋式逆變電路的輸入端，三相橋式逆變電路的輸出端和電機(jī)均分別接電壓檢測(cè)電路的輸入端和電流檢測(cè)電路的輸入端，電壓檢測(cè)電路的輸出端和電流檢測(cè)電路的輸出端經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路接微控制器MCU的A/D轉(zhuǎn)換口，所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路的輸入端接電機(jī)，輸出端接微控制器MCU的CAP接口，微控制器MCU的SPI接口分別接觸摸按鍵和顯示器，微控制器MCU通過RS232或RS485通信接口連接上位機(jī)，微控制器MCU還連接有保護(hù)電路和報(bào)警電路。本實(shí)用新型中，由于第一控制器和第二控制器采用了相同的電路結(jié)構(gòu)，因此在此只對(duì)第一控制器進(jìn)行的結(jié)構(gòu)說明。

所述電流檢測(cè)電路為南京史利姆電子科技公司生產(chǎn)的CTN1000SF系列的霍爾電流傳感器；所述電壓檢測(cè)電路為為南京史利姆電子科技公司生產(chǎn)的VT025A-1000系列的霍爾電壓傳感器。

本實(shí)用新型的第一控制器工作時(shí)，由三相橋式整流電路的輸入端接充電樁為復(fù)合電源進(jìn)行充電，復(fù)合電源提供的電壓經(jīng)濾波電路濾波后傳給三相橋式逆變電路，最終由三相橋式逆變電路供給電機(jī)使用，電壓檢測(cè)模塊采集到的電機(jī)的電壓信號(hào)和電路檢測(cè)模塊采集到的電機(jī)的電流信號(hào)分別經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到微控制器MCU的A/D接口，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)模塊采集到的電壓的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)輸送到微控制器MCU的CAP接口，微控制器MCU對(duì)接收到的電壓信號(hào)、電流信號(hào)及轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行處理后，由微控制器MCU的PWM接口輸出控制信號(hào)經(jīng)光電隔離電路傳送給PWM調(diào)控電路，由PWM調(diào)制電路加在三相橋式逆變電路上，從而改變?nèi)鄻蚴侥孀冸娐返妮敵鲭妷?，進(jìn)而調(diào)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。微控制器MCU會(huì)將各檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值通過顯示器進(jìn)行顯示，以便于人們觀察和維修，可通過觸摸按鍵進(jìn)行指令輸入。若微控制器MCU接收到各檢測(cè)信號(hào)后判斷電機(jī)工作異常，會(huì)啟動(dòng)保護(hù)電路使電機(jī)緩慢停止運(yùn)行，以保護(hù)電機(jī)安全和乘坐者的安全，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，以警示乘坐者及時(shí)進(jìn)行維修處理。同理，第二控制器采用相同的工作原理。

參見圖1和圖3，所述的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括電機(jī)軸1、左端蓋2、右端蓋7、定子6、第二轉(zhuǎn)子4和第一轉(zhuǎn)子11。所述電機(jī)軸1上套有固定環(huán)13，所述固定環(huán)13上套有第一轉(zhuǎn)子11，所述第一轉(zhuǎn)子11外套有定子6，所述定子6的內(nèi)外兩側(cè)分別繞有外線圈5和內(nèi)線圈12，所述定子6的外線圈5的外側(cè)設(shè)有第二轉(zhuǎn)子4，所述第二轉(zhuǎn)子4固定在所述摩托車車輪的內(nèi)圈3上，所述電機(jī)軸1上固定環(huán)13的兩側(cè)設(shè)有軸承10，所述軸承10外側(cè)安裝有左端蓋2和右端蓋7，所述左端蓋2和右端蓋7內(nèi)部將定子6封蓋固定；所述電機(jī)軸1穿過左端蓋2并通過花鍵與左端蓋2連接，電機(jī)軸1從右端蓋7穿出；所述的第二轉(zhuǎn)子4和第一轉(zhuǎn)子11均為永磁體；所述定子6朝向右端蓋7的一側(cè)分別從外線圈5和內(nèi)線圈12上引出第一電機(jī)線8和第二電機(jī)線9；所述定子6上外線圈5和內(nèi)線圈12的繞線方向相反。需要說明的是，由于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)相同，因此在圖3中只給出了第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

本實(shí)用新型中第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作原理說明如下：

本實(shí)用新型中，采用了多個(gè)動(dòng)力單元的組合結(jié)構(gòu)，其中，1臺(tái)電機(jī)和1臺(tái)控制器組成一個(gè)動(dòng)力單元，多個(gè)（2個(gè)或以上）動(dòng)力單元通過多動(dòng)力輸入型變速箱進(jìn)行疊加，再經(jīng)過多動(dòng)力輸入型變速箱進(jìn)行傳動(dòng)變比后將動(dòng)力傳遞給車輛后橋，最終形成一個(gè)大功率的動(dòng)力系統(tǒng)。在多個(gè)動(dòng)力單元的控制過程中，本實(shí)用新型解決了多個(gè)動(dòng)力單元組合的幾個(gè)技術(shù)問題，1、動(dòng)力單元的分配以及控制問題，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)動(dòng)力的需求情況，自動(dòng)控制一個(gè)動(dòng)力單元工作或多個(gè)動(dòng)力單元工作；2、實(shí)時(shí)的監(jiān)控問題，解決了傳統(tǒng)電子控制器不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力輸出功率，通過精確的控制動(dòng)力輸出，一方面能夠滿足實(shí)際使用需求，另一方面能夠達(dá)到動(dòng)力的恰到好處，不浪費(fèi)；3、特別是解決了多個(gè)動(dòng)力單元相互之間容易產(chǎn)生干涉的問題，具有很好的匹配度，并且能夠根據(jù)需求擴(kuò)展動(dòng)力單元數(shù)量，具有很好的通用性。

本實(shí)用新型系統(tǒng)功能特點(diǎn)介紹如下：

本實(shí)用新型中，選取一個(gè)控制器作為主控制器，中央處理器置于主控制器內(nèi)，這里的主控制器的設(shè)定可以由技術(shù)人員自由選擇一個(gè)動(dòng)力單元來設(shè)定。其他的各個(gè)動(dòng)力單元的控制器與主控制器相連接，主控制器根據(jù)車輛工況對(duì)個(gè)單元控制器進(jìn)行指令，控制個(gè)單元控制器是否進(jìn)行工作。在車輛行駛過程中，車輛負(fù)載較輕時(shí)由1組動(dòng)力單元進(jìn)行工作，當(dāng)車輛負(fù)載增加時(shí)（包含車輛載重增加、遇到上坡或者需要加速時(shí)等情況），單元控制器的電流會(huì)增加，當(dāng)電流增加到單元控制器限流值的85％以上并持續(xù)5秒以上，主控制器會(huì)指令第二個(gè)動(dòng)力單元開始工作，這時(shí)，如果兩個(gè)單元的控制器工作電流仍然達(dá)到控制器限流值的80％以上并持續(xù)5秒以上，主控制器會(huì)指令第三個(gè)動(dòng)力單元開始工作，以此類推，直到開啟車輛配置的最大單元?jiǎng)恿?shù)。當(dāng)車輛負(fù)載減輕，各單元控制器的工作電流下降到限流值的50％以下并持續(xù)5秒以上，主控制器會(huì)指令逐個(gè)關(guān)閉單元?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，直至剩下最后一組單元?jiǎng)恿ο到y(tǒng)。

在車輛起步時(shí)，主控制器會(huì)指令各個(gè)動(dòng)力單元系統(tǒng)同時(shí)工作，保證起步時(shí)的動(dòng)力。在車輛倒車時(shí)，主控制器會(huì)指令各個(gè)動(dòng)力單元系統(tǒng)同時(shí)工作，保證倒車時(shí)的動(dòng)力。在車輛行駛過程中，主控制器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控各單元?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的控制器和電機(jī)的溫度，在車輛負(fù)載不要求所有單元?jiǎng)恿ο到y(tǒng)同時(shí)工作的時(shí)候，主控制器會(huì)優(yōu)先關(guān)閉溫度較高的動(dòng)力單元，讓單元系統(tǒng)得到充分散熱。主控制器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力單元的工作個(gè)數(shù)，并可以配合儀表進(jìn)行顯示，以便于用戶實(shí)時(shí)了解。另外，如果有需要，用戶也可以隨時(shí)強(qiáng)制控制各動(dòng)力單元同時(shí)進(jìn)行工作。

需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管申請(qǐng)人參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的修改或者等同替換，不能脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍當(dāng)中。