[实用新型]健身电动自行车控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于电动自行车类，具体是一种健身电动自行车控制器装置。

背景技术

目前电动自行车只是作为交通工具使用，没有健身功能。

发明内容

本实用新型的目的是充分利用电动自行车现有资源，使电动自行车即可以作为交通工具也可以作为健身工具。

本实用新型的技术方案如下：

一种电动自行车控制器装置，由电机1输出线、电池4电源线、刹车输入5、调速手柄输入6、单片机7、骑行和健身功能选择输入8、工作状态输出9、外部信号输入10、驱动电路11、电流反馈电路12、功率开关电路13、电源管理电路14和电机Hall输入15构成。单片机7通过端口分别与电机Hall输入15、刹车输入5、调速手柄输入6、骑行和健身功能选择8、工作状态输出9、外部信号输入10、驱动电路11和电流反馈电路12顺序相连接，电源管理电路14直接和电池4电源线连接，分别向电机Hall输入15、调速手柄输入6、单片机7、驱动电路11和电流反馈电路12提供稳压电源，功率开关电路13分别与电池4电源线、电机1三相线、电流反馈电路12和驱动电路11顺序相连接，外部信号输入10分别包括1∶1助力输入、三档变速输入、EABS输入、巡航入电路。其特征在于：单片机7在上电时通过骑行和健身功能选择输入8，决定控制器工作在骑行或者健身状态，如果为骑行状态控制器使用图5逻辑驱动使电机行驶，如果控制器工作在健身状态使用图6或者图7的逻辑驱动使电机进入阻力发电状态，通过单片机7的端口输入电机1的负载控制信号和输出控制器的显示信息，单片机7输出三相控制信号经过驱动电路11到功率开关电路13控制电机1的负载力矩，电机1的负载通过电动车的链条传动到踏板2转换为阻力力矩，使用户在架起电动车轮后脚踏踏板2即可健身。

控制器在健身状态时，控制电机1为阻力发电状态，单片机7通过端口控制功率开关电路13使电机1所发电能泵升压后向电池4充电，且踏板2的阻力力矩可以通过电机1的三相下桥PWM的导通时间来调节，包括下述步骤：

(1)单片机7通过刹车和手柄或者串口通讯输入电机1的负载信息，单片机7将该信息转换为对应的PWM比较值，该值即为图6和图7的“PWM”；

(2)单片机7通过端口输出三相控制信号经过驱动电路11到功率开关电路13控制所有上半桥功率管Q1、Q3、Q5关闭、下半桥按照图6或者图7的逻辑驱动Q0、Q2、Q4导通和关闭；

(3)电机1在外力踏板2的传动下运转，电机1的三相绕组线圈将产生三相感应电压，该电压在下半桥Q0、Q2、Q4的PWM导通时间里转换为对应的三相电流，在下半桥Q0、Q2、Q4的PWM关闭时，由于电机1三相绕组线圈的电流不能突变将产生泵升电压，此电压在高于电池4电压时形成充电电流，对电池4充电；

(4)电机1在某一固定转速时三相下半桥Q0、Q2、Q4的PWM导通时间决定短路电流的绝对值，该短路电流绝对值决定电机1的负载力矩，电机1的负载通过电动车的链条传动到踏板2转换为阻力力矩；

(5)单片机7通过端口输出控制器的显示信息到工作状态输出9。

本发明的优点是：

按照踏板电动自行车的特点设计出具有踏板2负载力矩可以调节，又可以向电池4充电的健身电动车控制器，使最小的投入得到最大的收益。

附图说明

图1为健身电动车的结构示意图

图2为健身电动车控制器的功能示意图

图3为电机1的原理示意图

图4为功率开关电路13的原理示意图。

图5为控制器在行驶状态时，单片机7的电机Hall输入15与三相控制输出逻辑表。

图6为控制器工作在健身状态时，单片机7的电机Hall输入15与三相控制输出逻辑表，其中三相下桥全为同步PWM导通和关闭。

图7为控制器工作在健身状态时，单片机7的电机Hall输入15与三相控制输出逻辑表，其中三相下桥中有两相为同步PWM导通和关闭，另一相为常通。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述。