[實用新型]電動自行車智能助力控制器

有效

• 申請號: 201220449379.0
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202911903U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳勝虎;仲小英
• 申請（專利權）人: 蘇州科易特自動化科技有限公司
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

?本實用新型涉及一種控制器，具體地說是電動自行車助力控制器。

背景技術

眾所周知，電動自行車在中國大陸，其主流模式為全電動驅動方式，主要原因是在大陸市場，電動自行車不是休閑品，而是代步工具，用戶花兩三千元買了一輛戶外家電，若要人力蹬踏，消費者覺得不值，全電動模式，手把一扭即走，省事省力。而在國際市場上，歐美都要求腳踏啟動，腳停斷電，沒有轉把的電動自行車。日本市場更需要精確比例助力的電動自行車。

目前，我國電動自行車在智能助力系統及控制器的設計上還存在諸多問題，無法滿足國外的技術標準，成為了我國產品走出國門的障礙和制約我國電動自行車行業國際化發展的瓶頸。

我國電動自行車控制器多采用電子式、無級變頻脈寬調試，該方式智能水平比較低，且騎行效果也欠流暢；而我國出口歐美市場的電動自行車提出的智能控制器實際上只是速度開關型控制或者簡單基于速度的控制，把原轉把取消，在中軸部分裝一霍爾元件和磁鋼圓盤，達到一定速度電機就開始啟動，啟動后就全電動控制了，因此它并無精確比例一說，騎行感覺也較差。

發明內容

實用新型目的：是針對現有技術存在的不足，提供一種能依據人騎車腳踏力的大小及路況阻力的變化來自動提供適當的電動助力能量的自行車智能助力控制器。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型提供了一種電動自行車智能助力控制器，包括信號處理與中心控制模塊、助力信號采集模塊、電機驅動模塊；所述助力信號采集模塊包括和信號處理與中心控制模塊相接的力矩傳感器和速度傳感器；所述電機驅動模塊包括與信號處理與中心控制模塊相接的PWM驅動電路以及與PWM驅動電路相接的直流電機。

所述力矩傳感器測出人力腳踩的實時扭矩，速度傳感器測出實時速度，實時扭矩和實時速度送至信號處理與中心控制模塊，通過信號處理與中心控制模塊計算出人力腳踏功率P1，同時信號處理與中心控制模塊控制電機驅動模塊中的PWM驅動電路產生PWM波形，通過PWM波形來控制直流電機輸出相應的功率P2，并且要求助力比例α（α=（P2-P1）/P2）≤1。本實用新型通過上述方案實現了人機合力帶動自行車，騎車者可依據騎自行車的腳踏力的大小和路況來自動提供適當的電動助力能力，節省了電池的開支，延長了電池續航的里程，同時騎車的舒適度大大提高。

本實用新型中還包括安全保護模塊，安全保護模塊包括和信號處理與中心控制模塊相接的欠壓保護模塊和/或電流過載保護模塊。所述欠壓保護模塊，通過采集實時工作電壓值與設定的電壓欠壓保護值比較，如果工作電壓低于設定的欠壓保護值，括信號處理與中心控制模塊切斷直流電機使之停止工作。所述過載保護模塊通過采集實時工作電流與設定的過流保護值比較，如果工作電流高于設定的過流保護值，信號處理與中心控制模塊可切斷直流電機使之停止工作。

本實用新型中力矩傳感器由雙應變電橋組成，安裝在直流電機的中軸上，當人踩腳踏板時鏈條拉動后軸，使后軸發生形變，通過應變片測量形變大小并轉化為相應的電壓信號。

本實用新型中所述速度傳感器是在直流電機的驅動牙盤上安裝一個傳動比為5的傳動輪，在傳動輪上安置4個磁鋼，每踩一圈，霍爾傳感器產生20個脈沖信號。

本實用新型中還可以設定報警裝置，當發生欠壓或電流過載時，括信號處理與中心控制模塊啟動報警裝置，通過報警告知用戶有危險。

有益效果：本實用新型具有以下優點：

1、本實用新型可實現人機合力帶動自行車運行，依據人騎車腳踏力的大小及路況阻力的變化來自動提供適當的電動助力能量，節省了電池的開銷，有利于延長續航里程；

2、本實用新型加上人力的共同參與，因而在休閑性和使用舒適度上得到了明顯提高；

3、本實用新型中為了提高安全性能還能實現欠壓保護、電源短路、電壓過載保護、定速巡航等功能。

附圖說明

圖1為本實用新型結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。

如圖1所示的一種電動自行車智能助力控制器，包括信號處理與中心控制模塊、助力信號采集模塊、電機驅動模塊、安全保護模塊；

其中助力信號采集模塊包括力矩傳感器和速度傳感器，電機驅動模塊包括直流電機和PWM驅動電路，安全保護模塊包括欠壓保護模塊、電流過載保護模塊和報警裝置。

上述各部件的關系如下：