[實用新型]一種電動助力自行車驅動裝置

有效

• 申請號: 201720286039.3
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN206734542U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 石晶合;蔡一
• 申請（專利權）人: 常州尋心電子科技有限公司
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45;B60L15/28;H02K11/30
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 黃杭飛

技術領域

本實用新型涉及自行車技術領域，尤其是一種電動助力自行車驅動裝置。

背景技術

電動助力自行車是一種既擁有自行車的輕巧和便捷性，又能夠有效彌補自行車上坡、逆風、載物時的負擔感的個人交通工具。電動助力自行車以傳統自行車為基礎，搭載以電機為核心的動力系統，配有傳感器與電池。原理上是以力矩傳感器去感知騎行者踩腳踏的力度，根據人力的大小進行判斷，進而理解騎行者的騎行意圖，提供相應的動力支持。

電動助力自行車動力傳遞方式為：腳踏——曲柄——牙盤——鏈條——飛輪——后花鼓——車架。根據作為動力系統核心的電機在自行車車架上的放置位置，電動助力自行車分為后置驅動助力和中置驅動助力，驅動方案大都采用基于開關霍爾的方波或正弦波控制。其中，方波控制方案是通過開關霍爾元件實現電機磁場換向和速度反饋，調節PWM占空比進行電機調速，電流環使用開環控制，在電流換向過程中，易產生轉矩波動，使得電動助力自行車腳蹬起步有沖擊或頓挫感，且僅通過開關霍爾元件的六個狀態進行一個磁極內的轉矩控制，使得磁場控制精度低，當對腳蹬不施加力時，因無法精確控制電機使得仍然輸出助力，不安全。正弦波控制方案也是通過開關霍爾元件和當前速度預估當前電角度位置，以簡單的手段實現磁場的檢測，達到電流控制的目的，轉矩波動小，但啟動仍然使用方波電流驅動，因此無法實現根據力矩傳感器信號對應的線性助力驅動。與此同時，上述兩種方案開關霍爾元件無法精確檢測電機轉子運行狀態，對異常現象也不能立刻保護。

此外，目前的助力驅動裝置中電機和控制器是各自作為獨立部件分離使用，在自行車車架上還需單獨留出控制器安裝位置，且還要考慮接線線路，因此裝配工藝不簡單，外觀也不美觀。

綜上所述，現有電動助力自行車驅動裝置有以下缺陷：1.電動助力自行車腳蹬起步有沖擊或頓挫感；2.當對腳蹬不施加力時，電機仍然輸出助力，不安全；3.采用方波啟動，無法實現線性助力驅動；4.開關霍爾無法精確檢測電機轉子運行狀態，對異常現象不能立刻保護；5.需要在自行車車架上單獨放置控制器，占用空間。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術存在的自行車電動助力驅動裝置空間利用率低且布線復雜的缺陷，提供一種電動助力自行車驅動裝置，可實現高精度、高可靠性電動助力驅動控制。

為了實現本實用新型的目的，所采用的技術方案是：

本實用新型的電動助力自行車驅動裝置包括中空殼體，所述中空殼體的一端設有底蓋，所述中空殼體的另外一端設有端蓋，所述中空殼體內固定有電機，所述電機上安裝有編碼器，所述底蓋內安裝有控制器，所述電機通過U、V、W三相線與控制器連接，所述編碼器通過信號線與控制器連接，構成由電機、編碼器和控制器組成的一體型驅動系統，所述控制器通過所連接的U、V、W三相線驅動電機運行，所述編碼器實時檢測所述電機轉子的旋轉角位置信息并發送給所述控制器，所述控制器根據編碼器提供的旋轉角位置信息進行電流閉環矢量控制。

本實用新型所述編碼器包括支架、與支架固定連接的PCB電路板、焊接在PCB電路板上的霍爾元件和磁鋼環，所述霍爾元件、PCB電路板和支架一起固定到所述電機的定子上，所述磁鋼環固定到所述電機的轉子上，所述霍爾元件檢測磁鋼環產生的磁場并將磁信號轉化成模擬電壓信號輸出。

本實用新型所述電機的轉子為空心軸，所述磁鋼環套設在所述空心軸上，所述電機的定子上設有環形凸臺，所述支架和PCB電路板固定在所述環形凸臺的內環面上，所述霍爾元件和磁鋼環位于同一豎直面上。

本實用新型所述底蓋通過螺栓與所述環形凸臺的側面固定連接，所述控制器為環形集成電路板結構，所述控制器套設在所述環形凸臺的外環面上。

本實用新型所述環形凸臺內還留有安裝力矩和速度傳感器的布置空間，所述底蓋上設有軸孔和槽孔，所述軸孔用于傳感器輸出軸穿過，所述槽孔用于接出連接線纜。

本實用新型所述端蓋和電機之間留有安裝減速器的布置空間，所述端蓋設有中心孔，所述中心孔用于減速器的輸出軸穿過。

本實用新型的電動助力自行車驅動裝置的有益效果是：

1、本實用新型的電動助力自行車驅動裝置采用高精度高可靠性閉環矢量控制，實現線性助力驅動，電動助力自行車腳蹬起步平穩，沒有沖擊或頓挫感，當對腳蹬不施加力時，電機立刻停止輸出助力；

2、編碼器實時精確檢測電機轉子運行狀態，對異常現象立刻保護；

3、本實用新型的電動助力自行車驅動裝置為一體型驅動系統結構，無需在自行車車架上單獨放置控制器。

附圖說明