CN204279852U - 一种电动助力车控制装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种电动助力车控制系统，包括左壳体、右壳体、用于检测电动助力车蹬踏速度的速度检测组件、用于检测人力蹬踏力矩的力矩检测组件、用于处理所述速度检测组件和力矩检测组件信号并控制电机输出功率的控制器。本实用新型的速度检测组件和力矩检测组件可以实时检测电动车行进速度和人力蹬踏扭力，以便于控制器合理地分配电机输出功率，实现助力骑行的目的。同时，本实用新型结构简单、紧凑，简化了整车的控制电路，减少了故障率，方便拆卸和维修，能使得电动助力车外观更简洁大方。

Description

一种电动助力车控制装置
技术领域
本实用新型涉及电机驱动系统，特别是涉及一种电动助力车控制装置。
背景技术
目前的电动助力车已经逐步发展成为包括电机、控制器、速度和力矩检测装置以及仪表显示装置的智能电动助力车，通过力矩检测装置来检测电动助力车人力驱动的力矩电信号并输出给驱动控制器，驱动控制器根据改力矩电信号可以判断骑行者脚蹬踏力的大小，并根据脚蹬踏力的大小来控制电机输出功率的大小。
CN20259108U公开了一种电动车助力控制装置，包括电机、车轮、人力驱动机构、用于检测电动车车速的速度传感器、用于根据速度传感器的检测结果控制电机驱动车轮转动的控制器。但是该控制装置不能实时检测到人力驱动产生的扭力，只能通过速度传感器产生的信号通过控制器来调节电机的输出功率，因此不能很好地协调人力驱动和电动车速度之间的关系。
此外，现有用于电动助力车中置电机的力矩传感器多为应变片式传感器，这种传感器是将应变片设于助力车五通的中轴上，再通过一设于中轴外侧的传感器将应变片所发出的感测信号传送至控制器；由于应变片随中轴转动，与感测传感器的距离时近时远，因此信号在传输过程中会有很大程度的衰减或遗失，造成控制器无法准确地计算出骑乘者蹬踏的扭力。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提出一种电动助力车控制装置。
本实用新型技术方案如下：
一种电动助力车控制系统，包括左壳体、右壳体、用于检测电动助力车中轴转动速度的速度检测组件，还包括用于检测人力蹬踏力矩的力矩检测组件和用于处理所述速度检测组件和力矩检测组件产生的信号并控制电机输出功率的控制器。
进一步地，所述控制器根据速度检测组件检测到的信号判断中轴为反转，则立刻控制电机停止输出功率，如果控制器根据速度检测组件检测到的信号判断中轴为正转，则控制器根据速度检测组件检测到的信号和力矩检测组件输出的电信号值合理分配电机输出的功率。
进一步地，所述速度检测组件包括速度传感器和安装于中轴上的速度感应磁盘。
进一步地，所述速度感应磁盘包括以中轴为圆心，以中轴到速度传感器为半径的圆的圆周上均匀分布的多个磁点。
进一步地，所述力矩检测组件包括内管、靠近所述内管并在所述内管的作用下变形的变形块、与所述变形块相连的磁组件和用于检测磁信号变化的磁信号检测元器件。
进一步地，所述磁组件包括磁钢、弹簧和磁钢固定塑料块。
进一步地，所述变形块为铝合金变形块。
进一步地，所述磁信号检测元器件为线性霍尔元器件。
本实用新型的有益效果在于：提供了一种电动助力车控制装置，其速度检测组件和力矩检测组件可以实时检测电动车行进速度和人力蹬踏扭力，以便于控制器合理地分配电机输出功率，实现助力骑行的目的。同时，本实用新型结构简单、紧凑，简化了整车的控制电路，减少了故障率，方便拆卸和维修，能使得电动助力车外观更简洁大方。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型电动助力车控制装置正面外形图；
图2为本实用新型电动助力车控制装置侧面外形图；
图3为本实用新型电动助力车控制装置打开壳体后的正面结构示意图；
图4为本实用新型电动助力车控制装置沿图1中A-A线的剖面图；
图5为本实用新型电动助力车控制装置沿图2中B-B线的剖面图。
图中：1-左壳体；2-速度感应磁盘；3-外管；4-内管；5-左轴承固定座；6-中轴；7-轴承；8-轴套；9-轴销；10-右轴承固定座；11-M6内六角螺钉；12-右壳体；13-变形块；14-力矩传感器固定座；15-螺纹调节塑料固定架；16-磁信号检测元器件；17-信号引出线；18-弹簧；19-磁钢；20-磁钢固定塑料块；21-磁信号检测元器件固定座；22-控制器；23-控制引出线；24-速度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
请参见图1-4，本实用新型一种电动助力车控制系统包括左壳体1、右壳体12、用于检测电动助力车移动速度的速度检测组件、用于检测人力蹬踏力矩的力矩检测组件和用于处理所述速度检测组件和力矩检测组件信号并控制电机输出功率的控制器22。
如图3所示，所述速度检测组件包括速度传感器24和安装于中轴上的速度感应磁盘2。且所述速度感应磁盘2包括以中轴为圆心，以中轴到速度传感器为半径的圆的圆周上均匀分布的多个磁点。速度感应磁盘2是牢靠地固定在中轴6上的，在人力踩踏时中轴6转动，速度感应磁盘2跟随转动，此时速度传感器24检测到速度感应磁盘2上磁点的变化，并转换为电信号传输到控制器22中。
如图4和图5所示，所述力矩检测组件包括内管4、靠近所述内管4的变形块13、与所述变形块13相连的磁组件和用于检测磁信号变化的磁信号检测元器件16。其中所述磁组件包括磁钢19、弹簧18和磁钢固定塑料块20。本实用新型中采用的变形块13一般为铝合金变形块，采用的磁信号检测元器件16为线性霍尔元器件。
在对本实用新型进行安装时，首先将两个轴承7安装到中轴6上，并且将两个轴承分别固定在左轴承固定座5和右轴承固定座10上，然后将左轴承固定座5和右轴承固定座10锁入内管4的两端，此时中轴6被牢靠地固定；将两个轴套8分别装入外管3中，轴套8通常采用铜套；将装有中轴6的内管4安装到铜套8的对应位置，然后将轴销9安装到铜套8中，并在内管4的一端用内六角螺钉11锁入轴销9中；然后是力矩检测组件的安装：将焊接有信号输出线17的磁信号检测元器件16固定到磁信号检测元器件固定座21上，然后再整体安装到螺纹调节塑料固定架15中，把磁钢19安装到磁钢固定塑料块20中，把弹簧18安装到磁信号检测元器件固定座21中，然后将磁钢固定塑料块20安装到磁信号检测元器件固定座21中，用螺钉将力矩传感器固定座14固定在外管3上，在将变形块13装入外管3中，然后再将螺纹调节塑料固定架15旋入力矩传感器固定座14中，根据旋入的深度来确定力矩信号的起始电压值；装入速度传感器24、速度感应磁盘2和控制器22，然后安装左壳体1和右壳体12，最后将整个电动助力车控制装置安装到车架上。
安装好的电动助力车控制装置工作原理如下：
电动助力车的曲柄和牙盘是固定在中轴6上的，当人力踩踏曲柄时，牙盘受到链条拉力产生位移，内管4是通过轴销9和轴套8连接的，因为轴销9和轴套8是滑动配合，当牙盘受力带动中轴6一起运动时，内管4会以轴销9为圆心做圆周运动；内管4在圆周运动过程中会接触到变形块13，变形块13阻止内管4运动，随着踩踏力的增加，内管4压迫变形块13变形；因为磁钢固定塑料块20一端受到弹簧18的弹力，使其另外一端紧贴在变形块13的变形侧，变形块13受力变形，磁钢固定塑料块20也跟着一起向后位移，安装在磁钢固定塑料块20上的磁钢19也一起位移，磁钢19的位移引起周围磁场产生变化，磁信号检测元器件16检测到磁场变化，并根据磁场变化的强度来输出瞬时电压信号，此信号通过信号引出线17传输到控制器22中；因为速度感应磁盘2是牢靠地固定在中轴6上的，在人力踩踏时中轴6转动，速度感应磁盘2跟随转动，此时速度传感器24检测到速度感应磁盘2上磁点的变化，并转换为电信号传输到控制器22中，控制器22根据此电信号来判断人力踩踏的频率和检测中轴6的正转和反转；如果控制器22根据速度检测组件检测到的信号判断中轴6为反转，则立刻控制电机停止输出功率，如果控制器22根据速度检测组件检测到的信号判断中轴6为正转，则控制器22根据速度检测组件检测到的信号和力矩检测组件输出的电信号值合理分配电机输出的功率，这样就可以根据用户骑乘时蹬踏频率和蹬踏力的大小来实现电机输出的控制，从而达到助力骑行的目的。
 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动助力车控制系统，包括左壳体（1）、右壳体（12）、用于检测电动助力车中轴（6）转动速度的速度检测组件，其特征在于，还包括用于检测人力蹬踏力矩的力矩检测组件和用于处理所述速度检测组件和力矩检测组件产生的信号并控制电机输出功率的控制器（22）。
2.根据权利要求1所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述控制器（22）根据速度检测组件检测到的信号判断中轴（6）为反转，则立刻控制电机停止输出功率，如果控制器（22）根据速度检测组件检测到的信号判断中轴（6）为正转，则控制器（22）根据速度检测组件检测到的信号和力矩检测组件输出的电信号值合理分配电机输出的功率。
3.根据权利要求1所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述速度检测组件包括速度传感器（24）和安装于中轴上的速度感应磁盘（2）。
4.根据权利要求3所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述速度感应磁盘（2）包括以中轴为圆心，以中轴到速度传感器为半径的圆的圆周上均匀分布的多个磁点。
5.根据权利要求1所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述力矩检测组件包括内管（4）、靠近所述内管（4）并在所述内管（4）的作用下变形的变形块（13）、与所述变形块（13）相连的磁组件和用于检测磁信号变化的磁信号检测元器件（16）。
6.根据权利要求5所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述磁组件包括磁钢（19）、弹簧（18）和磁钢固定塑料块（20）。
7.根据权利要求5所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述变形块（13）为铝合金变形块。
8.根据权利要求5所述的电动助力车控制系统，其特征在于，所述磁信号检测元器件（16）为线性霍尔元器件。
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