CN2315571Y - 电动车用速度传感控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电动车用速度传感控制装置,主要包括均匀设置于电动车旋转体M上的磁钢1,与磁钢对应的由霍尔元件U₁,信号处理电路,f/v转换元件U₂等构成的传感器。使用时骑行者蹬踏电动车,磁钢随电动车上旋转体的旋转切割霍尔元件,产生霍尔电势,经信号处理电路运算放大比较,由f/v转换元件转化为电信号,从而驱动电机运转。本实用新型结构设计合理,运用霍尔原理,将骑行者蹬踏作用转换成电机动率输出,具有理想的驱动效果和健身作用。

Description

电动车用速度传感控制装置

本实用新型涉及一种电动车用速度传感控制装置，属电动助力车或电动自行车的配套传动控制机构。

现有的电动助力车或电动自行车均由蓄电池驱动电机，其骑行者不出力，长期靠蓄电池驱动，一则影响蓄电池的使用寿命，二则由于电机功率的限制，易使骑行者在起动、逆风、上坡等外界阻力较大时带来骑行难度。也有采用压力或力矩传感器应用于电动助力车上，通过骑行者的蹬踏来控制电机的运转，其控制精度较高，虽有较好的使用效果，但结构较复杂，成本较高，安装困难，对电动助力车的设计和生产带来一定的难度。

本实用新型的目的是提供一种设计合理，成本较低，驱动灵活方便的新颖电动车用速度传感控制装置。

本实用新型的另一目的是提供一种电动车用速度传感控制装置在电动车上的设置结构方案。

本实用新型为电动车用速度传感控制装置，主要包括均匀置于电动车旋转体M上含N极和S极的磁钢1，与磁钢相对应的由霍尔元件U₁,f/v转换元件U₂构成的传感器2,f/v转换元件U₂通过控制器P与电机相连。使用时，骑行者蹬踏电动车，使旋转体M旋转，均匀置于旋转体上的磁钢相对于霍尔元U₁旋转，由电源V_A作用通电产生磁感应，当磁钢的N极靠近U₁时，U₁输出高电平；当S极靠近U₁时，U₁输出低电平，随着旋转体M的连续不停地旋转，U₁就交替输出高电平或低电平，产生霍尔电势，其波形频率信号通过频率f与电压V的f/v转换元件转换为电压信号，经控制器P驱动电机。

为实现更理想的传感控制效果，本实用新型还可在所述的霍尔元件U₁与f/v转换元件U₂之间设置信号处理电路，其信号处理电路主要由电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉，电容C，运算放大元件U₃₁、U₃₂，含开关K₁、K₂的电子开关U₄等构成，R₃,U₃₁,R₈,K₁,R₆构成一路运算放大比较电路；R₄,U₃₂,R₉,K₂,R₇构成另一路运算放大比较电路。由霍尔元件U₁输出的波形频率信号分成两路，一路直接经电子开关U₄进入f/v转换器U₂，另一路经电阻R₂，并通过由电源V_A经电阻R₁作用于电容C微分后在R₂与C之间的B点产生电压信号V₆，进入信号处理电路，通过并联的电阻R₃和R₄分别由运算放大元件U₃₁和U₃₂放大比较，再分别通过电阻R₈,R₉进入电子开关K₁和K₂，电源V_A通过电阻R₅分别对U₃₁、U₃₂通电，频率信号经U₃₁,U₃₂放大分别在R₆和U₃₁之间产生电压信号Uc，在R₇和U₃₂之间产生电压信号U₀。当磁钢随旋转体M的旋转切割霍尔元件时，根据信号处理电路的设定程序和原理，在旋转体顺时针旋转，逆时针旋转，磁钢N极停转于霍尔元件处，S极停转于霍尔元件处四种情况下，霍尔元件输出的波形频率信号在信号处理电路上的B、C、D三点所产生的电压值V_B,V_C,V_D各不相同，通过对V_B,V_C,V_D三者之间电压值的运算比较，可控制K₁,K₂，的通断，具体情况比较如下：

工作状态	VB值	K1	K2
				逆时针旋转	VD＜VB＜VC	通	通
顺时针旋转	VB＞VC	断	通
				停转在N极上	VB＞VC	断	通
停转在S极上	VB＜VD	通	断

只有在电子开关K₁,K₂同时闭通时，霍尔元件输出的频率信号才能进入f/v转换器U₂从而驱动电机，而其他三种情况则不能实现传感控制，从而使本实用新型具有任意控制骑行者的蹬踏驱动作用。

本实用新型所述的另一目的可优先选择以下五种设置方案予以实现：

1、所述的旋转体M可为电动车牙盘3，磁钢1均匀嵌于牙盘表面，所述传感器2置于电动车平叉4或斜管5，立管6上对应磁钢的位置，传感器可随着牙盘的旋转实现速度传感控制；

2、所述的旋转体M可为电动车踏脚10之间的中轴7，磁钢均匀嵌于中轴的中部表面，所述传感器2置于套在中轴外的中接头8内对应磁钢的位置，传感器可随着中轴的旋转实现速度传感控制；

3、所述的旋转体M可为电动车踏脚10之间的中轴7，磁钢均匀嵌于中轴靠近踏脚的一端表面，所述的传感器置于中接头8一端的钢套9内，传感器可随着中轴的旋转实现速度传感控制。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、结构设计合理，运用霍尔原理，将骑行者的蹬踏作用转换成电机功率输出，可提高蓄电池的使用寿命，延长蓄电池一次充电的骑行里程。新颖的信号处理电路则更使本实用新型在骑行者倒踏或停踏时通过两个运算放大比较电路的运算比较，能自动控制电机的停转，对电机和电动车的自我保护效果明显；

2、可根据运算规律，设计速度倍增功能，其倍增范围可达1∶1～6，使骑行者的轻松蹬踏功率经速度传感控制达到加速效果，既使骑行者有健身作用，又能在起动、上坡、逆风等状态下达到理想的驱动效果；

3、本实用新型在电动助力车上的不同设置结构方案使各助力车制造企业更加方便安装，本实用新型既可用于自行车及健身器械的改装，也可进行电动车的整机制造，适用于在人力或电力并用的两轮或三轮车上应用。

附图给出了本实用新型的结构示意图；

图1为本实用新型所述的结构示意图；

图2-图4为本实用新型在电动车上的五种不同设置结构示意图。

其中，图2为本实用新型所述传感器2置于平叉4或斜管5，立管6上的三个设置结构；图3为传感器2置于中接头8内的设置结构；图4为传感器2置于钢套9内的设置结构。

以下结合实施例对本实用新型作进一步描述：

以图3所示的结构设置方案为例，先在传感器2的电子线路板上按图1所示的结构要求将霍尔元件U₁，电阻R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉，电容C，运算放大元件U₃₁和U₃₂,f/v转换元件U₂，含K₁,K₂的电子开关U_A分别焊设于线路板上相应位置，传感器2同时分别与蓄电池电源V_A和控制器P连通，在自行车踏脚10之间的中轴7中部表面分别嵌入2～20片磁钢1，磁钢的N和S极间隔设置，在自行车中接头8的内表面对应于磁钢的位置固定传感器，使用时，当骑行者逆时针蹬踏自行车时，中轴旋转，嵌于中轴上的磁钢也随之相对于传感器2运转，作用于传感器上产生霍尔电势，其波形频率信号进入信号处理电路，通过并联的由R₃,U₃₁,R₆,K₁,R₆和R₄,U₃₂,R₉,K₂,R₇构成的两路运算放大比较电路的运算放大比较，使K₁、K₂闭通，频率信号进入f/v转换元件U₂转化为电信号，通过控制器P驱动电机运转；当骑行者顺时针蹬踏或停踏时，K₁,K₂单闭或双开，信号不通，电机停转。

Claims (6)

1、一种电动车用速度传感控制装置，其特征在于包括均匀置于电动车旋转体M上含N极和S极的磁钢(1)，与磁钢相对应的由霍尔元件U₁与f/v转换元件U₂构成的传感器(2)。

2、按权利要求1所述的电动车用速度传感控制装置，其特征在于所述传感器(2)上的霍尔元件U₁和f/v转换元件U₂之间还可包括信号处理电路，其信号处理电路由电阻R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉，电容C，运算放大元件U₃₁,U₃₂，含开关K₁,K₂的电子开关U₄构成。

3、按权利要求2所述的电动车用速度传感控制装置，其特征在于所述的信号处理电路可包括由电阻R₃，运算放大元件U₃₁，电阻R₈，开关K₁，电阻R₆构成的一路运算放大比较电路；由电阻R₄，运算放大元件U₃₂，电阻R₉，开关K₂，电阻R₇构成的另一路运算放大比较电路。

4、按权利要求1或2、3所述的电动车用速度传感控制装置，其特征在于所述的旋转体M为电动车牙盘(3)，所述磁钢(1)均匀嵌于牙盘表面，所述的传感器(2)置于电动车平叉(4)或斜管(5)，立管(6)上对应于磁钢处。

5、按权利要求1或2、3所述的电动车用速度传感控制装置，其特征在于所述的旋转体M为电动车踏脚(10)之间的中轴(7)，所述的磁钢均匀嵌于中轴的中部表面，所述的传感器(2)置于套在轴外的中接头(8)内对应于磁钢处。

6、按权利要求1或2、3所述的电动车用速度传感控制装置，其特征在于所述的旋转体M为电动车的中轴(7)，所述的磁钢均匀嵌于中轴的一端表面，所述的传感器(2)置于中接头一端的钢套(9)内。

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