一种用于电动车的导电滑环及安装有该导电滑环的电动自行车助力控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电动自行车的导电滑环及安装有该导电滑环的电动自行车助力控制方法，该导电滑环安装在电动自行车的力矩传感系统中，包括转子部和定子部，转子与中轴相固定，定子部与相对车架固定的位置固定，所述导电滑环分别与所述力矩传感系统中的控制器和传感器相连接，所述传感器产生的信号通过所述导电滑环传送给所述控制器，所述控制器控制电机助力的输出。本发明的用于电动自行车的导电滑环，将从粘贴在中轴套筒上的传感器接收到的信号放大，并传递至控制器。从而根据中轴力矩的改变而控制电机助力的输出，真正体现电动自行车的智能化。
【专利说明】—种用于电动车的导电滑环及安装有该导电滑环的电动自行车助力控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电动自行车的信号传导装置，特别是涉及一种用于电动自行车的导电滑环及安装有该导电滑环的电动自行车助力控制方法。
【背景技术】
[0002]电动自行车助力传感器应用于智能型电动助力自行车上，是智能型电动自行车核心部件之一。能否在不同的骑行环境中准确判断车速，并且根据不同需要改变电机输出，从而带来舒适的骑行体验，是目前普遍关注的问题。
[0003]因此，人们迫切需要一种电动自行车的信号传导装置。自行车的中轴力矩的变化直接反应了踩踏力的变化，将这种信号的变化传递给控制器，从而调整电机的助力输出，增加测量准确性，获得更好的骑行体验。由于中轴在骑行中是不断旋转的，因此测量中轴力矩的传感器的信号线必须传导给固定安装在车架上的电动自行车控制器。
[0004]导电滑环是一种电接触滑动连接的成熟产品，我们考虑应用在测量中轴力矩的系统上能够解决上述问题，为了得到更佳的骑行效果，我们在导电滑环上安装测速装置，配合力矩信号一起传导给控制器。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于电动自行车的测速导电滑环及其运转方法，通过该导电滑环，可将粘贴在中轴套筒上的传感器接收到的信号放大，并传递至控制器。从而根据中轴的力矩改变而控制电机助力的输出，真正体现电动自行车的智能化。
[0006]为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是:一种用于电动自行车的导电滑环，安装在电动自行车的力矩传感系统中，包括转子部和定子部，转子与中轴相固定，定子部与相对车架固定的位置固定，所述导电滑环分别与所述力矩传感系统中的控制器和传感器相连接，所述传感器产生的信号通过所述导电滑环传送给所述控制器，所述控制器控制电机助力的输出。
[0007]进一步地，所述导电滑环还包括设置在其上的测速装置。
[0008]进一步地，所述测速装置是在所述转子部安装的呈圆环状间隔分布磁钢的磁环，在与所述磁环相对应的位置安装的霍尔传感器。
[0009]进一步地，所述力矩传感系统设有应变套筒，所述应变套筒的一端通过轴承固定在五通上与链轮支架相连接，另一端套装在中轴上，与中轴固定连接，所述应变套筒的内表面贴合所述中轴的外表面，所述应变套筒的外表面粘贴所述传感器。
[0010]一种安装有导电滑环的电动自行车助力控制方法，包括:
[0011]当测速检测到踩踏速度慢、踩踏力相应增加时，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机增加助力输出；
[0012]当测速检测到踩踏速度增加、踩踏力相应减小时，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机减少助力输出。
[0013]采用上述技术方案，本发明的有益效果有:
[0014]1.通过本发明的用于电动自行车的导电滑环，将从粘贴在中轴套筒上的传感器接收到的信号放大，并传递至控制器。从而根据中轴力矩的改变而控制电机助力的输出，真正体现电动自行车的智能化。
[0015]2.本发明优选地在导电滑环上设置测速装置，例如在骑行的上坡或下坡时，可以实时监测到脚踏力和脚踏速度的改变，通过对控制器的编程设计，改变电机助力的输出，从而获得更好的骑行体验。
[0016]3.由于应变套筒套在中轴上，是滑动配合，两者之间存在一定的配合间隙，因此即使发生非正常情况，如自行车停放时有人踩在脚踏板上玩，此时中轴会产生微量的杠杆变形，该变形通过配合间隙传递到应变套筒上后大幅衰减，加上中轴刚性很强，本身变形量很小，此时应变套筒检测到的扭矩远小于正常踩踏时的扭矩，因此电动车不会启动输出电机驱动力，发出错误动作，克服了目前中轴力矩传感系统的常见缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的导电滑环的结构示意图；
[0018]图2为本发明的一个实施例中测速装置的结构示意图。
[0019]附图标记说明
[0020]I为中轴；2为轴承；3为导电滑环转子部；4为导电滑环定子部；5为霍尔传感器；6为磁环；7为电阻应变片传感器；8为应变套筒；9为轴承；10为链轮支架。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]参考图1，本发明提供一种用于电动自行车的导电滑环，其安装在电动自行车的中轴力矩传感系统中，中轴力矩传感系统包括:中轴1、应变套筒8、链轮支架10、传感器7和五通，应变套筒8的一端通过轴承2固定在五通上与链轮支架10相连接，另一端套装在中轴I上，与中轴固定连接，应变套筒的内表面贴合中轴的外表面，套筒和中轴只会发生相对的微量旋转，而不会上下左右晃动。导电滑阀包括转子部3和定子部4，转子3与中轴I或应变套筒8相固定，定子部4与相对车架固定的位置固定，导电滑环分别与力矩传感系统中的控制器和传感器相连接。由于骑行时不断踩踏，中轴产生力矩，套筒随着中轴不断转动，在这个过程中套管受到旋转扭力发生轻微扭转变形，引起传感器发生变形，产生脚踏力矩信号，传感器信号经导电滑环放大后传递至控制器，控制器控制电机助力的输出。其中，传感器可由电阻应变片组成的半桥或全桥电路构成。
[0023]实施例2
[0024]参考图1和2，在优选的实施例中，在导电滑环上安装测速装置，如图2，在转子部处3安装呈圆环状分布的磁环，在与磁环相对于的位置安装霍尔传感器5。霍尔传感器为速度传感器，所述速度传感器检测中轴或套筒的旋转速度，即踩踏速度。霍尔传感器和扭矩传感器检测到踩踏速度或踩踏力，并将检测信号传输至控制器，根据信号调节电机输出。这样的装置应用在本发明中，结合踩踏力和踩踏速度，能够通过对控制器编程设计，达到最佳的助力骑行效果，比如在上坡过程中，当测速装置检测到踩踏速度慢、踩踏力相应增加时，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机增加助力输出；而在下坡或者平地时，踩踏速度快，但没用上力，测速装置检测到踩踏速度增加、踩踏力相应减小，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机减少助力输出。
[0025]本发明的电动车中轴力矩传感系统能应用在所有中置电机驱动的电动自行车、前置电机驱动的电动自行车及后置电机驱动的电动自行车上，只要检测到踩踏力就能相应控制电机的助力输出，达到电动自行车的助力效果。中置电机驱动的电动自行车里面电机和减速机构(行星齿轮系统)及双向离合器的连接关系在CN201320448104、名称为“中置电机驱动系统”或者CN200820111767.1、名称为“电动自行车双棘轮离合传动装置”的专利中公开，在此不再赘述。
[0026]以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于电动自行车的导电滑环，安装在电动自行车的力矩传感系统中，其特征在于:包括转子部和定子部，转子与中轴相固定，定子部与相对车架固定的位置固定，所述导电滑环分别与所述力矩传感系统中的控制器和传感器相连接，所述传感器产生的信号通过所述导电滑环传送给所述控制器，所述控制器控制电机助力的输出。
2.根据权利要求1所述的导电滑环，其特征在于，所述导电滑环还包括设置在其上的测速装置。
3.根据权利要求2所述的导电滑环，所述测速装置是在所述转子部安装的呈圆环状间隔分布磁钢的磁环，在与所述磁环相对应的定子部位置安装的霍尔传感器。
4.根据权利要求1或2所述的导电滑环，其特征在于，所述力矩传感系统设有应变套筒，所述应变套筒的一端通过轴承固定在五通上与链轮支架相连接，另一端套装在中轴上，与中轴固定连接，所述应变套筒的内表面贴合所述中轴的外表面，所述应变套筒的外表面粘贴所述传感器。
5.一种安装有权利要求2所述的导电滑环的电动自行车助力控制方法，其特征在于，包括: 当测速检测到踩踏速度慢、踩踏力相应增加时，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机增加助力输出； 当测速检测到踩踏速度增加、踩踏力相应减小时，导电滑环向控制器输出信号，控制器控制电机减少助力输出。
【文档编号】B62M6/50GK104369832SQ201410604581
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】高峰 申请人:太仓市荣驰电机有限公司