一种电动自行车脚踏力矩控制装置的制作方法

本发明属于电动自行车部件领域，尤其与一种电动自行车脚踏力矩控制装置。

背景技术：

电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。电机驱动车轮旋转。控制器是电动车电气系统的核心，是电动车能量管理与各种控制信号处理的核心部件，通过电线与电机连接控制电机的运转，并具有欠压、限流或过流保护功能。助力（力矩）传感器是当电动车处于助力状态是检测骑行脚蹬力回脚蹬速度信号的装置。控制器根据电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。蓄电池通过电线与控制器连接，提供电机、控制器本身、力矩传感器等整个电气系统的运转电力能量。现有电动自行车的上安装的力矩传感器多安装于电动自行车的中轴上，使用应变片来检测中轴的变形来感知人的脚踏力矩，有的甚至需制作专用的车架，零部件数量多、结构复杂，导致生产成本高、对安装调试技术要求较高。

技术实现要素：

本发明的目的旨在解决现有电动自行车力矩传感器零部件数量多、结构复杂的缺陷，提供一种结构简单、成本较低的电动自行车脚踏力矩控制装置。

为此，本发明采用以下技术方案：一种电动自行车脚踏力矩控制装置，包括通过电线连接的控制器和蓄电池，所述控制器通过电线与电动自行车的电机连接，其特征是：所述的电动自行车脚踏力矩控制装置还包括一个随电动自行车链轮同步旋转的多极磁环和一个与所述多极磁环靠近配对安装的霍尔传感器，所述霍尔传感器位置位置固定，通过感应多极磁环的磁极产生霍尔脉冲信号，所述霍尔传感器与所述的控制器通过数据线连接建立信号通讯；所述控制器的中央处理器（cpu）中灌装控制程序，该控制程序能根据前后两个霍尔脉冲信号的间隔时间来判定骑行者脚踏力的大小并据此控制相应的电机运转速度，来实现骑行助力。

本发明使用时，多极磁环随电动自行车链轮一起转动。当多极磁环旋转时，霍尔传感器逐一感应多极磁环经过的每一磁极产生一个霍尔脉冲信号。人在用力脚踏电动自行车骑行时链轮会由静止状态逐渐加速旋转，脚踏力大旋转的加速度就大，脚踏力小旋转的加速度就小，基于这一原理，霍尔感应器将霍尔脉冲信号发送给控制器的cpu计算出前后两个霍尔脉冲信号间的间隔时间，根据间隔时间来检测脚踏力的大小，从而根据脚踏力的大小来控制电机的相应输出功率，达到与现有使用力矩传感器的电动自行车相同的助力效果。当脚踏力大时后一个霍尔脉冲信号的间隔时间会比前一个脉冲信号间隔时间缩短，即脚踏力大前后两个霍尔脉冲信号间隔缩短的比例就大，脚踏力小前后两个霍尔脉冲信号间隔缩短的比例就小，如果没有用力踩踏霍尔脉冲信号间隔时间就不会缩短。人的脚踏力大电机输出功率就大，人的脚踏力小电机输出功率就小，人不踩电机就不转。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的多极磁环安装于电动自行车的中轴或轮毂上。

所述的多极磁环的充磁方向可以是径向的，也可以是轴向的。

本发明可以达到以下有益效果：通过使用一个霍尔传感器与一个随电动自行车链轮同步旋转的多极磁环配对，感应多极磁环的磁极产生霍尔脉冲信号，根据前后两个霍尔脉冲信号的间隔时间来判定骑行者脚踏力的大小并据此控制相应的电机运转速度来实现骑行助力的脚踏力矩控制，结构简单，生产成本低，并降低了安装难度。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，所描述的实施例只是对本发明创造的说明和解释，并不构成对本发明创造的唯一限定。

如图1所示，本发明包括控制器5、蓄电池3、多极磁环1和霍尔传感器2，控制器5和蓄电池5采用现有电动自行车常用的控制器和蓄电池，在控制器的cpu上灌装有控制程序，该控制程序上含有根据前后两个霍尔脉冲信号的间隔时间来判定骑行者脚踏力的大小并据此控制相应的电机运转速度的程序模块，通过电线连接的控制器3和蓄电池5，控制器3通过电线与电动自行车的电机4连接。多极磁环1的充磁方向为径向，多极磁环1安装于电动自行车的中轴上，随电动自行车链轮同步旋转。霍尔传感器2固定安装于电动自行车的车架上，并与多极磁环径向靠近配对安装，通过感应多极磁环的每一个磁极产生一个霍尔脉冲信号。霍尔传感器2与控制器3通过数据线连接建立信号通讯。

作为另外的实施方式，多极磁环1的充磁方向是轴向的，多极磁环1安装于电池自行车的轮毂上，霍尔传感器2固定安装在车架上并与多极磁环1轴向靠近配对。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种电动自行车脚踏力矩控制装置，包括通过电线连接的控制器和蓄电池，所述控制器通过电线与电动自行车的电机连接，其特征在于：所述的电动自行车脚踏力矩控制装置还包括一个随电动自行车链轮同步旋转的多极磁环和一个与所述多极磁环靠近配对安装的霍尔传感器，所述霍尔传感器位置位置固定，所述霍尔传感器与所述的控制器通过数据线连接建立信号通讯；控制器的CPU中灌装控制程序，该控制程序能根据前后两个霍尔脉冲信号的间隔时间来判定骑行者脚踏力的大小并据此控制相应的电机运转速度来实现脚踏力矩控制，结构简单，生产成本低，解决了现有电动自行车力矩传感器零部件数量多、结构复杂的问题。

技术研发人员：刘钧;王赢之
受保护的技术使用者：浙江超级电气科技有限公司
技术研发日：2019.09.02
技术公布日：2019.11.08