智能助力電動自行車控制器的製作方法
2023-05-21 04:31:01
專利名稱：智能助力電動自行車控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電動自行車智能助力控制器，尤其是指一種具備在電動自行車上不需加裝任何傳感器即可實現人力、電力智能分配功能的助力控制器，通過切換開關，可以選擇電動自行車進入純電動驅動模式或智能助力騎行模式。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，電動自行車正越來越多的進入百姓家庭，由於其使用和維護成本大大低於摩託車，正越來越受到人們的青睞。
電動自行車由專門的電機驅動，由電池完成供電，車上安裝的控制器實現對整車的控制。騎車人只要轉動轉把即可控制電動自行車按照自己需要的速度騎行，這就是所謂的純電動驅動。
隨著這個行業技術的發展，近年來，市場上出現了一種所謂1∶1的智能助力電動車，人力和電力可根據不同的需要進行配比。在智能助力騎行模式下，不再需要轉動轉把，只要騎車人有踩踏腳蹬的動作，裝在車上的控制器就會按一定的比例附加電力輸出，實現電力助力騎行。他的實現方法主要是在電動自行車上加裝力矩傳感器，測量人的腳踏動作，根據人力的消耗，控制器相應地按比例增加電力輸出，達到助力的目的。力矩傳感器可以安裝在腳蹬、曲柄、鏈輪盤、中軸、鏈條等不同地方，這主要依據傳感器類型的不同。這一類控制器已經在市場上廣泛應用，但成本較高。
發明內容
本實用新型的目的是設計一種電動自行車用智能助力控制器，它既可選擇純電動驅動模式，也可以通過切換開關選擇智能助力騎行模式。
按照本實用新型所設計的技術方案，在單片機的輸入端連接電機反電勢檢測電路、電機電流檢測電路、電池電壓檢測電路，在單片機的輸出端與電機驅動電路連接。
其進一步的特徵是在單片機的輸入端連接轉速設定電路、飛車保護電路、防飛車修正電路。在電機驅動電路上連接過電流保護電路。在單片機與電機驅動電路上連接電源電路。
本裝置不同於目前普遍使用的助力控制器，其最大特點在於當選擇智能助力騎行模式時，不需要在電動自行車車身上加裝任何力矩傳感器和其他相應的傳感器，完全由控制器通過對電池電壓、電機電流、電機反電動勢的實時檢測，分析出騎車人的腳踏動作，再按一定的比例輔助以電力輸出，達到智能助力的目的，成本低廉，實現方便。
圖1為電路框圖。
圖2為電路原理圖。
具體實施方式
如圖所示在單片機的輸入端連接電機反電勢檢測電路、電機電流檢測電路、電池電壓檢測電路，在單片機的輸出端連接與電機驅動電路、轉速設定電路、飛車保護電路、防飛車修正電路。
在電機驅動電路上連接過電流保護電路。在單片機與電機驅動電路上連接電源電路。
其中單片機為1塊集成電路IC1，型號為HT46R47。
電機反電勢檢測電路由集成電路IC4(型號TLC521)與電阻R40～42組成；電機電流檢測電路由集成電路IC2A(型號LM358)，電阻R27、R29～32，電容C9～10組成；電池電壓檢測電路由電阻R3～4與電容C4組成。
電機驅動電路由三極體V1、3、4、7，電阻R12～16、25～26，二極體D3、4、6組成。
轉速設定電路由電阻R2、5、24、34～36、39，二極體D8，電容C5、16組成。
飛車保護電路由三極體V10、二極體D5，繼電器J1組成。
防飛車修整電路由三極體V5、8、9，電阻R17～20，電容C12。
過流保護電路由IC2B(型號LM358)，電阻R27、28，二極體D7組成。
電源電路由集成電路IC1、3(型號分別為LM317、78L05)，電阻R137、38，電容C1～3、7，二極體D1、2、9。
當人踩踏電動自行車使之前進時，車上的電動機產生一個反電動勢(電壓信號)，通過控制器中的電機反電勢檢測電路的實時檢測，可以馬上檢測到該信號，說明車子啟動了，這時，控制器上專門的驅動線路輸出一定的電流，配合人力完成車子的啟動。車子啟動後，控制器中的電機電流檢測電路繼續檢測電機的電流變化。由於人力的踩踏，電動機裡的電流會隨著踩踏的周期有節律的變化，控制器通過電機電流檢測電路與電池電壓檢測電路分別對電動機電流和電池電壓的有序變化進行檢測，經過已經輸入單片機的控制軟體對檢測得到的信號所做的相應計算，確定電力的輸出比例，實現人力和電力的有機配合輸出，達到電動自行車智能助力的技術目標。
權利要求1.智能助力電動自行車控制器，其特徵是在單片機的輸入端連接電機反電勢檢測電路、電機電流檢測電路、電池電壓檢測電路，在單片機的輸出端與電機驅動電路連接。
2.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是在單片機的輸入端連接轉速設定電路。
3.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是在單片機的輸出端連接飛車保護電路。
4.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是在單片機的輸出端連接防飛車修正電路。
5.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是在電機驅動電路上連接過電流保護電路。
6.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是在單片機與電機驅動電路上連接電源電路。
專利摘要本實用新型屬於智能助力電動自行車控制器，尤其是指一種可以完成人力和電力有機配合輸出的電動自行車用電器控制裝置。按照本實用新型所設計的技術方案，在單片機的輸入端連接電機反電勢檢測電路、電機電流檢測電路、電池電壓檢測電路，在單片機的輸出端與負載連接。本裝置通過對電動自行車電池、電機電流和電機反電動勢的實時檢測，分析出人的踩踏動作，確定電力助力比例和輸出。該方案實用、可靠，成本低廉。
文檔編號B62M23/02GK2675542SQ200320110939
公開日2005年2月2日 申請日期2003年11月17日 優先權日2003年11月17日
發明者唐宏 申請人:無錫市匯捷科技有限公司