一种智能型电动自行车制造技术

本实用新型专利技术属于电动自行车技术领域，包括：自行车本体、安装在自行车前轮或后轮的电动轮毂、为电动轮毂提供能源的蓄电池及控制电动轮毂电力输出的控制装置；其中车上装有脚踏频率检测装置，设置在自行车中轴部位，控制装置将所测频率信号与设定值相比，来控制电动轮毂输出或停止输出电力，并根据电流与占空比的乘积控制轮毂输入功率的大小，控制装置还设定多档功率域值，并通过车把把手进行换档调节。是一种检测装置结构简单，控制方式简便可靠，换档灵活的智能型电动自行车。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于电动自行车
，特别是一种在骑行过程中根据人的脚踏频率来自动控制电动轮毂电力输出的智能型电动自行车。现有的智能型电动自行车，如日本三洋申请的96 1 12489.X专利，在后轮上安装扭矩检测装置探测人的驱动力，控制装置以该检测结果自动选择预先设定的助推比(电驱动力与人驱动力之比)，控制输出电力；该公司的96 1 03741.5专利，则根据安装于后轮上的加速度传感器检测电动自行车的行驶加速度来控制电力输出，并同时安装检测人驱动力的脚踏传感器，当其所测结果为零时，自动终止电力输出；该公司申请的另一项专利96 1 01285.4，由来自人力传感器和电力传感器的检测信号共同控制电力输出，并附设人驱动力变动幅度检测装置，当所测结果小于设定值的状态持续一定时间以上，自动停止电力输出；此外还有根据速度传感器的检测结果来控制电力输出的电动自行车。上述电动自行车存在的缺陷是检测装置结构复杂，而且控制方式也比较繁琐。本技术的目的就是针对现有智能型电动自行车存在的上述不足之处，提供一种检测装置结构简单，能方便截取骑行者脚踏频率信号、并以此来控制电动轮毂输出电力的智能型电动自行车。本技术是通过如下方式实现的一种智能型电动自行车，包括自行车本体、安装在自行车前轮或后轮的电动轮毂、为电动轮毂提供能源的蓄电池及控制电动轮毂电力输出的控制装置。其中车上装有脚踏频率检测装置，控制装置内含有将所测脚踏频率与设定值比较，使电动轮毂输出或停止输出电力的控制系统；脚踏频率检测装置设置在自行车中轴部位，其中传递脚踏频率信号的旋转部件直接固定在自行车中轴棍上，而接收该信号的传感器则固定在自行车的车架中接头上；控制装置根据电流与占空比的乘积控制输入电动轮毂的功率，当占空比处于0-1的低速区域时，控制输入电动轮毂的功率随占空比的增加而线性增加；在占空比达100％的高速区域时，控制输入电动轮毂的功率随电流的减小而线性减小；控制装置还设定多档功率域值，并通过车把把手进行换档调节。本技术的优点是①设置在中轴部位的脚踏频率检测装置结构简单，不影响整车的外观；②检测信号不受外界干扰，保证控制的可靠性；③控制电动轮毂输出电力的方式即简便又行之有效，能做到低速时增大功率输出，高速时限制功率输出，超速时零功率输出；④手动换档，灵活方便。以下结合附图和具体实施例对本技术作详细阐述。附图说明图1为本实施例中轴部位结构示意图，其中1表示曲柄，2表示中轴棍，3表示卡簧，4表示车架中接头，5表示磁性材料，6表示磁性材料固定座，7表示链轮，8表示磁传感器，9表示传感器固定座；图2为本实施例的控制原理图；图3为本实施例脚踏骑行速度与占空比的特性曲线；图4为本实施例脚踏骑行速度与电动轮毂输入电流的特性曲线。本实施例所述的智能型电动自行车由自行车本体，安装在前轮的电动轮毂，固定于衣架上、可拆卸的蓄电池，安装于车把横管上的控制器及调节把手组成。脚踏频率检测装置设置在自行车中轴部位。本实施例采用磁性材料5和磁传感器8来传递和接收频率信号在由两个半圆柱套组成的磁性材料固定座6的圆周上等距离均匀镶嵌八块磁性材料5，固定座6被弹性卡簧3紧固于中轴棍2上；同时磁传感器8通过磁传感器固定座9设置在正对磁性材料5位置的车架中接头4底部。当骑行者踩动脚蹬，带动曲柄1，进而带动链轮7起动自行车时，中轴棍2与曲柄1同步转动，固定于中轴棍2上的磁性材料5随之同步旋转，并由磁传感器8截获脚踏旋转的频率信号，通过导线将其输入控制器；旋转越快，频率越高。传递和接收频率信号的方法还可以通过光电式、电感式、电容式、电涡流式或类似功能的传感器来实现。脚踏频率检测装置将检测到的频率信号f输入控制器，由控制器内的频压转换器将其转换成电压信号V，通过PMW脉宽调制，输出具有预定频率的脉冲信号来打开和关闭开关元件，控制电动轮毂输出电力。“占空比”表示该开关元件在预定频率下被打开和关闭时，“开”的时间相对于预定频率的比值。当脚踏频率越高，即骑行速度越大时，占空比也越大。在本实施例中，P入=U入×I入×占空比，其中P入表示电动轮毂输入功率，U入表示电动轮毂输入电压，I入表示电动轮毂输入电流。由于U入等于蓄电池的额定电压，因此P入的大小由I入与占空比的乘积决定；并设定当占空比小于1时，I入为恒定值，即电动轮毂输出设定功率时的电流值；当占空比等于1时，I入则为变量且小于该恒定值。图3和图4能更清楚地说明本技术电动轮毂输入功率的控制方法。在本实施例中设定了大、小两档功率域值，可通过旋转车把把手来人工调定，因而在图中相对应有两条特性曲线①和②。假设将功率调到大档，以曲线①反映其控制特性。当骑行者脚踏频率达到控制器的设定频率，即脚踏骑行速度达到v设时，控制器启动电动轮毂输出电力，此时的I入即为电动轮毂输出大档设定功率时的电流值I1；随着脚踏频率的的升高，脚踏骑行速度不断增大，与之相对应的占空比呈线性增加，此时的I入则继续保持I1的恒定值不变，因而控制输入电动轮毂的功率随占空比的增加而线性增加，辅助人力在加速时轻松骑行；当占空比达100％时，此时的脚踏频率正好为电动轮毂输出大档设定功率时的转速，即脚踏骑行速度为v1，控制电动轮毂输出大档设定功率，也是该档的最大功率；随着骑行速度的继续提高，因受轮毂功率限制，无法输出更大功率，而且为了保证高速骑行的安全，I入线性降低，输入电动轮毂的功率随之线性降低；当脚踏频率达电动轮毂的空载转速，即脚踏骑行速度为v0时，此时的I入降至电动轮毂的空载电流I0，电动轮毂无功率输出，保证了超速行驶时停止功率输出。当功率档位调到小档，对应得到曲线②所反映的控制特性。权利要求1.一种智能型电动自行车，包括自行车本体、安装在自行车前轮或后轮的电动轮毂、为电动轮毂提供能源的蓄电池及控制电动轮毂电力输出的控制装置，其特征在于所述的电动自行车上装有脚踏频率检测装置，控制装置内含有将所测脚踏频率与设定值比较，使电动轮毂输出或停止输出电力的控制系统。2.根据权利要求1所述的智能型电动自行车，其特征在于所述的脚踏频率检测装置设置在自行车中轴部位，其中传递脚踏频率信号的旋转部件直接固定在自行车中轴棍上，接收该信号的传感器固定在自行车的车架中接头上。3.根据权利要求1或2所述的智能型电动自行车，其特征在于所述的控制装置根据电流与占空比的乘积控制输入电动轮毂的功率，其中在占空比处于0-1的低速区域，控制输入电动轮毂的功率随占空比的增加而线性增加；在占空比达100％的高速区域，控制输入电动轮毂的功率随电流的减小而线性减小。4.根据权利要求3所述的智能型电动自行车，其特征在于控制装置设定多档功率域值，并通过车把把手进行换档调节。专利摘要本技术属于电动自行车
,包括:自行车本体、安装在自行车前轮或后轮的电动轮毂、为电动轮毂提供能源的蓄电池及控制电动轮毂电力输出的控制装置;其中车上装有脚踏频率检测装置,设置在自行车中轴部位,控制装置将所测频率信号与设定值相比,来控制电动轮毂输出或停止输出电力,并根据电流与占空比的乘积控制轮毂输入功率的大小,控制装置还设定多档功率域值,并通过车把把手进行换档调节。是一种检测装置结构简单,控制方式简便可靠,换档灵活的智能型电动自行车。文档编号B62本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型电动自行车，包括：自行车本体、安装在自行车前轮或后轮的电动轮毂、为电动轮毂提供能源的蓄电池及控制电动轮毂电力输出的控制装置，其特征在于：所述的电动自行车上装有脚踏频率检测装置，控制装置内含有将所测脚踏频率与设定值比较，使电动轮毂输出或停止输出电力的控制系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继红，施康宁，
申请(专利权)人：金华市绿源电动车有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]