[发明专利]电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号采集控制系统，特别是一种应用到电动助力自行车上精确助力的信 号采集和控制系统。

背景技术

现今流行的电动助力自行车的助力传感系统采用中轴脚踏力检测助力或后轴滑环式技术 感应人力信号，将人力蹬踏的力转化为电压信号传送给控制器。其中，中轴助力存在安全隐 患，即在推车行走时，脚蹬会随着行进而转动，此时中轴助力传感器会提供助力信号使车加 速行驶而发生危险。后轴滑环式技术重的滑环设置在链条附近，在人蹬踏自行车时容易产生 磨损，另外，还有一些其他类型的助力装置，如开关型，即设定几个速度档，在达到某一速 度时，电机就提供一定的助力，没有精确的助力可言，而且不能对助力比进行精确调节，使 电动助力自行车在运行的过程中容易产生偶尔助力增加过大而带来的运行不稳定的问题，有 的装置并未对速度进行进一步的限定，在人们使用电动助力的自行车时，容易使车速过快而 造成危险。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种无磨损、助力比可调并且精确、运 行流畅稳定、安全的电动助力自行车的助力信号采集控制系统。可与目前常见的多种电机控 制器配合使用，适用范围广。

一种电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，包括：应变片、霍尔传感器、安 装在电动助力自行车车把处的助力比调节按钮、安装在电动助力自行车上的无刷电机上的PCB 电路板，所述应变片粘贴在电动助力自行车后轴即无刷电机的轴上，所述霍尔传感器粘贴在 所述无刷电机的电机外壳的周向上，所述PCB电路板粘贴在无刷电机的电机外壳的径向上， 所述PCB电路板上包括信号控制器和无刷电机控制器以及第一插座和第二插座，所述信号控 制器包括集成在PCB电路板上的信号放大电路、脉冲整形电路、电压源、积分电路和单片机， 所述信号放大电路、脉冲整形电路、电压源、积分电路通过相应的管脚与单片机相连；

所述电压源为所述信号放大电路、脉冲整形电路、积分电路和单片机进行供电；

所述应变片通过导线连接第一插座，所述第一插座与所述信号控制器中的信号放大电路 相连，将应变片提供的形变信号进行放大并送入单片机中进行处理；

所述霍尔传感器通过导线连接第二插座，所述第二插座与所述信号控制器中的脉冲整形 电路相连，将霍尔传感器提供的霍尔信号进行整形并送入单片机中进行处理；所述第二插座 还通过导线与助力比调节按钮相连，用于通过对助力比调节按钮的使用来改变系统提供的助 力大小；

所述单片机通过将霍尔传感器提供的霍尔信号经过计算得到当前速度V，通过将当前速 度V与预先设定的速度值进行比较，大于预先设定的速度值时，不予提供助力；将应变片提 供的形变信号转换为当前电压值U，通过将当前的电压值与预先设定的最大电压值进行比较， 大于预先设定的最大电压值时，不予提供助力，将不大于预先设定的最大电压值和速度值进 行相应的计算，得到相应的脉冲调宽PWM作为控制信号，并通过积分电路进行积分，得到平 稳的控制信号以对无刷电机控制器进行控制。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述应变片安装在后轴 靠近链条一端的三分之一处。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述霍尔传感器为三个， 分别安装在电机外壳的周向上，其角度为120度。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述PCB电路板安装在 无刷电机轴套下部，呈圆形，套在无刷电机的轴上。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述预先设定的速度值 为20km/h。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述预先设定的最大电 压值为5V。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述脉冲调宽PWM＝a× U+b×V。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述a和b为预先设定 的参数，其中，a和b分别为0到1间的任意值，并且a与b的和为1。

本发明的电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，其中所述第一插座有三针， 所述第二插座有四针。

一种电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制方法，包括以下步骤：

1)系统进行初始化；

2)单片机判断内部定时器是否启动，如果结果为是则转4)；