[发明专利]智能助力车力矩感测系统

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子技术领域，具体涉及一种智能助力车力矩感测系统。

背景技术

锂电池智能助力车和传统的纯电机助力车相比有着明显的不同，纯电机助力车是通过调速手把单向控制车速，而智能助力车是通过实时感测骑车人施加在踏板上的力矩大小来感知车辆行驶状态，利用电机助力实现 “智能骑行”。随着人们绿色环保、节能减排以及健身意识的增强，从纯电机助力车向智能助力车转型是必然趋势。力矩感测系统作为骑行状态感知的核心系统，是智能助力车研究的关键。目前，国内对智能助力车的研究和推广仍处于起始阶段，市场上多数助力车力矩感测系统，是利用两对线性霍尔传感器，将骑行过程中的力矩信号按比例转换为相位差信号后进行测量。该方案机械结构较为复杂，对安装精度有着很高的要求，若助力车在后期使用过程中出现较为强烈的振动，如意外碰摔，容易导致霍尔传感器移位，产生力矩信号检测的漂移。在欧美、日本等国家智能助力车已经拥有一定规模的市场，但因价格、工艺等因素，很难打开国内市场。例如，德国BOSCH 公司开发的助力车力矩感测系统采用基于逆磁致伸缩效应的力矩传感器，具有机械结构简单、可靠性较强等优点，但逆磁致伸缩材料在国内应用开发及产业化还处于起步阶段，系统开发难度大、成本高，难以在国内推广使用。另外，还有链轮型力矩传感器、曲柄轴力矩传感器以及后爪钩型力矩传感器等应用于助力车感测系统，但此类传感器均暴露在外界环境中，容易受环境湿度、湿度影响，稳定性较差。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种基于非接触感应耦合供电、应变片传感器技术和无线数字传输技术的助力车力矩感测系统。

本发明的技术方案在于：

一种智能助力车力矩感测系统，包括力矩接收模块以及力矩采集模块；所述的力矩接收模块包括电源模块以及分别与电源模块连接的无线接收单元以及无线供电原边电路，所述的无线供电原边电路包括无线供电原边绕组，还包括电机控制器，所述的电机控制器与无线接收单元连接；所述的力矩采集包括依次连接的无线供电副边电路、力矩信号处理单元以及无线发射单元，还包括力矩传感器，所述的力矩传感器一端与无线供电副边电路连接，另一端与力矩信号处理单元连接；所述的无线供电副边电路包括无线供电副边绕组。

所述的无线接收单元为CC1110无线接收单元，所述的无线发射单元为CC1110无线发射单元。

所述的电源模块为助力车锂电池。

所述的助力车锂电池为36 V 直流电源，通过降压稳压芯片将36 V电压转为稳定的5 V电压。

所述的降压稳压芯片为LM2576。

所述的力矩采集模块的工作电压为5 V，工作电流约为25 mA。

本发明的技术效果在于：

本发明设计了一种新型助力车力矩感测系统。由于助力车的使用环境复杂多变，将力矩采集模块隐藏在中轴内，在美观的同时有效避免了因车体震动、水分和尘土等环境因素所带来的影响。测试结果表明，该系统具有工作稳定、测量精度高、耐久性强等特点，满足助力车力矩感知的实际应用需要，为智能助力车力矩感测的发展和完善提供了一种技术选择。

附图说明

图1为本发明智能助力车力矩感测系统的系统连接图。

具体实施方式

一种智能助力车力矩感测系统，包括力矩接收模块以及力矩采集模块；所述的力矩接收模块包括电源模块以及分别与电源模块连接的无线接收单元以及无线供电原边电路，所述的无线供电原边电路包括无线供电原边绕组，还包括电机控制器，所述的电机控制器与无线接收单元连接；所述的力矩采集包括依次连接的无线供电副边电路、力矩信号处理单元以及无线发射单元，还包括力矩传感器，所述的力矩传感器一端与无线供电副边电路连接，另一端与力矩信号处理单元连接；所述的无线供电副边电路包括无线供电副边绕组。

其中，所述的无线接收单元为CC1110无线接收单元，所述的无线发射单元为CC1110无线发射单元。所述的电源模块为助力车锂电池。所述的助力车锂电池为36 V 直流电源，通过降压稳压芯片将36 V电压转为稳定的5 V电压。所述的降压稳压芯片为LM2576。所述的力矩采集模块的工作电压为5 V，工作电流约为25 mA。

力矩采集模块在工作过程中处于旋转状态，其电能供应和信号传输均采用无线方式实现：力矩采集模块利用松耦合变压器模型接收来自力矩接收模块的电能，并通过CC1110无线发射单元将力矩信号发送至力矩接收模块。力矩接收模块利用感应耦合方式为力矩采集模块提供电能，同时将无线接收到的力矩信号通过CC1110串口发送至助力车电机控制器主控芯片，电机控制器根据力矩信号大小控制电机输出功率，实现智能助力。