[发明专利]智能电动助力车控制器

说明书

本发明涉及一种智能电动助力车控制器。

自行车一般作为人们的代步工具，也是在不断的升级换代，从脚蹬自行车到电瓶自行车，直到现在出现的智能型电动自行车，以省力、节能、无污染等优点受到人们普遍的重视，如日本雅马哈智能电动助力车和天津泰达等厂家生产研制的智能电动助力车。但是目前所见的这类电动助力车多数在上坡和抗风能力上还存有不足。

本发明的目的在于提供一种省力、节能并具有较强的爬坡和抗风能力的智能电动助力车控制器。

本发明的目的是这样实现的：智能电动助力车控制器，是由信号采集部分、微机控制部分、缓冲电路、隔离放大电路、功率驱动电路、电源电路共同构成，其特征在于信号采集是通过固定支架固定于自行车平叉和立叉上的适配器对速度信号和力矩信号的采集，即：

a．速度信号的采集是由固定于适配器内的组成速度传感器的两个槽型光电耦合器b通过与压链轮同轴旋转的齿型遮光片，将链条的运动转换为电脉冲速度信号，此信号与后飞轮的齿数成正比，槽型光电耦合器b将此脉冲信号送入单片机存储器，存储器以400MS为单位时间累计速度脉冲，再根据脉冲数将速度信号分为7个等级，起始速度为等级1，最高速度为等级6，如果没有蹬车即自行车处于滑行状态则为等级0，将此结果送入乘法器；

b．力矩信号的采集是通过固定于适配器内的组成力矩传感器的两个槽型光电耦合器a及一个固定于适配器固定支架上的开孔的遮光片采集的，当人蹬车时链条的张力和适配器两侧弹簧的压力使光电耦合器a随适配器有一个与张力成正比的上下位移，而开孔的遮光片固定不动，从而获得位移信号，将位移信号分为三个位置，即不用力时为位置1，用力小时为位置2，用力大时为位置3，两个槽型光电耦合器a将这三个位置信号传给单片机存储器内，在每个0.2MS内，存储器对位置1的信号加1，对位置2的信号加2，对位置3的信号加3，在400MS内，当链条总是绷紧时，存储器内加的数大，链条很松时所加的数就小，再将存储器内的数分为6个等级，用力大链条紧时为等级6，用力小，链条松时为等级1，将这6个等级送入乘法器；

c．通过乘法器，将速度的7个等级与力矩的6个等级相乘，共产生19个状态，即0、1、2、3、4、5、6、8、9、10、12、15、16、18、20、24、25、30、36。将这19个数定为两组存储器的地址，再将驱动电机的信号由小到大分别放入这两组存储器中，在0号存储器中放入0000H，依次可以在10号存储器中放入003FH，在36号存储器放入07FFH，脉冲信号的产生就是对存储器中的数进行判断，当存储器中的数某一位为0时，输出为低电平，某一位为1时，输出为高电平，对于0号存储器中的0000H，输出全部为低电平，电机不转，对于10号存储器中的003FH，高10位为低电平，低6位为高电平，输出占宽比为3∶5的脉冲信号，电机中速运转，对于36号存储器中的07FFH，高5位为低电平，低11位为高电平，输出占宽比为11∶5的脉冲信号，电机高速运转。

本发明由于采用上述结构和程序，从而具有起动平稳、柔和、舒适，即可人力驱动，又可电力驱动或人力与电动共同驱动。此控制器还有很强的爬坡和抗风能力及防倒转功能，并极大的降低了起动电流，即省电又减少了动力部件的损耗。

下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。

图1．本发明电路结构原理图

图2．本发明主程序流程图

图3．本发明速度采样子程序流程图

图4．本发明定时子程序流程图

图5．本发明防倒转子程序流程图

图6．本发明力矩采样及输出子程序流程图

图7．光电耦合器a在遮光片上位置1图

图8．光电耦合器a在遮光片上位置2图

图9．光电耦合器a在遮光片上位置3图

图10．适配器安装结构图

其中：SUDU.速度传感器，LIJU.力矩传感器，1．遮光片，2．光电耦合器a,3．光电耦合器b,4．适配器，5．固定支架，6．立叉，7．平叉，8．后飞轮，9．链条，10．压链轮，11．弹簧。

如图1所示，智能电动助力车控制器是由信号采集部分、微机控制部分及相应的软件、缓冲电路、隔离放大电路、功率驱动电路、电源电路共同构成。其信号采集如图10所示是通过固定支架(5)固定于自行车平叉(7)和立叉(6)上的适配器(4)对速度信号和力矩信号的采集，微机控制部分中的CPU采用微处理器2051。

如图2所示主程序和图4所示定时子程序流程图是以每400MS为一周期对速度信号和力矩信号进行采样、处理、输出。