專利名稱：助力自行車助力控制系統(tǒng)及其構(gòu)成的雙控電動(dòng)助力自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力自行車控制系統(tǒng)，尤其涉及一種電動(dòng)助力自 行車助力控制系統(tǒng)，同時(shí)還涉及該助力控制系統(tǒng)構(gòu)成的雙控電動(dòng)助力自行 車。
背景技術(shù)：
目前，電動(dòng)助力自行車以環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)逐步成為人們喜愛的短距 離代步工具。在電動(dòng)助力自行車上，通常安裝有助力控制系統(tǒng)，該助力控 制系統(tǒng)包括速度傳感器和助力控制裝置，速度傳感器安裝于中軸或前輪上， 通過(guò)判斷中軸或前輪的速率啟動(dòng)助力控制裝置，并按設(shè)定的助力比例輸出 助力功率，從而實(shí)現(xiàn)人助車動(dòng)，車助人行的騎行效果?，F(xiàn)在常用的助力控 制系統(tǒng)為力矩助力控制系統(tǒng)，該助力控制系統(tǒng)造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝麻 煩。
為此，授權(quán)公告號(hào)為CN100333965C的中國(guó)發(fā)明專利7>開了 一種速度控 制式比例助力電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過(guò)采集中軸和前輪速度 信號(hào)，判斷是否腳踏用力，然后按設(shè)計(jì)的助力比例控制電機(jī)的輸出功率。 該專利提供了電動(dòng)助力自行車助力控制解決方案，該控制系統(tǒng)是通過(guò)比例 助力控制器所測(cè)得人力腳踩速度(每分鐘腳踩圈數(shù))提供一種比例助力的 控制系統(tǒng)(如1: 1至1: 2.5)，此原理助力動(dòng)力取決于人力腳踏速度) 該系統(tǒng)當(dāng)需要進(jìn)行快速騎行時(shí)，騎行者必須快速踩腳踏板，傳感器才能采
集到需要高速騎行的信號(hào)；該系統(tǒng)是一種比例助力的控制系統(tǒng)(如l: l至 1: 2.5),需要采用專用速度傳感器配套使用(因?yàn)椴煌瑥S家不同型號(hào)的傳 感器輸出不同的信號(hào)波形會(huì)影響助力比例的變化)，造成該控制系統(tǒng)無(wú)法兼 容不同型號(hào)的速度傳感器；該系統(tǒng)的超速控制原理為判定當(dāng)前輪的速度與 中軸速度的比值大于鏈輪齒數(shù)與飛輪齒數(shù)之比時(shí)切斷電機(jī)電源，此控制原 理煩瑣，且不易滿足法規(guī)要求的超速25km/h切斷電機(jī)電源的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動(dòng)助力自行車 助力控制系統(tǒng)及其構(gòu)成的雙控電動(dòng)動(dòng)力自行車。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 一種助力自行車助力控制系統(tǒng)，包括
傳感器，設(shè)置于自行車中軸，用于感應(yīng)中軸是否有轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，中軸上 的速度傳感器測(cè)得腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳送給中央處理器，中央處理器按設(shè)定檔 位輸出恒定信號(hào)控制電機(jī)輸出輔助動(dòng)力；
檔位調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置于自行車車把上，用于觸發(fā)調(diào)節(jié)檔位，與中央處 理器配合控制助力功率輸出；
中央處理器，包括檔位控制裝置、功率輸出控制裝置、超速信號(hào)控制 裝置和斷電及檔位復(fù)位控制裝置；檔位控制裝置與檔位調(diào)節(jié)裝置配合，通 過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檔位調(diào)節(jié)；功率輸出控制裝置與超速信號(hào)控 制裝置配合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)檔位設(shè)定輸出對(duì)應(yīng)功率助力及超速斷電保護(hù)；超速控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車
速是否超速，提高行車安全；
斷電剎車控制裝置，設(shè)在前、后剎車把上，與中央處理器的斷電及檔 位復(fù)位控制裝置配合連接，實(shí)現(xiàn)剎車斷電和再啟動(dòng)檔位復(fù)位功能。
所述的傳感器為速度傳感器，安裝于自行車中軸上，用于感應(yīng)自行車 中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，啟動(dòng)和控制助力控制系統(tǒng)。
所述的檔位調(diào)節(jié)裝置為按鍵式檔位調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)按鍵觸發(fā)控制檔位 循環(huán)調(diào)節(jié)。
所述的中央處理器中的檔位控制裝置設(shè)置五個(gè)檔位，五個(gè)檔位由檔位 調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)1-2-3-4-5-4-3-2-1循環(huán)變換。
所述的五個(gè)檔位功率輸出分別為l檔輸出最大功率的20%, 2檔輸出最 大功率的35%, 3檔輸出最大功率的50%， 4檔輸出最大功率的65%, 5檔輸 出最大功率的80%。
所述的助力控制系統(tǒng)還包括LED檔位顯示屏，用于顯示自行車當(dāng)前檔位。
所述中央處理器還包括〗木眠省電和安全保護(hù)控制裝置。
一種雙控電動(dòng)助力自行車，包括自行車體、電動(dòng)控制系統(tǒng)、助力控制 系統(tǒng)和電動(dòng)與助力選擇控制裝置，其特征是所迷的助力控制系統(tǒng)包括
傳感器，設(shè)置于自行車中軸，用于感應(yīng)中軸是否有轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，中軸上 的速度傳感器測(cè)得腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳送給中央處理器，中央處理器按設(shè)定檔 位輸出恒定信號(hào)控制電機(jī)輸出輔助動(dòng)力；
檔位調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置于自行車車把上，用于觸發(fā)調(diào)節(jié)檔位，與中央處
7理器配合控制助力功率輸出；
中央處理器，包括檔位控制裝置、功率輸出控制裝置、超速信號(hào)控制 裝置和斷電及檔位復(fù)位控制裝置；檔位控制裝置與檔位調(diào)節(jié)裝置配合，通 過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檔位調(diào)節(jié)；功率輸出控制裝置與超速信號(hào)控 制裝置配合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)檔位設(shè)定輸出對(duì)應(yīng)功率助力及超速斷電保護(hù)；超速 控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車 速是否超速，提高行車安全；
斷電剎車控制裝置，設(shè)在前、后剎車把上，與中央處理器的斷電及檔 位復(fù)位控制裝置配合連接，實(shí)現(xiàn)剎車斷電和再啟動(dòng)檔位復(fù)位功能。
所述的傳感器為速度傳感器，速度傳感器安裝于自行車中軸上，用于 感應(yīng)自行車中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，啟動(dòng)或控制助力控制系統(tǒng)；檔位調(diào)節(jié)裝置為 按鍵式檔位調(diào)節(jié)裝置，安裝于右把手上，通過(guò)按鍵觸發(fā)控制檔位循環(huán)調(diào)節(jié)， 同時(shí)配備LED檔位顯示屏。
所述的中央處理器中的檔位控制裝置設(shè)置五個(gè)檔位，五個(gè)檔位由檔位 調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)1-2-3-4-5-4-3-2-1循環(huán)變換；五個(gè)檔位功率輸 出分別為1檔輸出最大功率的20%, 2檔輸出最大功率的35%, 3檔輸出最 大功率的50%, 4檔輸出最大功率的65%, 5檔輸出最大功率的80°/。。
由于采用以上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的助力控制系統(tǒng)在騎行者通過(guò)腳踏板施 力啟動(dòng)助力控制系統(tǒng)，助力控制系統(tǒng)以l檔起步，電機(jī)辦出功率僅為20°/ ， 并保持恒定的，電動(dòng)助力自行車恒定低速行駛；此時(shí)，騎行者根據(jù)騎行需 要隨意變換檔位，助力控制系統(tǒng)控制電機(jī)以設(shè)定的功率恒定輸出，而騎行 者仍然可以以比較隨意的蹬踩速度行駛而不需要通過(guò)腳力控制車速，提高
8騎行舒適性；當(dāng)騎使者停止施力或剎車或倒踩時(shí)，速度傳感器將信號(hào)發(fā)送 至中央處理器進(jìn)行斷電及檔位復(fù)位，達(dá)到省電的效果。當(dāng)然，騎行者還可 以選擇電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，只要騎行者旋轉(zhuǎn)把手上的電動(dòng)與助力選擇控制裝置， 自行車即進(jìn)入電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，助力控制系統(tǒng)停止工作，騎行者不再需要腳 踏施力來(lái)維持自行車前行而只需旋轉(zhuǎn)旋鈕控制車速即可。


圖1為本發(fā)明的助力自行車助力控制系統(tǒng)原理框圖； 圖2為本發(fā)明的雙控電動(dòng)助力自行車原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 如圖1所示， 一種助力自行車助力控制系統(tǒng)，包括傳感器、檔位調(diào)節(jié) 裝置、斷電剎車控制裝置、中央處理器和LED檔位顯示屏。傳感器為中軸 信號(hào)速度傳感器，設(shè)置于自行車中軸，用于感應(yīng)中軸是否有轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，中 軸上的速度傳感器測(cè)得腳^"轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳送給中央處理器，中央處理器按設(shè) 定檔位輸出恒定信號(hào)控制電機(jī)輸出輔助動(dòng)力；檔位調(diào)節(jié)裝置為按鍵式調(diào)節(jié) 裝置，配備LED檔位顯示屏，設(shè)置于自行車車把上，用于觸發(fā)調(diào)節(jié)檔位， 每按一次即可發(fā)送一次觸發(fā)信號(hào)至中央處理器，中央處理器的檔位控制裝 置收到觸發(fā)信號(hào)后，按當(dāng)前檔位+1，并按1-2-3-4-5-4-3-2-1智能循環(huán)， 控制助力功率恒定輸出。中央處理器主要包括檔位控制裝置、功率輸出控 制裝置、超速信號(hào)控制裝置、斷電及檔位復(fù)位控制裝置以及休眠省電和安全保護(hù)控制裝置，檔位控制裝置設(shè)有五檔，按1-2-3-4-5-4-3-2-1智能循 環(huán)變換，功率輸出控制裝置對(duì)檔位控制裝置的五檔控制輸出對(duì)應(yīng)的輸出功 率為l檔輸出最大功率的20%, 2檔輸出最大功率的35%， 3檔輸出最大功 率的50%， 4檔輸出最大功率的65%， 5檔輸出最大功率的80%。斷電及檔 位復(fù)位控制裝置在收到傳感器或斷電剎車控制裝置的對(duì)應(yīng)信號(hào)后，對(duì)信號(hào) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換同時(shí)進(jìn)行斷電和復(fù)位處理，將斷電和復(fù)位信號(hào)發(fā)送至檔位控制裝 置和功率輸出控制裝置。超速控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集 電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車速是否超速，提高行車安全。休眠省電和安 全保護(hù)控制裝置主要是在自行車靜止或處于充放電狀態(tài)時(shí)保護(hù)蓄電池。當(dāng) 然，該助力控制裝置還可包括其它控制部件。
如圖2所示， 一種雙控電動(dòng)助力自行車，包括自行車體、使用同一中 央處理器的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、助力控制系統(tǒng)和電動(dòng)與助力選擇控制裝置， 電動(dòng)與助力選擇控制裝置為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)旋^組，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和助力 控制系統(tǒng)擇由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕選擇騎行模式，即當(dāng)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕旋 轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，自行車進(jìn)入電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模式，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)騎行車速； 而當(dāng)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)旋鈕處于初始位置，騎行者腳踏施力時(shí)，啟動(dòng) 助力控制系統(tǒng)，自行車進(jìn)入助力控制模式，此時(shí)騎行者只需持續(xù)對(duì)腳踏板
施力，保持中軸處于向前轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，自行車即可在設(shè)定的檔位下輸出恒定 功率助力前行，如需加速，通過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置變換檔位即可，助力功率保
持恒定輸出，騎行者和電動(dòng)自行車自行分配前行的功率，提高騎行者騎行 合適度。同時(shí)，每次斷電后，助力控制系統(tǒng)檔位自動(dòng)復(fù)位為1位，電機(jī)輸 出功率為最大功率的20%,此時(shí)騎行者必須分擔(dān)更多功率負(fù)荷來(lái)起步，可
10節(jié)約電能，達(dá)到省電、延長(zhǎng)單次充電后的騎行距離的目的，從而延長(zhǎng)電池 的使用壽命。正常騎行后，再根據(jù)需要隨意變換檔位，既提高了騎行的舒 適度，又省電安全。
權(quán)利要求
1、一種助力自行車助力控制系統(tǒng)，包括傳感器，設(shè)置于自行車中軸，用于感應(yīng)中軸是否有轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，中軸上的速度傳感器測(cè)得腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳送給中央處理器，中央處理器按設(shè)定檔位輸出恒定信號(hào)控制電機(jī)輸出輔助動(dòng)力；檔位調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置于自行車車把上，用于觸發(fā)調(diào)節(jié)檔位循環(huán)變換，與中央處理器配合控制助力功率輸出；中央處理器，包括檔位控制裝置、功率輸出控制裝置、超速信號(hào)控制裝置和斷電及檔位復(fù)位控制裝置；檔位控制裝置與檔位調(diào)節(jié)裝置配合，通過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檔位調(diào)節(jié)；功率輸出控制裝置與超速信號(hào)控制裝置配合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)檔位設(shè)定輸出對(duì)應(yīng)功率助力及超速斷電保護(hù)，超速控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車速是否超速，提高行車安全；斷電剎車控制裝置，設(shè)在前、后剎車把上，與中央處理器的斷電及檔位復(fù)位控制裝置配合連接，實(shí)現(xiàn)剎車斷電和再啟動(dòng)檔位復(fù)位功能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所述的 傳感器為速度傳感器，安裝于自行車中軸上，用于感應(yīng)自行車中軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 信號(hào)，啟動(dòng)和控制助力控制系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所述的 檔位調(diào)節(jié)裝置為按一睫式檔位調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)按鍵觸發(fā)控制檔位循環(huán)調(diào)節(jié)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所述的 中央處理器中的檔位控制裝置設(shè)置五個(gè)檔位，五個(gè)檔位由檔位調(diào)節(jié)裝置觸 發(fā)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)1-2-3-4-5-4-3-2-1循環(huán)變換。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所述的 五個(gè)檔位功率輸出分別為1檔輸出最大功率的20%, 2檔輸出最大功率的 35%, 3檔輸出最大功率的50%, 4檔輸出最大功率的65%, 5檔輸出最大功 率的80%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所 述的助力控制系統(tǒng)還包括LED檔位顯示屏，用于顯示自行車當(dāng)前檔位。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力自行車助力控制系統(tǒng)，其特征是所述中 央處理器還包4t休眠省電和安全保護(hù)控制裝置。
8、 一種雙控電動(dòng)助力自行車，包括自行車體、電動(dòng)控制系統(tǒng)、助力控 制系統(tǒng)和電動(dòng)與助力選擇控制裝置，其特征是所述的助力控制系統(tǒng)包括傳感器，設(shè)置于自行車中軸，用于感應(yīng)中軸是否有轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，中軸上 的速度傳感器測(cè)得腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳送給中央處理器，中央處理器按設(shè)定檔 位輸出恒定信號(hào)控制電機(jī)輸出輔助動(dòng)力；檔位調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置于自行車車把上，用于觸發(fā)調(diào)節(jié)檔位循環(huán)變換， 與中央處理器配合控制助力功率輸出；中央處理器，包括檔位控制裝置、功率輸出控制裝置、超速信號(hào)控制 裝置和斷電及檔位復(fù)位控制裝置；檔位控制裝置與檔位調(diào)節(jié)裝置配合，通 過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檔位調(diào)節(jié)；功率輸出控制裝置與超速信號(hào)控 制裝置配合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)檔位設(shè)定輸出對(duì)應(yīng)功率助力及超速斷電保護(hù)，超速 控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車 速是否超速，提高行車安全；斷電剎車控制裝置，設(shè)在前、后剎車把上，與中央處理器的斷電及檔位復(fù)位控制裝置配合連接，實(shí)現(xiàn)剎車斷電和再啟動(dòng)檔位復(fù)位功能。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙控電動(dòng)助力自行車，其特征是所述的傳感 器為速度傳感器，速度傳感器安裝于自行車中軸上，用于感應(yīng)自行車中軸 的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，啟動(dòng)或控制助力控制系統(tǒng)；檔位調(diào)節(jié)裝置為按鍵式檔位調(diào)節(jié) 裝置，安裝于右把手上，通過(guò)按鍵觸發(fā)控制檔位循環(huán)調(diào)節(jié)，同時(shí)配備LED 檔位顯示屏。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙控電動(dòng)助力自行車，其特征是所述的中 央處理器中的檔位控制裝置設(shè)置五個(gè)檔位，五個(gè)檔位由檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā) 調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)1-2-3-4-5-4-3-2-1循環(huán)變換；五個(gè)檔位功率輸出分別為1檔 輸出最大功率的20%， 2檔輸出最大功率的35%， 3檔輸出最大功率的50%， 4檔輸出最大功率的65%, 5檔輸出最大功率的80%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種助力自行車助力控制系統(tǒng)，包括傳感器、檔位調(diào)節(jié)裝置、中央處理器和斷電剎車控制裝置，中央處理器包括檔位控制裝置、功率輸出控制裝置、超速信號(hào)控制裝置和斷電及檔位復(fù)位控制裝置；檔位控制裝置與檔位調(diào)節(jié)裝置配合，通過(guò)檔位調(diào)節(jié)裝置觸發(fā)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檔位調(diào)節(jié)；功率輸出控制裝置與超速信號(hào)控制裝置配合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)檔位設(shè)定輸出對(duì)應(yīng)功率助力及超速斷電保護(hù)，超速控制信號(hào)通過(guò)電機(jī)內(nèi)部速度傳感器直接采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，可準(zhǔn)確判定行駛車速是否超速，提高行車安全。本發(fā)明的助力自行車助力控制系統(tǒng)具有提高騎行舒適度、省電等效果。本發(fā)明還公開了由該助力控制系統(tǒng)構(gòu)成的雙控電動(dòng)助力自行車。
文檔編號(hào)B62K11/00GK101508252SQ20091013010
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者廖學(xué)湖 申請(qǐng)人:深圳信隆實(shí)業(yè)股份有限公司