专利名称：电动自行车用助力传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动自行车领域，更具体地说，是涉及一种电动自行车用助力传
感装置。
背景技术：
当人力骑行电动自行车时，通过检测脚蹬力的大�。蛲ü觳饨诺潘俣鹊目炻� 把这些检测信号传输给控制器，由控制器给电机一定比例的电驱动力，从而实现人力和电 力的共同驱动，达到助力的效果。目前电动自行车行业检测脚蹬速度快慢的助力传感器，大 多采用霍尔元件。霍尔元件固定在车架中轴部位。镶嵌磁钢的塑料盘固定在中轴或轮盘 上。当人力通过脚蹬驱动后轮旋转的时候，塑料盘与中轴或轮盘同步旋转，并带动磁钢同步 旋转。目前电动车行业的速度助力塑料盘大多采用5-8个磁钢。霍尔元件是一种磁敏元件，当磁钢靠近或远离霍尔元件的时候，霍尔元件输出相 应的高电位或底电位。当磁钢随塑料盘转动，磁钢靠近霍尔元件的时候，霍尔输出高电位， 当磁钢远离霍尔元件的时候，霍尔元件输出低电位，霍尔元件的输出波形如图1所示。图1 很明显可以看出高电位的时间小于低电位的时间。当磁钢极性相反，或塑料盘转向相反的 时候，霍尔元件的输出波形如图2所示。图2很明显可以看出低电位的时间小于高电位的 时间。因为高电位和低电位所占的时间长短不一致，电动自行车的控制器能识别出脚蹬是 朝前转还是朝后转。要是脚蹬朝前转表示有人力驱动，控制器需要给电机相应的电力驱动， 以实现助力。要是脚蹬朝后转，表示空转，控制器不需要给电机供电。这种高低电位明显的 差异是因为在塑料盘上安装的磁钢数量比较少。要是在塑料盘上安装的磁钢数量达到10 个或更多。霍尔元件的输出波形会出现图示3的情况。图3的波形是高低电位时间几乎相 等。这样控制器就无法识别脚蹬是朝前转还是朝后转了。因此速度助力塑料盘上的磁钢不 能安装的太多，一般不超过8个。助力型电动自行车的实际需要应该是当脚蹬朝前转的时候，应该开始助力；脚 蹬停止或脚蹬朝后转的时候，应该停止助力。开始助力和停止助力的响应时间应该越短越 好。但是又要兼顾骑行者的舒适性和助力的连贯性，一般又需要对开始助力和停止助力的 响应时间做适当的延时。要考虑电动自行车助力骑行的舒适性，控制器必须对脚蹬朝前转 的每一个霍尔输出信号做电助力延时，以便能衔接上后一个霍尔信号。这就意味着电动自 行车的电助力要滞后于人力骑行。当骑行者停止脚蹬时，控制器在一段延时时间段内是在 驱动电机前进。这种明显的滞后特性对骑行者来说，又显得很不舒服。最重要是这种明显 的电助力滞后特性降低了电动车停止脚蹬后的安全性。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种脚蹬 助力的跟随性好，并安全性高的电动自行车用助力传感装置。本实用新型电动自行车用助力传感装置，通过下述技术方案予以实现，第一霍尔元件固定在车架中轴周面，镶嵌磁钢的塑料盘固定在中轴或轮盘上，其特征是，所述车架中 轴周面固定第二霍尔元件，第一和第二霍尔元件的输出信号输入单片机，单片机连接电动 车的控制器。装配本实用新型传感器装置的电动车，在电助力与人力脚蹬的滞后感消除了。电 动车在助力骑行方面的舒适性和安全性得到提高。
图1是现有传感器霍尔元件输出波形图之一；图2是现有传感器霍尔元件输出波形图之二 ；图3是现有塑料盘上安装的磁钢数量达到10个或更多时传感器霍尔元件输出的 波形图；图4是本实用新型装配轴侧图；图5是本实用新型结构示意图；图6是本实用新型传感装置电路图；图7是本实用新型传感装置所感应到的波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。本实用新型装配于电动自行车如图4所示，中轴5周面固定传感装置固定架4，传 感装置1固定于传感装置固定架4，中轴锁母位于一端，塑料盘6位于中轴5 —侧。传感装 置1如图5所示，第一霍尔元件11和第二霍尔元件12紧靠着固定在中轴周面传感装置固 定架上，这样第一和第二霍尔元件的上升沿和下降沿输出信号会出现先后顺序，这两个信 号输入单片机13，单片机连接电动车的控制器，安装在传感装置上的发光二极管14连接第 一和第二霍尔元件。本实用新型传感装置电路如图6所示，其中Tl和T2是第一和第二霍 尔元件，Ul是单片机，Dl是连接第一和第二霍尔元件的发光二极管，用于指示输出脉冲信 号，方便装配人员或维修人员检测输出信号。第一和第二霍尔元件所感应到的波形，和单片机处理后的波形如图7所示。波形 处理说明如下当第一个霍尔信号是上升沿时，输出高电位，当遇到第二个霍尔信号上升 沿，输出低电位。当脚蹬向后转时，输出一直是低电位。实验证明，在同等直径的塑料盘上， 用原来单个霍尔元件的传感器，磁钢数量增加到8个时，控制器就不能识别。用本实用新型传感器装置，可以很好的识别20个磁钢。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型优选实施方式进行描述，并非对本实用 新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中普通工程 技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种电动自行车用助力传感装置，第一霍尔元件固定在车架中轴周面，镶嵌磁钢的 塑料盘固定在中轴或轮盘上，其特征是，所述车架中轴周面固定第二霍尔元件，第一和第二 霍尔元件的输出信号输入单片机，单片机连接电动车的控制器。
2.根据权利要求1所述的电动自行车用助力传感装置，其特征是，所述第一和第二霍 尔元件连接发光二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种脚蹬助力的跟随性好，并安全性高的电动自行车用助力传感装置。本实用新型电动自行车用助力传感装置，通过下述技术方案予以实现，第一霍尔元件固定在车架中轴周面，镶嵌磁钢的塑料盘固定在中轴或轮盘上，其特征是，所述车架中轴周面固定第二霍尔元件，第一和第二霍尔元件的输出信号输入单片机，单片机连接电动车的控制器。装配本实用新型传感器装置的电动车，在电助力与人力脚蹬的滞后感消除了。电动车在助力骑行方面的舒适性和安全性得到提高。
文档编号G01P3/487GK201784783SQ20102012405
公开日2011年4月6日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者谢炎民 申请人:谢炎民
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