电动自行车的驱动组件制造技术

一种电动自行车(100)的驱动组件(1)，包括：踏板轴(22)和用于支承踏板轴(22)的两个踏板轴承(23，24)；驱动单元(8)，其设置用于提供马达扭矩以支持由骑手施加的骑手扭矩；两个力传感器(51，52)，其布置在驱动单元(8)中，每个力传感器设置用于沿预定方向检测相应的力(55，56)，踏板轴借助于两个踏板轴承支撑在驱动单元中，两个力传感器在踏板轴(22)的轴向方向上布置在链盘侧的踏板轴承(24)的高度上，两个力传感器布置在相对于踏板轴(22)的不同周向位置；和检测单元(6)，其设置用于根据由力传感器(51，52)检测到的力确定链盘侧的踏板轴承(24)的轴承力方向和轴承力量值。(24)的轴承力方向和轴承力量值。(24)的轴承力方向和轴承力量值。

【技术实现步骤摘要】
电动自行车的驱动组件


[0001]本专利技术涉及一种电动自行车的驱动组件，一种包括该驱动组件的电动自行车，以及一种运行驱动组件的方法。

技术介绍

[0002]电动自行车的驱动组件是已知的，其具有驱动单元，该驱动单元能够产生马达扭矩以支持电动自行车的骑手的踏板力。在此，通常马达扭矩的产生是根据由骑手的肌肉力量产生的骑手扭矩进行。为此，要求检测瞬间产生的骑手扭矩的值，例如借助于相应的传感机构。例如，还已知，基于电动自行车的踏板轴承上的轴承力，能够获得关于由骑手施加到曲柄传动机构上的力的信息，并在此基础上产生驱动组件的操作。例如，在DE 10 2010 001 775 A1中示出了这类的系统。

技术实现思路

[0003]与此相对地，根据本专利技术的具有权利要求1特征的驱动组件的特征在于，能够以特别简单和成本有利的方式精确地确定电动自行车的踏板轴承上的轴承力。此外，轴承力的简单确定能够独立于驱动单元的取向，例如在电动自行车的自行车架上。基于以这种方式确定的轴承力，有利地能够有效地、成本有利地提供驱动组件的其他功能。这是通过电动自行车的驱动组件实现的，其包括曲柄传动机构，该曲柄传动机构具有曲柄、踏板轴和用于支承所述踏板轴的两个踏板轴承。此外，驱动组件包括链盘(Kettenblatt)和驱动单元，该链盘与踏板轴连接，该驱动单元设置用于提供马达扭矩，以支持由骑手尤其是借助于肌肉力产生的骑手扭矩。踏板轴在此借助于两个踏板轴承支承在驱动单元内。此外，还设置有两个力传感器，所述力传感器布置在驱动单元内。每个力传感器在此设置为检测(尤其是仅仅)沿一个预定方向的一个力。两个力传感器都在踏板轴的轴向方向上布置在链盘侧布置的踏板轴承的高度上。在此，两个力传感器布置在关于踏板轴的不同周向位置。此外，驱动组件还包括检测单元，该检测单元设置为基于由两个力传感器检测到的力确定链盘侧踏板轴承处的轴承力的轴承力方向和轴承力量值。尤其是，轴承力在此视作在轴承区域内总的产生的力，所述力例如由于马达扭矩和骑手扭矩而产生。
[0004]换句话说，提供了一种驱动组件，该驱动组件在两个踏板轴承中的那个区域具有两个力传感器，所述踏板轴承布置得更靠近链盘。由于两个力传感器分布地布置在周向上，因此能够求取两个彼此不同方向的力的测量值。由此能够简单地求取链盘侧踏板轴承上的当前轴承力的轴承力方向和轴承力量值。优选地，这种轴承力方向和轴承力量值的确定是基于先前已知的两个力传感器彼此之间的相对安装位置，尤其是基于先前已知的力传感器的测量方向，沿着所述测量方向测量相应的力。
[0005]优选地，链盘与踏板轴抗扭转地连接。尤其是，踏板轴在此一件式地构造。借助于两个力传感器确定轴承力的优点是，踏板轴能够因此特简单和成本有利地构造，其中，仍然能够可靠地确定用于操作驱动单元所使用的力。替代地，链盘和踏板轴能够以下述方式相
互连接，即能够彼此轻微地相对旋转，例如通过踏板轴与附加的空心轴的两件式构型。
[0006]各种类型的传感器都能够作为力传感器使用，所述力传感器适合于检测在预定方向上作用的机械力。例如，力传感器能够构造为检测拉力和/或压力。
[0007]对于特别简单的构型，两个力传感器优选能够是在结构上相同的。
[0008]因此，该驱动组件提供了特别简单和成本有利的构造的优点，所述驱动组件能够求取链盘侧踏板轴承的轴承力。通过使用力传感器还能够提供特别节省空间的布置，所述力传感器例如能够展现特别简单和轻便的结构形式，所述结构形式需要少的安装空间。此外，通过使用力传感器能够特别可靠和精确地检测轴承力，所述力传感器通常对磁场的干扰没有或只有很低的敏感度。
[0009]该驱动组件的另一优点是，能够不依赖于驱动单元在电动自行车上的安装位置精确地确定轴承力方向和轴承力量值。这意味着，驱动组件能够在电动自行车的自行车架上(尤其是在围绕踏板轴承轴线旋转方面)以任何取向布置。由于两个力传感器在周向方向上偏移的布置，所产生的轴承力能够在驱动单元的任何取向上被精确检测，而不需要将力传感器的布置适配于安装位置。所产生的轴承力在此优选能够基于系统的简单可执行的一次性校准来求取。
[0010]从属权利要求涉及本专利技术的优选扩展方案。
[0011]优选地，两个力传感器中的每一个构造和布置为检测在关于踏板轴的切向方向上的相应的力。由此能够提供特别简单和节省空间的布置，这所述布置还能够可靠地确定总的产生的轴承力的轴承力方向和轴承力量值。
[0012]特别优选地，两个力传感器中的每一个都具有应变片(Dehnmessstreifen)。例如，通过将这种力传感器安装在踏板轴承区域的环形凸缘上，能够特别简单地检测在切向方向上的力。例如，通过应变片能够求取延展和/或压缩，并基于此求取机械力。
[0013]优选地，每个力传感器都有一个压电元件。由此能够(类似于应变片地)以特别简单和节省空间的方式以及成本有利地在力传感器所紧固的区域求取瞬间作用的力。
[0014]还优选地，力传感器中的每一个布置为使得所述力传感器与一直线相交，该直线从踏板轴的踏板轴线出发在径向方向上延伸。相应的力传感器的两条直线之间的角度在此大于0
°
，小于180
°
。特别优选地，该角度为90
°
。优选地，每个力传感器的相应中心点布置在相应的直线上。基于通过两条直线之间的角度定义的几何关系，因此能够借助于由传感器检测到的两个力，以简单的方式求取轴承力方向和轴承力量值。
[0015]特别优选地，该驱动单元具有外壳和轴承接收部。链盘侧踏板轴承布置在所述轴承接收部内。尤其，该轴承接收部作用为壳体上的踏板轴承的支撑。两个力传感器在此布置在轴承接收部的径向外侧，优选在外壳面上。优选地，轴承接收部在此特别构造为传递作用在踏板轴承上的力，例如通过延展和/或压缩，以便能够借助于力传感器来检测所述力。
[0016]优选地，轴承接收部在每个力传感器的径向外侧分别具有展平部，相应的力传感器紧固在所述展平部上。作为展平部尤其被视作基本上平坦的面，所述展平部优选垂直于关于踏板轴承轴线的径向方向地布置。由此，力传感器能够特别特别简单和准确地装配。此外，力能够被精确记录。优选地，力传感器的紧固分别借助于材料锁合和/或力锁合的连接实现，例如粘合连接和/或焊接连接和/或夹紧连接。
[0017]例如，轴承接收部能够构造成尤其环式的轴承凸缘。轴承接收部能够与驱动单元
的壳体构造为一体。替代地，轴承接收部能够构造为与壳体连接的独立部件。
[0018]本专利技术还涉及一种包括上述驱动组件的电动自行车。借助于驱动组件检测到的轴承力方向和轴承力量值能够例如作为控制电动自行车的运行功能的依据。例如，用于支持电动自行车的骑手的手动踏板力的驱动单元的马达功率能够根据所求取的参量来控制。
[0019]此外，本专利技术涉及一种用于运行驱动组件的方法，优选是上述的驱动组件。驱动组件在此包括曲柄传动机构，其具有曲柄、踏板轴以及两个用于支承踏板轴的踏板轴承。此外，驱动组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动自行车的驱动组件(100)，其包括：
‑
踏板轴(22)和用于支撑所述踏板轴(22)的两个踏板轴承(23，24)，
‑
驱动单元(8)，所述驱动单元设置用于提供马达扭矩，以支持由骑手施加的骑手扭矩，
‑
两个力传感器(51，52)，所述力传感器布置在所述驱动单元(8)中，其中，每个力传感器(51，52)设置用于检测沿预定的方向的相应的力(55，56)，
‑
其中，所述踏板轴(22)借助于所述两个踏板轴承(23，24)支承在所述驱动单元(8)中，
‑
其中，所述两个力传感器(51，52)在所述踏板轴(22)的轴向方向上布置在链盘侧布置的所述踏板轴承(24)的高度上，并且
‑
其中，所述两个力传感器(51，52)布置在关于所述踏板轴(22)的不同周向位置，和
‑
检测单元(6)，所述检测单元设置用于基于通过所述力传感器(51，52)检测到的力(55，56)确定在链盘侧踏板轴承(24)上的轴承力(59)的轴承力方向和轴承力量值。2.根据权利要求1所述的驱动组件，其中，所述两个力传感器(51，52)中的每一个被构造和布置为检测在关于所述踏板轴(22)的切向方向上的相应的力(55，56)。3.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其中，所述两个力传感器(51，52)中的每一个具有应变片。4.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其中，所述两个力传感器(51，52)中的每一个具有压电元件。5.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，
‑
其中，所述力传感器(51，52)的每一个布置为使得所述力传感器与相应的直线(51a，52a)相交，所述直线从所述踏板轴(22)的踏板轴线(22a)出发在径向方向上延伸，
‑
其中，在两条直线(51a，52a)之间的角度(50)大于0
°
且小于180
°
，优选是90
°
。6.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其中，所述驱动单元(8)具有壳体(4)和轴承接收部(40)，所述链盘侧踏板轴承(24)布置在所述轴承接收部内，其中，所述两个力传感器(51，52)布置在所述轴承接收部(40)的径向外侧。7.根据权利要求6所述的驱动组件，其中，所述轴承接收部(40)在每个力传感器(51，52)的径向外侧分别具有展平部，相应的力传感器(51，52)紧固在所述展平部上，尤其借助于相应的粘合连接和/或焊接连接和/或夹紧连接。8.根据权利要求6或7所述的驱动组件，其中，所述轴承接收部(40)构造为尤其是环形的轴承凸缘。9.一种电动自行车，其包括根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：