【技術實現步驟摘要】
專利技術涉及用于電動自行車所用的驅動裝置的傳感器單元。本專利技術還涉及具有這種傳感器單元的驅動裝置和電動自行車。
技術介紹
1、自行車實現了低成本、易于使用且零排放的交通工具。自行車還被廣泛用作運動或健身設備，并且已經出現了用于各種應用領域的特別適合的類型。
2、近年來，人們對電動自行車、尤其是所謂的“電動助力自行車(pedelecs)”的熱情越來越高，盡管對于自行車而言它們的重量和價格都很高。潛在客戶不僅是不太健康或沒有運動志向的年長騎行者，也包括喜歡運動的年輕騎行者，無論是在上班的路上使用，還是因為可以在不會過度勞累自己的體格的情況下使用它們來擴大活動半徑和/或提高行駛速度。特別地在山地自行車手中，對電動輔助山地自行車的興趣似乎正在增長。在電動自行車的情況下，提供允許高功率傳輸的可靠輔助驅動系統是一個挑戰。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種用于電動自行車的可靠的驅動系統，該驅動系統允許清晰的結構并且也有助于高功率傳輸。
2、根據一個方面，公開了一種用于電動自行車的驅動裝置所用的傳感器單元。傳感器單元包括輪轂軸和殼體元件，輪轂軸能夠聯接至驅動裝置的電動馬達，殼體元件能夠繞旋轉軸線旋轉并適于形成用于驅動裝置的電動馬達的馬達殼體的一部分。殼體元件聯接至輪轂軸，并且包括輪轂軸延伸穿過的開口。傳感器單元還包括第一印刷電路板和單獨的第二印刷電路板，第一印刷電路板和第二印刷電路板配置成確定電動自行車的騎行者的扭矩，并且出于發信號的目的而彼此耦接。印刷電路板
3、借助于所描述的傳感器單元，可以實現驅動裝置的清晰且薄的設計，這形成了用于電動自行車的可靠驅動概念，并且特別地實現了有效的后輪輪轂驅動。由于分開或在空間上分離的印刷電路板，因此驅動裝置的特別窄的結構可以例如被設定在盒本體的區域中，這實現了扭矩傳感器的改進的集成。一個印刷電路板例如包括傳感器技術和用于確定相應的扭矩的評估電子器件，而另一印刷電路板例如僅配備有一個或更多個線圈和霍爾傳感器，并且因此可以以特別清晰、平坦和節省空間的方式實現。所描述的傳感器單元被設置成用于驅動裝置，該驅動裝置特別適合于作為自行車輪轂或電動自行車的后輪上的電動自行車驅動系統。
4、結合本專利技術的發現的是，電動自行車中的后輪輪轂馬達的性能特別依賴于所安裝的傳感器系統。在扭矩傳感器的幫助下，騎行性能可以顯著提高。借助于所描述的傳感器單元和對應的驅動裝置以及相關聯的電動自行車，在每種情況下都可以實現用于將磁致伸縮扭矩傳感器集成在后輪輪轂驅動裝置的飛輪本體中的概念，這可以有助于電動自行車的騎行者的改進的駕駛性能。
5、根據優選實施方式，傳感器單元具有由鋼制成并被永久地磁化的測量套筒。替代性地，測量套筒也可以是鐵磁性的并且可以由一個或更多個線圈電磁化。扭力矩扭轉測量套筒，使得測量套筒中的磁場發生變化。這種磁場變化與扭矩成比例并且可以借助于傳感器電子器件中的線圈來檢測。因此，傳感器單元優選地基于磁致伸縮測量原理。
6、測量套筒還可以一方面聯接至殼體元件，并且另一方面聯接至磁極環形元件，殼體元件和磁極環形元件能夠繞旋轉軸線旋轉，并且輪轂軸延伸穿過殼體元件和磁極環形元件。測量套筒圍繞第一印刷電路板，使得第一印刷電路板相對于與旋轉軸線橫向的徑向方向布置在測量套筒與輪轂軸之間。
7、根據傳感器單元的另一實施方式，第一印刷電路板至少包括線圈和霍爾傳感器，線圈和霍爾傳感器布置成在驅動裝置的操作中與磁極環形元件配合，以用于確定電動自行車的騎行者的扭矩。
8、此外，傳感器單元或對應的驅動裝置可以包括盒本體，該盒本體聯接至殼體元件并相對于旋轉軸線圍繞輪轂軸，并且適于將電動自行車的騎行者的扭矩傳遞至殼體元件。盒本體圍繞測量套筒和第一印刷電路板。相應地，相對于與旋轉軸線橫向的徑向方向，測量套筒和第一印刷電路板布置在盒本體與輪轂軸之間。
9、由于測量套筒內的第一印刷電路板的薄而清晰的結構，因此該第一印刷電路板和相鄰的盒本體可以被制成薄或窄的，并且因此有助于驅動裝置的對應的節省空間的結構。第一印刷電路板布置在殼體元件的形成驅動裝置的馬達殼體的外側部的一側。第一印刷電路板也可以因此被稱為外部印刷電路板，并且設置成使得能夠確定盒本體的旋轉速度或扭矩。
10、根據傳感器單元的另一實施方式，第二印刷電路板聯接至或面向殼體元件的內側部，相對于其中傳感器單元安裝在驅動裝置中的狀態，該內側部界定馬達殼體的內部空間。特別地，殼體元件形成馬達殼體的側壁，并且可以被視為傳感器單元和/或馬達殼體和/或驅動裝置的部件。特別地，傳感器單元可以作為完整的組件連接至驅動裝置的其他部件。
11、相應地，第二印刷電路板與馬達殼體相關聯并定位在馬達殼體內的驅動裝置中。因此，第二印刷電路板也可以被稱為內部印刷電路板并且設置成使得能夠確定馬達殼體的旋轉速度或扭矩。出于此目的，第二印刷電路板例如具有霍爾傳感器，該霍爾傳感器與以預定方式布置或集成在殼體元件的內側部上的磁體相互作用。第二印刷電路板的霍爾傳感器和磁體布置成使得能夠在驅動裝置的操作期間確定電動自行車的騎行者的扭矩。
12、根據傳感器單元的另一實施方式，第二印刷電路板是環形的，并且相對于旋轉軸線至少部分地圍繞輪轂軸。因此，第二印刷電路板可以圍繞輪轂軸定位在馬達殼體的內側以節省空間。第二印刷電路板可以由此實現圓形或環形區段的形式，或者形成具有至少一個開口的獨立環狀件，輪轂軸延伸穿過所述至少一個開口。
13、根據傳感器單元的另一實施方式，第一印刷電路板和第二印刷電路板在殼體元件的開口的區域中借助于耦接接合件在信號技術方面彼此連接。例如，第一印刷電路板可以布置在輪轂軸上并由測量套筒圍繞，而第二印刷電路板聯接至殼體元件的內側。因此，帶有第一印刷電路板和測量套筒的輪轂軸可以插入穿過殼體元件并聯接至殼體元件。此外，兩個印刷電路板借助于電線和耦接接合件彼此處于信號連接和/或電力供應連接。
14、根據傳感器單元的另一實施方式，沿著旋轉軸線的輪轂軸具有第一端部部段、第二端部部段和形成在第一端部部段與第二端部部段之間的中間部段。端部部分適于相對于旋轉軸在相反側聯接至相應的框架構件。中間部段形成為至少比端部部段中的一個端部部段更窄，并且優選地適于第一印刷電路板的布置。因此，第一印刷電路板可以以特別節省空間的方式布置在較窄的中間部段中并且有助于驅動裝置的薄的結構。
15、例如，中間部段具有平坦的矩形部段，該平坦的矩形部段形成為匹配第一印刷電路板的一個或更多個部件。這種平坦部段也可以形成為不同的形狀，以有益地為第一印刷電路板的一個或更多個部件提供空間。至少在平坦部段中，中間部段被制成比相鄰的端部部段更窄。例如，第一端部部段形成為m12部段，并且第二端部部段形成為m10部段，并且中間部段主要遵循第二端部部段的路線和直徑，但是至少具有較窄的平坦部段，使得輪轂軸從12mm直徑和10mm直徑向內漸縮。替本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于電動自行車(1)所用的驅動裝置(5)的傳感器單元(20)，所述傳感器單元(20)包括：
2.根據權利要求1所述的傳感器單元(20)，包括：
3.根據權利要求2所述的傳感器單元(20)，其中，所述第一印刷電路板(21)包括線圈(25)和霍爾傳感器(26)，所述線圈(25)和所述霍爾傳感器(26)布置成在所述驅動裝置(5)的操作中與所述極環形元件(27)配合以用于確定所述電動自行車(1)的騎行者的扭矩。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)面向所述殼體元件(62)的內側部(63)，相對于其中所述傳感器單元(20)安裝在所述驅動裝置(5)中的狀態，所述內側部(63)界定用于所述電動馬達(13、14)的所述馬達殼體(6、15)的內部空間。
5.根據權利要求4所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)包括霍爾傳感器(26)，并且其中，在所述殼體元件(62)的所述內側部(63)上預定地布置有磁體(28)，使得所述第二印刷電路板(22)的所述霍爾傳感器(26)和所述磁
6.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)形成為環形的并且相對于所述旋轉軸線(R)至少部分地圍繞所述輪轂軸(9、10)。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第一印刷電路板(21)和所述第二印刷電路板(22)在所述殼體元件(62)的所述開口的區域中借助于耦接接合件(29)在信號傳輸方面彼此耦接。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，沿著所述旋轉軸線(R)的所述輪轂軸(9、10)具有第一端部部段(101)、第二端部部段(102)和形成在所述第一端部部段(101)與所述第二端部部段(102)之間的中間部段(103)，其中，所述端部部段(101、102)構造成相對于所述旋轉軸線(R)在相反側聯接至相應的框架構件(11、12)，并且其中，所述中間部段(103)形成為比所述第一端部部段(101)和/或所述第二端部部段(102)更窄，并且其中，所述第一印刷電路板(21)布置在較窄的所述中間部段(103)中。
9.一種用于電動自行車(1)的驅動裝置(5)，所述驅動裝置(5)包括：
10.根據權利要求9所述的驅動裝置(5)，包括，
11.根據權利要求9或10所述的驅動裝置(5)，其中，所述電動馬達(13、14)包括轉子(13)和定子(14)，并且所述定子(14)布置成直接靠近所述馬達殼體(6、15)的壁。
12.根據權利要求9至11中的任一項所述的驅動裝置(5)，其中，所述馬達殼體(6、15)具有冷卻結構(151)，所述冷卻結構(151)包括多個翅片，所述多個翅片在所述馬達殼體(6、15)的外側部上彼此間隔開地形成。
13.根據權利要求9至12中的任一項所述的驅動裝置(5)，其中，所述馬達殼體形成為兩個部分，并且包括周向殼體部分(6、62)和定子覆蓋件(15)，所述周向殼體部分(6、62)和所述定子覆蓋件(15)借助于軸承(16)相對于所述旋轉軸線(R)以可旋轉的方式彼此聯接，其中，相對于所述旋轉軸線(R)，所述定子覆蓋件(15)旋轉地固定，并且所述殼體部段(6、62)旋轉地聯接至所述輪轂軸(9、10)，并且其中，所述定子覆蓋件(15)沿著所述旋轉軸線(R)軸向地延伸到所述殼體部段(6、62)外部。
14.根據權利要求9至13中的任一項所述的驅動裝置(5)，包括：
15.一種電動自行車(1)，所述電動自行車(1)包括：
...【技術特征摘要】
1.一種用于電動自行車(1)所用的驅動裝置(5)的傳感器單元(20)，所述傳感器單元(20)包括：
2.根據權利要求1所述的傳感器單元(20)，包括：
3.根據權利要求2所述的傳感器單元(20)，其中，所述第一印刷電路板(21)包括線圈(25)和霍爾傳感器(26)，所述線圈(25)和所述霍爾傳感器(26)布置成在所述驅動裝置(5)的操作中與所述極環形元件(27)配合以用于確定所述電動自行車(1)的騎行者的扭矩。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)面向所述殼體元件(62)的內側部(63)，相對于其中所述傳感器單元(20)安裝在所述驅動裝置(5)中的狀態，所述內側部(63)界定用于所述電動馬達(13、14)的所述馬達殼體(6、15)的內部空間。
5.根據權利要求4所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)包括霍爾傳感器(26)，并且其中，在所述殼體元件(62)的所述內側部(63)上預定地布置有磁體(28)，使得所述第二印刷電路板(22)的所述霍爾傳感器(26)和所述磁體(28)適于在所述驅動裝置(5)的操作中配合以用于檢測所述電動自行車(1)的騎行者的扭矩。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第二印刷電路板(22)形成為環形的并且相對于所述旋轉軸線(r)至少部分地圍繞所述輪轂軸(9、10)。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，所述第一印刷電路板(21)和所述第二印刷電路板(22)在所述殼體元件(62)的所述開口的區域中借助于耦接接合件(29)在信號傳輸方面彼此耦接。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的傳感器單元(20)，其中，沿著所述旋轉軸線(r)的所述輪轂軸(9、10)具有第一端部部段(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：約翰內斯·比歇勒，克勞斯·德羅斯特，朱利葉斯·索沃斯，
申請(專利權)人：保時捷電動自行車性能有限公司，
類型：發明
國別省市：
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