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Mesure de couple, de vitesse et de direction pour des véhicules électriques légers

DÉFI

Methode a été contactée pour développer une solution pour le marché de la bicyclette dans le cadre des véhicules légers électriques afin d'améliorer la qualité de la mesure du couple et d'avoir en outre la possibilité de mesurer la vitesse et la direction dans un seul et même capteur.

SOLUTION

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Nous avons développé un capteur personnalisé pouvant mesurer les trois éléments en incorporant des capteurs de vitesse dans l'axe de roue, permettant au système de mesurer le couple et de connaître la direction.

L'HISTOIRE

Contactée par un fabricant de bicyclettes électriques, Methode devait développer un appareil qui améliorerait la qualité de la mesure de couple, tout en ajoutant la possibilité de mesurer précisément la vitesse et la direction. L'espace limité disponible pour abriter ce dispositif de détection dans le pédalier qui accueille le vilebrequin compliquait davantage la solution. Auparavant, le marché utilisait un dispositif de jauge de contrainte montée sur le châssis de la bicyclette qui ne pouvait représenter que le couple appliqué, et non pas le couple réel. En outre, les changements dans le poids du cycliste et les impacts transférés au cadre sur des routes cahoteuses aggravaient les écarts de mesure. Ces écarts, qui étaient répercutés dans le système de contrôle et de commande pour alerter l'assistance électronique, voulaient dire que les cyclistes ne pouvaient pas bénéficier d'un roulement sans effort. Enfin, en termes de mesures, le signal se devait d'être précis et reproductible pour que le contrôleur de compensation mathématique utilisé avec les anciennes technologies ne soit plus nécessaire.

Methode a fourni un capteur sur mesure qui transmet le couple, la vitesse et la direction dans un cadre commercialement viable. Le capteur fonctionne dans une plage de couple étroite. Il a la capacité d'une surcharge de couple « trois X » sans aucune dégradation résiduelle. Par conséquent, lorsque le cycliste pédale, une mesure du couple absolu est réalisée et envoyée au système de contrôle afin d'obtenir l'aide du moteur électrique le cas échéant. Lorsque le capteur envoie un signal analogique, le contrôleur peut lire les changements au niveau du vilebrequin en moins de 1 ms, indépendamment de l'état de la route et des conditions météorologiques. Parce que le capteur de vitesse n'a pas besoin d'une roue cible sur l'arbre, il peut être incorporé dans un bloc unique qui inclut la détection de couple et de direction, même dans l'espace limité disponible dans le jeu de pédalier d'une bicyclette. Ce signal de vitesse est ensuite présenté sous la forme d'un signal numérique au contrôleur pour être traité. Un autre avantage de l'utilisation de la vitesse dans le système de contrôle est que lorsqu'elle est utilisée avec la mesure du couple, le système peut informer le cycliste de la puissance appliquée ou des calories brûlées. La direction est un simple signal numérique, qui transmet les informations au contrôleur pour déterminer le niveau de l'assistance électrique.





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