以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统的制作方法
【专利摘要】本发明以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统属于差别化供助力电的前轮和后轮差数分配助力自行车供电控制器系统。包括电助力自行车的两个车轮和两个电机，挡位信号手动控制器，还包括差分控制器，差分控制器包括依次相连的三个模块；第一模块对挡位信号手动控制器的挡位信号ID、均速器的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和IB进行数值比较处理；第二模块用已设定的模型函数对第一模块的数据进行模型函数处理；第三模块控制数据不仅有挡位信号ID、反馈控制信号电流IA和IB的要素，还具有车均速信号IS等四个要素。优点：对助力自行车的前后轮两个电机进行差别化控制供电，差别化控制的内容就是事先设定的模型函数处理。
【专利说明】以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于电动助力自行车的助力控制器系统，特别是自行车前轮和后轮都给与差别化供助力电的前轮和后轮差数分配助力自行车供电控制器系统。
[0003]
【背景技术】
[0004]湖南晟通科技集团有限公司申请的中国专利201210011641.8提出了一种双轮毂电机驱动系统自适应平衡转向控制方法，但没有提供电子差速专用处理器的技术设计。
[0005]湖南晟通科技集团有限公司申请的中国专利201110358020.2 一种双轮毂电机电子差速与调速集中控制器，但没有电子差速模块的具体设计。
[0006]株式会社日立制作所01122460.6本文公开了一种变速器，其包括用于将一驱动源的能量分配给许多差速机构的机构；分别与所述许多差速机构相连的许多马达；和用于结合从所述许多差速机构输出的能量的机构。但没有电子差速模块的具体设计。
[0007]成都联腾动力控制技术有限公司申请的中国专利201210399458.X公开了一种有电子差速功能的双电机控制器，但没有电子差速模块的具体设计。
[0008]株式会社岛野申请的中国专利03123625.1自行车自动换挡控制装置等多项中国专利，都是机械控制变速的方法，不是电子控制变速。
[0009]
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供前轮和后轮动态受力两个要素，以及手动设定的助力挡位要素和助力自行车此刻的平均速度这四个要素确定前轮和后轮差数分配供电的助力自行车供电控制器系统。并且是该四个助力要素进行合并变量，减少变量后，再用变量少、简单的控制模型函数计算出差数分配控制信号的助力自行车差分供电控制器系统。
[0011]本发明的结构是:
以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统，包括电助力自行车的两个车轮:车轮A和车轮B，以及驱动车轮A的电机A和驱动车轮B的电机B，包括电助力自行车的挡位信号手动控制器3，其特征在于:还包括差分控制器1，车速信号传感器12和均速器20 ;车速信号传感器12与均速器20连接，均速器20是把一定时间内车速信号传感器12的速度信号变为该一定时间内平均速度的信号处理器。
[0012]差分控制器I与电机A之间用控制器A连接，控制器A用差分控制器I给与的控制信号控制动力电源对车轮A供电；
差分控制器I与电机B之间用控制器B连接，控制器B用差分控制器I给与的控制信号控制动力电源对车轮B供电。
[0013]在电机A与控制器A之间取反馈控制信号电流IA输入差分控制器I的电流数值比较器9 ；
在电机B与控制器B之间取反馈控制信号电流IB输入差分控制器I的电流数值比较器9 ；
挡位信号手动控制器3的挡位信号ID输入差分控制器I的电流数值比较器9 ；
均速器20的车均速信号IS输入差分控制器I的电流数值比较器9。
[0014]在助力自行车上，挡位信号手动控制器3就是固定在自行车龙头横杆上的挡位旋动开关，人用手旋动挡位信号手动控制器3，就象汽车选择各种自车挡位一样。助力自行车的挡位拔动杆本身是脚踏链盘与后轮多个齿轮传动比的机械结构关系的传动比选择部件机械，在本发明中，挡位信号手动控制器3是一个电子器件，它把挡位拔动杆的传动比选择状态用电子信号输出给需要控制的电子部件。
[0015]在助力自行车上，车速信号传感器12是固定在助力自行车上感受该助力自行车行驶速度的、输出代表车速电信号的传感器。
[0016]均速器20输出的平均速度是浮动的信号，浮动意思是:如果设定均速器20取当时的前5秒钟以内的平均速度，则后一秒的平均速度要加入这后一秒的速度而去除前第6秒的速度，计算5秒钟以内的平均速度。浮动意思就是平均速度随时随车速浮动变化。
[0017]差分控制器I包括依次相连的三个模块；
第一模块对用于控制的原始输入信号是挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB进行数值比较处理；第二模块用已设定的模型函数对第一模块的数据进行模型函数处理；
第三模块对模型函数处理分配给被控制的电器是使控制器A和控制器B获得的控制数据不仅有挡位信号ID、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB的要素，还具有车均速信号IS等四个要素。
[0018]第一模块:电流数值比较器9的四个输入端分别连接挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB ;ID、IS、IA和IB分别都是输入电流数值比较器9的原始控制电流信号；电流数值比较器9的两个输出端分别连接IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8。
[0019]其作用是；电流数值比较器9把输入的双路连续变化的反馈控制信号电流IA、反馈控制信号电流IB变为一组差数值的数字信号，和取得IA > IB或IA < IB的两种向量信号的某一种，该差数值的数字信号加上挡位信号ID值和车均速信号IS获得含挡位和车均速信号；电流数值比较器9将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA > IB向量信号传输给差分模型数据处理器7，或电流数值比较器9将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA < IB向量信号传输给差分模型数据处理器8 ;含有挡位信号ID和车均速信号IS要素的IA与IB差值信号已下简称为数字信号。
[0020]电流数值比较器9用IA减IB，其差值的正或负作为向量，差值的绝对值加上均速器20的车均速信号IS的绝对值作为含车均速的数字信号，所以数字信号只是一个值，是标量。这便于在数字信号值相同，向量不同，也可以获得不同的控制模型输出，使控制模型更能适应被控制物的需要。
[0021]电流数值比较器9用IA减IB，其差值的正或负作为向量，差值的绝对值加上挡位信号手动控制器3的挡位信号ID的绝对值，所以数字信号只是一个值，是标量。这便于在数字信号值相同，向量不同，也可以获得不同的控制模型输出，使控制模型更能适应被控制物的需要。
[0022]IA和IB是用于控制两个目标电器，如电动机，或用于控制两个强电控制器的两个电流控制信号；数字信号是电流数值比较器9对ID、IS、IA、IB进行算术处理的标量数值，所以数字信号作为标量可进入后续的函数数值计算处理。电流控制信号ID、IS、IA和IB不仅可以有大小变化，还可以方向变化，但数字信号只有大小变化。
[0023]反馈控制信号电流IA和IB代表助力自行车的某一时刻前后轮分别受力状态，IA和IB用于反馈控制目的在于给此刻受力状态的前后轮分别给予不同的动力匹配。
[0024]挡位信号ID代表骑乘该助力自行车的人要求该助力自行车以某种基本要求行驶，如挡位信号ID代表要求时速为10-20公里/小时，或30-40公里/小时行驶，或要求以在4-10度的坡度条件下行驶。挡位信号ID是人为设定的，人为可改变的。
[0025]车均速信号IS代表助力自行车最近很短时间内的行驶状态，加入车均速信号IS这个要素目的在于使助力自行车遇到产生IA和IB的状态时，通过差分控制助力车系统的调节，仍然使助力自行车保持产生车均速信号IS的那种车速状态，达到使车速保持平稳，人感觉舒适的目的。
[0026]ID、IS、IA和IB都送入差分控制器I进行数据处理，其差分控制器I输出给强电控制器A、B的控制数字信号就能体现在人为要求的挡位条件下，当道路使前后轮受力变化而使前后轮的动力不匹配时，差分控制器I输出的控制信号，能使前后轮的动力可以匹配地保持IS所指向的平均匀速度，分别使两个电机分别对前后轮输出匹配的动力，达到助力自行车的前后轮平稳地平均匀速度行驶。
[0027]第二模块:IA > IB差分模型数据处理器7分别连接电流数值比较器9和模型函数储存器11 ;并且IA < IB差分模型数据处理器8也分别连接电流数值比较器9和模型函数储存器11。
[0028]其作用是；
当IA > IB时，启动IA > IB差分模型数据处理器7，用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器9的IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器9的IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA > IB型双组控制数据，即获得IA > IB的IA控制数据y IAnJP IA > IB的IB控制数据y IBn, yIAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为:y IAn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IAn)；y IBn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IBn)；
数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn0
[0029]或者，当IA < IB时，启动IA < IB差分模型数据处理器8，用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器9的IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器9的IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA
<IB型双组控制数据，即获得IA < IB的IA控制数据y IAnJP IA < IB的IB控制数据yIBn, y IAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为:
y IAn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IAn)； y IBn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IBn)。
[0030]数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn ；ΙΑη和IBn是计算值，是数字信号。
[0031 ] 上述模型函数可以在相同向量和数字信号值，不同IA和IB时，获得不同的一组控制信号y IAn和y IBn0在函数y IAn中，数字信号隐含有IBn、ID和IS内容，而IBn、ID和ISn又不参加模型函数计算，使其更容易建立模型函数，或模型函数比较简单；而如果不用数字信号，直接用IA、IB、ID、IS很不易建立模型函数，建立的模型函数很复杂。同理，在函数y IBn中，数字信号隐含有IAn、ID和IS内容，是为简化建立模型函数而引出的方法。
[0032]第三模块:数据分配器10的输入端分别与IA > IB差分模型数据处理器7和IA
<IB差分模型数据处理器8连接，数据分配器10的输出端与数据标准化转换器16连接，数据标准化转换器16的输出端分别与强电控制器A和强电控制器B连接；实现差分控制器对强电控制器A和强电控制器B控制的目的。
[0033]其作用是；数据分配器10把IA > IB差分模型数据处理器7输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，或者IA < IB差分模型数据处理器8输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，即yIAn分配给强电控制器A，则y IBn分配给强电控制器B ;数据标准化转换器16把已经分配好控制对象的数字信号y IAn和y IBn分别进行数据标准化，把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号，最后把这两个控制数字信号传送给对应的两个强电控制器。
[0034]实现挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB通过差分控制器对强电控制器A和强电控制器B进行规定模型函数的差分控制，达到前后轮受力不平衡时，也能使前后轮的动力可以匹配地保持ID规定的挡位范围内，以IS所指向的平均匀速度，既分别使两个电机分别对前后轮输出匹配的动力，达到助力自行车的前后轮平稳地平均匀速度行驶的目的。
[0035]成组控制数据y IAn和y IBn含有挡位信号ID、车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB经过模型函数计算出的，有该助力自行车行驶挡位、速度状态对供电的整体需求，就是说尽管前后轮某一瞬间不同受力变化了，但车还能尽量保持原有速度，这样车速能平稳。一般后轮受力多，供电多，前轮受力少，供电少。对于不同车均速，供电多少的差额大小又不一样，所以要ID、IS、IA和IB四个控制原要素。人在助力自行车上的重量是不变的，前轮或后轮某个车轮受力大时，耗电电流会立刻增加，反馈控制信号电流也立刻增加，IA和IB的原差值关系被改变，新的ID、IS、IA和IB四个控制原要素输入差分控制助力车系统，差分控制助力车系统经过与该四个控制原要素相匹配的模型函数计算，输出与该四个控制要素相匹配的两个控制数字信号分别给前轮和后轮的电机，使车轮A和车轮B即便受力不相等，也能获得两个电机匹配工作，两个车轮平衡运动，助力自行车保持平稳速度行驶的效果。
[0036]由于不同的电控制器A和强电控制器B，要求不同数字范围的控制数字信号，数据标准化转换器16就是根据不同的电控制器A和强电控制器B，把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号。所以数据标准化转换器16不可少。
[0037]还可以，IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8通过转角参数处理器30与数据分配器10连接，转角参数处理器30还与龙头转角传感器31连接。
[0038]自行车的龙头转动角度基本可代表人在自行车处于是否稳定的状态，如果龙头转动角度比正向前时转动了 80度到90度的角度，则自行车处于不稳定行驶状态，这时反馈控制信号电流IA和IB不管是什么信号，也不能再对电机供电，必须立即停止对电机供电。如果龙头转动角度比正向前时转动了 30度到80度的角度，反馈控制信号电流IA和IB要求对对电机供电的应当随龙头转动角度增大而减小对电机的供电量。一般龙头转动角度在O度到30度的角度时，自行车是处于完全正常行驶状态，反馈控制信号电流IA和IB要求对对电机的供电量可完全按照执行，不需要作修正。
[0039]为了使差分控制器I所控制的车速与骑车人的体重相匹配，也就是在同一组变化的反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB的条件下，差分控制器I所输出的两个控制数字信号能随骑车人的体重不同而变化。如以差分控制器I原应输出的两个控制数字信号是与50公斤人体体重相匹配，当骑车人的体重为40公斤时，差分控制器I实际输出的两个控制数字信号都减少20%，或当骑车人的体重为70公斤时，差分控制器I实际输出的两个控制数字信号都减少40%。达到差分控制器I所控制的车速与骑车人的体重相匹配。为实现这个目的技术方案是:在助力自行车的人体坐垫上，或在与坐垫连接的弹性部件上设置压力传感器，该压力传感器与差分控制器I中的数据分配器10连接，压力传感器的压力信号分别对数据分配器10中两个控制数字信号进行相同比例增加或相同比例减少的处理。
[0040]本发明的优点:本发明的差分控制器能对挡位信号手动控制器的挡位信号ID、均速器的车均速信号is、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB进行数字化模型函数处理，对要控制的两个被控物，助力自行车的前后轮两个电机进行差别化控制供电，差别化控制的内容就是事先设定的模型函数处理。也就是本发明的差分控制器能对四路模拟电流信号进行模型函数处理成有差别化的双路分别独立的数字控制信号输出，即能对四路模拟信号加入数字化模型函数内容，对前后轮两个电机进行分别独立的控制供电，也称差分控制供电。前后轮两个电机匹配工作，既前后轮变化的受力状态，前后轮两个电机匹配给与不同的供电，达到前后轮转动速度相同，并且是使助力自行车基本保持由ID所限定挡位范围内，形成IS的平均速度的状态。骑在该助力自行车上的人感到舒适，前后轮转动速度相同又不浪费电力。
[0041]函数y IAn中，隐含有IBn、ID和IS内容，而IBn、ID和ISn又不参加模型函数计算，使其更容易建立模型函数，或模型函数比较简单；而如果不用数字信号，直接用IA、IB、ID、IS很不易建立模型函数，建立的模型函数很复杂。同理，在函数y IBn中，数字信号隐含有IAruID和IS内容，是为简化建立模型函数而引出的方法。
[0042]本发明差分控制助力车系统经过ID、IS、IA和IB与该四个控制原要素相匹配的模型函数计算，输出与该四个控制原要素相匹配的两个控制数字信号分别给前轮和后轮的电机，使车轮A和车轮B即便受力不相等，也能获得两个电机匹配工作，两个车轮平衡运动的效果。
[0043]在相同的ID、IS、IA和IB四个控制原要素相同的情况下，只要改变设定的数字化模型函数，就可获得多种人为设定的不同控制信号输出，解决了用IA和IB两个模拟信号直接控制两个模拟电器，只有一种控制方式，不能按人的需要调整控制方式的缺点。
[0044]可以用龙头转动角度推定自行车处于是否稳定的状态，并用龙头转动角度的大小，对自行车运动状态产生的反馈控制信号电流IA和IB所要求的差分供电量进行修正，以保证在自行车处于不稳定状态时，不再对自行车增加不稳定因素，使用本发明的助力自行车更人性化，更安全。
[0045]
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1、本发明的差分控制器各部件的连接关系和信号流向示意图；
图2、本发明各部件的连接关系和信号流向示意图；
图3、有转角参数处理器的本发明的差分控制器各部件的连接关系和信号流向示意图；
图4、有龙头转角传感器的本发明各部件的连接关系和信号流向示意图。
[0047]图中，I是差分控制器、3是挡位信号手动控制器、7是IA > IB差分模型数据处理器、8是IA< IB差分模型数据处理器、9是电流数值比较器、10是数据分配器、11是模型函数储存器、12是车速信号传感器、16是数据标准化转换器、20是均速器、30是转角参数处理器、31是龙头转角传感器。
[0048]
【具体实施方式】
[0049]实施例1、以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统
如图1、2，包括电助力自行车的两个车轮:车轮A和车轮B，以及驱动车轮A的电机A和驱动车轮B的电机B，包括电助力自行车的挡位信号手动控制器3，其特征在于:还包括差分控制器1，车速信号传感器12和均速器20 ;车速信号传感器12与均速器20连接，均速器20是把一定时间内车速信号传感器12的速度信号变为该一定时间内平均速度的信号处理器。
[0050]差分控制器I与电机A之间用控制器A连接，控制器A用差分控制器I给与的控制信号控制动力电源对车轮A供电；
差分控制器I与电机B之间用控制器B连接，控制器B用差分控制器I给与的控制信号控制动力电源对车轮B供电。
[0051]在电机A与控制器A之间取反馈控制信号电流IA输入差分控制器I的电流数值比较器9 ；
在电机B与控制器B之间取反馈控制信号电流IB输入差分控制器I的电流数值比较器9 ；
挡位信号手动控制器3的挡位信号ID输入差分控制器I的电流数值比较器9 ； 均速器20的车均速信号IS输入差分控制器I的电流数值比较器9。
[0052]差分控制器I包括依次相连的三个模块；
第一模块对用于控制的原始输入信号是挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB进行数值比较处理；第二模块用已设定的模型函数对第一模块的数据进行模型函数处理；
第三模块对模型函数处理分配给被控制的电器是使控制器A和控制器B获得的控制数据不仅有挡位信号ID、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB的要素，还具有车均速信号IS等四个要素；
第一模块:电流数值比较器9的四个输入端分别连接挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB ;ID、IS、IA和IB分别都是输入电流数值比较器9的原始控制电流信号；电流数值比较器9的两个输出端分别连接IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8 ；
其作用是；电流数值比较器9把输入的双路连续变化的反馈控制信号电流IA、反馈控制信号电流IB变为一组差数值的数字信号，和取得IA > IB或IA < IB的两种向量信号的某一种，该差数值的数字信号加上挡位信号ID值和车均速信号IS获得含挡位和车均速信号；电流数值比较器9将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA > IB向量信号传输给差分模型数据处理器7，或电流数值比较器9将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA < IB向量信号传输给差分模型数据处理器8 ;含有挡位信号ID和车均速信号IS要素的IA与IB差值信号已下简称为数字信号。
第二模块:IA > IB差分模型数据处理器7分别连接电流数值比较器9和模型函数储存器11 ;并且IA < IB差分模型数据处理器8也分别连接电流数值比较器9和模型函数储存器11。
[0053]其作用是；
当IA > IB时，启动IA > IB差分模型数据处理器7，用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器9的IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器9的IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA > IB型双组控制数据，即获得IA > IB的IA控制数据y IAnJP IA > IB的IB控制数据y IBn, yIAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为:y IAn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IAn)；y IBn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IBn)。
[0054]数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值 IBn。
[0055]或者，当IA < IB时，启动IA < IB差分模型数据处理器8，用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器9的IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器9的IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA
<IB型双组控制数据，即获得IA < IB的IA控制数据y IAnJP IA < IB的IB控制数据yIBn, y IAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为:
y IAn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IAn)； y IBn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IBn)。
[0056]数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn ；ΙΑη和IBn是计算值，是数字信号。
[0057]第三模块:数据分配器10的输入端分别与IA > IB差分模型数据处理器7和IA
<IB差分模型数据处理器8连接，数据分配器10的输出端与数据标准化转换器16连接，数据标准化转换器16的输出端分别与强电控制器A和强电控制器B连接；实现差分控制器对强电控制器A和强电控制器B控制的目的。
[0058]其作用是；数据分配器10把IA > IB差分模型数据处理器7输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，或者IA < IB差分模型数据处理器8输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，即yIAn分配给强电控制器A，则y IBn分配给强电控制器B ;数据标准化转换器16把已经分配好控制对象的数字信号y IAn和y IBn分别进行数据标准化，把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号，最后把这两个控制数字信号传送给对应的两个强电控制器。
[0059]实现挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB通过差分控制器对强电控制器A和强电控制器B进行规定模型函数的差分控制，达到前后轮受力不平衡时，也能使前后轮的动力可以匹配地保持ID规定的挡位范围内，以IS所指向的平均匀速度，既分别使两个电机分别对前后轮输出匹配的动力，达到助力自行车的前后轮平稳地平均匀速度行驶的目的。
[0060]实施例2、带转角参数处理器的以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统
如图3、4，如实施例1的全部结构，并且IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8通过转角参数处理器30与数据分配器10连接，转角参数处理器30还与龙头转角传感器31连接。
[0061]在助力自行车的人体坐垫上，或在与坐垫连接的弹性部件上设置压力传感器，该压力传感器与差分控制器I中的数据分配器10连接，压力传感器的压力信号分别对数据分配器10中两个控制数字信号进行相同比例增加或相同比例减少的处理。
【权利要求】
1.以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统，包括电助力自行车的两个车轮:车轮A和车轮B，以及驱动车轮A的电机A和驱动车轮B的电机B，包括电助力自行车的挡位信号手动控制器(3)，其特征在于:还包括差分控制器(I )，车速信号传感器(12)和均速器(20);车速信号传感器(12)与均速器(20)连接，均速器(20)是把一定时间内车速信号传感器(12)的速度信号变为该一定时间内平均速度的信号处理器； 差分控制器(I)与电机A之间用控制器A连接，控制器A用差分控制器(I)给与的控制信号控制动力电源对车轮A供电； 差分控制器(I)与电机B之间用控制器B连接，控制器B用差分控制器(I)给与的控制信号控制动力电源对车轮B供电； 在电机A与控制器A之间取反馈控制信号电流IA输入差分控制器(I)的电流数值比较器(9); 在电机B与控制器B之间取反馈控制信号电流IB输入差分控制器(I)的电流数值比较器(9); 挡位信号手动控制器(3)的挡位信号ID输入差分控制器(I)的电流数值比较器(9)； 均速器(20)的车均速信号IS输入差分控制器(I)的电流数值比较器(9)； 差分控制器(I)包括依次相连的三个模块； 第一模块对用于控制的原始输入信号是挡位信号手动控制器(3)的挡位信号ID、均速器(20)的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB进行数值比较处理； 第二模块用已设定的模型函数对第一模块的数据进行模型函数处理； 第三模块对模型函数处理分配给被控制的电器是使控制器A和控制器B获得的控制数据不仅有挡位信号ID、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB的要素，还具有车均速信号IS等四个要素； 第一模块:电流数值比较器(9)的四个输入端分别连接挡位信号手动控制器(3)的挡位信号ID、均速器(20)的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB ；ID、IS、IA和IB分别都是输入电流数值比较器(9)的原始控制电流信号；电流数值比较器(9)的两个输出端分别连接IA > IB差分模型数据处理器(7)和IA < IB差分模型数据处理器(8); 其作用是；电流数值比较器(9)把输入的双路连续变化的反馈控制信号电流IA、反馈控制信号电流IB变为一组差数值的数字信号，和取得IA > IB或IA < IB的两种向量信号的某一种，该差数值的数字信号加上挡位信号ID值和车均速信号IS获得含挡位和车均速信号；电流数值比较器(9)将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA > IB向量信号传输给差分模型数据处理器(7)，或电流数值比较器(9)将该含挡位信号ID和车均速信号IS、IA、IB和IA < IB向量信号传输给差分模型数据处理器(8);含有挡位信号ID和车均速信号IS要素的IA与IB差值信号已下简称为数字信号； 第二模块:IA > IB差分模型数据处理器(7)分别连接电流数值比较器(9)和模型函数储存器(11);并且IA < IB差分模型数据处理器(8)也分别连接电流数值比较器(9)和模型函数储存器(11); 其作用是； 当IA> IB时，启动IA > IB差分模型数据处理器(7)，用电流数值比较器(9)的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器(9) IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器(11)中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器(9)的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器(9) IA > IB向量信号数据，代入模型函数储存器(11)中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA> IB型双组控制数据，即获得IA > IB的IA控制数据y IAnJP IA > IB的IB控制数据yIBn, y IAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为:y IAn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IAn)；y IBn = f (IA > IB 向量，数字信号 n，IBn)； 数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn ； 或者，当IA < IB时，启动IA < IB差分模型数据处理器(8)，用电流数值比较器(9)的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器(9) IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器(11)中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；并且用电流数值比较器(9)的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器(9) IA < IB向量信号数据，代入模型函数储存器(11)中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理；获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA < IB型双组控制数据，即获得IA < IB的IA控制数据y IAnJP IA < IB的IB控制数据I IBn, y IAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据；y IAn和y IBn其函数行式为: y IAn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IAn)； y IBn = f (IA < IB 向量，数字信号 n，IBn)； 数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn ；ΙΑη和IBn是计算值，是数字信号； 第三模块:数据分配器(10)的输入端分别与IA > IB差分模型数据处理器(7)和IA<IB差分模型数据处理器(8)连接，数据分配器(10)的输出端与数据标准化转换器(16)连接，数据标准化转换器(16)的输出端分别与强电控制器A和强电控制器B连接；实现差分控制器对强电控制器A和强电控制器B控制的目的； 其作用是；数据分配器(10)把IA > IB差分模型数据处理器(7)输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，或者IA < IB差分模型数据处理器(8)输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B，即yIAn分配给强电控制器A，则y IBn分配给强电控制器B ;数据标准化转换器(16)把已经分配好控制对象的数字信号y IAn和y IBn分别进行数据标准化，把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号，最后把这两个控制数字信号传送给对应的两个强电控制器； 实现挡位信号手动控制器(3)的挡位信号ID、均速器(20)的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB通过差分控制器对强电控制器A和强电控制器B进行规定模型函数的差分控制，达到前后轮受力不平衡时，也能使前后轮的动力可以匹配地保持ID规定的挡位范围内，以IS所指向的平均匀速度，既分别使两个电机分别对前后轮输出匹配的动力，达到助力自行车的前后轮平稳地平均匀速度行驶的目的。
2.根据权利要求1所述的以挡位和速度信号都加入比较器的数字差分助力车系统，其特征在于:IA > IB差分模型数据处理器(7)和IA < IB差分模型数据处理器(8)通过转角参数处理器(30)与数据分配器(10)连接，转角参数处理器(30)还与龙头转角传感器(31)连接。
【文档编号】B60L15/32GK104175906SQ201410408450
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】黄强 申请人:成都宽和科技有限责任公司, 黄强, 高松, 欧阳焱雄