高可靠电动助力车及其运行方法_3

文档序号:9408333阅读:来源:国知局
而控制助力电机120的运行。如图1、2、3所示,电子控制单元124基于这些物理量和/或物理量的变化以及设定的助力比,控制所述助力电机120的运行以提供不同的辅助电动力的输出。
[0068]助力电机120,响应于前述检测机构114检测到物理量而输出与该检测到的物理量成一定关系的辅助脚踏力的电动力。这个关系可以是提前设定的,尤其是成正相关的关系。至少在一个阶段,例如驾驶者操作自行车100平稳运行的阶段,前述的设定关系可以是正相关关系。
[0069]这些物理量,包括前述的力、旋转角度信息以及下述的多个例子中即将描述的位移。
[0070]在一些例子中,正如本公开的内容所描述的,在获取到关于位移、旋转角度信息以后,可根据现有公知的计算方式,例如有关弹力与形变的关系,从而得到力的信息,这样的计算过程例如可通过前述电子控制单元来实现。即根据位移或旋转角度信息即可得到支撑机构110所受到的力的信息,进而感知到驾驶者所施加的脚踏力和/或其变化。
[0071]优选地,如图1、2、3所示,电动助力自行车100还包括一操作部126,诸如旋钮、开关等,连接至前述电子控制单元124,可设定不同的助力条件。前述的助力条件,例如表现为多级助力设定,每一级分别对应不同的助力比,例如1: 1.5,1:2,1:2.5等等,当然并不以此为限制。也即,当支撑机构110受力而被检测机构114检测到时,在不同的助力条件下,电子控制单元124所控制的助力电机120的输出将不同。
[0072]在一些示例中,为了直观的向驾驶者提供设定的助力条件等信息的可视反馈,电动助力自行车100还可以设置一个显示装置(未示出)连接至电子控制单元124,以提供电动助力自行车100的运行参数的可视反馈,例如当前所设定的助力条件、运行速度、电池容里寺ο
[0073]在一些示例中,例如在使用力传感器检测当链条108在传递扭矩时将其张力施加到支撑机构I1上时支撑机构110的受力情况时,电子控制单元124在接收到该力传感器所输出的包含力信息的电信号时,根据力和/或力的变化控制所述助力电机120的运行。即,助力电机120响应于检测机构114所检测到的支撑机构110所受到的力的大小和/或其变化而提供不同的辅助电动力的输出。
[0074]在另一些示例中,例如在使用旋转角度传感器检测当链条108在传递扭矩时将其张力施加到支撑机构110上时支撑机构110的受力情况时,旋转角度传感器通过检测支撑机构110受力后所引起的连杆112的旋转角度的变化而输出电信号,电子控制单元124在接收到该旋转角度传感器所输出的包含旋转角度信息的电信号时,根据旋转角度和/或角度的变化控制所述助力电机120的运行。S卩,助力电机120响应于检测机构114所检测到的支撑机构110受力后所引起的旋转角度和/或旋转角度的变化而提供不同的辅助电动力的输出。
[0075]图4a示例性地表示了检测机构114中前述恢复机构尤其是弹性恢复机构的形变量与脚踏力的关系示意图。图4b示例性地表示了检测机构114中前述恢复机构尤其是弹性恢复机构的形变量与电动力输出的关系示意图。弹性恢复机构的弹力,其具有抵抗链条中承担驱动力传递部分张力的分力的趋势,提供链条张力的合力的反作用力,该弹性恢复机构的弹力与其形变量成正相关。如图4a所示,弹性恢复机构的形变量与通过踏板105施加的脚踏力成正相关,尤其是在驾驶者平稳操作使自行车的过程中。结合图4a所示,由于受阻尼等因素的影响,在脚踏力足够小时,弹性恢复机构不会产生形变量或者仅仅产生极其细微的形变量。在此后在一定范围内,驾驶者持续平稳操作自行车,弹性恢复机构的形变量与脚踏力成正相关关系,脚踏力越大,所产生的形变量也越大,但当脚踏力超过一定值时,例如受弹性恢复机构的限位装置的影响(限位装置一般用于防止弹性恢复机构的过度形变而失效),此时弹性恢复机构的形变量不再随脚踏力的增大而增大。
[0076]正如前述内容所描述的,弹性恢复机构的形变量越大,其弹力越大。弹性恢复机构(尤其是扭转弹性机构)受力后的旋转角度越大,即形变量越大,其弹力越大。在此类弹性恢复机构中,一般还设置有未图示的限位装置,以限定和保护弹性机构的最大形变范围。
[0077]如图4a,在脚踏力施加的开始阶段,弹性恢复机构的形变量变化迅速,但在达到一定的大小以后,弹性恢复机构的形变量变化趋于平缓。
[0078]结合图4b所示,与前述弹性恢复机构的形变量变化类似的,助力电机120的电动力输出与弹性恢复机构的形变量之间亦呈现出这样的规律,在弹性机构出现形变的开始阶段,助力电机120的输出基本为O或者仅仅维持在一个比较小的输出,以使得自行车在开始运行时的稳定,而不会发生抖动。在此后的一定范围内,电动力的输出与所述形变量成正相关地变化,即随着形变量的增大而增大,并且到弹性恢复机构的形变量达到设定的限定条件时(例如受到限位装置的作用),电动力的输出保持一个稳定的水平而不再继续增大。
[0079]弹性恢复机构的弹力,在检测到如前述的旋转角度后,可通过现有公知的关于扭转弹簧等弹性机构的弹力计算方式而得到,因而获得脚踏力的大小变化。
[0080]正如以上内容所描述的以及以下内容即将说明的,结合图4a、图4b,在自行车100运行的至少一个阶段内,尤其是平稳运行的阶段,前述的弹性机构的形变量与脚踏力成正相关关系。
[0081 ] 如图4b,在自行车100运行的至少一个阶段内,尤其是平稳运行的阶段,助力电机120的电动力输出与前述弹性恢复机构的形变量成正相关地变化。
[0082]当然并非以此为限制,图4a、4b仅仅是表达自行车运行过程中关于脚踏力、弹性恢复机构形变量与电动力输出之间的示例性关系设定说明。在另外的例子中,这样的关系还可按照其他变化关系来设定,并且在在自行车100运行的至少一个阶段内,尤其是平稳运行的阶段,助力电机120的电动力输出与前述弹性恢复机构的形变量成正相关地变化。
[0083]结合图1所示,在一些实施例,电子控制单元124还可以被设置成基于弹性恢复机构的形变量而提供电机控制信号,助力电机120响应于弹性恢复机构的形变量而提供辅助脚踏力的电动力输出。尤其是,助力电机120响应于弹性恢复机构的形变量并与其形变量成按照一定关系尤其是正相关关系地提供辅助脚踏力的电动力输出。即,形变量越大,电动力输出越大,形变量越小,电动力输出越小。
[0084]弹性恢复机构的形变量,与其旋转角度成正相关尤其是正比例关系变化,可通过旋转角度传感器检测到。
[0085]结合图1、2、3所示,驾驶者通过踏板105施加的踩踏力,使得链轮106转动进而向飞轮107传递扭矩,链条108受力而向支撑机构110所施加的力及其变化,直接体现了驾驶者所施加的踩踏力的大小及其变化,通过前述检测机构114检测支撑机构110因受力发生的位移的变化而引起的力、旋转角度、形变量等物理量的变化,可感知到链条108受力而向支撑机构110所施加的力及其变化,从而感知到驾驶者所施加的脚踏力及其变化。
[0086]图5所示的作业流程示意图表达了前述描述电动辅助力控制与输出机构的电动力输出过程。本例中,电动辅助力控制与输出机构包括前述的在力传递通路上设置的至少一个用于支撑所述力传递机构的支撑机构110、至少一个用于检测力传递机构随张力而变化的物理量的检测机构114、助力电机120、电子控制单元124。结合图2、3、4以及图5所示,通过踏板105施加的脚踏力传递到链轮驱动链轮106旋转,当链轮106向飞轮107传递扭矩时支撑机构110承受链条108所施加的力而发生位移,检测机构114检测因前述支撑机构110的位移而直接造成的结果,因而感知到链条108受力后施加到支撑机构110上的力的变化,基于这些力的变化,电子控制单元124控制助力电机120输出不同的辅助电动力。
[0087]在一些实施例中,电子控制单元124,作为自行车100的电动辅助力控制与输出机构的核心控制模块,其接收来自前述检测机构114的输出信号,响应于前述检测机构114所检测到的物理量的变化而控制助力电机120的运行。如图1、2、3所示,电子控制单元124基于这些物理量的变化以及设定的助力比,控制所述助力电机1
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