CN1410318A - 电动辅助自行车 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动辅助自行车。滤波部(51)按照该时的曲柄角比较检测出的踏力和规定的踏力基准值,推定踏力的峰值。进而,基于峰值推定平均值。正常踏力基准值相当于对应车速的平地行驶阻力。正常助推计算部(53)根据踏力平均值和正常踏力基准值,通过PID控制来计算正常助推力。正常助推力的计算是踏力平均值增大则增大,正常踏力基准值增大则减小。比例助推计算部(50)计算比例于检测踏力的比例助推力。相加比例助推力和正常助推力并求出助推力。改善助推控制的滞后和只根据踏力比例的助推力的确定的不合理,以确定更为适合于行驶状态的助推力。

Description

电动辅助自行车
技术领域
本发明涉及电动辅助自行车,特别涉及可以考虑根据曲轴旋转角度的周期变化的踏力给予适当的电动辅助力(助推力)的电动辅助自行车。
背景技术
具有用于将人力对脚踏板施加的力、即踏力传递给后轮的人力驱动系统以及对应踏力可以对人力驱动系统附加辅助动力的电机驱动系统的电动辅助自行车已众所周知。在该电动辅助自行车中,当使用曲柄踏板施加踏力时,根据曲轴的旋转角度、即曲柄角,踏力呈周期地变化。因而,提供到施加辅助动力的电机的电流也将随着踏力的变化而变化。这样,如果电流周期性地变化,则应考虑在助推力也周期性地变化的同时电池的消耗也较快。为了改善这一问题,有人提出了检测曲柄角、并对应作为预定曲柄角的平均值的踏力来确定电动辅助力的电动辅助自行车(专利公开号3105570)。
在上述的电动辅助自行车中,因为使用的是踏力的平均值,故所需的助推量的变化小,提供给电机的电流的变化小。但是,所检测出的踏力的平均值是自现在时刻起上溯了上述预定曲柄角的过去的踏力的平均值。即,现在时刻所输出的助推力是对应了过去的踏力的助推力,因而,存在产生控制滞后而不能跟随上突然的踏力变化的问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于:提供可不跟随频繁的踏力变化地、且可以适当地施加所需的助推力的电动辅助自行车。
为达成上述目的,本发明的第1特征在于具有:设定对应了曲柄角的踏力基准值的踏力基准值保持装置;按照该踏力检测时的曲柄角比较所检测出的踏力和上述踏力基准值并推定此后的预定期间的踏力的推定装置;基于用上述推定装置推定的踏力,确定利用电机的辅助力的控制装置。
根据该第1特征,通过将现在检测出的踏力和现在的曲柄角与踏力基准值进行比较,由于可以检测出踏力基准值和现踏力的比率,故可以根据该比率推定每个曲柄角的踏力。并且,可以基于如曲轴的旋转半圈的踏力的推定值来确定辅助力。
本发明的第2特征在于:上述推定装置的构成是基于检测出的踏力以及检测该踏力时的曲柄角计算此后预定期间的踏力峰值,并将基于该踏力峰值的上述预定期间的踏力平均值作为推定踏力值输出。根据该第2特征,不是根据过去检测出的踏力,而是根据所推定的踏力峰值来求踏力平均值,进而根据踏力平均值来计算辅助力。
本发明的第3特征在于具有:在椭圆地形成结合在曲轴上的驱动链轮的同时,由根据驱动链轮的转速以及后轮的转速检测增速比的增速比检测装置、设定了对应曲柄角的基准增速比的基准增速比保持装置、通过所检测出的增速比和基准增速比的比较检测预备曲柄角的曲柄角检测装置、根据上述增速比的变化方向特定曲柄角的曲柄角特定装置构成上述曲柄角检测装置。
根据该第3特征,因为椭圆链轮在圆周方向半径不同,故在每个曲柄角其增速比不同。因而,通过比较预先设定的基准增速比和检测增速比可以检测出现曲柄角。
本发明的第4特征在于:具备设定了相当于对应车速的轻便车的平地行驶阻力的正常踏力基准值的正常踏力基准值保持装置,上述控制装置的构成是根据上述推定踏力值和上述正常踏力基准值,推定踏力值增大则增大、正常踏力基准值增大则减小地通过PID控制计算正常助推力,且不管踏力的周期性的变化如何地进行固定输出。
根据该第4特征,通过使用所推定的平均踏力值,可以防止控制的滞后。此外,因为正常踏力基准值与对应车速变化的平地行驶阻力相当,故在增大踏力的比例上,在车速不增大的上坡时等,即使平均踏力值增大,其正常助推力也不极端地增大。因而,结果上,正常助推力增大而使助推力增大。
附图说明
图1是涉及本发明一实施形态的电动辅助自行车的控制装置的构成的框图;
图2是涉及本发明一实施形态的电动辅助自行车的侧面图;
图3是包含踏力检测装置的人力驱动部的要部断面图;
图4是图3的A-A方向侧视图;
图5是图3的要部放大断面图;
图6是在涉及本发明一实施形态的电动辅助自行车上使用的电机的断面图;
图7所示是曲柄角和踏力的关系图;
图8所示是强踏力的峰值和对应曲柄角的踏力的比的值(系数f1)之图;
图9所示是对应曲柄角的增速比之图;
图10所示是对应车速的正常踏力基准值之图;
图11是平地正常行驶时、平地加速行驶时以及从平地移行到上坡时的动作的时间流程图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的一个实施形态。图2是具有涉及本发明一实施形态的控制装置的电动辅助自行车的侧面图。电动辅助自行车的车体框架1具有位于车体前方的顶管2、自顶管2向后下方延伸的斜梁3、连结于斜梁3向后方延伸的后叉4和从斜梁3的最下端立向上方的支柱5。
在顶管2上可自由旋转地支撑着前叉6。在前叉6的下端用轴承支撑着前轮7,在前叉6的上端安装着方向把8。在方向把8上设置有制动杆9,从制动杆9引出的电缆10连结在固定在前叉6上的前轮制动器11上。同样地,后轮制动用的制动杆虽然也设置在方向把8上,但图中做了省略。此外,在制动杆9上设置有感知该制动杆9被操作了的制动传感器(没有图示)。
连结于支柱5的上端的一对左右支杆向后下方延伸,在下端附近与后叉4结合。在结合后叉4和支杆12而成的构件上支撑着后轮13,进而,由上述构件支撑并在与后轮13的轮毂同一轴上设置有作为辅助动力源的电机14。作为电机14最好是高转矩且低摩擦的三相无刷电机。关于该电机14的具体的构造或控制后述。
在支柱5上安装有上端具有车座15的支撑轴16,且通过该支撑轴16可调整车座15的高度。在车座15的下方支柱5与后轮13之间设置有为电机14提供电力的电池17。电池17保持在固定在支柱5上的托架18上。在托架18上设置有供电部19,该供电部19用没有图示的电线与电机14连接,同时与电池17的电极连接。电池17的上部用由条带20和凹凸金属件组成的连接工具支撑在支柱5上。
在上述的斜梁3和支柱5的交叉部支撑着在车体的左右延伸的曲轴22,在曲轴22上,经由曲柄23结合有脚踏板24。在曲轴22上经由没有图示的踏力传感器连结着驱动链轮25,施加到脚踏板24上的踏力经由踏力传感器被传递到驱动链轮25。这里,椭圆地形成了驱动链轮25的外周形状。
在驱动链轮25和设置在后轮13的轮毂上的从动链轮26间连挂着链条27。链条27的拉动侧以及驱动链轮25被链条罩28所覆盖。在曲轴22上,设置有曲轴22的旋转传感器(没有图示)。作为旋转传感器,可以使用众所周知的在汽车用发动机的曲轴旋转检测中使用的传感器等。
下面说明安装在曲轴22上的踏力检测装置。图3是曲轴22的周边的断面图,图4是图3的A-A方向视图。在固定在斜梁3的支撑管100的两端拧入的轴承盖101L、101R和形成在曲轴22上的台阶之间分别嵌插有滚珠轴承102L、102R,其可自由旋转地支撑着曲轴22。
在曲轴22的左右端分别用适合于螺栓103B的螺母103C固定着曲柄23(只图示了右侧)。在曲柄23和支撑管100之间固定着单向超越离合器104的内轮105。在内轮105的外周,经由轴衬105A可自由旋转地支撑着驱动链轮25。驱动链轮25的轴向方向的位置受到螺母106A和盘片106B的限制。
在驱动链轮25上整体地设置有盖体107,在用这些驱动链轮25和盖体107围绕的空间中,配设有传递盘108。传递盘108相对于驱动链轮25同轴、且在以曲轴22为轴的旋转方向被相互允许预定量的间隙地支撑着。
横跨驱动链轮25以及传递盘108穿设着多个(在此为6个)窗口109,在该窗口109的内侧分别收纳有压缩螺旋弹簧110。压缩螺旋弹簧110的作用是在驱动链轮25以及传递盘108间相互产生了旋转方向的偏离时产生与偏离相对应的抗力。
在传递盘108的轮毂的内周,形成有作为单向超越离合器104的外轮的棘轮齿111,该棘轮齿111与由上述内轮105支撑并在辐射方向被弹簧112压住的棘轮爪113相啮合。在单向超越离合器104上设置有用于防尘的罩盖114。
在传递盘108上设置有用于接合固定在踏力传递环124上的踏力传递用的突起部115的固定孔116。在驱动链轮25上设置有可用于使突起部115接合在固定孔116上的窗口117,且突起部115贯通该窗口117嵌合在固定孔116上。
横跨驱动链轮25以及传递盘108穿设有多个(在此为3个)不同于上述窗口109的另外的小窗口,在该小窗口的内侧分别收纳有压缩螺旋弹簧118。压缩螺旋弹簧118的配置可以使传递盘108压在其旋转方向119侧。即,其在吸收驱动链轮25和传递盘108的结合部的间隙的方向上作用,以便发挥以良好的应答性使传递传递盘108的变位能够传递给驱动链轮25的功能。
在驱动链轮25的、靠近车体即斜梁3侧,安装有踏力检测装置的传感器部分(踏力传感器)47。踏力传感器47具有固定在驱动链轮25上的外侧环片120和相对于该外侧环片120可自由旋转地设置的、用于形成磁回路的传感器本体121。
外侧环片120用具有电气绝缘性的材料形成,用没有图示的螺栓固定在驱动链轮25上。外侧环片120的、设置在驱动链轮25侧的罩盖122被止螺123固定在外侧环片120上。
图5是传感器本体121的放大断面图。与上述曲轴22同心地设置有线圈125,同时,还设置有在该线圈125的轴向方向两侧配置并在线圈125的外周方向牵出的一对芯126A、126B。此外,在上述芯126A、126B之间设置有环状的第1感应体127和第2感应体128。第1感应体127和第2感应体128的构成可以对应从踏力传递环124传递来的踏力相互在圆周方向变位,并通过该变位使芯126A、126B间的部分的相互重叠量变化。其结果是在对线圈125通电时,包含芯126A、126B以及芯环129、乃至于第1感应体127和第2感应体128的磁回路的磁束对应踏力变化。因此,检测出作为该磁束的函数的线圈125的电阻变化便可以检测出踏力。这里,在图5中,符号130、131是传感器121的支撑构件,符号132是轴承,符号133是从线圈125引出的导线。
上述踏力传感器在本专利申请人的先前的专利(特願平11-251870号(整理序号A99-1-26))说明书中进一步详细地进行了说明。这里,踏力传感器不只限定于具有上述构造的传感器,也可以使用众所周知的传感器。
图6是电机14的断面图。在后叉4的后端以及从支杆12的下端的接合部向后方拉出的拉杆29上,用轴31支撑着组入了变速机的圆柱体30。在圆柱体30的外周嵌合有车轮轮毂32。车轮轮毂32是具有内筒以及外筒的环状体,内筒的内周面连接于圆柱体30的外周。在车轮轮毂32的侧面利用螺栓34固定着从圆柱体30拉出的连结板33。在车轮轮毂32的外筒的内周,按规定的间隔配置了构成电机14的转子侧磁极的钕磁铁35。即,外筒构成保持了磁铁35的转子芯。
在车轮轮毂32内筒的外轴嵌合有轴承36,且在该轴承36的外周嵌合有定子支撑板37。在定子支撑板37的外周配置并由螺栓40安装着定子38。定子38与转子芯即车轮轮毂32的外筒具有规定的间隙地配置,且在该定子38上绕装有三相线圈39。
在定子支撑板37的侧面设置有光传感器41。光传感器41在车轮轮毂32旋转时,被设置在该车轮轮毂32上的环状构件42断续地遮断光路,其结果是将输出脉冲波形信号。环状构件42具有在旋转时可断续地遮断光传感器41的光路的、规则的矩形齿形状。基于上述脉冲波形信号可检测出作为转子的车轮轮毂32的位置信号。光传感器41对应于电机14的各相设置在3处位置,具有作为电机14的磁极传感器以及旋转传感器的功能。
此外,在定子支撑板37的侧面上还设置有控制基板43,其按照来自作为磁极传感器的光传感器41的位置信号进行对上述三相线圈39的通电控制。在该控制基板43上安装有CPU或FET等控制元件。这里,控制基板43可以和光传感器41用的安装基板一体化。
在车轮轮毂32的外周固定着与没有图示的后轮的车圈相连结的辐条44。进而,在定子支撑板37的、与安装有上述控制基板43等的一侧相反的一侧上,利用螺栓45固定有角撑架46,角撑架46由没有图示的螺栓结合在上述车体框架的拉杆29上。
在车轮轮毂32上设置有嵌入了透明树脂(清洁镜片)32A的窗口,在固定在定子支撑板37上的固定罩37A上同样地也设置有嵌入了清洁镜片37B的窗口。由于通过这些清洁镜片37A、37B可以使人们从外侧看到电机14的内部,故在可以得到别致的美观上的效果的同时,还可以得到利用树脂部分地形成车轮轮毂32和固定罩37A而减轻重量的效果。
这样,通过设置在与后轮13的轴31同一轴上配置的定子和转子组成的三相无刷电机14,可以产生对利用链条27和从动链轮26传递的人力附加的辅助动力。
下面,说明上述电动辅助自行车控制装置的要部功能。在图1的控制框图中,由踏力传感器47检测出的人力即踏力被输入到比例助推计算部50以及滤波部51。滤波部51用后面详述的手段计算并输出踏力平均值。比例助推计算部50在输入的踏力上乘以预定的系数并输出比例助推力。例如,可以设定系数,以使在车速达到15km/时前其比例助推力与踏力的比率为1比1,而在车速超过15km/时以上时,则对应于超过的部分逐渐减少比例助推力,例如,成比例地逐渐减少比例助推力,直到车速达到24km/时其比例助推力为0为止。
正常踏力计算部52以平地行驶时的踏力基准值(正常踏力基准值)为车速的函数进行计算、输出,正常助推计算部53根据上述踏力平均值和正常踏力基准值通过PID运算计算并输出正常助推力。在加法部54相加比例助推力和正常助推力并将之作为助推力输出。
下面说明滤波电路51。在滤波电路51计算的踏力平均值并非是一直到现时刻的预定时间范围的踏力累积值的平均值,而是根据现在的踏力和曲柄角推算从现在开始曲柄角旋转180°的过程、即曲轴22旋转半圈时的踏力峰值,且基于对该推定值乘以了预定的系数所计算的值。可以如以下这样来推定踏力平均值。
图7给出的是曲柄角与踏力的关系图,是分别关于强烈蹬踏时和较弱蹬踏时的图。图中,纵轴为踏力,横轴为曲柄角。强烈地蹬踏脚踏板24时的踏力(强踏力)和较弱地蹬踏脚踏板24时的踏力(弱踏力)的比的值是一定的。因而,可以通过逐个曲柄角地测量踏力并将之作为踏力基准值予以保持,进而使用该踏力基准值按相同的每个曲柄角地通过计算弱踏力的峰值来进行推定。
在分别按曲柄角B、C、D检测了弱踏力b’、c’、d’时,利用同一曲柄角B、C、D的强踏力b、c、d和强踏力的峰值a,可以使用下面的各式推定弱踏力的峰值。即,b’×a/b…(式1);c’×a/c…(式2);d’×a/d…(式3)。
图8所示是踏力基准值的峰值a和对应曲柄角的踏力b、c、d的比的值(系数f1)。如由式(1)~式(3)可理解的那样,可以推定对踏力传感器47的输出(踏力值)乘以系数f1得到的值即为在该踏力检测时刻的踏力峰值。也可以考虑踏力的大小或踏力的变化(畸变)来设定系数f1。
如果能够推定踏力峰值,则可以对该踏力峰值乘以系数f2来进一步推定踏力平均值。例如,取作为系数f2对所推定的踏力峰值乘以1/2为踏力平均值的推定值。这里,关于系数f2也可以取考虑了踏力的大小或踏力的变化的值。
曲柄角可以根据驱动链轮25的转速检测出来。由于驱动链轮25是椭圆的,故驱动链轮25的齿数等价于在长径r1到短径r2之间变化。即,可以对应曲柄角作为长径r1到短径r2的函数进行检测。进而,可以根据基于检测曲轴22的旋转的旋转传感器的输出所得到的驱动链轮25的转速和基于设置在电机14上的光传感器41的输出所得到的后轮13的转速即车速来计算增速比。另一方面,还可以根据驱动链轮25的径r1~r2以及从动链轮26的径r3预先计算对应曲柄角的增速比。因而,通过比较基于传感器输出的增速比和基于链轮的径长的增速比,可以检测出曲柄角。
图9给出的是对应曲柄角的增速比的图。增速比按照驱动链轮25的径r1~r2以及从动链轮26的径r3确定。增速比r1/r3为最大值。增速比r2/r3为最小值。这里,在半圈之间的2点为同样的增速比。因此,监视增速比的变化的趋向,检测是在增减的哪一个方向上变化,可以特定2个检测曲柄角中的1个。
图10所示是对应车速的正常踏力基准值的图。正常踏力基准值TqR相当于在平地行驶时的行驶阻力,伴随着车速v的增大而增大。在考虑平地行驶阻力来确定正常踏力基准值TqR的同时,还可以乘以由实验得来的系数进行确定。正常踏力基准值TqR是例如轻便车的平地行驶阻力的函数,如在图10所示的一例那样,在车速va(15km/时)时为7kgf,在车速vb(24km/时)时为13kgf。这里,所谓轻便车是指车体重量为15kg~20kg的车辆。
虽然正常踏力基准值TqR是基于平地行驶阻力确定的,但也可以如图10中用点划线给出的那样进行变形。如果在车速va其值呈上升倾向变化(线m),则在超过车速va时降低助推力,如果在车速vb其值呈上升倾向变化(线n),则在超过车速vb时剧减助推力,实质上作为停止助推而作用。
回到图1,说明正常助推力计算部53的动作。如同图所示的那样,正常助推力的计算是踏力Tq增大则增大,正常踏力基准值TqR增大则减小。如果行驶阻力没有变化,即如果正常踏力基准值TqR没有变化,则利用助推力的增大来减低踏力Tq。即,可以控制踏力平均值TqAV使之等于正常踏力基准值TqR。
这里,因为正常踏力基准值TqR是平地的行驶阻力的函数,故如果路面变为上坡,则正常踏力基准值TqR将不与踏力Tq相对应。即,根据踏力Tq的正常助推力增加份额与基于正常踏力基准值TqR的正常助推力降低份额相比变大。因而,正常助推力呈增大倾向,踏力Tq变为很小。换言之,就是输出助推力以使之即使在上坡时也只需要平地行驶时所需要的踏力Tq。
我们根据时序图说明上述控制装置的动作。图11(a)是平地正常行驶时的动作的时间流程图,图11(b)是平地加速行驶时的动作的时间流程图,11(c)是从平地移行到上坡的动作的时间流程图。在这些图中,线SA表示正常助推力,线SB表示踏力,线SC表示作为正常助推力和踏力以及比例助推力的总和的助推力。即,比例助推力可以用线SC与线SB之差表示。这里,在图11中,虽然线SB表示踏力Tq的变化,但在正常助推力的计算中,可以使用踏力Tq的平均值(推定值)。
图11(a)所示的平地正常行驶时,比例助推力是在踏力Tq上乘以系数后的值。另一方面,正常助推力则从对应踏力Tq的平均值的份额中减去对应正常踏力基准值TqR的份额而变成较小的值。
图11(b)所示的平地加速行驶时,如果想要加速而增大踏力,则因比例助推力伴随踏力Tq的增大而增大,故助推力增大。因而,用较小的踏力即可以实现加速。虽然如果加速后踏力较加速前变大而需要增加正常助推力,但由于基于加速的车速增大导致正常踏力基准值TqR增大,故结果上正常助推力并没有变化。即,加速时可以谋求利用与踏力的增大相抵的比例助推力的变化所形成的助推力的增大。
图11(c)所示的从平地移行到上坡部时,虽然踏力Tq增大,但车速没有变化或呈稍稍的减速倾向。比例助推力对应于踏力Tq的增大份额而增大。由于车速没有变化,故正常踏力基准值TqR没有变化。因而,对应踏力Tq的平均值的增大份额正常助推力增大,其结果是助推力增大使踏力Tq的平均值返回到原值,即平地行驶时的值。在上坡所需要的力与正常助推力一致了之后,踏力以及比例助推力同时返回到原值,可以用与平地行驶时同样的踏力进行行驶。
本实施形态是可以进行变形的。例如,在图1的控制装置中,说明了单纯地相加各控制值或单纯地乘以系数的例子。但是,例如,如果想要对应行驶路面(如倾斜的状态)达到最加的助推力,则该计算既可以进行有无相加控制值的切换,也可以作为行驶路面的函数来确定系数。
此外,虽然规定了不管曲柄角位于何处地计算踏力峰值,但为了减小推定的误差,在上下死点附近也可以不进行推定。此时,例如,也可以在上死点附近将检测踏力原样不变地作为踏力峰值的推定值,在下死点附近则代替使用刚才的推定踏力峰值值。
另外,在助推力为负值时,例如,由于在下坡过程中踏力Tq为0而车速v增大使正常踏力基准值TqR变大,故助推力变为负值。在这样的情况下,除了使电机14的输出为0外,也可以将电机14切换为再生制动。通过这样的做法,可以限制下坡过程中的惯性速度。
如由以上说明可以明了的那样,按照权利要求1~4的发明,由于可以利用推定的踏力确定助推力,故可以消除控制的滞后。特别地,按照权利要求2的发明,因为可以基于平均踏力值来确定助推力,故可以实行不用追从因曲轴的旋转而产生的周期性的变动的、稳定的助推。
另外,按照权利要求3的发明,由于可以利用由驱动链轮的形状所形成的旋转特性检测曲柄角,故可以不必专门设置曲柄角检测传感器。
进而,按照权利要求4的发明,可以得到适合于车速或路面状态等行驶条件的助推。此外,通过消除控制滞后,因在踏力变化和实际的车辆行驶速度的变化上不会产生偏差,故行驶感觉良好。

Claims (4)

1.一种电动辅助自行车,带有用于辅助施加给曲轴的踏力的电机,其特征在于:具有
检测踏力的踏力检测装置;
检测曲柄角的曲柄角检测装置;
设定对应曲柄角的踏力基准值的踏力基准值保持装置;
根据踏力检测时的曲柄角比较检测出来的踏力和上述踏力基准值并推定此后的预定时间范围的踏力的推定装置;
基于由上述推定装置推定的踏力确定利用上述电机的辅助力的控制装置。
2.根据权利要求1所记述的电动辅助自行车,其特征在于:上述推定装置构成为可以根据检测出来的踏力以及进行该检测时的曲柄角计算此后的预定时间范围的踏力峰值,并将基于该踏力峰值的上述预定时间范围的踏力平均值作为推定踏力值输出。
3.根据权利要求1所记述的电动辅助自行车,其特征在于:在椭圆地形成与上述曲轴结合的驱动链轮的同时,还具有
将上述驱动链轮的转速作为第1转速而检测的第1转速检测装置;
将由上述驱动链轮驱动的后轮的转速作为第2转速而检测的第2转速检测装置;
上述曲柄角检测装置由以下部分构成,即具有
根据上述第1转速和上述第2转速检测增速比的增速比检测装置;
设定对应曲柄角的基准增速比的基准增速比保持装置;
通过比较所检测出的增速比和基准增速比来检测候补曲柄角的曲柄角检测装置;
根据上述增速比的变化方向特定曲柄角的曲柄角特定装置。
4.根据权利要求2所记述的电动辅助自行车,其特征在于:具有设定相当于对应车速的轻便车的平地行驶阻力的正常踏力基准值的正常踏力基准值保持装置,且
上述控制装置构成为可以根据上述推定踏力值和上述正常踏力基准值,通过PID控制来计算正常助推力,以便能够在推定踏力值增大时增大助推力,在正常踏力基准值时增大则减小助推力,且即使踏力周期性变化也进行固定输出。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103158829A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 本田技研工业株式会社 电动辅助自行车
CN103339026A (zh) * 2011-01-31 2013-10-02 三洋电机株式会社 电动自行车
CN102036875B (zh) * 2008-05-19 2013-11-13 新时代技研株式会社 电动助力自行车
CN104149654A (zh) * 2014-08-20 2014-11-19 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入比较器的数字差分控制助力车系统
CN104149656A (zh) * 2014-08-20 2014-11-19 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入模型处理器的电压差分控制助力系统
TWI473743B (zh) * 2011-08-29 2015-02-21 Shimano Kk Bicycle control device
CN108891521A (zh) * 2018-08-27 2018-11-27 佛山市梦真营机电有限公司 一种磁力蓄能自行车驱动轮
CN112706871A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 睿能创意公司 电动助力车、传动装置及控制方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0902356D0 (en) * 2009-02-12 2009-04-01 Nexxtdrive Ltd Bicycle transmission systems
DE102009000919B4 (de) 2009-02-17 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines motorisch unterstützten Tret-Vehikels, insbesondere Fahrrads und eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens sowie ein Tret-Vehikel mit dieser Vorrichtung
DE202010003487U1 (de) 2009-10-12 2011-02-24 rc-direct Unternehmergesellschaft (haftungsbeschränkt) Elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit Nabenmotor
KR100955314B1 (ko) * 2009-10-13 2010-05-19 (주)인디스디앤아이 전기자전거
DE102010017742A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Pantherwerke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung eines Hilfsmotors eines Fahrrads und Ansteuereinheit
CN103429490B (zh) * 2010-12-22 2017-06-27 微空间株式会社 电动机驱动控制装置
JP2012214151A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Honda Motor Co Ltd 電動補助自転車の補助力制御装置
DE102013206163A1 (de) 2013-04-08 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Pedalgetriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben des pedalgetriebenen Fahrzeugs
DE102014224066A1 (de) 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit elektrischem Antrieb, insbesondere Elektrofahrrad, und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrzeugs
CN109911071A (zh) * 2019-03-27 2019-06-21 深圳市乐骑智能科技有限公司 一种平衡车超速行驶监控系统及其工作方法
US20220194519A1 (en) * 2019-04-15 2022-06-23 Serhii Victorovych Denysenko Electric bicycle
DE102021211270B3 (de) 2021-10-06 2022-11-17 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors eines elektrischen Fahrrads, Motorsteuergerät, Fahrrad
DE102022214173A1 (de) 2022-12-21 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Vorhersagen eines Zeitpunkts eines zukünftigen Extremwerts in einem Drehmomentverlauf eines Fahrzeugs

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2752964A1 (de) * 1977-11-28 1979-05-31 Sieghart Karl Tretkurbel-kettenantrieb mit unrundem tretkurbel-kettenrad fuer fahrraeder
JP3105570B2 (ja) * 1991-04-22 2000-11-06 ヤマハ発動機株式会社 電動モータ付き人力駆動装置
JPH09286375A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Yamaha Motor Co Ltd 電動モータ付き乗り物およびその制御方法
JP3810130B2 (ja) * 1996-04-19 2006-08-16 ヤマハ発動機株式会社 電動モータ付き乗り物およびその制御方法
JP3810131B2 (ja) * 1996-04-25 2006-08-16 ヤマハ発動機株式会社 電動モータ付き乗り物
JP3682590B2 (ja) * 1996-05-24 2005-08-10 ソニー株式会社 移動装置と移動制御方法
JPH11189193A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Toshiba Tec Corp 電動補助動力装置付自転車
JPH11227670A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Yamaha Motor Co Ltd 補助動力式車両
JP4183791B2 (ja) * 1998-03-26 2008-11-19 松下電器産業株式会社 補助動力装置付き車輌
JP3428497B2 (ja) * 1999-05-31 2003-07-22 松下電器産業株式会社 補助動力付き自転車
JP2001071984A (ja) * 1999-09-06 2001-03-21 Honda Motor Co Ltd 電動補助車両の踏力検知装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102036875B (zh) * 2008-05-19 2013-11-13 新时代技研株式会社 电动助力自行车
CN103339026A (zh) * 2011-01-31 2013-10-02 三洋电机株式会社 电动自行车
TWI473743B (zh) * 2011-08-29 2015-02-21 Shimano Kk Bicycle control device
CN103158829A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 本田技研工业株式会社 电动辅助自行车
TWI503257B (zh) * 2011-12-12 2015-10-11 Honda Motor Co Ltd 電動輔助自行車
CN104149654A (zh) * 2014-08-20 2014-11-19 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入比较器的数字差分控制助力车系统
CN104149656A (zh) * 2014-08-20 2014-11-19 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入模型处理器的电压差分控制助力系统
CN104149654B (zh) * 2014-08-20 2016-03-30 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入比较器的数字差分控制助力车系统
CN104149656B (zh) * 2014-08-20 2016-03-30 成都宽和科技有限责任公司 速度信号加入模型处理器的电压差分控制助力系统
CN108891521A (zh) * 2018-08-27 2018-11-27 佛山市梦真营机电有限公司 一种磁力蓄能自行车驱动轮
CN108891521B (zh) * 2018-08-27 2024-04-16 佛山市梦真营机电有限公司 一种磁力蓄能自行车驱动轮
CN112706871A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 睿能创意公司 电动助力车、传动装置及控制方法

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Publication number Publication date
CN1212953C (zh) 2005-08-03
NL1021277A1 (nl) 2003-03-31
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NL1021277C2 (nl) 2003-06-13
JP2003104274A (ja) 2003-04-09
DE10243751B4 (de) 2006-04-27

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