CN1693869A - 电动自行车驱动力比的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动自行车驱动力比的检测方法,采用曲柄驱动装置模拟骑行者的蹬踏动作,带动电动自行车的脚蹬作圆周运动;在电机关闭时,完全以曲柄驱动装置驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N1和扭矩T1,以及电动自行车主动轮的角速度ω1和扭矩T’ 1,求出电动自行车的损耗功率Pcl;启动电机,以曲柄驱动装置和电机同时驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N2和扭矩T2,以及电动自行车主动轮的角速度ω2和扭矩T’ 2,求出电动自行车的驱动力比a。本发明在不同的速度点时进行多次检测,将得到的驱动力比a与事先设定的标准相比较。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域,特别是电动自行车的检测,更具体地,涉及检测电动自行车驱动力比的检测方法。
背景技术
电动自行车是以蓄电池为能源,提供助动力的非机动车。近年来,很多城市淘汰了摩托车和以燃油发动机提供动力的助动车,电动自行车因其轻便省力、绿色环保成为了市内代步的新宠,其保有量越来越大,生产厂家也越来越多。消费者总是希望电动自行车越省力越好,速度越快越好,而从交通安全的角度考虑,显然并非如此。由于电动自行车本身是一种轻便的非机动车,其车架结构、制动装置都是按低速、低载荷来设计的,一味地追求高速、大驱动力,必将造成安全隐患。所以,有必要对电动自行车的速度和驱动力作出限制。
现有的交通法规和行业标准已经对电动自行车的最高速度作了限定,但这个速度实际上是单独由电机驱动时,电动自行车在平路上所能达到的最高速度,现有的检测手段也只能测出这个速度。这个指标没有考虑到人力和电机驱动力同时作用的情况,也没有考虑不同的道路状况对车速的影响,不尽全面。这样的电动自行车,某些情况下会动力不足(如上陡坡时),而某些情况下则可以超过限速。
为解决这一问题,有人提出了一种新的标准,即限制电机的驱动力,具体地说,是根据不同的车速,限定电机驱动力与人力的比值。当车速较低时,可以较多地依赖电机的驱动力;当车速较高时,就要降低电机的驱动力;车速达到某一数值后,就要完全依靠人力了。这种方案使得骑行者不可能将电机作为主要动力源,自然而然地限定了最高速度(即骑行者人力所能达到的最高速度);同时在路况较差时,则让电机提供较多的动力,较好地体现了电机作为“辅助动力”的思路。
采用这一思路后,电动自行车的操控方式也将发生变化,不再通过手动调速把控制电机的输出功率,而是通过传感器感知电动自行车脚蹬上人力的大小,根据预置的程序决定电机的输出功率,合理调整电机驱动力和人力的比值,实现人机合力带动车辆运行。这样,骑行者无须用手控制电机,两只手都可用于方向和刹车的控制,进一步确保了交通安全。并且人和机以一定比例对电动自行车合作做功,使电机不会长时间处于大电流工作状态,有利于保护电机,延长续行里程。因此,这种车辆形式有望取代传统的电动自行车,成为主流产品,有人已经提出具体的比值标准,当车速v在15km/h以下时,电机驱动力与人力的比值a为1;当车速v在15km/h以上24km/h以下时,比值a为1-(v-15)/9;当车速在24km/h以上时,无须用电机来补充人力,即比值a为0。
从以上背景介绍可以看出,要实现这种形式的电动自行车,关键在于准确有效地检测驱动力比,而现有技术中对电动自行车的出厂检测,仅限于启动性能、最高车速、爬坡性能、制动性能等指标,缺少对电机驱动力比值的检测方法。
发明内容
本发明要解决的是对电动自行车电机驱动力比值无法检测的问题,提供一种电动自行车驱动力比的检测方法。
为完成本发明的目的,采用的技术方案是这样的:
电动自行车驱动力比的检测方法,采用曲柄驱动装置模拟骑行者的蹬踏动作,带动电动自行车的脚蹬作圆周运动;在电机关闭时,完全以曲柄驱动装置驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N1和扭矩T1,以及电动自行车主动轮的角速度ω1和扭矩T’1,用式I求出电动自行车的损耗功率Pcl;启动电机,以曲柄驱动装置和电机同时驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N2和扭矩T2,以及电动自行车主动轮的角速度ω2和扭矩T’2,用式II求出电动自行车的驱动力比a。
Pcl=(N1*T1)-(ω1*T’1) I
a=(ω2*T’2+Pcl-N2*T2)/(N2*T2) II
(N1*T1)为纯脚蹬驱动时,脚蹬所输出的功率;(ω1*T’1)为纯脚蹬驱动时,车辆的实际功率,两者之差即为电动自行车的损耗功率Pcl。
(ω2*T’2)为联合驱动时,车辆的实际功率,加上损耗功率Pcl即为电机和脚蹬联合驱动所输出的功率之和;(N2*T2)为脚蹬的输出功率,(ω2*T’2+Pcl-N2*T2)即为电机输出功率,所以a即为电动自行车的驱动力比。
进一步地,本方法要在电动自行车的不同速度下,即主动轮角速度不同的情况下,取多点检测所述的各参数,以式I和式II计算驱动力比a。
由于检测得到的各单位参数不一致,需要将其统一为国际标准计量单位,并进行必要的换算。换算过程相当简单,对本领域的技术人员来说是轻而易举的,在此不赘述。
值得指出的是,本方法需进行两次检测,即电机的关机状态和开机状态。计算时首先计算关机状态时测得的参数,以算出Pcl,而在检测时,两次检测无先后次序限制。
检测标准本身就要求在不同的车速下,驱动力比a有不同的数值范围,因此本方法要在不同的速度点时进行多次检测,以将得到的驱动力比a与事先设定的标准相比较。
附图说明
附图是为实现本方法而设计的一种设备,其中:
图1是该设备的组装示意图。
图2是该设备中控制柜的示意图。
图3是该设备中控制柜的俯视图。
图4是该设备中曲柄驱动装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图描述本发明的一个实施例。
参见附图。本实施例的设备包括一个测试台体1,控制柜2和上位机电脑3,测试台体1和控制柜2之间电连接并同时有数据线连接,上位机电脑3和控制柜2相连,测试台体1上放置有检测对象即电动自行车4,本发明即对电动自行车4进行测试。测试台体1上设有夹持装置11,将电动自行车4的前轮固定;测试台体上还有气动加载装置12,可模拟人体载重量;前轮毂13和后轮毂14组成路况模拟装置,前轮毂13上带有磁粉制动器,可给电动自行车提供阻尼,后轮毂14上带有光电编码器,可检测电动自行车4后轮的角速度ω和扭矩T’。测试台体1上还设有曲柄驱动装置15,曲柄驱动装置用电机151提供动力,通过刚性联轴器152、154,万向节155带动转臂156运动,当联轴器转动时,转臂156是做圆周运动的;转臂前端还装有拨动套157,可卡住电动自行车的脚蹬,带动其做圆周运动,从而模拟人的蹬踏动作。曲柄驱动装置15上还有扭矩/速度传感器153,可测得其转速N和扭矩T后传给控制柜。
本发明在实际检测时,首先关闭电动自行车的电源,完全以曲柄驱动装置15驱动电动自行车的后轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N1和扭矩T1,以及电动自行车后轮的角速度ω1和扭矩T’1,用前述的式I求出电动自行车的损耗功率Pcl;然后启动电源,以曲柄驱动装置15和电机同时驱动电动自行车的后轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N2和扭矩T2,以及电动自行车后轮的角速度ω2和扭矩T’2,用前述的式II求出电动自行车的驱动力比a。
调节电动自行车后轮的角速度ω,令其线速度v=5km/h,用上述方法测出其驱动力比a;再调节电动自行车后轮的角速度ω,令其线速度分别为10、15、20、25、30、35km/h,用上述方法分别测出其驱动力比a,即可完成整个项目的检测。
Claims (2)
1.电动自行车驱动力比的检测方法,采用曲柄驱动装置模拟骑行者的蹬踏动作,带动电动自行车的脚蹬作圆周运动;在电机关闭时,完全以曲柄驱动装置驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N1和扭矩T1,以及电动自行车主动轮的角速度ω1和扭矩T’1,用式I求出电动自行车的损耗功率Pcl;启动电机,以曲柄驱动装置和电机同时驱动电动自行车的主动轮转动,测得曲柄驱动装置的转速N2和扭矩T2,以及电动自行车主动轮的角速度ω2和扭矩T’2,用式II求出电动自行车的驱动力比a。
Pcl=(N1*T1)-(ω1*T’1) I
a=(ω2*T’2+Pcl-N2*T2)/(N2*T2) II
2.如权利要求1所述的电动自行车驱动力比的检测方法,其特征在于:它是在电动自行车的不同速度下,即主动轮角速度不同的情况下,取多点检测所述的各参数,以式I和式II计算驱动力比a。
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CN 200410038923 CN1693869A (zh) | 2004-05-09 | 2004-05-09 | 电动自行车驱动力比的检测方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104034536A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-09-10 | 张远明 | 电力辅助驱动自行车助力比自动测试台 |
CN110608902A (zh) * | 2019-10-30 | 2019-12-24 | 无锡市产品质量监督检验院 | 一种电动自行车的脚踏骑行能力测试方法及试验台 |
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2004
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104034536A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-09-10 | 张远明 | 电力辅助驱动自行车助力比自动测试台 |
CN104034536B (zh) * | 2014-04-10 | 2017-09-26 | 张远明 | 电力辅助驱动自行车助力比自动测试台 |
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