[发明专利]用于智能电动自行车的自适应踏板辅助系统及具有输入扭矩过滤的控制逻辑

说明书

本文呈现了用于手动动力车辆的自适应动力辅助系统、用于操作/构造这种系统的方法、以及具有用于自适应动力辅助操作的输入扭矩过滤的马达辅助的操作员动力车辆。用于调节动力辅助系统的方法包括：车辆控制器，其接收指示使用者生成的扭矩输入的扭矩传感器数据。然后，车辆控制器确定：扭矩输入是否小于由牵引马达生成的命令马达扭矩；以及，牵引马达的校准的马达衰减时间是否小于使用者节奏速度的缩放节奏时间。响应于两个的确定都是正的，车辆控制器基于当前节奏速度计算扭矩衰减因子，并基于这个计算的扭矩衰减因子修改命令马达扭矩。然后，车辆控制器将命令信号传输到牵引马达，以根据修改的命令马达扭矩输出调制的马达扭矩。

技术领域

本公开总体上涉及马达辅助的、手动动力的车辆。更具体地，本公开的方面涉及用于机动自行车的自适应踏板辅助系统和伴随控制逻辑。

背景技术

传统上由车辆操作员提供动力的许多车辆——无论是手动力或脚踏动力设计——现在可以最初配备有或改装至包括用于协助推进车辆的牵引马达。牵引马达可以采用内燃发动机(ICE)或电动机的形式，通常以辅助或无辅助容量推进车辆，即，具有或没有手动生成的动力。例如，踏板电动自行车(通俗地称为“电动自行车”)配备有车载电动机，用于提供补充的牵引扭矩，辅助或“增强”骑车人踏板生成的扭矩。牵引马达单独操作或与动力传动装置结合操作，以旋转电动自行车的从动构件，诸如轮子、轮毂或踏板曲柄轮毂。例如，当骑车人沿着行进路线越过具有明显坡度的道路表面时，来自马达的输出扭矩可以选择性地传递到从动构件。以这种方式，相对于在缺乏电辅助(电子-辅助)功能的标准自行车上感知的蹬踏力，骑车人在骑电动自行车时感知的蹬踏力可以减小。

发明内容

本文公开了用于手动动力车辆的自适应动力辅助系统和伴随控制逻辑、用于操作的方法和用于构建这种自适应动力辅助系统的方法，以及具有用于自适应动力辅助操作的输入扭矩过滤的马达辅助的操作员动力车辆。作为示例，提出了一种用于电动自行车踏板辅助系统的马达控制算法，其利用多种过滤策略中的任何一种来实时计算用于命令马达扭矩的闭环调制的调整骑车人输入扭矩。可以基于骑车人生成的扭矩增加/减少条件、踏板节奏速度、使用者选择的电子辅助水平和/或当前马达衰减来选择实施的过滤策略。与初级输入扭矩相对稳定的其他马达辅助系统不同，电动自行车的骑车人生成的扭矩幅值本质上是周期性到，当骑车人将从动踏板推至下死点(BDC)时会发生波动，并且然后允许这个相同的踏板在返回回升至上死点(TDC)时恢复。马达控制算法过滤器骑车人扭矩输入，以最小化振幅波动，这有助于在电子辅助模式期间稳定马达扭矩输出。

至少一些公开的概念的伴随的益处可以包括聚集和分析使用者生成的扭矩输入数据的能力，并且基于这个实时数据，对特定使用者定制动力辅助水平。一个或多个公开的系统、方法和设备的其他潜在益处可以包括智能地适应踏板辅助的能力，以使用所过滤的骑车人输入扭矩数据来主动补偿沿给定路线的地形变化和周围环境条件。虽然一些可用的电动自行车设计可以基于所感测的坡度改变或整体车辆速度提供可变的电子辅助，但是这些设计对单个使用者来说不是自适应的，也不能提供路线特定的适应性。本公开的概念的各方面有助于确保自适应踏板辅助系统在最佳水平下操作，并且因此最小化电池使用，同时伴随地扩展车辆操作范围。