[發明專利]電動助力自行車及其控制器和控制方法

無效

• 申請號: 201010139576.8
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN101783635A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 丁宏
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06;B62M6/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電動助力自行車，尤其涉及電動助力自行車及其控制器和控制方法。

背景技術

常見的電動助力自行車采用手柄控制+中軸測速控制方式。其中，手柄控制方式是通過轉動手柄控制向動助力自行車的控制器發送手柄信號，由控制器根據手柄信號控制電動助力自行車的電機輸出。中軸測速控制的原理是在電動助力自行車的中軸部分裝一霍爾元件和磁鋼圓盤，打開電動助力自行車的電源后，當騎車人腳蹬電動助力自行車的腳踏板時，中軸轉動，中軸轉動一周霍爾元件發出固定數目的脈沖信號，控制器通過對一定時間內的脈沖的計數來測中軸轉速，達到一定速度(即中軸轉動一周，霍爾元件有脈沖信號輸出)則就啟動電機，此后如果不使用手柄控制，則電機的輸出就實時跟隨中軸轉速，即中軸轉速為多少，電機的轉速就為(按比例的)多少，如果在電機啟動后騎車人不再腳蹬腳踏板騎車而使用手柄控制，則此后電機的轉速則由手柄來控制，而在電機啟動后騎車人繼續腳蹬腳踏板騎車同時又啟動手柄控制，則控制器就會實時判斷手柄控制和中軸測速控制誰的當前輸出較大，電機的轉速則由當前輸出較大者控制。當然，在打開電動助力自行車的電源后，如果騎車人不用腳蹬腳踏板而直接通過手柄控制電機也可以，但這種完全由手柄控制的方式比較耗費電能，降低了電動助力自行車的續航能力。然而，當騎車人腳蹬腳踏板啟動電動助力自行車時，在未檢測到一定速度(即中軸轉動一周)之前，電機就不能啟動助力，在這段時間人騎車人比較費勁，因此上述現有技術不能實現1∶1精確比例助力，無法實現對電動助力自行車的精確助力控制。

CN2009100768041.8公開了一種電動助力自行車后軸精確助力信號采集控制系統，該后軸精確助力信號采集控制系統，包括應變片、霍爾傳感器、安裝在電動助力自行車車把處的助力比調節按鈕、安裝在電動助力自行車上的直流無刷電機上的PCB電路板，應變片粘貼在電動助力自行車后軸即直流無刷電機的軸上，霍爾傳感器粘貼在直流無刷電機的電機外殼的周向上，PCB電路板粘貼在直流無刷電機的電機外殼的徑向上，PCB電路板上包括信號控制器和直流無刷電機控制器以及第一插座和第二插座，信號控制器包括集成在PCB電路板上的信號放大電路、脈沖整形電路、電壓源、積分電路和單片機，信號放大電路、脈沖整形電路、電壓源、積分電路通過相應的管腳與單片機相連；電壓源為信號放大電路、脈沖整形電路、積分電路和單片機進行供電；應變片通過導線連接第一插座，第一插座與所述信號控制器中的信號放大電路相連，將應變片提供的形變信號進行放大并送入單片機中進行處理；霍爾傳感器通過導線連接第二插座，第二插座與信號控制器中的脈沖整形電路相連，將霍爾傳感器提供的霍爾信號進行整形并送入單片機中進行處理；第二插座還通過導線與助力比調節按鈕相連，用于通過對助力比調節按鈕的使用來改變系統提供的助力大小；單片機通過將霍爾傳感器提供的霍爾信號經過計算得到當前速度V，通過將當前速度V與預先設定的速度值進行比較，大于預先設定的速度值時，不予提供助力；將應變片提供的形變信號轉換為當前電壓值U，通過將實時的電壓值與預先設定的最大電壓值進行比較，大于預先設定的最大電壓值時，不予提供助力，將不大于預先設定的最大電壓值和速度值進行相應的計算，得到相應的脈沖調寬PWM作為控制信號，并通過積分電路進行積分，得到平穩的控制信號以對直流無刷電機控制器進行控制。然而，該技術只是公開了一種電動助力自行車后軸精確助力信號采集控制系統，目前還沒有用于電動助力自行車的控制裝置以實現對電動助力自行車的精確助力控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電動助力自行車及其控制器和控制方法以實現對電動助力自行車的精確助力控制。

為達到上述目的，本發明一方面提供了一種電動助力自行車的控制方法，包括以下步驟：

獲取后軸助力信號初始值；

接收后軸助力信號和電動助力自行車后輪的線速度；

根據所述后軸助力信號初始值、所述線速度和所述后軸助力信號生成對應的第一PWM控制信號；

根據所述第一PWM控制信號控制安裝在電動助力自行車的后軸上的直流無刷電機的輸出。

本發明的電動助力自行車的控制方法，所述根據后軸助力信號、當前車速和后軸助力信號初始值生成對應的第一PWM控制信號，具體為：

首先，根據公式：

PWM占空比分度＝a×(實時后軸助力信號-后軸助力信號初始值)+b×(實時車速)獲取第一PWM控制信號的占空比分度，其中，a、b為常量；

然后，根據公式：獲取所述第一PWM控制信號的占空比；