[發明專利]一種基于能量回收技術的無源電助力自行車方法與裝置

有效

• 申請號: 201310663235.4
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103661770A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 楊靖;袁翔
• 申請（專利權）人: 袁翔;楊靖
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45;B62M6/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于能量回收技術的無源電助力自行車方法與裝置。

背景技術

在公知的技術領域，自行車不但是人們鍛煉身體和短途出行的有效工具，而且是減少城市交通擁堵與車輛排氣污染的有效途徑，但它存在著許多問題，制約著它的使用，其中最主要的原因是它沒有全自動控制的助力系統，更沒有無源全自動的助力系統，使得人們爬坡時需要較大的體力消耗，浪費寶貴的體能，降低了騎行的舒適性以及可騎行的距離。

目前，市場上有一些電動助力自行車，它能夠提供騎車時的助力，但它需要外接能量輸入系統（充電系統），以便補充系統的能源消耗，并且該系統幾乎按照電動自行車的系統設計，保有很大的能量儲存，以便騎行者能夠利用它驅動很長的路程，這導致系統成本比較高，并且騎行者依賴它驅動，而不是自己騎行，使自行車喪失了它的鍛煉身體功能，并且，它還需要一些特別的操縱裝置來實現相關操作來實現相關助力，結構復雜，已經違背了自行車設計的初衷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服上述問題，提供一種能夠提高騎行舒適度、適當降低人體騎行時爬坡所消耗的體力、增加騎行距離的基于能量回收技術的無源電助力自行車方法與裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于能量回收技術的無源電助力自行車方法，包括電機/發電機裝置、適當容量的儲能元件、踏板扭矩傳感器和控制系統，其控制策略為：

當騎車者在平路上起步時，控制系統通過踏板扭矩傳感器測量其起步和騎行時的踏板扭矩，為助力獲取助力基本參數；

當騎車者在坡道上騎行時，控制系統通過踏板扭矩傳感器測量其踏板扭矩，并將之與騎車者在平路騎行時獲取的起步和騎行踏板扭矩進行對比，根據它們之間的扭矩差隨時提供恰當的驅動助力，以使該扭矩差為零，實現坡道助力；

當自行車在平路上騎行，出現超過預設速度或者騎車者剎車制動時，電機/發電機裝置為發電狀態，其發電量依據超速或者剎車強度而自動調整，并且將此部分的能量轉換為電能，儲存于儲能元件中。

當自行車在坡道上騎行，出現超過預設速度或者騎車者剎車制動時，電機/發電機裝置停止提供驅動助力，轉為發電狀態，其發電量依據超速或者剎車強度而自動調整，并且將此部分的能量轉換為電能，儲存于儲能元件中。

一種應用上述方法的裝置，所述控制系統包括總控制器以及所采集信號均傳輸至總控制器的坡道傳感器、剎車強度傳感器、自行車速傳感器、踏板轉速傳感器、踏板扭矩傳感器、儲能元件參數傳感器，所述控制系統還具有電機/發電機裝置、儲能元件、系統工作狀態指示電路和自行車驅動輪，所述儲能元件給整個控制系統供電并通過電機/發電機裝置回收自行車超速、制動時的能量，對儲能元件進行充電，所述電機/發電機裝置由總控制器和一定的控制策略控制驅動自行車驅動輪，其能源來自儲能元件。

進一步的，作為一種具體的實施方式，本發明中所述控制系統采用的儲能元件可以為鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池和超級電容等任何可以儲存電能的裝置。

本發明的有益效果是：本發明針對現有自行車的在爬坡時的缺陷提供一種助力方法，本方案能夠在沒有外界充電系統的前提下，保留自行車的設計初衷：鍛煉身體和短途出行功能，同時可以提高騎行者的騎行能源效率以及減少騎行者的體力過度消耗，同時，它的操縱系統和傳統的自行車基本保持一致，無需增設復雜的操縱裝置以及操縱方式，能夠按照預先設定的參數指標進行自動工作。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的系統原理示意圖。

圖中：1.總控制器，2.坡道傳感器，3.剎車強度傳感器，4.自行車速傳感器，5.踏板轉速傳感器，6.踏板扭矩傳感器，7.儲能元件參數傳感器，8.電機/發電機裝置，9.儲能元件，10.系統狀態電路，11.自行車驅動輪。?

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

本發明一種基于能量回收技術的無源電助力自行車方法的優選實施例如下，包括電機/發電機裝置8、適當容量的儲能元件9、踏板扭矩傳感器和控制系統，其控制策略為：

當騎車者在平路上起步時，控制系統通過踏板扭矩傳感器測量其起步和騎行時的踏板扭矩，為助力獲取助力基本參數；