[發明專利]用于智能電動自行車的自適應踏板輔助系統及具有輸入扭矩過濾的控制邏輯

有效

• 申請號: 201910412000.5
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110626455B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: D·J·莫寧;J·科恩;A·J·海舍爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 喻新學

本文呈現了用于手動動力車輛的自適應動力輔助系統、用于操作/構造這種系統的方法、以及具有用于自適應動力輔助操作的輸入扭矩過濾的馬達輔助的操作員動力車輛。用于調節動力輔助系統的方法包括：車輛控制器，其接收指示使用者生成的扭矩輸入的扭矩傳感器數據。然后，車輛控制器確定：扭矩輸入是否小于由牽引馬達生成的命令馬達扭矩；以及，牽引馬達的校準的馬達衰減時間是否小于使用者節奏速度的縮放節奏時間。響應于兩個的確定都是正的，車輛控制器基于當前節奏速度計算扭矩衰減因子，并基于這個計算的扭矩衰減因子修改命令馬達扭矩。然后，車輛控制器將命令信號傳輸到牽引馬達，以根據修改的命令馬達扭矩輸出調制的馬達扭矩。

技術領域

本公開總體上涉及馬達輔助的、手動動力的車輛。更具體地，本公開的方面涉及用于機動自行車的自適應踏板輔助系統和伴隨控制邏輯。

背景技術

傳統上由車輛操作員提供動力的許多車輛——無論是手動力或腳踏動力設計——現在可以最初配備有或改裝至包括用于協助推進車輛的牽引馬達。牽引馬達可以采用內燃發動機(ICE)或電動機的形式，通常以輔助或無輔助容量推進車輛，即，具有或沒有手動生成的動力。例如，踏板電動自行車(通俗地稱為“電動自行車”)配備有車載電動機，用于提供補充的牽引扭矩，輔助或“增強”騎車人踏板生成的扭矩。牽引馬達單獨操作或與動力傳動裝置結合操作，以旋轉電動自行車的從動構件，諸如輪子、輪轂或踏板曲柄輪轂。例如，當騎車人沿著行進路線越過具有明顯坡度的道路表面時，來自馬達的輸出扭矩可以選擇性地傳遞到從動構件。以這種方式，相對于在缺乏電輔助(電子-輔助)功能的標準自行車上感知的蹬踏力，騎車人在騎電動自行車時感知的蹬踏力可以減小。

發明內容

本文公開了用于手動動力車輛的自適應動力輔助系統和伴隨控制邏輯、用于操作的方法和用于構建這種自適應動力輔助系統的方法，以及具有用于自適應動力輔助操作的輸入扭矩過濾的馬達輔助的操作員動力車輛。作為示例，提出了一種用于電動自行車踏板輔助系統的馬達控制算法，其利用多種過濾策略中的任何一種來實時計算用于命令馬達扭矩的閉環調制的調整騎車人輸入扭矩。可以基于騎車人生成的扭矩增加/減少條件、踏板節奏速度、使用者選擇的電子輔助水平和/或當前馬達衰減來選擇實施的過濾策略。與初級輸入扭矩相對穩定的其他馬達輔助系統不同，電動自行車的騎車人生成的扭矩幅值本質上是周期性到，當騎車人將從動踏板推至下死點(BDC)時會發生波動，并且然后允許這個相同的踏板在返回回升至上死點(TDC)時恢復。馬達控制算法過濾器騎車人扭矩輸入，以最小化振幅波動，這有助于在電子輔助模式期間穩定馬達扭矩輸出。

至少一些公開的概念的伴隨的益處可以包括聚集和分析使用者生成的扭矩輸入數據的能力，并且基于這個實時數據，對特定使用者定制動力輔助水平。一個或多個公開的系統、方法和設備的其他潛在益處可以包括智能地適應踏板輔助的能力，以使用所過濾的騎車人輸入扭矩數據來主動補償沿給定路線的地形變化和周圍環境條件。雖然一些可用的電動自行車設計可以基于所感測的坡度改變或整體車輛速度提供可變的電子輔助，但是這些設計對單個使用者來說不是自適應的，也不能提供路線特定的適應性。本公開的概念的各方面有助于確保自適應踏板輔助系統在最佳水平下操作，并且因此最小化電池使用，同時伴隨地擴展車輛操作范圍。