電動助力自行車的輔助馬達控制方法
2023-08-12 23:37:56 1
專利名稱：電動助力自行車的輔助馬達控制方法
技術領域：
本發明涉及驅動電源能再生的電動助力自行車輔助馬達控制方法。
背景技術：
現有技術中的電動助力自行車能再生電力，但都在下坡時表現出使用再生功能的效果。在這種情況下，人們期望在具有制動效果的同時能由再生能量給電源電池充電。
但是，在圖5所示標準行駛模式(pattern)中以輔助率100％行駛時，出現消費電量的下坡再生電量為3.1W，佔動力運轉行駛的電力＝(2×3+6.7)＝12.7W中的比率為24.6％。
如果在無再生行駛時的消費電力為12.7W，有再生行駛時的消費電力為9.6W，行駛距離為12.7/9.6＝1.32倍的話，就不能消除電池斷電的可能性。
發明內容
本發明鑑於上述缺陷而研究的，解決的問題在於，提供再生的控制方法，能以不失助力感的方式進行行駛充電，不用擔心電池斷電。
本發明的電動助力自行車輔助馬達控制方法的特徵在於，踏板半個循環中產生的人力轉矩值，在預設轉矩設定值以上的部分中，與人力轉矩成比例地使輔助馬達產生轉矩；在轉矩設定值以下的人力轉矩部分中，由輔助馬達產生預定的制動轉矩。
在前述控制方法中，在踏板踏力引起人力轉矩的情況下以及以無人力轉矩進行慣性行駛時，由於輔助馬達產生的制動轉矩變大，進而行駛速度使制動轉矩變大，行駛者感到阻力減小。
電動助力自行車輔助馬達控制方法的特徵還在於，能用穩定行駛速度以上的速度進行前述控制。
電動輔助馬達控制方法的特徵還在於，在使用上述控制的電動助力自行車中，設定速度以上的速度能量作為包含著人力能量的制動轉矩吸收進驅動源。
圖1表示通常行駛時人力踏力與馬達輔助力關係的示圖；圖2表示本發明在行駛充電行駛時人力踏力與馬達輔助力關係的示圖；圖3表示有踏力時和無踏力時附加不同再生量進行控制的方法示圖；圖4表示由行駛速度改變吸收轉矩值進行控制的示圖；圖5表示在標準行駛路段中行駛時不同區間消費電力的示圖。
標號說明1人力踏力，2輔助力，3再生力，3a無踏力時的再生力，3b有踏力時的再生力，4臨界值，5驅動側，6再生側，7行駛速度，8制動轉矩。
具體實施例方式
下面，說明本發明的實施方式。
圖1表示無再生功能的現有一般電動助力自行車踏力與馬達輔助力關係的示圖。圖1中，踏力1與輔助力2控制到1∶1的關係以下。
圖2表示本發明踏力1與輔助力2關係的示圖，對預設臨界值4以上踏力部分中按踏力1與輔助力2關係為1∶1以下進行輔助，踏力1在臨界值4以下時，以輔助馬達為發電機進行控制，把行駛能量吸收作為再生電力3。
圖2中，對應於輔助馬達能量方向中的踏力1，用時間圖把驅動側表示為5，吸收側表示為6。如圖所示，表示與踏動踏板時所賦踏力大小相對應的輔助馬達在臨界值4範圍內能在驅動側5和再生(吸收)側6兩方向切換。
不踏動踏板無踏力1或慣性行駛狀態中，也表示成再生行駛狀態時行駛能量被電源吸收的情況。
需要與上述踏力1伴有大的驅動力時，由輔助馬達輔助驅動力，在驅動力小時吸收慣性能量，並存儲電量，在控制電源消費能量的同時，也意味著能輔助控制。
在圖3中，按圖2控制有踏力時和按臨界值以下吸收轉矩值中沒有踏力時的情況相同，在這種情況下，因減速感變大，有踏力時吸收轉矩變小，能改善降低減速感的滿意度。
圖4中，行駛速度改變制動轉矩，當行駛速度使控制轉矩達到一定值時，因吸收電力與速度成比例，低速區域中設定為無踏力負擔感的程度值，隨著速度提高，轉矩值增大使減速感變弱，並且，設定增大的值只吸收電力。
進行上述控制時，在自行車穩定行駛狀態，最好是按大體為5～7km/H以上速度行駛的時候。
至此，在所說明的控制中，雖能消減電源的消費能量，但除了下坡行駛以外，不能貯存能量。萬一電源能量沒有了，如果能再生行駛充電，即使用現有電動助力自行車，也不用擔心電池斷電。
針對該問題，在自行車行駛速度達到一定速度以上時，慣性行駛進行消遣，且在具有速度感作用的速度以上區域中，吸收同等電力的情況下，因人踏力負擔與速度成反比例，利用負擔感也變小的現象，作為包含人力能量的再生能量，吸收進驅動源進行蓄電。
在進行這種控制下，因平坦路段行駛而人力轉矩小的行駛狀態時能蓄電，不用擔心電池斷電。
本發明，平坦路段行駛而人力負擔小時，以人力能量作為電能進行蓄電；坡路行駛而人力負擔大的行駛時，靠蓄電的能量把輔助馬達作為輔助力使用，所以，能實現電動輔助自行車本來所要求的功能，不用擔心行駛距離的延長和電池斷電。
以人力能量作為電能進行蓄電，變為由人體進行負荷的情況，在平坦路段行駛多的地方使用者使用輕量配件，是另一種消遣方法。
由於能行駛充電，不用充電場所就能在上下班、上下學等停、騎使用，擴大了電動自行車的用途。
權利要求
1.一種電動助力自行車輔助馬達控制方法，其特徵在於，踏板半個循環中產生的入力轉矩值，在預設的轉矩設定值以上的部分中，與人力轉矩成比例地由輔助馬達產生轉矩；在轉矩設定值以下的人力轉矩部分中，由輔助馬達產生預定的制動轉矩。
2.如權利要求1所述的電動助力自行車輔助馬達控制方法，其特徵在於，在踏板踏力引起人力轉矩的情況下以及以無人力轉矩進行慣性行駛時，通過改變輔助馬達產生的制動轉矩的大小，行駛者感到阻力減小。
3.如權利要求1所述的電動助力自行車輔助馬達控制方法，其特徵在於，根據行駛速度，改變制動轉矩的大小，行駛者能感到阻力減小。
4.一種電動助力自行車輔助馬達控制方法，其特徵在於，用穩定速度以上的速度進行權利要求1、2及權利要求3的控制。
5.一種電動輔助馬達控制方法，其特徵在於，使用權利要求1、2、3及權利要求4的電動助力自行車中，預定設定速度以上的速度能量包含人力能量作為制動轉矩吸收進驅動源。
全文摘要
本發明要解決的問題在於，在能再生充電的電動助力自行車中，採用再生控制方法以不失去輔助感的方式進行行駛充電，不用擔心電池斷電。本發明的電動輔助馬達控制方法，踏板半個循環中產生的人力轉矩值，在預設的轉矩設定值以上的部分中，與人力轉矩成比例地使輔助馬達產生轉矩；在轉矩設定值以下的人力轉矩部分中，輔助馬達產生預定的制動轉矩；在有人力轉矩的情況下以及以無人力轉矩進行慣性行駛時，由於輔助馬達產生的制動轉矩變大，行駛者能感到阻力減小，能節省電力，並且，設定速度以上的速度能量能作為含有人力能量的制動轉矩吸收進驅動源。
文檔編號B60L7/10GK1572579SQ20041006407
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月24日 優先權日2003年6月24日
發明者小慄浩, 上符敏昭 申請人:株式會社明電舍, 明電Eco驅動株式會社