電動自行車及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電動自行車及其控制方法。通過使用在電池中積聚的電能旋轉(zhuǎn)馬達而驅(qū)動電動自行車的所公開的控制方法包括：當從停止狀態(tài)起動電動自行車時接收由使用者輸入的加速指令值來加速所述電動自行車；將輸入的加速指令值與參考值進行比較；以及當輸入的加速指令值大于參考值時，延長使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
【專利說明】電動自行車及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實施例涉及一種電動自行車及其控制方法，其能夠阻止突然起動。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，電動自行車包括:旋轉(zhuǎn)車輪的馬達和為馬達提供電力的電池。這種電動自行車根據(jù)通過馬達的車輪旋轉(zhuǎn)行駛。
[0003]在這種電動自行車中，當使用者旋轉(zhuǎn)設(shè)置在車把上的加速裝置，也就是轉(zhuǎn)把(throttle)，從而旋轉(zhuǎn)馬達時，根據(jù)馬達的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)車輪，由此促使自行車向前行進。
[0004]通過操作轉(zhuǎn)把而起動電動自行車，會發(fā)生突然起動。也就是，電動自行車會突然起動并且非?？臁?br> [0005]這種突然起動會降低騎車感覺。為此，近來需要一種阻止突然起動的安全措施。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種電動自行車及其控制方法，當電動自行車由停止狀態(tài)起動時其能夠阻止突然起動發(fā)生。
[0007]本發(fā)明的另外方面在下面的說明書中被部分地提出，并且從說明書會部分地顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而獲得。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過使用在電池中積聚的電能旋轉(zhuǎn)馬達而驅(qū)動電動自行車的電動自行車控制方法包括:當從停止狀態(tài)起動電動自行車時接收由使用者輸入的加速指令值來加速電動自行車；將輸入的加速指令值與參考值進行比較；以及改變馬達的速度梯度，使得當輸入的加速指令值大于參考值時，速度梯度比目標速度梯度更加平緩。
[0009]基于使用者改變的轉(zhuǎn)把打開度或使用者改變的腳踏轉(zhuǎn)矩而確定輸入的加速指令值。
[0010]目標速度梯度可以對應(yīng)于輸入加速指令值。也就是，當輸入的加速指令值大于參考值時，馬達的速度梯度可以改變以使速度梯度比對應(yīng)于輸入的加速指令值的目標速度梯度更平緩。
[0011]可以改變馬達的速度梯度，以使當輸入的加速指令值仍然進一步大于參考值時，速度梯度仍然比目標速度梯度進一步更平緩。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過使用在電池中積聚的電能旋轉(zhuǎn)馬達而驅(qū)動電動自行車的電動自行車控制方法包括:當從停止狀態(tài)起動電動自行車時接收由使用者輸入的加速指令值來加速電動自行車；將輸入的加速指令值與參考值進行比較；以及當輸入的加速指令值大于參考值時，延長使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
[0013]基于使用者改變的轉(zhuǎn)把打開度或使用者改變的腳踏轉(zhuǎn)矩而確定輸入的加速指令值。
[0014]當輸入的加速指令值仍然進一步大于參考值時，可以仍然進一步延長使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。[0015]目標速度可以對應(yīng)于輸入的加速指令值，當輸入的加速指令值仍然進一步大于參考值時，可以仍然進一步延長使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于輸入的加速指令值的目標速度所需的時間。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，電動自行車包括:根據(jù)腳踏旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電能的發(fā)電機；積聚由發(fā)電機產(chǎn)生的電能的電池；通過電池積聚的電能而被驅(qū)動的馬達；驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動器；接收使用者輸入的加速指令值的輸入單元；以及電子控制單元，當電動自行車從停止狀態(tài)起動時該電子控制單元比較通過輸入單元輸入的加速指令值與參考值，并控制馬達驅(qū)動器使得當輸入的加速指令值大于參考值時，延長使馬達旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
[0017]輸入單元可以包括:轉(zhuǎn)把打開度傳感器，用于檢測設(shè)置在電動自行車車把處的轉(zhuǎn)把的打開度；或者腳踏轉(zhuǎn)矩傳感器，用于檢測當使用者踩腳踏時產(chǎn)生的腳踏轉(zhuǎn)矩。
[0018]電子控制單元可以包括:比較器，用于比較輸入的加速指令值與參考值；突然起動確定器，用于當輸入的加速指令值大于參考值時基于比較結(jié)果，確定將會發(fā)生突然起動；以及突然起動阻止器，用于當通過突然起動確定器確定會發(fā)生突然起動時，輸出馬達控制信號從而延長使馬達旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需時間。
[0019]當輸入的加速指令值仍然進一步大于參考值時，電子控制單元可以控制馬達驅(qū)動器，以仍然進一步延長使馬達旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，電動自行車包括:根據(jù)腳踏旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電能的發(fā)電機；積聚由發(fā)電機產(chǎn)生的電能的電池；通過電池積聚的電能而被驅(qū)動的馬達；驅(qū)動馬達的馬達驅(qū)動器；接收使用者輸入的加速指令值的輸入單元；以及電子控制單元，當電動自行車從停止狀態(tài)起動時該電子控制單元比較通過輸入單元輸入的加速指令值與參考值，并控制馬達驅(qū)動器使得馬達的速度梯度比目標速度梯度更加平緩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和/或其他方面從實施例的下述說明會顯而易見并更容易理解，其中:
[0022]圖1是闡釋根據(jù)本發(fā)明示意實施例的電動自行車的透視圖；
[0023]圖2是闡釋根據(jù)本發(fā)明實施例的電動自行車控制構(gòu)造的框圖；
[0024]圖3是闡釋根據(jù)本發(fā)明實施例的電動自行車中的電子控制單元構(gòu)造的框圖；
[0025]圖4是曲線圖，解釋使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需時間的變化，用于阻止根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動自行車突然起動；以及
[0026]圖5是解釋根據(jù)本發(fā)明所闡釋實施例的當從停止狀態(tài)起動電動自行車時阻止突然起動的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明的實施例，在附圖中闡釋了這些實施例的示例。提供這些實施例以使本公開內(nèi)容是徹底和完整的，并能夠完全將本發(fā)明的精神和范圍傳輸給本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員。也可以提供其他實施例。為了說明清楚，從附圖中省略了除了構(gòu)成本發(fā)明必要特征的元件的組成元件。在附圖中，為了清楚和方便闡釋，可以夸大組成元件的寬度、長度和厚度。自始至終，相同的元件具有相同的參考標記。
[0028]圖1是闡釋根據(jù)本發(fā)明示意實施例的電動自行車的透視圖。
[0029]參考圖1，電動自行車包括:前車架10，后車架20和車座架30。
[0030]前車架10和后車架20通過鉸鏈軸樞轉(zhuǎn)地連接至鉸鏈板11。鉸鏈板11被安裝成圍繞鉸鏈軸在向前和向后方向上可樞轉(zhuǎn)。
[0031]車把立桿14連接至前車架10的一端。前車輪12和車把13連接至車把立桿14。
[0032]車把13包括:連接至車把立桿14下端的車把豎管15，連接至車把立桿14的車把桿16，以及分別安裝在車把桿16相對端部處的車把握把17。車把13還包括接收使用者輸入的加速指令的轉(zhuǎn)把18。
[0033]提供車把豎管15從而調(diào)整車把13水平。提供車把桿16從而使電動自行車轉(zhuǎn)向。在車把握把17中的一個處提供界面裝置50，不僅向使用者顯示電動自行車的狀態(tài)，而且還將來自使用者的指令傳輸至電子控制單元40，這稍后會描述。界面裝置50電氣連接至電子控制單元40。轉(zhuǎn)把18可具有使用者可操作的控制桿形式。當使用者旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把18時，轉(zhuǎn)把18輸出表示轉(zhuǎn)把18的旋轉(zhuǎn)度的信號。類似于普通轉(zhuǎn)把，轉(zhuǎn)把18可以檢測配置在其中的轉(zhuǎn)把閥的打開度，以及輸出表示所檢測的打開度的信號。
[0034]前車輪12在車把立桿14 一側(cè)可旋轉(zhuǎn)地連接至車把立桿14的下端。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當從電動自行車后側(cè)觀察時，前車輪12可以在車把立桿14的右側(cè)連接至車把立桿14的下端?？蛇x擇地，車把立桿14可以具有叉形狀，并且前車輪12可以安裝至叉形狀的車把立桿14，如在傳統(tǒng)自行車中一樣。
[0035]在后車架20 —端提供發(fā)電機21。腳踏22可旋轉(zhuǎn)地安裝至發(fā)電機21的相對側(cè)。當腳踏22被旋轉(zhuǎn)時，腳踏22產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，并通過發(fā)電機21轉(zhuǎn)換成電能。來自發(fā)電機21的電能可以積聚在電池23中，這稍后會描述。
[0036]后車輪24在后車架20的左側(cè)處安裝至后車架20的另一端。盡管沒有顯示，后車架20可以具有叉形狀，并且后車輪24可以安裝至叉形狀的后車架20，如在傳統(tǒng)自行車中一樣。
[0037]馬達25被安裝至后車輪24，從而旋轉(zhuǎn)后車輪24，且因此向前移動自行車。變速器可以安裝至馬達25從而根據(jù)使用者對界面裝置50的操作改變后車輪24的旋轉(zhuǎn)速度。
[0038]積聚來自發(fā)電機21的電能的電池23與電子控制單元40 —起安裝在后車架20中。電池23還可以安裝在前車架10中。
[0039]后車架20在其一側(cè)處連接至座管26的后部。后車架20和座管26可以是一體的。
[0040]車座架30連接至后車架20。使用者坐在其上的車座31被安裝至車座架30的一端。
[0041]圖2是闡釋根據(jù)本發(fā)明實施例的電動自行車的控制構(gòu)造的框圖。
[0042]參考圖2，電動自行車包括:電子控制單元40，界面裝置50，輸入單元60，以及馬達驅(qū)動器70。
[0043]界面裝置50不僅向使用者顯示電動自行車的狀態(tài)，還將使用者通過按鈕輸入的指令傳輸至電子控制單元40。
[0044]輸入單元60適于接收使用者輸入的加速指令。輸入單元60包括:轉(zhuǎn)把打開度傳感器61和腳踏轉(zhuǎn)矩傳感器62。[0045]轉(zhuǎn)把打開度傳感器61檢測轉(zhuǎn)把18的轉(zhuǎn)把打開度。當為了加速使用者旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把18時，轉(zhuǎn)把打開度傳感器61根據(jù)轉(zhuǎn)把18的旋轉(zhuǎn)度檢測轉(zhuǎn)把打開度。該轉(zhuǎn)把打開度對應(yīng)于來自馬達的輸出。
[0046]轉(zhuǎn)把打開度傳感器61可以包括設(shè)置在轉(zhuǎn)把18內(nèi)的轉(zhuǎn)把位置傳感器。轉(zhuǎn)把位置傳感器被安裝至轉(zhuǎn)把18的轉(zhuǎn)把主體，從而將轉(zhuǎn)把閥的打開度轉(zhuǎn)換成電信號。表示由轉(zhuǎn)把打開度傳感器61檢測的轉(zhuǎn)把打開度的信號被傳輸至電子控制單元40。
[0047]腳踏轉(zhuǎn)矩傳感器61可以包括設(shè)置在后車架20的腳踏軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)矩傳感器檢測用于旋轉(zhuǎn)腳踏22的力，也就是腳踏轉(zhuǎn)矩。表示由腳踏轉(zhuǎn)矩傳感器61檢測的腳踏轉(zhuǎn)矩的信號被傳輸至電子控制單元40。
[0048]馬達驅(qū)動器70通過改變馬達25的極數(shù)或者改變供給馬達25的電功率頻率而調(diào)整馬達25的旋轉(zhuǎn)速度。
[0049]電子控制單元40接收由使用者輸入的加速指令值，該值對應(yīng)于由轉(zhuǎn)把打開度傳感器61檢測的轉(zhuǎn)把打開度；或者接收由使用者輸入的加速指令值，該值對應(yīng)于由腳踏轉(zhuǎn)矩傳感器62檢測的腳踏轉(zhuǎn)矩。電子控制單元40然后將輸入的加速指令值與預(yù)定的參考值進行比較?；诒容^結(jié)果，當估計到將會發(fā)生電動自行車的突然起動時，電子控制單元40延長使馬達25旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。例如，電子控制單元40降低馬達25的速度梯度，從而比對應(yīng)于目標旋轉(zhuǎn)速度的速度梯度更平緩。因為馬達25的速度梯度在這種情況中變得更平緩，電動自行車慢慢起動。
[0050]圖3是示意性闡釋根據(jù)本發(fā)明實施例的電動自行車中的電子控制單元的構(gòu)造的框圖。
[0051]參考圖3，電子控制單元40包括:比較器41，突然起動確定器，以及突然起動阻止器43。
[0052]比較器41將加速指令值與參考值進行比較，并將比較結(jié)果傳輸至突然起動確定器42。
[0053]基于比較器41傳輸?shù)谋容^結(jié)果，突然起動確定器42確定是突然起動或正常起動。
[0054]也就是，基于比較結(jié)果，當確定加速指令值小于參考值時，確定電動自行車將正常起動。
[0055]根據(jù)由突然起動確定器42執(zhí)行的確定結(jié)果和由使用者輸入的加速指令值，突然起動阻止器43調(diào)整使馬達25旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
[0056]也就是，基于突然起動確定器42的確定結(jié)果，當確定會發(fā)生突然起動時，突然起動阻止器43輸出馬達控制信號，從而延長使馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于加速指令值的目標速度的時間，以使該時間大于對應(yīng)于加速指令值的參考時間。根據(jù)馬達控制信號，馬達25的速度梯度變得比目標速度梯度更加平緩。結(jié)果是，電動自行車會慢慢地起動而不會突然起動。
[0057]另一方面，基于突然起動確定器42的確定結(jié)果，當確定會發(fā)生正常起動時，突然起動阻止器43輸出馬達控制信號，從而固定使馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于加速指令值的目標速度所需的時間，以使該時間等于對應(yīng)于加速指令值的參考時間。
[0058]圖4是曲線圖，解釋使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需時間的變化，用于阻止根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動自行車突然起動。[0059]參考圖4，在曲線圖中的橫軸表示時間，且曲線圖中的縱軸表示馬達速度。
[0060]在曲線圖中的馬達速度梯度SI表示梯度，沿著該梯度，馬達25的旋轉(zhuǎn)速度在參考時間tl內(nèi)，達到對應(yīng)于由使用者輸入的加速指令值的目標速度vt。
[0061]在曲線圖中的馬達速度梯度S2表示梯度，沿著該梯度在長于參考時間tl的參考時間t2內(nèi)，馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于由使用者輸入的加速指令值的目標速度Vt。
[0062]當從其停止狀態(tài)啟動電動自行車時，預(yù)計會發(fā)生突然起動時，馬達速度梯度從SI變化至S2，從而阻止電動自行車的突然起動。
[0063]根據(jù)本發(fā)明所闡釋的實施例，結(jié)合例如使用者旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把從而輸入作為加速指令的轉(zhuǎn)把打開度的情況，給出電動自行車的下面說明。
[0064]圖5是解釋根據(jù)本發(fā)明所闡釋實施例的當從停止狀態(tài)起動電動自行車時阻止突然起動的流程圖。
[0065]參考圖5，電子控制單元40通過轉(zhuǎn)把打開度傳感器61檢測轉(zhuǎn)把打開度(100)。
[0066]在檢測轉(zhuǎn)把打開度后，電子控制單元40將被檢測的轉(zhuǎn)把打開度A與預(yù)定值A(chǔ)ref比較，從而確定轉(zhuǎn)把打開度A是否大于預(yù)定值A(chǔ)ref。
[0067]基于在操作110中執(zhí)行的確定結(jié)果，當確定被檢測的轉(zhuǎn)把打開度A小于預(yù)定值A(chǔ)ref時，確定電動自行車會正常起動而沒有突然起動。因此，在這種情況中，使馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于被檢測的轉(zhuǎn)把打開度A的目標速度所需的時間tl被固定(120)。然后，控制馬達旋轉(zhuǎn)梯度，以使馬達25的旋轉(zhuǎn)速度在時間tl內(nèi)達到對應(yīng)于轉(zhuǎn)把打開度A的目標速度(140)。
[0068]另一方面，基于在操作110中執(zhí)行的確定結(jié)果，當確定被檢測的轉(zhuǎn)把打開度A等于或大于預(yù)定值A(chǔ)ref時，確定電動自行車會突然起動。因此，在這種情況中，使馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于被檢測的轉(zhuǎn)把打開度A的目標速度所需的時間從tl變化至t2 (130)。然后，控制馬達旋轉(zhuǎn)速度梯度，以使在時間t2內(nèi)馬達25的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于轉(zhuǎn)把打開度A的目標速度(140)。結(jié)果是，因為馬達25的速度梯度從SI變化至S2，變得平緩，所以電動自行車會慢慢起動而沒有突然起動。
[0069]從上述說明顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，當使用者從停止狀態(tài)起動電動自行車時，當使用者過分快地加速電動自行車時，通過改變使馬達旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間能夠阻止突然起動。因此，能夠獲得提高的騎車感覺。此外，可以確保防備突然起動的安全。
[0070]盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行修改，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動自行車的控制方法，用于通過使用在電池中積聚的電能旋轉(zhuǎn)馬達而驅(qū)動電動自行車該，包括: 當從停止狀態(tài)起動所述電動自行車時接收由使用者輸入的加速指令值來加速所述電動自行車； 將輸入的所述加速指令值與參考值進行比較；以及 當所述輸入的加速指令值大于所述參考值時，延長使馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中，基于由使用者改變的轉(zhuǎn)把打開度或者由使用者改變的踏板轉(zhuǎn)矩而確定所述輸入加速指令值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其中，當所述輸入加速指令值仍然進一步大于所述參考值時，仍然進一步延長使所述馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到所述目標速度所需的時間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其中，所述目標速度對應(yīng)于輸入加速指令值，以及當所述輸入的加速指令值仍然進一步大于所述參考值時，仍然進一步延長使所述馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到對應(yīng)于所述輸入的加速指令值的目標速度所需的時間。
5.—種電動自行車,包括: 根據(jù)踏板旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能的發(fā)電機； 積聚由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電能的電池； 通過由所述電池積聚的電能而被驅(qū)動的馬達； 驅(qū)動所述馬達的馬達驅(qū)動器； 接收由使用者輸入的加速指令值的輸入單元；以及 電子控制單元，當電動自行車從停止狀態(tài)起動時所述電子控制單元比較通過所述輸入單元輸入的加速指令值與參考值，并控制所述馬達驅(qū)動器使得當所述輸入的加速指令值大于所述參考值時，延長使所述馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需的時間。
6.如權(quán)利要求5所述的電動自行車，其中，所述輸入單元包括轉(zhuǎn)把打開度傳感器或者踏板轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)把打開度傳感器檢測設(shè)置在所述電動自行車車把處的轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)把打開度，所述踏板轉(zhuǎn)矩傳感器檢測當使用者踩踏板時的踏板轉(zhuǎn)矩。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電動自行車，其中，所述電子控制單元包括:比較所述輸入的加速指令值與參考值的比較器；突然起動確定器，基于比較結(jié)果，當所述輸入的加速指令值大于所述參考值時確定將會發(fā)生突然起動；以及突然起動阻止器，當所述突然起動確定器確定會發(fā)生突然起動時，輸出馬達控制信號從而延長使馬達旋轉(zhuǎn)速度達到目標速度所需時間。
8.如權(quán)利要求5至7中任意一項所述的電動自行車，其中，所述電子控制單元控制所述馬達驅(qū)動器，使得當所述輸入的加速指令值仍然進一步大于所述參考值時，仍然進一步延長使所述馬達的旋轉(zhuǎn)速度達到所述目標速度所需的時間。
【文檔編號】B62M6/45GK103661763SQ201210548963
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月19日
【發(fā)明者】全宰亨, 白寅夏 申請人:株式會社萬都