有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)屬于差別化供助力電的前輪和后輪差數(shù)分配助力自行車供電控制器系統(tǒng)。包括電助力自行車的兩個車輪和兩個電機，擋位信號手動控制器，還包括差分控制器，差分控制器包括依次相連的三個模塊；第一對反饋電流IA和IB進行數(shù)值比較處理；第二用模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進行模型函數(shù)處理；第三將擋位信號ID和車均速信號IS都輸入差分控制器的數(shù)據(jù)分配器，對模型函數(shù)處理將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和車均速信號IS要素的處理。優(yōu)點：對助力自行車的前后輪兩個電機進行差別化控制供電，差別化控制的內(nèi)容就是事先設(shè)定的模型函數(shù)處理。
【專利說明】有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電動助力自行車的助力控制器系統(tǒng)，特別是自行車前輪和后輪都給與差別化供助力電的前輪和后輪差數(shù)分配助力自行車供電控制器系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]湖南晟通科技集團有限公司申請的中國專利201210011641.8提出了一種雙輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)自適應(yīng)平衡轉(zhuǎn)向控制方法，但沒有提供電子差速專用處理器的技術(shù)設(shè)計。
[0005]湖南晟通科技集團有限公司申請的中國專利201110358020.2 一種雙輪轂電機電子差速與調(diào)速集中控制器，但沒有電子差速模塊的具體設(shè)計。
[0006]株式會社日立制作所01122460.6本文公開了一種變速器，其包括用于將一驅(qū)動源的能量分配給許多差速機構(gòu)的機構(gòu)；分別與所述許多差速機構(gòu)相連的許多馬達；和用于結(jié)合從所述許多差速機構(gòu)輸出的能量的機構(gòu)。但沒有電子差速模塊的具體設(shè)計。
[0007]成都聯(lián)騰動力控制技術(shù)有限公司申請的中國專利201210399458.X公開了一種有電子差速功能的雙電機控制器，但沒有電子差速模塊的具體設(shè)計。
[0008]株式會社島野申請的中國專利03123625.1自行車自動換擋控制裝置等多項中國專利，都是機械控制變速的方法，不是電子控制變速。
[0009]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供前輪和后輪動態(tài)受力兩個要素，車速要素，以及手動設(shè)定的助力擋位要素這四個要素確定前輪和后輪差數(shù)分配供電的助力自行車供電控制器系統(tǒng)。
[0011]并且是助力擋位要素和車速要素兩個要素對前輪和后輪動態(tài)受力要素用控制模型函數(shù)已計算出的、待輸出的差數(shù)分配控制信號，進行再用另一控制模型函數(shù)計算后，再輸出的助力自行車供電控制器系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是:
有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)，包括電助力自行車的兩個車輪:車輪A和車輪B，以及驅(qū)動車輪A的電機A和驅(qū)動車輪B的電機B，包括電助力自行車的擋位信號手動控制器3，其特征在于:還包括差分控制器1，車速信號傳感器12和均速器20 ;車速信號傳感器12與均速器20連接，均速器20是把一定時間內(nèi)車速信號傳感器12的速度信號變?yōu)樵撘欢〞r間內(nèi)平均速度的信號處理器。
[0013]差分控制器I與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差分控制器I給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電；
差分控制器I與電機B之間用控制器B連接，控制器B用差分控制器I給與的控制信號控制動力電源對車輪B供電。
[0014]在電機A與控制器A之間取反饋控制信號電流IA輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9 ；
在電機B與控制器B之間取反饋控制信號電流IB輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9。
[0015]擋位信號手動控制器3的擋位信號ID輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9 ; 均速器20的車均速信號IS輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9。
[0016]在助力自行車上，擋位信號手動控制器3就是固定在自行車龍頭橫桿上的擋位旋動開關(guān)，人用手旋動擋位信號手動控制器3，就象汽車選擇各種自車擋位一樣。助力自行車的擋位拔動桿本身是腳踏鏈盤與后輪多個齒輪傳動比的機械結(jié)構(gòu)關(guān)系的傳動比選擇部件機械，在本發(fā)明中，擋位信號手動控制器3是一個電子器件，它把擋位拔動桿的傳動比選擇狀態(tài)用電子信號輸出給需要控制的電子部件。
[0017]在助力自行車上，車速信號傳感器12是固定在助力自行車上感受該助力自行車行駛速度的、輸出代表車速電信號的傳感器。
[0018]均速器20輸出的平均速度是浮動的信號，浮動意思是:如果設(shè)定均速器20取當(dāng)時的前5秒鐘以內(nèi)的平均速度，則后一秒的平均速度要加入這后一秒的速度而去除前第6秒的速度，計算5秒鐘以內(nèi)的平均速度。浮動意思就是平均速度隨時隨車速浮動變化。
[0019]差分控制器I包括依次相連的三個模塊；
第一模塊對用于控制的原始輸入信號反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB進行數(shù)值比較處理；
第二模塊用已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進行模型函數(shù)處理；
第三模塊將擋位信號手動控制器3的擋位信號ID和均速器20的車均速信號IS都輸入差分控制器I的數(shù)據(jù)分配器10，對模型函數(shù)處理將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和車均速信號IS要素的處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS的要素。
[0020]第一模塊:電流數(shù)值比較器9的兩個輸入端分別連接反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB ;IA和IB分別都是輸入電流數(shù)值比較器9的原始控制電流信號；電流數(shù)值比較器9的兩個輸出端分別連接IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8。
[0021]其作用是；電流數(shù)值比較器9把輸入的雙路連續(xù)變化的反饋控制信號電流IA、反饋控制信號電流IB變?yōu)橐唤M差數(shù)值的數(shù)字信號，和取得IA > IB或IA < IB的兩種向量信號的某一種，電流數(shù)值比較器9將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA > IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器7，或電流數(shù)值比較器9將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA < IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器8 ;差數(shù)值的數(shù)字信號已下簡稱為數(shù)字信號。
[0022]電流數(shù)值比較器9就是用IA減IB，其差值的正或負(fù)作為向量，差值的絕對值作為數(shù)字信號，所以數(shù)字信號只是一個值，是標(biāo)量。這便于在數(shù)字信號值相同，向量不同，也可以獲得不同的控制模型輸出，使控制模型更能適應(yīng)被控制物的需要。
[0023]IA和IB是用于控制兩個目標(biāo)電器，如電動機，或用于控制兩個強電控制器的兩個電流控制信號；數(shù)字信號是電流數(shù)值比較器9對IA、IB進行減法算術(shù)處理的差值，所以數(shù)字信號作為標(biāo)量可進入后續(xù)的函數(shù)數(shù)值計算處理。電流控制信號IA和IB不僅可以有大小變化，還可以方向變化，但數(shù)字信號只有大小變化。
[0024]第二模塊:IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7分別連接電流數(shù)值比較器9和模型函數(shù)儲存器11 ;并且IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8也分別連接電流數(shù)值比較器9和模型函數(shù)儲存器11。
[0025]其作用是；
當(dāng)IA > IB時，啟動IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7，用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA > IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA > IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn, y IAn和yIBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為:y IAn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)；y IBn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)。
[0026]上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值；
數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn0
[0027]或者，當(dāng)IA < IB時，啟動IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8，用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA< IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA < IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA < IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA < IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn，
YIAn和y IBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為:
y IAn = f (IA < IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)； y IBn =f (ΙΑ < IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)。
[0028]上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值；
數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn ； IAn和IBn是計算值，是數(shù)字信號。
[0029]上述模型函數(shù)可以在相同向量和數(shù)字信號值，不同IA和IB時，獲得不同的一組控制信號 y IAn 和 y IBn0 如 IAn=1 和 IBn=5，數(shù)字信號=5 ;與 IAn_l=20 和 IBn_l=15，數(shù)字信號=5這兩組原電流信號所獲得的控制模型不相同，這可以把控制模型更準(zhǔn)確的表示IA和IB的需求。在函數(shù)y IAn中，數(shù)字信號隱含有IBn內(nèi)容，使其更容易建立模型函數(shù)，或模型函數(shù)比較簡單；而如果不用數(shù)字信號，直接用IA、IB很不易建立模型函數(shù)，建立的模型函數(shù)很復(fù)雜。同理，在函數(shù)y IBn中，數(shù)字信號隱含有IAn內(nèi)容，是為簡化建立模型函數(shù)而引出的方法。
[0030]第三模塊:數(shù)據(jù)分配器10的輸入端分別與模型函數(shù)儲存器11、擋位信號手動控制器3、均速器20、IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8共五個部件連接，數(shù)據(jù)分配器10的輸出端與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16連接，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16的輸出端分別與強電控制器A和強電控制器B連接；實現(xiàn)差分控制器對強電控制器A和強電控制器B控制的目的。
[0031]其作用是；擋位信號手動控制器3的擋位信號ID和均速器20的車均速信號IS分別都輸入差分控制器I的數(shù)據(jù)分配器10，對已進行IA、IB模型函數(shù)處理，將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的再一次模型函數(shù)處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS兩個要素。
[0032]數(shù)據(jù)分配器10把IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為y IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器B;或者IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為y IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器BJPy IAnIDIS分配給強電控制器AJUy IBnIDIS分配給強電控制器B ;數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAnIDIS和y IBnIDIS分別進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，把計算的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制數(shù)字信號，最后把這兩個控制數(shù)字信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器；帶有ID，IS兩個要素的成組控制數(shù)據(jù)的函數(shù)為:
y IAnIDIS = f (y IAn, ID,IS)；
y IBnlDIS = f (y IBn, ID, IS)。
[0033]實現(xiàn)擋位信號手動控制器3的擋位信號ID、均速器20的車均速信號IS、反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB通過差分控制器對強電控制器A和強電控制器B進行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制供電，控制好動力電源對車輪A和車輪B提供不同的供電，使車輪A和車輪B即便受力不相等，也能獲得兩個電機匹配工作，助力自行車兩個車輪平衡運動的效果。
[0034]成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn是用反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB經(jīng)過模型函數(shù)計算出的，只能代表助力自行車前后輪某一瞬間不同受力對供電的需求，沒有該助力自行車行駛在什么擋位條件、什么速度狀態(tài)對供電的整體需求，就是說盡管前后輪某一瞬間不同受力變化了，但車還應(yīng)盡量保持規(guī)定擋位條件的原有速度，這樣車速才能平穩(wěn)，所以需要加入擋位信號ID和車均速信號IS兩個要素在最終輸出的控制信號中。所以要用擋位信號ID和車均速信號IS把成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn再用一組模型函數(shù)計算出帶有擋位和速度兩個要素信息的成組控制數(shù)據(jù)y IAnIDIS和y IBnlDIS。
[0035]—般后輪受力多，供電多，前輪受力少，供電少。對于不同車均速，供電多少的差額大小又不一樣，所以要ID、IS、IA和IB四個控制原要素。人在助力自行車上的重量是不變的，前輪或后輪某個車輪受力大時，耗電電流會立刻增加，反饋控制信號電流也立刻增加，IA和IB的原差值關(guān)系被改變，新的ID、IS、IA和IB四個控制原要素輸入差分控制助力車系統(tǒng)，差分控制助力車系統(tǒng)經(jīng)過與該四個控制原要素相匹配的模型函數(shù)計算，輸出與該四個控制要素相匹配的兩個控制數(shù)字信號分別給前輪和后輪的電機，使車輪A和車輪B即便受力不相等，也能獲得兩個電機匹配工作，兩個車輪平衡運動，助力自行車保持平穩(wěn)速度行駛的效果。
[0036]由于不同的電控制器A和強電控制器B，要求不同數(shù)字范圍的控制數(shù)字信號，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16就是根據(jù)不同的電控制器A和強電控制器B，把計算的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制數(shù)字信號。所以數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16不可少。
[0037]還可以是，IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8通過轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器30與數(shù)據(jù)分配器10連接，轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器30還與龍頭轉(zhuǎn)角傳感器31連接。
[0038]自行車的龍頭轉(zhuǎn)動角度基本可代表人在自行車處于是否穩(wěn)定的狀態(tài)，如果龍頭轉(zhuǎn)動角度比正向前時轉(zhuǎn)動了 80度到90度的角度，則自行車處于不穩(wěn)定行駛狀態(tài)，這時反饋控制信號電流IA和IB不管是什么信號，也不能再對電機供電，必須立即停止對電機供電。如果龍頭轉(zhuǎn)動角度比正向前時轉(zhuǎn)動了 30度到80度的角度，反饋控制信號電流IA和IB要求對對電機供電的應(yīng)當(dāng)隨龍頭轉(zhuǎn)動角度增大而減小對電機的供電量。一般龍頭轉(zhuǎn)動角度在O度到30度的角度時，自行車是處于完全正常行駛狀態(tài)，反饋控制信號電流IA和IB要求對對電機的供電量可完全按照執(zhí)行，不需要作修正。
[0039]為了使差分控制器I所控制的車速與騎車人的體重相匹配，也就是在同一組變化的反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的條件下，差分控制器I所輸出的兩個控制數(shù)字信號能隨騎車人的體重不同而變化。如以差分控制器I原應(yīng)輸出的兩個控制數(shù)字信號是與50公斤人體體重相匹配，當(dāng)騎車人的體重為40公斤時，差分控制器I實際輸出的兩個控制數(shù)字信號都減少20%，或當(dāng)騎車人的體重為70公斤時，差分控制器I實際輸出的兩個控制數(shù)字信號都減少40%。達到差分控制器I所控制的車速與騎車人的體重相匹配。為實現(xiàn)這個目的技術(shù)方案是:在助力自行車的人體坐墊上，或在與坐墊連接的彈性部件上設(shè)置壓力傳感器，該壓力傳感器與差分控制器I中的數(shù)據(jù)分配器10連接，壓力傳感器的壓力信號分別對數(shù)據(jù)分配器10中兩個控制數(shù)字信號進行相同比例增加或相同比例減少的處理。
[0040]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明的差分控制器I能對擋位信號手動控制器3的擋位信號ID、均速器20的車均速信號IS、反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB進行數(shù)字化模型函數(shù)處理，對要控制的兩個被控物，助力自行車的前后輪兩個電機進行差別化控制供電，差別化控制的內(nèi)容就是事先設(shè)定的模型函數(shù)處理。也就是本發(fā)明的差分控制器I能對四路模擬電流信號分別進行兩次模型函數(shù)處理，獲得有差別化的雙路分別獨立的數(shù)字控制信號輸出，即能對四路模擬信號加入數(shù)字化模型函數(shù)內(nèi)容，對前后輪兩個電機進行分別獨立的控制供電，也稱差分控制供電。前后輪兩個電機匹配工作，既前后輪變化的受力狀態(tài)，前后輪兩個電機匹配給與不同的供電，達到前后輪轉(zhuǎn)動速度相同，并且是使助力自行車基本保持由ID所限定擋位范圍內(nèi)，形成IS的平均速度的狀態(tài)。騎在該助力自行車上的人感到舒適，前后輪轉(zhuǎn)動速度相同又不浪費電力。
[0041]本發(fā)明把四個原始控制要素撤分為兩次模型函數(shù)計算，每次模型函數(shù)計算的變量減少，這種把四個變量分解在兩次模型函數(shù)計算的方法，使兩次模型函數(shù)計算都大大解化，在最后輸出的控制信號中仍含有IA、IB、ID、IS要素，但建立每次的模型函數(shù)和模型函數(shù)計算其變量沒有四個，使共簡化建立模型函數(shù)，計算速度更快，適應(yīng)對運動速度進行調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)處理好方法。
[0042]本發(fā)明差分控制助力車系統(tǒng)經(jīng)過ID、IS、IA和IB與該四個控制原要素相匹配的模型函數(shù)計算，輸出與該四個控制原要素相匹配的兩個控制數(shù)字信號分別給前輪和后輪的電機，使車輪A和車輪B即便受力不相等，也能獲得兩個電機匹配工作，兩個車輪平衡運動的效果。
[0043]在相同的ID、IS、IA和IB四個控制原要素相同的情況下，只要改變設(shè)定的數(shù)字化模型函數(shù)，就可獲得多種人為設(shè)定的不同控制信號輸出，解決了用IA和IB兩個模擬信號直接控制兩個模擬電器，只有一種控制方式，不能按人的需要調(diào)整控制方式的缺點。
[0044]可以用龍頭轉(zhuǎn)動角度推定自行車處于是否穩(wěn)定的狀態(tài)，并用龍頭轉(zhuǎn)動角度的大小，對自行車運動狀態(tài)產(chǎn)生的反饋控制信號電流IA和IB所要求的差分供電量進行修正，以保證在自行車處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，不再對自行車增加不穩(wěn)定因素，使用本發(fā)明的助力自行車更人性化，更安全。
[0045]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1、本發(fā)明的差分控制器各部件的連接關(guān)系和信號流向示意圖；
圖2、本發(fā)明各部件的連接關(guān)系和信號流向示意圖；
圖3、有轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器的本發(fā)明的差分控制器各部件的連接關(guān)系和信號流向示意圖；
圖4、有龍頭轉(zhuǎn)角傳感器的本發(fā)明各部件的連接關(guān)系和信號流向示意圖。
[0047]圖中，I是差分控制器、3是擋位信號手動控制器、7是IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器、8是IA< IB差分模型數(shù)據(jù)處理器、9是電流數(shù)值比較器、10是數(shù)據(jù)分配器、11是模型函數(shù)儲存器、12是車速信號傳感器、16是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器、20是均速器、30是轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器、31是龍頭轉(zhuǎn)角傳感器。
[0048]

【具體實施方式】
[0049]實施例1、有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)
如圖1、2，包括電助力自行車的兩個車輪:車輪A和車輪B，以及驅(qū)動車輪A的電機A和驅(qū)動車輪B的電機B，包括電助力自行車的擋位信號手動控制器3，還包括差分控制器1，車速信號傳感器12和均速器20 ;車速信號傳感器12與均速器20連接，均速器20是把一定時間內(nèi)車速信號傳感器12的速度信號變?yōu)樵撘欢〞r間內(nèi)平均速度的信號處理器。
[0050]差分控制器I與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差分控制器I給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電；
差分控制器I與電機B之間用控制器B連接，控制器B用差分控制器I給與的控制信號控制動力電源對車輪B供電。
[0051]在電機A與控制器A之間取反饋控制信號電流IA輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9 ；
在電機B與控制器B之間取反饋控制信號電流IB輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9 ；
擋位信號手動控制器3的擋位信號ID輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9 ； 均速器20的車均速信號IS輸入差分控制器I的電流數(shù)值比較器9。
[0052]差分控制器I包括依次相連的三個模塊；
第一模塊對用于控制的原始輸入信號反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB進行數(shù)值比較處理；
第二模塊用已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進行模型函數(shù)處理；
第三模塊將擋位信號手動控制器3的擋位信號ID和均速器20的車均速信號IS都輸入差分控制器I的數(shù)據(jù)分配器10，對模型函數(shù)處理將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和車均速信號IS要素的處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS的要素。
[0053]第一模塊:電流數(shù)值比較器9的兩個輸入端分別連接反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB ;IA和IB分別都是輸入電流數(shù)值比較器9的原始控制電流信號；電流數(shù)值比較器9的兩個輸出端分別連接IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8 ；。
[0054]其作用是；電流數(shù)值比較器9把輸入的雙路連續(xù)變化的反饋控制信號電流IA、反饋控制信號電流IB變?yōu)橐唤M差數(shù)值的數(shù)字信號，和取得IA > IB或IA < IB的兩種向量信號的某一種，電流數(shù)值比較器9將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA > IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器7，或電流數(shù)值比較器9將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA < IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器8 ;差數(shù)值的數(shù)字信號已下簡稱為數(shù)字信號。
[0055]第二模塊:IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7分別連接電流數(shù)值比較器9和模型函數(shù)儲存器11 ;并且IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8也分別連接電流數(shù)值比較器9和模型函數(shù)儲存器11。
[0056]其作用是；
當(dāng)IA > IB時，啟動IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7，用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA > IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA > IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn, y IAn和yIBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為:y IAn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)；y IBn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)。
[0057]上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值；
數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn0
[0058]或者，當(dāng)IA < IB時，啟動IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8，用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器11中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA < IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA < IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA < IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn,
YIAn和y IBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為:
y IAn = f (IA < IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)； y IBn = f (IA < IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)。
[0059]上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值；
數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn ；ΙΑη和IBn是計算值，是數(shù)字信號。
[0060]第三模塊:數(shù)據(jù)分配器10的輸入端分別與模型函數(shù)儲存器11、擋位信號手動控制器3、均速器20、IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8共五個部件連接，數(shù)據(jù)分配器10的輸出端與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16連接，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16的輸出端分別與強電控制器A和強電控制器B連接；實現(xiàn)差分控制器對強電控制器A和強電控制器B控制的目的。
[0061]其作用是；擋位信號手動控制器3的擋位信號ID和均速器20的車均速信號IS分別都輸入差分控制器I的數(shù)據(jù)分配器10，對已進行ΙΑ、ΙΒ模型函數(shù)處理，將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的再一次模型函數(shù)處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS兩個要素。
[0062]數(shù)據(jù)分配器10把IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為y IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器B;或者IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為y IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器BJPy IAnIDIS分配給強電控制器AJUy IBnIDIS分配給強電控制器B ;數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器16把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAnIDIS和y IBnIDIS分別進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，把計算的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制數(shù)字信號，最后把這兩個控制數(shù)字信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器；帶有ID，IS兩個要素的成組控制數(shù)據(jù)的函數(shù)為:
y IAnIDIS = f (y IAn, ID,IS)；
y IBnlDIS = f (y IBn, ID, IS)。
[0063]實現(xiàn)擋位信號手動控制器3的擋位信號ID、均速器20的車均速信號IS、反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB通過差分控制器對強電控制器A和強電控制器B進行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制供電，控制好動力電源對車輪A和車輪B提供不同的供電，使車輪A和車輪B即便受力不相等，也能獲得兩個電機匹配工作，助力自行車兩個車輪平衡運動的效果。
實施例2、帶轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器的有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)
如圖3、4，如實施例1的全部結(jié)構(gòu)，并且IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8通過轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器30與數(shù)據(jù)分配器10連接，轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器30還與龍頭轉(zhuǎn)角傳感器31連接。
[0064]在助力自行車的人體坐墊上，或在與坐墊連接的彈性部件上設(shè)置壓力傳感器，該壓力傳感器與差分控制器I中的數(shù)據(jù)分配器10連接，壓力傳感器的壓力信號分別對數(shù)據(jù)分配器10中兩個控制數(shù)字信號進行相同比例增加或相同比例減少的處理。
【權(quán)利要求】
1.有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)，包括電助力自行車的兩個車輪:車輪A和車輪B，以及驅(qū)動車輪A的電機A和驅(qū)動車輪B的電機B，包括電助力自行車的擋位信號手動控制器(3)，其特征在于:還包括差分控制器(I )，車速信號傳感器(12)和均速器(20);車速信號傳感器(12)與均速器(20)連接，均速器(20)是把一定時間內(nèi)車速信號傳感器(12)的速度信號變?yōu)樵撘欢〞r間內(nèi)平均速度的信號處理器； 差分控制器(I)與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差分控制器(I)給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電； 差分控制器(I)與電機B之間用控制器B連接，控制器B用差分控制器(I)給與的控制信號控制動力電源對車輪B供電； 在電機A與控制器A之間取反饋控制信號電流IA輸入差分控制器(I)的電流數(shù)值比較器(9); 在電機B與控制器B之間取反饋控制信號電流IB輸入差分控制器(I)的電流數(shù)值比較器(9); 擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID輸入差分控制器(I)的電流數(shù)值比較器(9)； 均速器(20)的車均速信號IS輸入差分控制器(I)的電流數(shù)值比較器(9)； 差分控制器(I)包括依次相連的三個模塊； 第一模塊對用于控制的原始輸入信號反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB進行數(shù)值比較處理； 第二模塊用已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進行模型函數(shù)處理； 第三模塊將擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID和均速器(20)的車均速信號IS都輸入差分控制器(I)的數(shù)據(jù)分配器(10)，對模型函數(shù)處理將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和車均速信號IS要素的處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS的要素； 第一模塊:電流數(shù)值比較器(9)的兩個輸入端分別連接反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB ;IA和IB分別都是輸入電流數(shù)值比較器(9)的原始控制電流信號；電流數(shù)值比較器(9)的兩個輸出端分別連接IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8); 其作用是；電流數(shù)值比較器(9)把輸入的雙路連續(xù)變化的反饋控制信號電流IA、反饋控制信號電流IB變?yōu)橐唤M差數(shù)值的數(shù)字信號，和取得IA > IB或IA < IB的兩種向量信號的某一種，電流數(shù)值比較器(9)將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA > IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)，或電流數(shù)值比較器(9)將該差數(shù)值的數(shù)字信號、IA、IB和IA< IB向量信號傳輸給差分模型數(shù)據(jù)處理器(8);差數(shù)值的數(shù)字信號已下簡稱為數(shù)字信號； 第二模塊:IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)分別連接電流數(shù)值比較器(9)和模型函數(shù)儲存器(11);并且IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8)也分別連接電流數(shù)值比較器(9)和模型函數(shù)儲存器(11); 其作用是； 當(dāng)IA > IB時，啟動IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)，用電流數(shù)值比較器(9)的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器(9) IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器(11)中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器(9)的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器(9) IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器(11)中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA > IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA > IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn，YIAn和y IBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為: y IAn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)； y IBn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)； 上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值； 數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn ； 或者，當(dāng)IA < IB時，啟動IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8)，用電流數(shù)值比較器(9)的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號對應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器(9) IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器(11)中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；并且用電流數(shù)值比較器(9)的數(shù)字信號數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器(9) IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入模型函數(shù)儲存器(11)中儲存的與該數(shù)字信號和該向量信號匹配的函數(shù)中進行運算處理；獲得與IA和IB分別對應(yīng)的兩個控制用的IA< IB型雙組控制數(shù)據(jù)，即獲得IA < IB的IA控制數(shù)據(jù)y IAnJP IA < IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn，YIAn和y IBn這兩個后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAn和y IBn其函數(shù)行式為: y IAn = f (IA < IB 向量，數(shù)字信號 n，IAn)； y IBn = f (IA < IB 向量，數(shù)字信號 n，IBn)； 上述這兩個為一組的公式中，數(shù)字信號等于IA減IB的絕對值； 數(shù)字信號η和IAn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IAn ;數(shù)字信號η和IBn是關(guān)于某一個數(shù)字信號η對應(yīng)的該相同時間點的控制電流信號值IBn ；ΙΑη和IBn是計算值，是數(shù)字信號； 第三模塊:數(shù)據(jù)分配器(10)的輸入端分別與模型函數(shù)儲存器(11)、擋位信號手動控制器(3 )、均速器(20 )、IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7 )和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8 )共五個部件連接，數(shù)據(jù)分配器(10)的輸出端與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器(16)連接，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器(16 )的輸出端分別與強電控制器A和強電控制器B連接；實現(xiàn)差分控制器對強電控制器A和強電控制器B控制的目的； 其作用是；擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID和均速器(20)的車均速信號IS分別都輸入差分控制器(I)的數(shù)據(jù)分配器(10)，對已進行IA、IB模型函數(shù)處理，將要分配給被控制的電器是控制器A和控制器B之前的控制數(shù)據(jù)分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的再一次模型函數(shù)處理，使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB的要素，還具有擋位信號ID和車均速信號IS兩個要素； 數(shù)據(jù)分配器(10)把IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和yIBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為I IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器B ;或者IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8)輸入的成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn分別進行加入擋位信號ID和加入車均速信號IS兩個要素的處理后成為y IAnIDIS和y IBnlDIS，再分別分配給強電控制器A和強電控制器BJPy IAnIDIS分配給強電控制器AJUy IBnIDIS分配給強電控制器B ;數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換器(16)把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAnIDIS和y IBnIDIS分別進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，把計算的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制數(shù)字信號，最后把這兩個控制數(shù)字信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器；帶有ID，IS兩個要素的成組控制數(shù)據(jù)的函數(shù)為:
y IAnIDIS = f (y IAn, ID,IS)；
y IBnlDIS = f (y IBn, ID,IS)； 實現(xiàn)擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID、均速器(20)的車均速信號IS、反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB通過差分控制器對強電控制器A和強電控制器B進行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制供電，控制好動力電源對車輪A和車輪B提供不同的供電，使車輪A和車輪B即便受力不相等，也能獲得兩個電機匹配工作，助力自行車兩個車輪平衡運動的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有擋位和速度信號都輸入分配器的數(shù)字差分助力車系統(tǒng)，其特征在于:IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(7)和IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器(8)通過轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器(30)與數(shù)據(jù)分配器(10)連接，轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器(30)還與龍頭轉(zhuǎn)角傳感器(31)連接。
【文檔編號】B62M6/45GK104149922SQ201410410908
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】黃強 申請人:成都寬和科技有限責(zé)任公司, 黃強, 高松, 歐陽焱雄