要擋位和速度信號(hào)都加入處理器的電壓差分助力車(chē)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】要擋位和速度信號(hào)都加入處理器的電壓差分助力車(chē)系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于電動(dòng)助力自行車(chē)的助力控制器系統(tǒng)，特別是自行車(chē)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(chē)供電控制器系統(tǒng)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]湖南晟通科技集團(tuán)有限公司申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利201210011641.8提出了一種雙輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自適應(yīng)平衡轉(zhuǎn)向控制方法，但沒(méi)有提供電子差速專(zhuān)用處理器的技術(shù)設(shè)計(jì)。
[0005]湖南晟通科技集團(tuán)有限公司申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利201110358020.2 一種雙輪轂電機(jī)電子差速與調(diào)速集中控制器，但沒(méi)有電子差速模塊的具體設(shè)計(jì)。
[0006]株式會(huì)社日立制作所01122460.6本文公開(kāi)了一種變速器，其包括用于將一驅(qū)動(dòng)源的能量分配給許多差速機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)；分別與所述許多差速機(jī)構(gòu)相連的許多馬達(dá)；和用于結(jié)合從所述許多差速機(jī)構(gòu)輸出的能量的機(jī)構(gòu)。但沒(méi)有電子差速模塊的具體設(shè)計(jì)。
[0007]成都聯(lián)騰動(dòng)力控制技術(shù)有限公司申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利201210399458.X公開(kāi)了一種有電子差速功能的雙電機(jī)控制器，但沒(méi)有電子差速模塊的具體設(shè)計(jì)。
[0008]株式會(huì)社島野申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利03123625.1自行車(chē)自動(dòng)換擋控制裝置等多項(xiàng)中國(guó)專(zhuān)利，都是機(jī)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(dòng)態(tài)受力兩個(gè)要素，車(chē)速要素，以及手動(dòng)設(shè)定的助力擋位要素這四個(gè)要素確定前輪和后輪差數(shù)分配供電的助力自行車(chē)供電控制器系統(tǒng)。并且是助力擋位要素選用控制模型函數(shù)，助力擋位要素不參與模型函數(shù)計(jì)算，模型函數(shù)計(jì)算出的控制信號(hào)仍有擋位要素，使模型函數(shù)更簡(jiǎn)化的助力自行車(chē)差分供電控制器系統(tǒng)。是四個(gè)要素不都參與計(jì)算，但控制模型函數(shù)計(jì)算值含有四個(gè)要素的助力自行車(chē)供電控制器系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是:
要擋位和速度信號(hào)都加入處理器的電壓差分助力車(chē)系統(tǒng)，包括電助力自行車(chē)的兩個(gè)車(chē)輪:車(chē)輪A和車(chē)輪B，以及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪A的電機(jī)A和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪B的電機(jī)B，包括電助力自行車(chē)的擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3，其特征在于:還包括差速分配器1，車(chē)速信號(hào)傳感器12和均速器20 ;車(chē)速信號(hào)傳感器12與均速器20連接，均速器20是把一定時(shí)間內(nèi)車(chē)速信號(hào)傳感器12的速度信號(hào)變?yōu)樵撘欢〞r(shí)間內(nèi)平均速度的信號(hào)處理器。
[0012]差速分配器I與電機(jī)A之間用控制器A連接，控制器A用差速分配器I給與的控制信號(hào)控制動(dòng)力電源對(duì)車(chē)輪A供電； 差速分配器I與電機(jī)B之間用控制器B連接，控制器B用差速分配器I給與的控制信號(hào)控制動(dòng)力電源對(duì)車(chē)輪B供電。
[0013]在電機(jī)A與控制器A之間取反饋控制信號(hào)電流IA輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9 ；
在電機(jī)B與控制器B之間取反饋控制信號(hào)電流IB輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9 ；
擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3的擋位信號(hào)ID輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9 ;
均速器20的車(chē)均速信號(hào)IS輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9。
[0014]在助力自行車(chē)上，擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3就是固定在自行車(chē)龍頭橫桿上的擋位旋動(dòng)開(kāi)關(guān)，人用手旋動(dòng)擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3，就象汽車(chē)選擇各種自車(chē)擋位一樣。助力自行車(chē)的擋位拔動(dòng)桿本身是腳踏鏈盤(pán)與后輪多個(gè)齒輪傳動(dòng)比的機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)系的傳動(dòng)比選擇部件機(jī)械，在本發(fā)明中，擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3是一個(gè)電子器件，它把擋位拔動(dòng)桿的傳動(dòng)比選擇狀態(tài)用電子信號(hào)輸出給需要控制的電子部件。
[0015]在助力自行車(chē)上，車(chē)速信號(hào)傳感器12是固定在助力自行車(chē)上感受該助力自行車(chē)行駛速度的、輸出代表車(chē)速電信號(hào)的傳感器。
[0016]均速器20輸出的平均速度是浮動(dòng)的信號(hào)，浮動(dòng)意思是:如果設(shè)定均速器20取當(dāng)時(shí)的前5秒鐘以?xún)?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(jì)算5秒鐘以?xún)?nèi)的平均速度。浮動(dòng)意思就是平均速度隨時(shí)隨車(chē)速浮動(dòng)變化。
[0017]差速分配器I包括依次相連的三個(gè)模塊；
第一模塊對(duì)用于控制的原始輸入信號(hào)是反饋控制信號(hào)電流IA和反饋控制信號(hào)電流IB進(jìn)行數(shù)值比較處理；
第二模塊用擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3的擋位信號(hào)ID選擇在模型函數(shù)儲(chǔ)存器11中已設(shè)定的模型函數(shù)對(duì)第一模塊的數(shù)據(jù)和均速器20的車(chē)均速信號(hào)IS進(jìn)行模型函數(shù)處理；
第三模塊對(duì)模型函數(shù)處理分配給被控制的電器是使控制器A和控制器B獲得的控制數(shù)據(jù)不僅有反饋控制信號(hào)電流IA和反饋控制信號(hào)電流IB的要素，還具有擋位信號(hào)ID和車(chē)均速信號(hào)IS等四個(gè)要素。
[0018]第一模塊:電流數(shù)值比較器9的兩個(gè)輸入端分別連接反饋控制信號(hào)電流IA和反饋控制信號(hào)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(hào)；電流數(shù)值比較器9的兩個(gè)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。
[0019]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(hào)電流IA、反饋控制信號(hào)電流IB變?yōu)橐唤M差數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，和取得IA > IB或IA < IB的兩種向量信號(hào)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(hào)、IA、IB和IA > IB向量信號(hào)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(hào)、IA、IB和IA < IB向量信號(hào)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(hào)已下簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。
[0020]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(duì)值作為數(shù)字信號(hào)，所以數(shù)字信號(hào)只是一個(gè)值，是標(biāo)量。這便于在數(shù)字信號(hào)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。
[0021]IA和IB是用于控制兩個(gè)目標(biāo)電器，如電動(dòng)機(jī)，或用于控制兩個(gè)強(qiáng)電控制器的兩個(gè)電流控制信號(hào)；數(shù)字信號(hào)是電流數(shù)值比較器9對(duì)IA、IB進(jìn)行減法算術(shù)處理的差值，所以數(shù)字信號(hào)作為標(biāo)量可進(jìn)入后續(xù)的函數(shù)數(shù)值計(jì)算處理。電流控制信號(hào)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(hào)只有大小變化。
[0022]反饋控制信號(hào)電流IA和IB代表助力自行車(chē)的某一時(shí)刻前后輪分別受力狀態(tài)，IA和IB用于反饋控制目的在于給此刻受力狀態(tài)的前后輪分別給予不同的動(dòng)力匹配。電流控制信號(hào)IA和IB都送入差速分配器I進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其差速分配器I輸出給強(qiáng)電控制器A、B的控制電壓信號(hào)就能體現(xiàn)，當(dāng)?shù)缆肥骨昂筝喪芰ψ兓骨昂筝喌膭?dòng)力不匹配時(shí)，差速分配器I能輸出使前后輪的動(dòng)力可以匹配的控制信號(hào)，分別使兩個(gè)電機(jī)分別對(duì)前后輪輸出匹配的動(dòng)力，達(dá)到助力自行車(chē)的前后輪平穩(wěn)行駛的目的。
[0023]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(chǔ)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(chǔ)存器11。
[0024]模型函數(shù)儲(chǔ)存器11還連接擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3，擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3的擋位信號(hào)ID輸入模型函數(shù)儲(chǔ)存器11，在模型函數(shù)儲(chǔ)存器11中選用屬于某一個(gè)擋位信號(hào)ID的模型函數(shù)輸入IA > IB差分模型數(shù)據(jù)處理器7和輸入IA < IB差分模型數(shù)據(jù)處理器8中。
[0025]均速器20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 ;第一模塊的數(shù)據(jù)和均速器20的車(chē)均速信號(hào)IS —起進(jìn)行模型函數(shù)處理。
[0026]其作用是；
當(dāng)IA > IB時(shí)，啟動(dòng)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(hào)數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9輸出的IA > IB向量信號(hào)數(shù)據(jù)，和IS數(shù)據(jù)，代入擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3的擋位信號(hào)ID選用的模型函數(shù)儲(chǔ)存器11中儲(chǔ)存的與該數(shù)字信號(hào)和該向量信號(hào)匹配的模型函數(shù)中進(jìn)行運(yùn)算處理；并且用電流數(shù)值比較器9的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的IB數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9輸出的IA > IB向量信號(hào)數(shù)據(jù)，代入擋位信號(hào)手動(dòng)控制器3的擋位信號(hào)ID選用的模型函數(shù)儲(chǔ)存器11中儲(chǔ)存的與該數(shù)字信號(hào)和該向量信號(hào)匹配的模型函數(shù)中進(jìn)行運(yùn)算處理；獲得與IA和IB分別對(duì)應(yīng)的兩個(gè)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 IAnISnjP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBnISn, y IAnISn和y IBnISn這兩個(gè)后續(xù)模塊將要使用的數(shù)據(jù)；y IAnISn和Y IBnISn其函數(shù)行式為:
y IAnISn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號(hào) n，IAn, ISn)； y IBnISn = f (IA > IB 向量，數(shù)字信號(hào) n，IBn, ISn)。
[0027]數(shù)字信號(hào)η和IAn是關(guān)于某一個(gè)數(shù)字信號(hào)η對(duì)應(yīng)的該相同時(shí)間點(diǎn)的控制電流信號(hào)值IAn ;數(shù)字信號(hào)η和IBn是關(guān)于某一個(gè)數(shù)字信號(hào)η對(duì)應(yīng)的該相同時(shí)間點(diǎn)的控制電流信號(hào)值 IBn。
[0028]或者，當(dāng)IA < IB時(shí)，啟動(dòng)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(hào)數(shù)據(jù)、與該數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的IA數(shù)據(jù)、電流數(shù)值比較器9輸出的IA < IB向量信號(hào)數(shù)據(jù)，