要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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，還包括差速分配器，差速分配器包括依次相連的三個模塊；第一對車均速信號IS、反饋控制信號電流IA和IB進(jìn)行數(shù)值比較處理；第二用擋位信號ID選擇模型函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行模型函數(shù)處理；第三對控制器A和B獲得的控制數(shù)據(jù)有反饋控制信號電流IA和IB、擋位信號ID和車均速信號IS等四個要素。優(yōu)點：對助力自行車的前后輪兩個電機進(jìn)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】要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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(dá)；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)。并且是四個要素不在一個修正供電的控制模型函數(shù)中運算，而是把四個要素撤分，有的要素用選擇模型函數(shù)的方式避免參加運算，使其模型函數(shù)被簡化，運算速度更快，能做到適時修正前后輪匹配供電的助力自行車差分供電控制器系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是:
要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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:還包括差速分配器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。
[0012]差速分配器I與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差速分配器I給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電；
差速分配器I與電機B之間用控制器B連接，控制器B用差速分配器I給與的控制信號控制動力電源對車輪B供電。
[0013]在電機A與控制器A之間取反饋控制信號電流IA輸入差速分配器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輸入差速分配器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輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9 ；
均速器20的車均速信號IS輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]差速分配器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是均速器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(jìn)行數(shù)值比較處理；
第二模塊用擋位信號手動控制器3的擋位信號選擇在模型函數(shù)儲存器11中已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型函數(shù)處理；
第三模塊對模型函數(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等四個要素。
[0018]第一模塊:電流數(shù)值比較器9的三個輸入端分別連接均速器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 ; IS、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。
[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，該差數(shù)值的數(shù)字信號加上車均速信號IS值獲得含車均速的數(shù)字信號；電流數(shù)值比較器9將該含車均速的數(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將該含車均速的數(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 ;含車均速的數(shù)字信號已下簡稱為數(shù)字信號。
[0020]電流數(shù)值比較器9用IA減IB，其差值的正或負(fù)作為向量，差值的絕對值加上均速器20的車均速信號IS的絕對值作為含車速的數(shù)字信號，也簡稱為數(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。[0021 ] 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IS、IA、IB進(jìn)行算術(shù)處理的標(biāo)量數(shù)值，所以數(shù)字信號作為標(biāo)量可進(jìn)入后續(xù)的函數(shù)數(shù)值計算處理。電流控制信號IS、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。
[0022]反饋控制信號電流IA和IB代表助力自行車的某一時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力匹配。車均速信號IS代表助力自行車最近很短時間內(nèi)的行駛狀態(tài)，加入車均速信號IS這個要素目的在于使助力自行車遇到產(chǎn)生IA和IB的狀態(tài)時，通過差分控制助力車系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，仍然使助力自行車保持產(chǎn)生車均速信號IS的那種車速狀態(tài)，達(dá)到使車速保持平穩(wěn)，人感覺舒適的目的。電流控制信號IS、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輸出給強電控制器A、B的控制電壓信號就能實現(xiàn)當(dāng)?shù)缆肥骨昂筝喪芰ψ兓骨昂筝喌膭恿Σ黄ヅ鋾r，差速分配器I能輸出使前后輪的動力可以匹配的控制信號，使前后輪的動力可以匹配地保持IS所指向的平均勻速度，既分別使兩個電機分別對前后輪輸出匹配的動力，達(dá)到助力自行車的前后輪平穩(wěn)地平均勻速度行駛的目的。
[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。
[0024]模型函數(shù)儲存器11還連接擋位信號手動控制器3，擋位信號手動控制器3的擋位信號ID輸入模型函數(shù)儲存器11，在模型函數(shù)儲存器11中選用屬于某一個擋位信號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，
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輸出的IA> IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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輸出的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)I IAnJP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn, y IAn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)。
[0025]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。
[0026]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輸出的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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輸出的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)。
[0027]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。
[0028]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在函數(shù)y IAn中，數(shù)字信號隱含有IBn和IS內(nèi)容，而IBn和ISn又不參加模型函數(shù)計算，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、IS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和IS內(nèi)容，是為簡化建立模型函數(shù)而引出的方法。
[0029]這樣擋位信號ID不參加模型函數(shù)的計算，但用擋位信號ID選擇了模型函數(shù)，則在模型函數(shù)的計算結(jié)果中，有擋位信號ID要素，即ID也是模型函數(shù)的變量。這樣更容易建立模型函數(shù)，計算速度更快，更有利于對運動物體助力自行車作出適時的前后輪動力配置。
[0030]第三模塊:數(shù)據(jù)分配器10的輸入端分別與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連接，數(shù)據(jù)分配器10的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器16連接，數(shù)模轉(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；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分別分配給強電控制器A和強電控制器B，即yIAn分配給強電控制器A，則y IBn分配給強電控制器B ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器16把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAn和y IBn分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制電壓信號，最后把這兩個控制電壓信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器。
[0032]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(jìn)行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制，達(dá)到前后輪受力不平衡時，也能使前后輪的動力可以匹配地保持ID規(guī)定的擋位范圍內(nèi)，以IS所指向的平均勻速度，既分別使兩個電機分別對前后輪輸出匹配的動力，達(dá)到助力自行車的前后輪平穩(wěn)地平均勻速度行駛的目的。
[0033]成組控制數(shù)據(jù)y IAn和y IBn含有擋位信號ID、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經(jīng)過模型函數(shù)計算出的，有該助力自行車行駛擋位、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，但車還能盡量保持原有速度，這樣車速能平穩(wěn)。
[0034]—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電壓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。
[0035]由于不同的電控制器A和強電控制器B，要求不同電壓范圍的控制電壓信號，數(shù)模轉(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能使用的控制電壓信號。所以數(shù)模轉(zhuǎn)換器16不可少。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]為了使差速分配器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，差速分配器I所輸出的兩個控制電壓信號能隨騎車人的體重不同而變化。如以差速分配器I原應(yīng)輸出的兩個控制電壓信號是與50公斤人體體重相匹配，當(dāng)騎車人的體重為40公斤時，差速分配器I實際輸出的兩個控制電壓信號都減少20%，或當(dāng)騎車人的體重為70公斤時，差速分配器I實際輸出的兩個控制電壓信號都減少40%。達(dá)到差速分配器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，該壓力傳感器與差速分配器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中兩個控制電壓信號進(jìn)行相同比例增加或相同比例減少的處理。
[0039]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明的差速分配器能對擋位信號手動控制器的擋位信號ID、均速器的車均速信號is、反饋控制信號電流IA和反饋控制信號電流IB進(jìn)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(jìn)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)明的差速分配器能對四路模擬電流信號進(jìn)行模型函數(shù)處理成有差別化的雙路分別獨立的電壓控制信號輸出，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(jìn)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(dá)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。
[0040]用擋位信號手動控制器3的擋位信號ID值最先在模型函數(shù)儲存器中選擇適合ID值的模型函數(shù)，即在相同的IA和IB條件下，助力自行車行駛的擋位不同，最后差分控制助力車系統(tǒng)輸出的控制助力效果不同。車均速信號IS參加模型函數(shù)計算，使最后輸出的控制信號能將車速控制在產(chǎn)生IS的平均速度。即使車速保持平穩(wěn)。
[0041]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電壓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。
[0042]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。
[0043]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(jìn)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。
[0044]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1、本發(fā)明的差速分配器各部件的連接關(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)明的差速分配器各部件的連接關(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。
[0046]圖中，I是差速分配器、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)模轉(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。
[0047]

【具體實施方式】
[0048]實施例1、要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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，還包括差速分配器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。
[0049]差速分配器I與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差速分配器I給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電；
差速分配器I與電機B之間用控制器B連接，控制器B用差速分配器I給與的控制信號控制動力電源對車輪B供電。
[0050] 在電機A與控制器A之間取反饋控制信號電流IA輸入差速分配器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輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9。
[0051 ] 擋位信號手動控制器3的擋位信號ID輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9 ; 均速器20的車均速信號IS輸入差速分配器I的電流數(shù)值比較器9。
[0052]差速分配器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是均速器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(jìn)行數(shù)值比較處理；
第二模塊用擋位信號手動控制器3的擋位信號選擇在模型函數(shù)儲存器11中已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型函數(shù)處理；
第三模塊對模型函數(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等四個要素。
[0053]第一模塊:電流數(shù)值比較器9的三個輸入端分別連接均速器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 ; IS、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，該差數(shù)值的數(shù)字信號加上車均速信號IS值獲得含車均速的數(shù)字信號；電流數(shù)值比較器9將該含車均速的數(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將該含車均速的數(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 ;含車均速的數(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]模型函數(shù)儲存器11還連接擋位信號手動控制器3，擋位信號手動控制器3的擋位信號ID輸入模型函數(shù)儲存器11，在模型函數(shù)儲存器11中選用屬于某一個擋位信號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。
[0057]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輸出的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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輸出的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)I IAnJP IA > IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn, y IAn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)。
[0058]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。
[0059]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輸出的IA < IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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輸出的IA< IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)。
[0060]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。
[0061]第三模塊:數(shù)據(jù)分配器10的輸入端分別與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連接，數(shù)據(jù)分配器10的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器16連接，數(shù)模轉(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。
[0062]其作用是；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分別分配給強電控制器A和強電控制器B，即yIAn分配給強電控制器A，則y IBn分配給強電控制器B ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器16把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAn和y IBn分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制電壓信號，最后把這兩個控制電壓信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器。
[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(jìn)行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制，達(dá)到前后輪受力不平衡時，也能使前后輪的動力可以匹配地保持ID規(guī)定的擋位范圍內(nèi)，以IS所指向的平均勻速度，既分別使兩個電機分別對前后輪輸出匹配的動力，達(dá)到助力自行車的前后輪平穩(wěn)地平均勻速度行駛的目的。
[0064]實施例2、帶轉(zhuǎn)角參數(shù)處理器的要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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。
[0065]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，該壓力傳感器與差速分配器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中兩個控制電壓信號進(jìn)行相同比例增加或相同比例減少的處理。
【權(quán)利要求】
1.要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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:還包括差速分配器(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； 差速分配器(I)與電機A之間用控制器A連接，控制器A用差速分配器(I)給與的控制信號控制動力電源對車輪A供電； 差速分配器(I)與電機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輸入差速分配器(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輸入差速分配器(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輸入差速分配器(I)的電流數(shù)值比較器(9)； 均速器(20)的車均速信號IS輸入差速分配器(I)的電流數(shù)值比較器(9)； 差速分配器(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是均速器(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(jìn)行數(shù)值比較處理； 第二模塊用擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID選擇在模型函數(shù)儲存器(11)中已設(shè)定的模型函數(shù)對第一模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型函數(shù)處理； 第三模塊對模型函數(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等四個要素； 第一模塊:電流數(shù)值比較器(9)的三個輸入端分別連接均速器(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 ; IS、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，該差數(shù)值的數(shù)字信號加上車均速信號IS值獲得含車均速的數(shù)字信號；電流數(shù)值比較器(9)將該含車均速的數(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)將該含車均速的數(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);含車均速的數(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); 模型函數(shù)儲存器(11)還連接擋位信號手動控制器(3)，擋位信號手動控制器(3)的擋位信號ID輸入模型函數(shù)儲存器(11)，在模型函數(shù)儲存器(11)中選用屬于某一個擋位信號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， 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)輸出的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)輸出的IA > IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)； 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)輸出的IA< IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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)輸出的IA< IB向量信號數(shù)據(jù)，代入擋位信號ID選用的模型函數(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模型函數(shù)中進(jìn)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 IAn，和IA < IB的IB控制數(shù)據(jù)y IBn, y IAn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)； 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 ； 第三模塊:數(shù)據(jù)分配器(10)的輸入端分別與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)連接，數(shù)據(jù)分配器(10)的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器(16)連接，數(shù)模轉(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；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分別分配給強電控制器A和強電控制器B，即yIAn分配給強電控制器A，則y IBn分配給強電控制器B ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器(16)把已經(jīng)分配好控制對象的數(shù)字信號y IAn和y IBn分別進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成強電控制器A和強電控制器B能使用的控制電壓信號，最后把這兩個控制電壓信號傳送給對應(yīng)的兩個強電控制器； 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(jìn)行規(guī)定模型函數(shù)的差分控制，達(dá)到前后輪受力不平衡時，也能使前后輪的動力可以匹配地保持ID規(guī)定的擋位范圍內(nèi)，以IS所指向的平均勻速度，既分別使兩個電機分別對前后輪輸出匹配的動力，達(dá)到助力自行車的前后輪平穩(wěn)地平均勻速度行駛的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的要擋位和速度信號都輸入差分器的電壓差分助力車系統(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】B62M25/08GK104129468SQ201410408430
【公開日】2014年11月5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