[发明专利]用于控制电动自行车的系统和方法

说明书

一种车辆包括行走轮和曲柄，该曲柄被配置为接收操作员扭矩并向行走轮提供曲柄动力。扭矩传感器操作性地联接到曲柄并且被配置为检测曲柄处的操作员扭矩。踏频传感器操作性地联接到曲柄并且被配置为检测曲柄的旋转速度。马达驱动地联接到行走轮并且被配置为向行走轮选择性地提供马达功率。控制器被配置为基于行走轮的目标轮速度来控制马达功率。控制器进一步被配置为：响应于旋转速度低于预先限定的阈值，基于操作员扭矩来建立目标轮速度；以及响应于旋转速度处于或高于预先限定的阈值，基于旋转速度来建立目标轮速度。

技术领域

引言

本公开总体上涉及的领域包括具有基于踏板力的推进系统的电动自行车。

背景技术

电动自行车越来越受欢迎。这种自行车通常包括与电动马达集成的常规自行车部件，该电动马达可用于推进，包括辅助或补充由骑手供应的踏板动力。

发明内容

根据本公开的车辆包括行走轮和驱动地联接到行走轮的曲柄。曲柄被配置为接收操作员扭矩并向行走轮提供曲柄动力。车辆附加地包括扭矩传感器，该扭矩传感器操作性地联接到曲柄并且被配置为检测曲柄处的操作员扭矩。车辆还包括踏频（cadence）传感器，该踏频传感器操作性地联接到曲柄并且被配置为检测曲柄的旋转速度。车辆进一步包括马达，该马达驱动地联接到行走轮并且被配置为向行走轮选择性地提供马达功率。车辆更进一步包括控制器，该控制器与扭矩传感器、踏频传感器和马达通信。控制器被配置为基于行走轮的目标轮速度来控制马达功率。控制器进一步被配置为：响应于旋转速度低于预先限定的阈值，基于操作员扭矩来建立目标轮速度；以及响应于旋转速度处于或高于预先限定的阈值，基于旋转速度来建立目标轮速度。

在示例性实施例中，车辆还包括操作性地联接到曲柄的发电机。发电机被配置为响应于曲柄处的操作员扭矩来选择性地发电。控制器进一步被配置为响应于旋转速度处于或高于预先限定的阈值来控制发电机发电。在这种实施例中，发电机可与曲柄同心地布置。

在示例性实施例中，曲柄经由单速变速器驱动地联接到行走轮。

在示例性实施例中，马达与行走轮的轮毂同心地布置。

在示例性实施例中，预先限定的阈值是40 RPM。在替代性的示例性实施例中，预先限定的阈值是用户限定的阈值。

根据本公开的实施例的控制车辆的方法包括向车辆提供以下各者：行走轮；曲柄，其驱动地联接到行走轮并且被配置为接收操作员扭矩并向行走轮提供曲柄动力；扭矩传感器，其被配置为检测曲柄处的操作员扭矩；踏频传感器，其被配置为检测曲柄的旋转速度；马达，其驱动地联接到行走轮并且被配置为向行走轮选择性地提供马达功率；以及控制器，其与扭矩传感器、踏频传感器和马达通信。该方法还包括：响应于来自踏频传感器的指示旋转速度低于预先限定的阈值的信号，经由控制器基于操作员扭矩来建立行走轮的目标轮速度。该方法附加地包括：响应于来自踏频传感器的指示旋转速度处于或高于预先限定的阈值的信号，经由控制器基于旋转速度来建立目标轮速度。该方法进一步包括：经由控制器基于目标轮速度来自动地控制马达的功率。

在示例性实施例中，该方法还包括提供发电机，该发电机被配置为响应于曲柄处的操作员扭矩来选择性地发电。这种实施例还包括：响应于旋转速度处于或高于预先限定的阈值，经由控制器来自动地控制发电机发电。在这种实施例中，提供发电机可包括将发电机与曲柄同心地布置。

在示例性实施例中，提供驱动地联接到行走轮的曲柄包括经由单速变速器将曲柄驱动地联接到行走轮。

在示例性实施例中，提供马达包括将马达与行走轮的轮毂同心地布置。

在示例性实施例中，预先限定的阈值是40 RPM。在替代性实施例中，预先限定的阈值是用户可限定的值。这种实施例还可包括：从用户接收指示期望的阈值的输入；以及响应于该输入，经由控制器来限定预先限定的阈值。