一种带本质助力功能的电动车控制系统

摘要

一种带本质助力功能的电动车控制系统，由双脚蹬踏力受力传感器和控制器组成。受力传感器安装在自行车后轮叉架梁上，通过借助轮轴组件安装的受力轮，来接受双脚蹬踏力，通过安装卡件与自行车后轮叉架梁紧固配合；在受力传感器的弹性应变连接体上，按凸面和凹面分别粘贴凸面应变片和凹面应变片。通过应变片电阻的变化，将骑行者的双脚蹬踏力作为给定控制量，同时引入负载电流作为反馈控制量，并通过引入无级助力比例给定量，实现人、车之间的力、速协调，人力、电力有机互补、互助。

主权项

一种带本质助力功能的电动车控制系统，其特征是：助力比例给定环节(HR)，通过骑行者旋动助力比例旋钮，来给定助力比例控制信号(rg)，并将该信号送入比例放大环节(＞K)，作为决定助力比例放大倍数K的控制量，该助力比例放大倍数K可无级地变化给定，即通过转矩比较环节(A)，实现最小助力比1∶0～最大助力比1∶1之间变化；蹬踏力矩检测环节(MT)的受力传感器(1)通过不同程度张紧的链条获取蹬踏力矩信号(T)，并将蹬踏力矩信号(T)送入比例放大环节(＞K)；在比例放大环节(＞K)中，作为输入量的蹬踏力矩信号(T)被放大K倍，作为给定助力比下的蹬踏力矩信号(Tr)输出；在转矩比较环节(A)中，蹬踏力矩信号(Tr)经与电流检测环节(MI)得到的电流反馈信号(If)进行比较，产生转矩偏差控制信号uT，作为转矩控制信号输出；在偏差比较环节(B)中，转矩偏差控制信号uT与速度反馈信号vf进行比较，转矩偏差控制信号uT的幅值和方向与速度反馈信号vf的幅值和方向决定比较的结果，即偏差比较环节(B)输出的综合偏差控制信号e＝uT vf；综合偏差控制信号(e)作为电流调节环节(RmI)的控制输入信号，经电流调节环节(RmI)的处理、放大、整形和幅度平移，产生电流控制信号(u)；电流控制信号(u)控制并驱动脉宽调制控制环节(PWM)的单片机及其软件，进而控制并驱动脉宽调制控制环节(PWM)的MOSFET逆变电路；脉宽调制控制环节(PWM)再借助电机转角位置信号(p)产生电机驱动电流(I)；脉宽调制控制环节(PWM)输出的电机驱动电流(I)，产生旋转电磁转矩，使得电动机(D)执行电动车控制系统输出，实现机械转动，产生机械转矩。