專利名稱：一種用于電動自行車的電動助力轉向控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電動自行車控制系統，特別是涉及一種用于電動自行車的電動助力轉向控制系統。
背景技術：
電動自行車作為一種新型的交通工具，以零排放無污染、低噪音、低能耗、方便快捷等優(yōu)點得到了迅速的發(fā)展，保有量逐年上升，但是由其引發(fā)的交通事故也大幅度攀升。究其原因，除了超速行駛、占道行駛等違法行為外，還有一些自身結構性能上存在的缺陷。針對電動自行車由于兩輪觸地的結構不穩(wěn)定性和轉向輕便導致其行駛穩(wěn)定性差這一缺點，借鑒汽車電子助力轉向控制，實現適合電動自行車的EPS，可以提高其轉向操縱穩(wěn)定性及行駛安全性，減少交通事故。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現有電動自行車控制系統的不足，提供一種用于電動自行車的電動助力轉向控制系統。用于電動自行車的電動助力轉向控制系統包括轉向手把、轉向輸入軸、轉矩傳感器、減速機構、轉向輸出軸、轉向輪、車速傳感器、電子控制裝置、助力電機及電磁離合器；轉向手把、轉向輸入軸與轉矩傳感器順次相連，助力電機、電磁離合器、減速機構、轉向輸出軸、轉向輪與車速傳感器順次相連；所述電子控制裝置包括相連接的助力特性控制器和電流控制器，控制裝置接收轉矩傳感器和車速傳感器信號，通過控制助力電機及電磁離合器實施電動助力轉向功能。本實用新型是以汽車電動助力轉向系統為參考，針對電動自行車所設計的特色化助力轉向系統，現有電動·自行車上還未裝配此系統，相對于傳統電動自行車，增加了車速傳感器、轉矩傳感器、助力電機、電子控制裝置、電磁離合器、減速機構等。電動自行車根據車速傳感器和轉矩傳感器的檢測信號，決定助力電機的旋轉方向和電流大小，從而完成實時控制助力轉向。提出了新穎的電動自行車助力控制方法，依據車速、駕駛員施加的轉向轉矩及轉矩變化率選取不同的助力特性，低速行駛時進行正向助力控制，中高速行駛時進行反向助力控制。特別是在電動自行車中高速行駛時，依據設定的轉向轉矩閥值及轉矩變化率閥值開啟反向助力控制，可以防止由于駕駛員施加的轉向轉矩過大或轉向過急等引起的電動自行車的側滑或側翻，提高行駛安全性。

圖1是用于電動自行車的電動助力轉向控制系統結構正面示意圖；圖2是用于電動自行車的電動助力轉向控制系統結構側面示意圖；圖3是本實用新型的控制原理圖；圖4是本實用新型的助力特性曲線圖；[0010]圖中:轉向手把1、轉向輸入軸2、轉矩傳感器3、減速機構4、轉向輸出軸5、轉向輪
6、駕駛員施加的轉向轉矩信號7、車速傳感器8、車速信號9、電子控制裝置10、電流控制信號11、電機反饋電流12、助力電機13、電磁離合器14、電磁離合器控制信號15、助力特性控制器16、目標電流17、電流控制器18、助力轉矩19。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參考圖1和圖2，用于電動自行車的電動助力轉向控制系統包括轉向手把1、轉向輸入軸2、轉矩傳感器3、減速機構4、轉向輸出軸5、轉向輪6、車速傳感器8、電子控制裝置10、助力電機13及電磁離合器14 ;轉向手把1、轉向輸入軸2與轉矩傳感器3順次相連，助力電機13、電磁離合器14、減速機構4、轉向輸出軸5、轉向輪6與車速傳感器8順次相連；所述電子控制裝置10包括相連接的助力特性控制器16和電流控制器18，控制裝置10接收轉矩傳感器3和車速傳感器8信號，通過控制助力電機13及電磁離合器14實施電動助力轉向功能。參考圖3和圖4，用于電動自行車的電動助力轉向控制方法是由車速傳感器8檢測到的車速信號9和轉矩傳感器3檢測到的駕駛員施加的轉向轉矩信號7輸入到電子控制裝置10，根據電子控制裝置10中的助力特性控制器16進行正向助力和反向助力控制，產生助力電機目標電流17，助力電機目標電流17與電機反饋電流12的偏差值通過電流控制器18處理后控制助力電機13產生助力轉矩19 ；在實際車速K不大于標定車速K3時，實施正向助力，助力特性控制器16根據駕駛員施加的轉向轉矩r及實際車速K，確定助力電機目標電流/的大?。浑娏骺刂破?8根據該目標電流/與電機反饋電流的偏差值控制助力電機輸出的助力轉矩的大小，助力轉矩隨著駕駛員施加的轉向轉矩的 增大而增大，采用曲線型助力；此外，實際車速越大，正向助力越??；正向助力特性曲線只標有三個標定車速K1, V2, K3，當實際車速為兩個標定車速中間值時，取標定車速較大正向助力較小的助力特性曲線，當實際車速為標定車速K1, V2中間值時，采用標定車速V2對應的助力特性曲線；在實際車速達到標定車速K4時，當駕駛員施加的轉向轉矩變化率A f大于閥值A/；，并且駕駛員施加的轉向轉矩7超過閥值7；時，開啟反向助力；實際車速、駕駛員施加的轉向轉矩及其變化率三個條件，其中任何一個條件不滿足都不會開啟反向助力；設定轉矩閥值rb的目的是當實際車速較低時，駕駛員施加低于轉矩/;的小幅快速轉向并不會引起電動自行車行駛不穩(wěn)，此工況下不啟動反向助力；每個實際車速對應的反向助力啟動的轉矩閥值和轉矩變化率閥值都不同，轉矩閥值和轉矩變化率閥值都隨著實際車速增加而變小，且達到標定車速K6后，轉矩閥值變?yōu)? ;當實際車速為兩個標定車速中間值時，取標定車速較大反向助力較大的助力特性曲線，當實際車速為標定車速K4，V5中間值時，采用標定車速K5對應的助力特性曲線。電子控制裝置還向電磁離合器發(fā)出電磁離合器控制信號，以實現輔助動力傳遞的通斷。所述的助力電機產生的助力轉矩經過減速機構減速增扭后，在輸出上實現與駕駛員施加的轉向轉矩的疊加，共同控制轉向輪轉向。[0017]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于電動自行車的電動助力轉向控制系統，其特征在于包括轉向手把(I)、轉向輸入軸(2)、轉矩傳感器(3)、減速機構(4)、轉向輸出軸(5)、轉向輪(6)、車速傳感器(8)、電子控制裝置(10)、助力電機(13)及電磁離合器(14);轉向手把(I)、轉向輸入軸(2)與轉矩傳感器(3)順次相連，助力電機(13)、電磁離合器(14)、減速機構(4)、轉向輸出軸(5)、轉向輪(6)與車速傳感器(8)順次相連；所述電子控制裝置(10)包括相連接的助力特性控制器(16)和電流控制器(18)，控制裝置(10)接收轉矩傳感器(3)和車速傳感器(8)信號，通過控制助 力電機(13)及電磁離合器(14)實施電動助力轉向功能。
專利摘要本實用新型公開了一種用于電動自行車的電動助力轉向控制系統。轉向手把、轉向輸入軸與轉矩傳感器順次相連，助力電機、電磁離合器、減速機構、轉向輸出軸、轉向輪與車速傳感器順次相連；所述電子控制裝置包括相連接的助力特性控制器和電流控制器，控制裝置接收轉矩傳感器和車速傳感器信號，通過控制助力電機及電磁離合器實施電動助力轉向功能。本實用新型可以在電動自行車低速行駛時進行正向助力控制，中高速行駛時進行反向助力控制，根據電動自行車的運行工況改善其轉向操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。特別是可以防止由于駕駛員施加的轉向轉矩過大或轉向過急等引起的電動自行車的側滑或側翻，提高行駛安全性。
文檔編號B62K21/00GK203111409SQ20132008191
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權日2013年2月22日
發(fā)明者朱紹鵬, 俞小莉, 邱斌斌, 吳志軍, 劉孝龍 申請人:浙江大學