用于調(diào)整電動(dòng)助力自行車的輔助動(dòng)力的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于自行車的電動(dòng)動(dòng)力輔助設(shè)備，并涉及安裝有這種設(shè)備的自行 車。在下文中，為方便起見(jiàn)，這樣的自行車用術(shù)語(yǔ)"電動(dòng)自行車"表示。
【背景技術(shù)】
[0002] 在該領(lǐng)域中，已知許多可用的設(shè)備正在出售。一些動(dòng)力輔助設(shè)備使用放置在自行 車的一個(gè)車輪的輪轂上的電機(jī)。此電機(jī)直接地或通過(guò)減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)該車輪。
[0003] 其它設(shè)備使用減速電動(dòng)機(jī)單元驅(qū)動(dòng)自行車的踏板，因此使用目前的自行車傳動(dòng)裝 置。此外，本申請(qǐng)人的申請(qǐng)F(tuán)R12/61631描述了包括電機(jī)的設(shè)備，該電機(jī)包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)嵌齒 的轉(zhuǎn)子。傳動(dòng)嵌齒通過(guò)這樣的系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)自行車的車輪，該系統(tǒng)用于將嵌齒的齒與結(jié)合于 輪胎（該輪胎裝配至車輪）的齒嚙合。
[0004] 無(wú)論選擇什么樣的機(jī)械化設(shè)備，都必須伴隨有馬達(dá)的控制系統(tǒng)，該馬達(dá)的控制系 統(tǒng)用于調(diào)整提供給騎車人的輔助動(dòng)力。
[0005] 法國(guó)法律規(guī)定有用于將電動(dòng)助力自行車分類為"自行車"而不是"助動(dòng)車"范疇的 多個(gè)條件，這些條件中的一些對(duì)馬達(dá)的控制具有直接的影響。
[0006] -馬達(dá)在騎車人停止蹬車的時(shí)候必須停止，
[0007] -馬達(dá)在速度達(dá)到25km/h的時(shí)候必須停止，
[0008] -馬達(dá)必須具有250瓦特的最大額定功率，以及
[0009] -除了開/關(guān)按鈕之外，自行車不得安裝加速把手、開關(guān)、按鈕或者任何其它使得 自行車自己移動(dòng)的設(shè)備。
[0010] 已知許多滿足這些法定條件的控制設(shè)備，特別是包括安裝于踏板的蹬車傳感器， 以及用于在給定的時(shí)間內(nèi)估算施加在踏板上的扭矩的傳感器。
[0011] 在這些設(shè)備中，用于騎車人的輔助動(dòng)力由施加至電動(dòng)馬達(dá)的測(cè)量到的扭矩的一部 分或得到的動(dòng)力的一部分來(lái)決定，該部分由例如騎車人所選擇的動(dòng)力輔助模式的函數(shù)來(lái)計(jì) 算。
[0012] 這些設(shè)備的缺陷存在于扭矩傳感器的安裝上，其需要對(duì)自行車進(jìn)行改裝以便使扭 矩傳感器與踏板成為整體。
[0013] 因此本發(fā)明旨在提供一種用于調(diào)整電動(dòng)自行車的輔助動(dòng)力的方法和設(shè)備，使得可 以在符合法定條件的情況下克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 因此，本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整安裝有電動(dòng)動(dòng)力輔助機(jī)器的自行車的輔助動(dòng)力的 設(shè)備，所述設(shè)備包括：
[0015] ?用于檢測(cè)自行車的踏板的旋轉(zhuǎn)方向的裝置，
[0016] ?用于測(cè)量自行車的車輪的速度的裝置，
[0017] ?用于利用速度信息計(jì)算車輛的總功率的裝置，以及
[0018] ?用于利用所計(jì)算的總功率確定電動(dòng)馬達(dá)的功率定位點(diǎn)、確定踏板的旋轉(zhuǎn)方向以 及確定騎車人所選擇的輔助因子的裝置。
[0019] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括用于確定自行車在其上行駛的道路的坡 度，該坡度用于計(jì)算車輛的功率。
[0020] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，用于確定坡度的裝置包括慣性平臺(tái)，所述慣性平臺(tái)包括 加速計(jì)和陀螺儀。
[0021 ] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括速度變速器或扭矩變速器，使得可以根 據(jù)已經(jīng)確定的功率定位點(diǎn)來(lái)控制電動(dòng)馬達(dá)。
[0022] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，用于檢測(cè)自行車的踏板的旋轉(zhuǎn)方向的裝置包括兩個(gè)磁性 傳感器，例如霍爾效應(yīng)傳感器或磁開關(guān)，每個(gè)傳感器與至少一個(gè)磁體相互作用，所述磁體安 裝于踏板的鏈條套件。
[0023] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，用于檢測(cè)自行車的車輪的速度的裝置包括磁性傳感器， 例如磁開關(guān)，該磁性傳感器與安裝于車輪的至少一個(gè)磁體相互作用，例如在輪輞上，在輻條 上或者甚至在輪胎上。優(yōu)選地，磁性傳感器與多個(gè)磁體相互作用。這是因?yàn)榇朋w的數(shù)量越 多，車輪的速度和加速度能越快地被計(jì)算。
[0024] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述設(shè)備包括用于由騎車人選擇動(dòng)力輔助模式的裝置， 以及用于將該選擇以動(dòng)力輔助因子的形式傳遞至計(jì)算裝置的裝置。
[0025] 此外，本發(fā)明還涉及用于調(diào)整安裝有電動(dòng)動(dòng)力輔助機(jī)器的自行車的輔助動(dòng)力的方 法，所述方法包括如下步驟：
[0026] -確定踏板的旋轉(zhuǎn)方向以及車輪速度，
[0027] -根據(jù)這些數(shù)據(jù)以及一組預(yù)定參數(shù)計(jì)算自行車的總功率，
[0028] -根據(jù)自行車的總功率以及預(yù)定動(dòng)力輔助因子來(lái)計(jì)算電動(dòng)動(dòng)力輔助機(jī)器的功率定 位點(diǎn)。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括確定車輛的角度的步驟，該角度表示車輛在 其上行駛的地面的坡度。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可以由下述圖1所示的優(yōu)選但不限于此的實(shí)施方案的 描述顯而易見(jiàn)，圖1表示安裝有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的電動(dòng)助力自行車的局部視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 用于自行車的電動(dòng)動(dòng)力輔助設(shè)備主要包括：電機(jī)1、利用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)自行車的裝 置2、用于供應(yīng)電機(jī)的動(dòng)力源3以及用于控制電機(jī)的裝置4。如上所述的所有這些元件各種 構(gòu)造是可以得到的。在此實(shí)施例中，動(dòng)力源3為安裝在自行車的行李架下方的扁平電蓄電 池的形式。
[0032] 本發(fā)明的涉及用于調(diào)整輔助動(dòng)力的設(shè)備有利地并入到用于控制電機(jī)的裝置中。將 在下文描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案，而本發(fā)明并不限于此實(shí)施方案。
[0033] 用于調(diào)整輔助動(dòng)力的設(shè)備優(yōu)選地包括一組傳感器：安裝于踏板的兩個(gè)傳感器用于 確定踏板正在旋轉(zhuǎn)以及旋轉(zhuǎn)方向；安裝于車輪的速度傳感器用于確定車輪的功率。其還包 括慣性平臺(tái)以及中央電子單元，將在下文描述該慣性平臺(tái)的用途，該中央電子單元用于執(zhí) 行本申請(qǐng)中所描述的所有計(jì)算和算法。在圖1中所示的實(shí)施例中，慣性平臺(tái)和中央電子單 元安裝于殼體4中。它們可以放置于自行車的車架的其它位置，并且它們固定于此車架。
[0034] 所使用的傳感器例如為霍爾效應(yīng)傳感器。還可以使用所謂"簧片"技術(shù)的傳感器， 也稱作磁開關(guān)。為簡(jiǎn)化閱讀，在本說(shuō)明書余下部分中這些傳感器將稱作"簧片傳感器"。這 樣的傳感器包含電磁接觸器5,該電磁接觸器5固定于傳感器的基座元件并旨在與磁體6 相互作用。當(dāng)電磁接觸器與磁體相互接近的時(shí)候，它們關(guān)閉開關(guān)，其效果為產(chǎn)生電流，因此 使得可以確定磁體在此精確時(shí)間的位置。在使用霍爾效應(yīng)傳感器的情況下，這些傳感器被 供電，它們對(duì)應(yīng)于接近電磁接觸器的磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不存在或者存在而直接提供"〇"或 "1"形式的數(shù)字信息。磁性傳感器連接至中央單元4以便傳遞檢測(cè)到的信息。
[0035] 在目前情況下，有益的提供兩個(gè)此類型的傳感器用于蹬車的檢測(cè)。這是因?yàn)楸M管 單個(gè)傳感器的確可以確定踏板正在移動(dòng)，但是并不可以檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)方向。然而，根據(jù)本發(fā)明 的設(shè)備優(yōu)選地在騎車人倒踩腳蹬的時(shí)候不應(yīng)提供幫助。
[0036] 此外，更優(yōu)選地，六個(gè)磁體均勻分布在鏈條套件的周長(zhǎng)上。由于其避免在檢測(cè)蹬車 已經(jīng)開始之前不得不等待踏板的一個(gè)完整循環(huán)，因此這可以確保相當(dāng)短的檢測(cè)時(shí)間。
[0037] 車輪的速度傳感器（本文未示出）以同樣的原理工作，優(yōu)選地三個(gè)磁體均勻分布 在車輪的輪輞的周長(zhǎng)上，檢測(cè)系統(tǒng)安裝在車輪的輪輞上。因此，測(cè)量接觸第一磁體之前與車 輪的輪輞上的下一個(gè)磁體之前之間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。由于這兩