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原文传递电动辅助系统和电动辅助车辆

专利名称：	电动辅助系统和电动辅助车辆
摘要：	提供了一种电力辅助系统(51)，其在斜坡道路行进期间产生适当水平的辅助力。电力辅助系统用于电动辅助车辆(1)并且包括：电动马达(53)，其产生辅助力以辅助电动辅助车辆的骑乘者的人力；控制装置(170)，其控制要由电动马达产生的辅助力的大小；和加速度传感器(38)，其输出表示电动辅助车辆的行进方向上的加速度Gx的加速度信号。控制装置基于外部信号来获取表示电动辅助车辆的行驶速度的速度信息，基于速度信息和加速度信号来检测路面的倾斜角，并且使电动马达产生与倾斜角相对应的大小的辅助力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	雅马哈发动机株式会社
发明人：	莲见光晴
专利状态：	有效
申请日期：	2017-09-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201780081192.5
公开号：	CN110114265A
代理机构：	北京东方亿思知识产权代理有限责任公司
代理人：	柳春雷
分类号：	B62M6/45(2006.01);B;B62;B62M;B62M6
申请人地址：	日本静冈县
主权项：	1.一种电力辅助系统，其能够用于电动辅助车辆，所述电力辅助系统包括：电动马达，其产生辅助力以辅助所述电动辅助车辆的骑乘者的人力；控制装置，其控制要由所述电动马达产生的辅助力的大小；和加速度传感器，其输出表示所述电动辅助车辆的行进方向上的加速度Gx的加速度信号，其中，所述控制装置基于外部信号来获取表示所述电动辅助车辆的行驶速度的速度信息，并且其中，所述控制装置基于所述速度信息和所述加速度信号来检测路面的倾斜角，并且使所述电动马达产生与所述倾斜角相对应的大小的辅助力。 2.根据权利要求1所述的电力辅助系统，还包括速度传感器，所述速度传感器输出与所述电动辅助车辆的移动速度相对应的信号，其中，所述控制装置基于从所述速度传感器接收的与所述移动速度相对应的信号来获取所述速度信息，并且其中，所述控制装置基于所述速度信息和所述加速度信号来检测所述路面的倾斜角。 3.根据权利要求1所述的电力辅助系统，其中，所述电动马达包括转子，其中，所述电动马达还包括位置检测传感器，所述位置检测传感器在所述转子旋转时检测所述电动马达的所述转子的位置，并且其中，所述控制装置基于所述位置检测传感器的输出来求出所述转子的转速ω，并且将所述转速ω乘以常数以获取所述速度信息。 4.根据权利要求1所述的电力辅助系统，其中，所述电动辅助车辆包括变速机构，所述变速机构包括多个变速齿轮范围并且输出表示当前选择的变速齿轮范围的数据，其中，所述电动马达包括转子并且还包括位置检测传感器，所述位置检测传感器在所述转子旋转时检测所述电动马达的所述转子的位置，并且其中，所述控制装置：获取表示所述变速齿轮范围的数据，基于所述位置检测传感器的输出来求出所述转子的转速ω，并且基于所述转速ω和表示所述变速齿轮范围的数据来获取所述速度信息。 5.根据权利要求3或4所述的电力辅助系统，其中，所述电动辅助车辆包括转矩传感器，所述转矩传感器检测由所述骑乘者提供的踏板转矩，并且其中，在所述踏板转矩大于预定阈值的情况下，所述控制装置获取所述速度信息并且检测所述路面的倾斜角。 6.根据权利要求2至5中任一项所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置：计算所述行进方向上的速度V的时间微分值(dV/dt)，从所述行进方向上的所述加速度Gx中减去所述时间微分值(dV/dt)，并且将相减结果除以重力加速度G，以检测所述路面的倾斜角。 7.根据权利要求1所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置对通过将所述相减结果除以所述重力加速度G而获得的相除结果执行逆正弦变换，以检测所述路面的倾斜角。 8.根据权利要求1所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置包括表格，所述表格将多个角度中的每一个与每一个角度的正弦函数的计算值建立对应关系，并且其中，所述控制装置将所述相减结果除以所述重力加速度G并参照所述表格获取与所述相除结果相对应的角度，并且将所述角度检测为所述路面的倾斜角。 9.一种电动辅助车辆，其包括：根据权利要求1至8中任一项所述的电力辅助系统；和速度传感器，其输出与所述电动辅助车辆的移动速度相对应的信号。 10.一种电力辅助系统，其能够用于电动辅助车辆，所述电力辅助系统包括：电动马达，其产生辅助力以辅助所述电动辅助车辆的骑乘者的人力；控制装置，其控制要由所述电动马达产生的辅助力的大小；和加速度传感器，其输出表示作为所述电动辅助车辆的行进方向的第一方向上的加速度Gx和垂直于所述第一方向和路面两者的第二方向上的加速度Gz中的至少一个的加速度信号，其中，所述控制装置使用所述加速度信号来检测所述电动辅助车辆处于停止状态，基于所述停止状态下输出的所述加速度信号来检测所述路面的倾斜角，并且使所述电动马达在所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时产生与所述倾斜角相对应的大小的辅助力。 11.根据权利要求10所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置还包括停止检测电路，所述停止检测电路基于从所述加速度传感器输出的所述加速度信号来检测所述电动辅助车辆处于所述停止状态。 12.根据权利要求11所述的电力辅助系统，其中，在表示所述第一方向上的加速度Gx和所述第二方向上的加速度Gz中的至少一个的所述加速度信号满足预定的停止判定条件的情况下，所述停止检测电路检测出所述电动辅助车辆停止。 13.根据权利要求12所述的电力辅助系统，其中，所述停止判定条件包括关于所述加速度信号的信号电平的范围的条件和关于所述加速度信号在所述信号电平的范围内的时间段的条件。 14.根据权利要求13所述的电力辅助系统，其中，所述加速度传感器是输出表示所述第一方向上的加速度Gx的第一加速度信号和表示所述第二方向上的加速度Gz的第二加速度信号的双轴加速度传感器或三轴加速度传感器，并且其中，所述停止检测电路存储关于所述第一加速度信号和所述第二加速度信号中的每一个的所述停止判定条件。 15.一种电力辅助系统，其能够用于电动辅助车辆，所述电力辅助系统包括：电动马达，其产生辅助力以辅助电动辅助车辆的骑乘者的人力；控制装置，其产生对在所述电动马达中流动的电流进行控制的信号，以控制要由所述电动马达产生的辅助力的大小；和加速度传感器，其输出表示作为所述电动辅助车辆的行进方向的第一方向上的加速度Gx和垂直于所述第一方向和路面两者的第二方向上的加速度Gz中的至少一个的加速度信号，其中，所述控制装置接收基于来检测所述电动辅助车辆是停止还是正在行驶的检测信号，所述检测信号从输出所述检测信号的至少一个传感器接收，并且其中，所述控制装置基于所述检测信号来检测所述电动辅助车辆处于停止状态，基于在所述停止状态下输出的所述加速度信号来检测所述路面的倾斜角，并且使所述电动马达在所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时产生与所述倾斜角相对应的大小的辅助力。 16.根据权利要求15所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置还包括停止检测电路，所述停止检测电路基于从所述至少一个传感器输出的所述检测信号，来检测所述电动辅助车辆处于所述停止状态。 17.根据权利要求16所述的电力辅助系统，其中，所述至少一个传感器是速度传感器、转矩传感器、曲柄旋转传感器和检测所述电动马达的旋转的霍尔传感器中的一个或多个传感器，并且其中，在所述检测信号满足预定的停止判定条件的情况下，所述停止检测电路检测出所述电动辅助车辆停止。 18.根据权利要求17所述的电力辅助系统，其中，在所述至少一个传感器是检测所述电动辅助车辆的速度的所述速度传感器的情况下，所述停止检测电路在所述检测信号满足所述速度低于预定速度的停止判定条件的情况下，检测出所述电动辅助车辆停止。 19.根据权利要求17或18所述的电力辅助系统，还包括曲柄轴，踏板附装到所述曲柄轴，其中，在所述至少一个传感器是检测通过所述踏板上的踩踏而施加到所述曲柄轴的转矩的所述转矩传感器的情况下，所述停止检测电路在所述检测信号满足所述转矩低于预定转矩值的停止判定条件的情况下，检测出所述电动辅助车辆停止。 20.根据权利要求17至19中任一项所述的电力辅助系统，还包括曲柄轴，踏板附装到所述曲柄轴，其中，在所述至少一个传感器是检测所述曲柄轴的旋转的所述曲柄旋转传感器的情况下，所述停止检测电路在所述检测信号满足所述曲柄轴在预定时间段内的转数为零的停止判定条件的情况下，检测出所述电动辅助车辆停止。 21.根据权利要求17至20中任一项所述的电力辅助系统，其中，在所述至少一个传感器是所述霍尔传感器的情况下，所述停止检测电路在所述检测信号满足所述电动马达在预定时间段内的转数为零的停止判定条件的情况下，检测出所述电动辅助车辆停止。 22.根据权利要求10至21中任一项所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置包括：坡度计算电路，其基于在所述停止状态下输出的所述加速度信号来计算所述倾斜角，辅助力计算电路，其根据所述倾斜角来确定所述辅助力的大小，和马达驱动电路，其在所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时使所述电动马达产生由所述辅助力计算电路确定的所述辅助力，并且其中，所述坡度计算电路通过使用重力加速度G来执行arcsin(Gx/G)或arccos(Gz/G)的计算，以求出所述倾斜角。 23.根据权利要求10至21中任一项所述的电力辅助系统，其中，所述加速度传感器是输出表示所述第一方向上的加速度Gx的第一加速度信号和表示所述第二方向上的加速度Gz的第二加速度信号的双轴加速度传感器或三轴加速度传感器。 24.根据权利要求23所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置包括：坡度计算电路，其基于在所述停止状态下输出的所述加速度信号来计算所述倾斜角，辅助力计算电路，其根据所述倾斜角来确定所述辅助力的大小，和马达驱动电路，其在所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时使所述电动马达产生由所述辅助力计算电路确定的所述辅助力，并且其中，所述坡度计算电路通过使用重力加速度G执行arcsin(Gx/G)、arccos(Gz/G)和arctan(Gx/Gz)的计算中的至少一个，以求出所述倾斜角。 25.根据权利要求24所述的电力辅助系统，其中，所述辅助力计算电路预先存储定义所述倾斜角的大小与所述辅助力的大小之间的对应关系的规则，并且使用由所述坡度计算电路计算的所述倾斜角和所述规则来确定所述辅助力的大小。 26.根据权利要求25所述的电力辅助系统，还包括开关，所述开关用于供所述骑乘者在所述电动辅助车辆行驶时选择所述辅助力的大小不同的多个驱动模式中的一个，其中，所述辅助力计算电路预先存储针对每个所述驱动模式的所述规则，并且当所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时，使用由所述坡度计算电路计算的所述倾斜角和与通过使用所述开关选择的所述驱动模式相对应的所述规则，来确定所述辅助力的大小。 27.根据权利要求25或26所述的电力辅助系统，其中，所述辅助力计算电路预先存储以所述倾斜角的大小为输入并且以所述辅助力的大小为输出的函数作为所述规则。 28.根据权利要求25或26所述的电力辅助系统，其中，所述函数是不连续函数、线性连续函数和非线性连续函数中的至少一个。 29.根据权利要求25或26所述的电力辅助系统，其中，所述辅助力计算电路预先存储将所述倾斜角的大小和所述辅助力的大小建立对应关系的表格。 30.根据权利要求23至29中任一项所述的电力辅助系统，其中，所述坡度计算电路使用通过低通滤波处理的所述第一加速度信号和所述第二加速度信号来计算所述倾斜角。 31.根据权利要求10至30中任一项所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置在踩踏的开始是所述骑乘者至多踩踏所述电动辅助车辆5次的时间点时，使所述电动马达根据所述倾斜角产生所述辅助力。 32.根据权利要求31所述的电力辅助系统，其中，所述控制装置在踩踏的开始是所述骑乘者至多踩踏所述电动辅助车辆3次的时间点时，使所述电动马达根据所述倾斜角产生所述辅助力。 33.根据权利要求10至32中任一项所述的电力辅助系统，其中，在所述倾斜角是所述电动辅助车辆的行进方向上的仰角的情况下，当所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时，所述控制装置随着所述倾斜角增大，使所述电动马达产生足够大的辅助力。 34.根据权利要求10至32中任一项所述的电力辅助系统，其中，在所述倾斜角是所述电动辅助车辆的行进方向上的俯角的情况下，当所述骑乘者开始踩踏所述电动辅助车辆时，所述控制装置随着所述倾斜角增大，使所述电动马达产生足够小的辅助力。 35.一种电动辅助车辆，其包括根据权利要求10至34中任一项所述的电力辅助系统。 36.一种电动辅助车辆，其包括：根据权利要求15至21中任一项所述的电力辅助系统；和至少一个传感器。
所属类别：	发明专利