用于調(diào)整電動助力自行車的輔助動力的設(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動力輔助設(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，這樣的自行車用術(shù)語"電動自行車"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。一些動力輔助設(shè)備使用放置在自行 車的一個車輪的輪轂上的電機。此電機直接地或通過減速系統(tǒng)驅(qū)動該車輪。
[0003] 其它設(shè)備使用減速電動機單元驅(qū)動自行車的踏板，因此使用目前的自行車傳動裝 置。此外，本申請人的申請FR12/61631描述了包括電機的設(shè)備，該電機包括驅(qū)動傳動嵌齒 的轉(zhuǎn)子。傳動嵌齒通過這樣的系統(tǒng)來驅(qū)動自行車的車輪，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] 無論選擇什么樣的機械化設(shè)備，都必須伴隨有馬達的控制系統(tǒng)，該馬達的控制系 統(tǒng)用于調(diào)整提供給騎車人的輔助動力。
[0005] 法國法律規(guī)定有用于將電動助力自行車分類為"自行車"而不是"助動車"范疇的 多個條件，這些條件中的一些對馬達的控制具有直接的影響。
[0006] -馬達在騎車人停止蹬車的時候必須停止，
[0007] -馬達在速度達到25km/h的時候必須停止，
[0008] -馬達必須具有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力由施加至電動馬達的測量到的扭矩的一部 分或得到的動力的一部分來決定，該部分由例如騎車人所選擇的動力輔助模式的函數(shù)來計 算。
[0012] 這些設(shè)備的缺陷存在于扭矩傳感器的安裝上，其需要對自行車進行改裝以便使扭 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)整電動自行車的輔助動力的方法和設(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)整安裝有電動動力輔助機器的自行車的輔助動力的 設(shè)備，所述設(shè)備包括：
[0015] ?用于檢測自行車的踏板的旋轉(zhuǎn)方向的裝置，
[0016] ?用于測量自行車的車輪的速度的裝置，
[0017] ?用于利用速度信息計算車輛的總功率的裝置，以及
[0018] ?用于利用所計算的總功率確定電動馬達的功率定位點、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] 在一個具體實施方案中，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，該坡度用于計算車輛的功率。
[0020] 在一個具體實施方案中，用于確定坡度的裝置包括慣性平臺，所述慣性平臺包括 加速計和陀螺儀。
[0021 ] 在一個具體實施方案中，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)確定的功率定位點來控制電動馬達。
[0022] 在一個具體實施方案中，用于檢測自行車的踏板的旋轉(zhuǎn)方向的裝置包括兩個磁性 傳感器，例如霍爾效應(yīng)傳感器或磁開關(guān)，每個傳感器與至少一個磁體相互作用，所述磁體安 裝于踏板的鏈條套件。
[0023] 在一個具體實施方案中，用于檢測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，磁性傳感器與多個磁體相互作用。這是因為磁體的數(shù)量越 多，車輪的速度和加速度能越快地被計算。
[0024] 在一個具體實施方案中，所述設(shè)備包括用于由騎車人選擇動力輔助模式的裝置， 以及用于將該選擇以動力輔助因子的形式傳遞至計算裝置的裝置。
[0025] 此外，本發(fā)明還涉及用于調(diào)整安裝有電動動力輔助機器的自行車的輔助動力的方 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)定動力輔助因子來計算電動動力輔助機器的功率定 位點。
[0029] 在一個實施方案中，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。
【附圖說明】
[0030] 本發(fā)明的其它目標和優(yōu)點可以由下述圖1所示的優(yōu)選但不限于此的實施方案的 描述顯而易見，圖1表示安裝有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的電動助力自行車的局部視圖。
【具體實施方式】
[0031] 用于自行車的電動動力輔助設(shè)備主要包括：電機1、利用電機來驅(qū)動自行車的裝 置2、用于供應(yīng)電機的動力源3以及用于控制電機的裝置4。如上所述的所有這些元件各種 構(gòu)造是可以得到的。在此實施例中，動力源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)整輔助動力的設(shè)備有利地并入到用于控制電機的裝置中。將 在下文描述本發(fā)明的具體實施方案，而本發(fā)明并不限于此實施方案。
[0033] 用于調(diào)整輔助動力的設(shè)備優(yōu)選地包括一組傳感器：安裝于踏板的兩個傳感器用于 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 括慣性平臺以及中央電子單元，將在下文描述該慣性平臺的用途，該中央電子單元用于執(zhí) 行本申請中所描述的所有計算和算法。在圖1中所示的實施例中，慣性平臺和中央電子單 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)。為簡化閱讀，在本說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。當電磁接觸器與磁體相互接近的時候，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，它們對應(yīng)于接近電磁接觸器的磁體所產(chǎn)生的磁場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以便傳遞檢測到的信息。
[0035] 在目前情況下，有益的提供兩個此類型的傳感器用于蹬車的檢測。這是因為盡管 單個傳感器的確可以確定踏板正在移動，但是并不可以檢測到旋轉(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候不應(yīng)提供幫助。
[0036] 此外，更優(yōu)選地，六個磁體均勻分布在鏈條套件的周長上。由于其避免在檢測蹬車 已經(jīng)開始之前不得不等待踏板的一個完整循環(huán)，因此這可以確保相當短的檢測時間。
[0037] 車輪的速度傳感器（本文未示出）以同樣的原理工作，優(yōu)選地三個磁體均勻分布 在車輪的輪輞的周長上，檢測系統(tǒng)安裝在車輪的輪輞上。因此，測量接觸第一磁體之前與車 輪的輪輞上的下一個磁體之前之間所經(jīng)過的時間。由于這兩