[发明专利]电动脚踏车、电动脚踏车的控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电动脚踏车的控制系统，其特征在于，包括：

一踏板力矩感测器，感测一行驶时间内的一踏板力矩；

一微控制电路，电性连接于该踏板力矩感测器且存储有一参考踩踏力，该微控制电路根据该踏板力矩以及该行驶时间计算出一平均踩踏力以及根据该参考踩踏力与该平均踩踏力的一比较结果产生一控制信号；

一马达驱动器，电性连接于该微控制电路，该马达驱动器根据该控制信号产生一马达驱动信号；以及

一马达，该马达电性连接于该马达驱动器且根据该马达驱动信号产生一马达输出力矩。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，当该平均踩踏力与该参考踩踏力之间的一差值提高时，该微控制电路使该控制信号的一电平提高，当该控制信号的该电平提高时，该马达输出力矩提高；当该平均踩踏力与该参考踩踏力之间的该差值降低时，该微控制电路使该控制信号的该电平降低当该控制信号的该电平降低时，该马达输出力矩降低。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该微控制电路包含一平均力矩处理电路、一减法电路及一补偿控制器，该平均力矩处理电路电性连接于该踏板力矩感测器以及该减法电路，该平均力矩处理电路记录该行驶时间且根据该行驶时间以及该踏板力矩产生该平均踩踏力，该减法电路将该平均踩踏力与该参考踩踏力相减以产生一误差反馈信号，该补偿控制器为一比例积分微分控制器，该比例积分微分控制器电性连接于该减法电路，该比例积分微分控制器根据该误差反馈信号产生一比例增益补偿部分、一积分补偿部分以及一微分补偿部分。

4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，该微控制电路还包括一滤波器、一前馈增益控制器以及一加法电路，该滤波器电性连接于该踏板力矩感测器以及该平均力矩处理电路，该前馈增益控制器电性连接于该滤波器，该加法电路电性连接于该前馈增益控制器、该补偿控制器以及该马达驱动器，该前馈增益控制器产生一前馈补偿部分，该加法电路用于将该比例增益补偿部分、该积分补偿部分、该微分补偿部分以及该前馈补偿部分加总以产生该控制信号。

5.一种电动脚踏车的控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

感测一行驶时间内的一踏板力矩；

根据一行驶时间以及该踏板力矩产生一平均踩踏力；

比较该平均踩踏力以及一参考踩踏力以产生一控制信号；

根据该控制信号产生一马达驱动信号；以及

根据该马达驱动信号产生一马达输出力矩。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，比较该平均踩踏力以及该参考踩踏力以产生该控制信号包含：将该平均踩踏力与该参考踩踏力相减以产生一误差反馈信号；对该误差反馈信号进行一比例增益处理以产生一比例增益补偿部分；对该误差反馈信号进行一积分处理以产生一积分补偿部分；进行一积分饱和缓解处理；以及对该误差反馈信号进行一微分处理以产生一微分补偿部分。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括在感测该踏板力矩之后以及产生该平均踩踏力之前，过滤该踏板力矩的噪声。

8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括在产生该比例增益补偿部分、该积分补偿部分以及该微分补偿部分之后，对该踏板力矩乘上一前馈增益以产生一前馈补偿部分；以及将该比例增益补偿部分、该积分补偿部分、该微分补偿部分以及该前馈补偿部分相加总以产生该控制信号。