一种电动助力自行车及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种电动助力自行车及其驱动方法，包括电机控制器、驱动车轮转动的电机、调速转把和脚踏力矩传感机构；所述驱动方法包括如下步骤：选择电机驱动模式，包括：互为备用的助力驱动模式和纯电动驱动模式；若选择助力驱动模式，则电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号调节电机输出扭矩或转速；若选择纯电动驱动模式，则电机控制器根据调速转把的位置或角度信息调节电机输出扭矩或转速。本发明专利技术具备脚踏力辅助驱动骑行和纯电动骑行，骑行者可根据需要自行切换骑行模式，能够使骑行者享受较长时间的骑行乐趣。

Electric power assisted bicycle and driving method thereof

The invention discloses an electric power-assisted bicycle and its driving method, including a motor controller, a motor driving the wheel rotation, a speed-adjusting handlebar and a pedal torque sensing mechanism. If the power-assisted driving mode is selected, the motor controller adjusts the output torque or speed of the motor according to the output signal of the pedal torque sensing mechanism which contains the output torque information of the human pedal; if the pure electric driving mode is selected, the motor controller adjusts the output torque or speed of the motor according to the position or angle information of the speed control torque. The invention has a pedal force assisted driving riding and a pure electric riding, and the cyclist can switch the riding mode according to the need, so as to enable the cyclist to enjoy a longer period of riding pleasure.

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力自行车及其驱动方法
本专利技术涉及交通工具
，尤其涉及一种电动助力自行车及其驱动方法。
技术介绍
已公知有如下的电动助力车，即，具有蓄电池等蓄电装置以及由该蓄电装置供电的电机，用于检测驾驶者通过踏板向链轮提供的脚踏力的脚踏力矩传感机构，电机根据脚踏力矩传感机构的输出提供辅助电动驱动力，使得即使在上坡等情况下也能够轻松行驶。然而这种脚踏力辅助驱动的方式不能实现无需脚踏力即可让电机单独驱动车辆行驶的纯电动骑行方式，容易导致骑行劳累，不能较长时间地享受骑行的乐趣；另外现有电动助力车，仪表与电机控制器之间线束较多，比如：开关信号线、档位信号线、调速转把的电压信号线等，不仅成本高，而且给电动助力车后期维修带来不便，严重影响其可靠性和安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电动助力自行车及其驱动方法，解决现有技术中电动助力自行车驱动方式单一、无法实现纯电动驱动的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种电动助力自行车驱动方法，包括电机控制器、驱动车轮转动的电机、调速转把和脚踏力矩传感机构；所述驱动方法包括如下步骤：选择电机驱动模式，包括：互为备用的助力驱动模式和纯电动驱动模式；若选择助力驱动模式，则电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号调节电机输出扭矩或转速；若选择纯电动驱动模式，则电机控制器根据调速转把的位置或角度信息调节电机输出扭矩或转速。进一步的，所述驱动方法还包括助力档位选择步骤；助力驱动模式下，电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号、助力档位信息调节电机输出扭矩或转速；助力档位选择的方法包括：通过设置于仪表盘上的按键/旋钮进行助力档位选择；或者通过调节调速转把的位置或角度信息进行助力档位选择。进一步的，当电机控制器超过预设时间或超过预设应答次数未检测到有效控制信号时，电机控制器停止驱动电机或者降低驱动电机的扭矩和或功率；所述有效控制信号包括：脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号、助力档位信号、调速转把的位置或角度信息。进一步的，所述驱动方法还包括电池设备号码检测步骤：对电池设备号码进行检测，若检测出的电池设备号码与预存的电池设备号码不一致，或者检测出的电池设备号码按预设的运算程序得出的运算结果与预存的运算结果不一致，则电机控制器停止驱动电机。本专利技术还提供了一种电动助力自行车，包括驱动车轮转动的电机、电机控制器、内置信号处理器的仪表盘、调速转把、脚踏力矩传感机构；所述调速转把与信号处理器连接，所述脚踏力矩传感机构与所述电机控制器连接，所述信号处理器与电机控制器连接；所述仪表盘上还设置有电机驱动模式选择键；当电机驱动模式选择键选择助力驱动模式时，电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号调节电机输出扭矩或转速；当电机驱动模式选择键选择纯电动驱动模式，电机控制器根据调速转把的位置或角度信息调节电机输出扭矩或转速。进一步的，本专利技术所提供的电动助力自行车还包括电池及电池管理系统，所述电池通过电源线与电机控制器电连接，所述电池管理系统通过数字通讯线与电机控制器通讯接口连接；电机控制器根据电机输出功率、电池管理系统输出的电池相关信息估算电池健康状态、电池剩余电量和或剩余续航里程，并将估算结果通过仪表盘输出显示；电池管理系统输出的电池相关信息包括电池设备号码，若检测出的电池设备号码与预存的电池设备号码不一致，或者检测出的电池设备号码按预设的运算程序得出的运算结果与预存的运算结果不一致，则电机控制器停止驱动电机。进一步的，所述仪表盘上还设置有发音装置，所述发音装置与信号处理器连接，用于指示车速、电机状态、电池状态、行驶环境以及驾驶者操作指令。进一步的，所述仪表盘上还设置有助力档位选择键或旋钮，信号处理器根据助力档位选择键或旋钮将助力档位信息传输给电机控制器，作为助力驱动模式下调节电机输出扭矩或转速的信息之一。进一步的，所述信号处理器的电源接口通过电源线与电机控制器的电源输出端口连接，所述信号处理器的通讯接口通过数字通讯线与电机控制器的通讯接口连接。进一步的，所述电动助力自行车上还设置有车轮转速传感器，车轮转速传感器侦测车轮转速，电机控制器将车轮转速或由其计算出的车速作为调节电机输出扭矩或转速的信息之一。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：1、具备脚踏力辅助驱动骑行和纯电动骑行，骑行者可根据需要自行切换骑行模式，能够使骑行者享受较长时间的骑行乐趣；2、在仪表盘、电机控制器和电池之间采用电源线和数字通讯线取代现有技术中各类连接线，大幅减少了线束的数量，有利于主要零部件的模块化设计与生产，便于后期故障检测和维修，能够提高电动助力自行车的安全性和可靠性；3、通过对各类信号的时间和内容的检查，避免了传感器故障、线束损坏等带来的隐患；另外也能实现无操作情况下自动断开电路，以达到节能的目的；4、根据电池设备号码对电池进行身份检测，能够明显降低电池被盗风险，以及避免使用不合格的电池导致的火灾等事故。附图说明图1是本专利技术提供的电动助力自行车实施例一的结构示意图；图2是本专利技术提供的电动助力自行车实施例二的结构示意图；图中：1、调速转把；2、仪表盘；3、电机；4、发音装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：本专利技术提供的电动助力自行车包括车架、支撑车架的(前、后)车轮、转动前车轮的车把、驱动后车轮的脚踏传动机构、电机3及电机控制器。电机3可通过减速装置、链条、皮带等间接地驱动车轮转动。如图1所示，本专利技术提供的电动助力自行车还包括：内置信号处理器的仪表盘2、调速转把1。所述调速转把1与信号处理器连接，适用于本专利技术的调速转把1可以采用如下结构：包括可旋转手柄和固定座套，可旋转手柄套装在固定座套上；固定座套内部设置有霍尔元件，与信号处理器电连接；可旋转手柄内部设置有磁铁，用于与霍尔元件相配合，产生磁力信号；可旋转手柄内还设有复位弹簧，用于使可旋转手柄恢复到初始位置。脚踏力矩传感机构，用于检测脚踏传动机构的力矩大小进而控制电机3输出功率大小。脚踏力矩传感机构通过电磁、光电的方式直接或者间接的检测人力脚踏输出力矩信息。本专利技术提供的电动助力自行车还可以根据需要设置用于检测车轮转速的轮速传感器，所述轮速传感器包括：电磁轮速传感器和光电轮速传感器。轮速传感器与信号处理器连接，所述信号处理器的电源接口通过电源线与电机控制器的电源输出端口连接，所述信号处理器的通讯接口通过数字通讯线与电机控制器的通讯接口连接。数字通讯线可采用符合诸如RS485、RS232、CAN、LIN等标准的通讯方式，数字通讯的内容可以包括对通讯内容的有效性进行检验的验证码，以防止通讯过程中数据因外界干扰而发生变化。当电机控制器超过预设时间或超过预设应答次数未检测到有效控制信号时，电机控制器停止驱动电机3或者降低驱动电机3的扭矩和或功率；所述有效控制信号包括：脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号、助力档位信号、调速转把1的位置或角度信息。比如，电机控制器超过一定时间都没有收到信号处理器发出的助力档位信号，此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力自行车驱动方法，其特征在于：包括电机控制器、驱动车轮转动的电机、调速转把和脚踏力矩传感机构；所述驱动方法包括如下步骤：选择电机驱动模式，包括：互为备用的助力驱动模式和纯电动驱动模式；若选择助力驱动模式，则电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号调节电机输出扭矩或转速；若选择纯电动驱动模式，则电机控制器根据调速转把的位置或角度信息调节电机输出扭矩或转速。

【技术特征摘要】
1.一种电动助力自行车驱动方法，其特征在于：包括电机控制器、驱动车轮转动的电机、调速转把和脚踏力矩传感机构；所述驱动方法包括如下步骤：选择电机驱动模式，包括：互为备用的助力驱动模式和纯电动驱动模式；若选择助力驱动模式，则电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号调节电机输出扭矩或转速；若选择纯电动驱动模式，则电机控制器根据调速转把的位置或角度信息调节电机输出扭矩或转速。2.根据权利要求1所述的电动助力自行车驱动方法，其特征在于：所述驱动方法还包括助力档位选择步骤；助力驱动模式下，电机控制器根据脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号、助力档位信息调节电机输出扭矩或转速；助力档位选择的方法包括：通过设置于仪表盘上的按键/旋钮进行助力档位选择；或者通过调节调速转把的位置或角度信息进行助力档位选择。3.根据权利要求2所述的电动助力自行车驱动方法，其特征在于：当电机控制器超过预设时间或超过预设应答次数未检测到有效控制信号时，电机控制器停止驱动电机或者降低驱动电机的扭矩和或功率；所述有效控制信号包括：脚踏力矩传感机构输出的包含人力脚踏输出力矩信息的信号、助力档位信号、调速转把的位置或角度信息。4.根据权利要求1所述的电动助力自行车驱动方法，其特征在于：还包括电池设备号码检测步骤：对电池设备号码进行检测，若检测出的电池设备号码与预存的电池设备号码不一致，或者检测出的电池设备号码按预设的运算程序得出的运算结果与预存的运算结果不一致，则电机控制器停止驱动电机。5.一种电动助力自行车，其特征在于：包括驱动车轮转动的电机、电机控制器、内置信号处理器的仪表盘、调速转把、脚踏力矩传感机构；所述调速转把与信号处理器连接，所述脚踏力矩传感机构与所述电机控制器连接，所述信号处理器与电机控制器连接；所述仪表盘上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舸，
申请(专利权)人：南京奥特博机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32