用于电助力自行车的电子系统和电机驱动方法技术方案

技术编号：35788399 阅读：12 留言：0更新日期：2022-12-01 14:36

一种用于电助力自行车的电子系统和电机驱动方法，该电子系统包括：角度传感器，用于实时检测电助力自行车的曲柄角度；力矩传感器，用于实时检测骑行者对电助力自行车的左侧踏板和右侧踏板各自的踩踏力；处理器，用于执行如下操作：基于曲柄角度将踩踏力区分为主动踩踏力和被动踩踏力；基于曲柄角度、主动踩踏力、被动踩踏力和曲柄长度计算骑行者输出功率；基于曲柄角度对主动踩踏力进行平滑处理，得到处理后的踩踏力；基于处理后的踩踏力和助力比系数得到期望整车输出功率；基于期望整车输出功率和骑行者输出功率得到期望电机输出功率；基于期望电机输出功率驱动电机为电助力自行车提供电助力。该系统能够改善骑行体验。该系统能够改善骑行体验。该系统能够改善骑行体验。

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【技术实现步骤摘要】
用于电助力自行车的电子系统和电机驱动方法

[0001]本申请涉及电助力自行车
，更具体地涉及一种用于电助力自行车的电子系统和电机驱动方法。

技术介绍

[0002]对于目前的电助力自行车，在骑行过程中，骑行者踩踏主要力气处在垂直踩踏的1点到4点钟方向，这样才能有效实现较大的力矩。最大的力矩发生在踩踏力与曲柄成90
°
，即3点钟方向。骑行者的双脚踩踏实时输出总功率为P＝P右脚+P左脚，在每个踩踏周期内骑行者的功率输出呈现周期性的变化，在0
°
和180
°
附近存在两个死点，此时的踩踏功率输出非常小。如果直接据此按助力比进行电机助力的调节，则骑行过程会出现间隙性的动力波动，从而影响体现。
[0003]针对上述问题，目前存在方法根据踩踏曲柄旋转状态来削弱电机助力的减小幅度，延缓助力变化。这个过程仅仅是维持了电机功率的均衡，从整车来说，骑行者的功率输出依旧是减小的，使得整车实际的功率输出是减小的，从而使得整个骑行过程呈现周期性的输出功率脉动，影响骑行体验。

技术实现思路

[0004]根据本申请一方面，提供了一种用于电助力自行车的电子系统，所述电子系统包括：角度传感器，用于实时检测电助力自行车的曲柄角度；力矩传感器，用于实时检测骑行者对所述电助力自行车的左侧踏板和右侧踏板各自的踩踏力；处理器，与所述角度传感器和所述力矩传感器电连接，用于执行如下操作：基于所述曲柄角度将所述踩踏力区分为主动踩踏力和被动踩踏力；基于所述曲柄角度、所述主动踩踏力、所述被动...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电助力自行车的电子系统，其特征在于，所述电子系统包括：角度传感器，用于实时检测电助力自行车的曲柄角度；力矩传感器，用于实时检测骑行者对所述电助力自行车的左侧踏板和右侧踏板各自的踩踏力；处理器，与所述角度传感器和所述力矩传感器电连接，用于执行如下操作：基于所述曲柄角度将所述踩踏力区分为主动踩踏力和被动踩踏力；基于所述曲柄角度、所述主动踩踏力、所述被动踩踏力和曲柄长度计算骑行者输出功率；基于所述曲柄角度对所述主动踩踏力进行平滑处理，得到处理后的踩踏力；基于所述处理后的踩踏力和助力比系数得到期望整车输出功率；基于所述期望整车输出功率和所述骑行者输出功率得到期望电机输出功率；基于所述期望电机输出功率驱动电机为所述电助力自行车提供电助力。2.根据权利要求1所述的电子系统，其特征在于，所述处理器基于所述曲柄角度对所述主动踩踏力进行平滑处理，得到处理后的踩踏力，包括：以所述曲柄角度的正弦函数作为滤波系数对所述主动踩踏力进行滤波，得到处理后的踩踏力。3.根据权利要求2所述的电子系统，其特征在于，所述处理器以所述曲柄角度的正弦函数作为滤波系数对所述主动踩踏力进行滤波，得到处理后的踩踏力，包括：对于初始时刻检测到的踩踏力中的主动踩踏力，将所述主动踩踏力乘以所述滤波系数，得到所述初始时刻的处理后的踩踏力；对于所述初始时刻以外的其他时刻，计算当前时刻检测到的踩踏力中的主动踩踏力与前一时刻得到的处理后的踩踏力这两者之间的第一差值，将所述第一差值乘以所述滤波系数，再加上所述前一时刻得到的处理后的踩踏力，得到当前时刻的处理后的踩踏力。4.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的电子系统，其特征在于，所述处理器基于所述处理后的踩踏力和助力比系数得到期望整车输出功率，包括：获取所述助力比系数对应的功率上限值；将所述功率上限值与所述处理后的踩踏力相乘，再除以所述力矩传感器能够测量的最大值，得到期望整车输出功率。5.根据权利要求4所述的电子系统，其特征在于，所述基于所述期望整车输出功率和所述骑行者输出功率得到期望电机输出功率，包括：计算所述期望整车输出功率与所述骑行者输出功率之间的第二差值，将所述第二差值作为所述期望电机输出功率。6.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的电子系统，其特征在于，所述力矩传感器包括第一力矩传感器和第二力矩传感器，其中：所述第一力矩传感器用于检测所述骑行者对所述右侧踏板的踩踏力，作为第一踩踏力；所述第二力矩传感器用于检测所述骑行者对所述左侧踏板的踩踏力，作为第二踩踏力；其中，所述处理器基于所述曲柄角度将所述踩踏力区分为主动踩踏力和被动踩踏力，包括：当所述曲柄角度处在0度到180度范围内时，所述第一踩踏力为主动踩踏力，所述第二
踩踏力为被动踩踏力；当所述曲柄角度处在180度到360度范围内，所述第二踩踏力为主动踩踏力，所述第一踩踏力为被动踩踏力；其中，连接所述右侧踏板的曲柄作为右侧曲柄，以所述右侧曲柄的旋转面的12点方向为0度，随着所述右侧曲柄从所述12点方向顺时针旋转，所述曲柄角度从0度开始增大。7.根据权利要求6所述的电子系统，其特征在于，所述处理器基于所述曲柄角度、所述主动踩踏力、所述被动踩踏力和曲柄长度计算骑行者输出功率，包括：基于所述曲柄角度和所述曲柄长度计算所述主动踩踏力的有效力臂和所述被动踩踏力的有效力臂；基于所述主动踩踏力和所述主动踩踏力的有效力臂计算主动踩踏力矩，并基于所述被动踩踏力和所述被动踩踏力的有效力臂计算被动踩踏力矩；将所述主动踩踏力矩和所述被动踩踏力矩相加，得到总力矩；基于所述曲柄角度确定曲柄转速，并基于所述总力矩和所述曲柄转速计算所述骑行者输出功率。8.根据权利要求6所述的电子系统，其特征在于，所述角度传感器为绝对式编码器。9.一种用于电助力自行车的电机驱动方法，其特征在于，所述方法包括：获取角度传感器实时检测的电助力自行车的曲柄角度；获取力矩传感器实时检测的骑行者对所述电助力自行车的左侧踏板和右侧踏板各自的踩踏力；基于所述曲柄角度将所述踩踏力区分为主动踩踏力和被...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙飞，邓荣飞，
申请(专利权)人：深圳海翼智新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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