【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于电子变速器的e-bike外变速。
技术介绍
1、在两轮车行业中，变速机构是一种被广泛应用的部件，使用其可以调节飞轮组挡位，让骑行者在多种地形下获得更好的骑行体验。但目前绝大多数变速系统的变速动作还是需骑行者手动操作指拨；现有的e-bike中部分内变速系统虽能实现自动变速，但在大功率e-bike系统中，电机瞬时启动扭矩较大，内变速箱受其结构限制很有可能被损坏；中置自动变速系统同时有结构复杂使得中置自动变速系统的维护和修理变得困难，中置自动变速系统制造的成本价格高昂，由于中置自动变速系统技术仍然不成熟导致普及度不高等缺陷。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，骑行者可自由切换手动或自动变速模式，自动模式下系统可根据轮速、踏频、力矩和前轮和后轮的高度差自行调节变速挡位。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，包括控制模块、轮速检测组件、踏频检测组件、力矩检测组件和陀螺仪模块；所述轮速检测组件检测e-bike车轮转动的速度，所述踏频检测组件检测e-bike踏板的踩踏频率，所述力矩检测组件检测e-bike牙盘的中轴的力矩大小；所述陀螺仪模块检测e-bike的前轮和后轮的高度差；所述控制模块根据轮速、踏频、力矩和检测到前轮与后轮的高度差做出是否发送变速的指令。
3、进一步的，当e-bike在自动变速模式下，控制模块则根据轮
4、进一步的，所述控制模块包括信号接收电路、mcu和信号发送电路；所述信号接收电路接收检测组件检测的数据信息传输至mcu；所述mcu通过mcu内设置的电子变速规格以及mcu内设置的处理变速程序判断是否发出变速指令；所述信号发送电路将变速指令发送至电子变速器。
5、进一步的，所处理变速程序的具体处理方法：
6、s1、检测设置的电子变速规格，判断mcu中是否有此电子变速协议处理；
7、若没有电子变速协议处理，重新检测电子变速规格；
8、若有电子变速协议处理，则继续执行后续步骤；
9、s2、周期性检测变速模式，检测e-bike是手动变速模式还是自动变速模式；
10、检测到e-bike是手动变速模式，根据手动输入的挡位发送变速指令；
11、检测到e-bike是自动变速模式，根据检测的轮速、踏频、力矩和前轮和后轮的高度差计算应当适配的变速挡位；
12、s3、判断计算出的变速挡位与当前的变速挡位是否匹配；
13、若计算出的变速挡位与当前的变速挡位相匹配时，则回到s2步骤重新周期性检测变速模式；
14、若计算出的变速挡位与当前的变速挡位不匹配时，则发送变速指令至电子变速器。
15、进一步的，在自动变速模式下，当e-bike以一定的速度在平路上匀速行驶时，此时，e-bike处于a挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
16、当力矩检测组件检测到力矩减小，说明骑行者降低脚踏的力度，此时判定骑行者有减速的动机，控制模块发出切换低挡位的指令；
17、当力矩检测组件检测到力矩突然增大，说明骑行者增加脚踏的力度，此时判定骑行者有加速的动机，控制模块发出切换高挡位的指令；
18、当力矩检测组件检测的力矩和踏频检测组件检测到的踏频没有显著变化情况下，陀螺仪模块刚好识别到前轮相对于后轮逐渐升高时，说明e-bike的前轮刚好从平路上转到坡道上且后轮还在平路上，此时，判定e-bike即将上坡，控制模块发送立即调低一个挡位的指令；随着e-bike继续前行，陀螺仪模块识别到前轮和后轮的高度差由逐渐变大变为趋于稳定时，说明后轮已到坡道上，此时根据陀螺仪模块识别的前轮和后轮的高度差计算出坡道的具体坡度，此时控制模块根据e-bike所在的坡度给出一个适当上坡的b挡位，控制模块发出切换b挡位的指令。
19、进一步的，在自动变速模式下，当e-bike以一定的速度在坡道上向上匀速行驶时，此时e-bike处于b挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
20、当力矩检测组件检测的力矩和踏频检测组件检测到的踏频没有显著变化情况下，陀螺仪模块识别到前轮相对于后轮的高度差开始减小，说明e-bike的前轮从坡道上转到平路上且后轮还在坡道上，此时，判定e-bike即将从上坡到平路上，控制模块发送立即调高一个挡位的指令；随着e-bike继续前进，陀螺仪模块识别到前轮和后轮的高度差逐渐减小变为前轮和后轮的高度差趋于零时，说明后轮已经到平路上，此时控制模块发出切换到平路上行驶的a挡位的指令。
21、进一步的，在自动变速模式下，当e-bike以一定的速度在平路上匀速行驶时，此时e-bike处于a挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
22、当力矩检测组件检测的力矩和踏频检测组件检测到的踏频没有显著变化情况下，陀螺仪模块刚好识别到前轮相对于后轮逐渐降低时，说明e-bike的前轮刚好从平路上转到下坡上且后轮还在平路上，此时，判定e-bike即将下坡，控制模块发送立即调高一个挡位的指令；随着e-bike继续前进，陀螺仪模块识别到前轮和后轮的高度差逐渐变大变为趋于稳定时，说明后轮已到坡道上，此时根据陀螺仪模块识别的前轮和后轮的高度差计算坡道的具体坡度，此时控制模块根据e-bike所在的坡度给出一个适当下坡的c挡位，控制模块发出切换c挡位的指令。
23、进一步的，还包括心率检测组件；所述心率检测组件检测骑行者的心率变化信息，所述控制模块根据心率检测组件检测的心率变化信息判断骑行者是否需要控制模块变速指令。
24、有益效果：本专利技术的一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，系统可以自由切换自动变速模式和手动变速模式，让骑行者根据自身的骑行习惯和方式决定骑行的变速模式。在自动变速模式下，在平路上行驶时通过轮速、力矩和踏频的相互配合改变变速挡位；在从平路转变到上坡或是下坡以及从上坡或是下坡转变到平路上时，能及时的相应增加或减少挡位，使得骑行者在骑行的过程中因骑行的地形和骑行者的需要及时发送变速指令，提供更加的便利的骑行体验；骑行者可以根据自己的习惯通过app软件设定电子变速规格，满足骑行者自身的骑行需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：包括控制模块、轮速检测组件、踏频检测组件、力矩检测组件和陀螺仪模块；所述轮速检测组件检测E-bike车轮转动的速度，所述踏频检测组件检测E-bike踏板的踩踏频率，所述力矩检测组件检测E-bike牙盘的中轴的力矩大小；所述陀螺仪模块检测E-bike的前轮和后轮的高度差；所述控制模块根据轮速、踏频、力矩和检测到前轮与后轮的高度差做出是否发送变速的指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：当E-bike在自动变速模式下，控制模块则根据轮速、踏频、力矩和前轮与后轮的高度差自动控制变速指令的发送；当E-bike在手动变速模式下，控制模块根据手动输入的挡位直接发送变速指令。
3.根据权利要求1所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：所述控制模块包括信号接收电路、MCU和信号发送电路；所述信号接收电路接收检测组件检测的数据信息传输至MCU；所述MCU通过MCU内设置的电子变速规格以及MCU内设置的处理变速程序判断是否发出变速指令；所述信号发送
4.根据权利要求3所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：所处理变速程序的具体处理方法：
5.根据权利要求2所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：在自动变速模式下，当E-bike以一定的速度在平路上匀速行驶时，此时，E-bike处于A挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
6.根据权利要求5所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：在自动变速模式下，当E-bike以一定的速度在坡道上向上匀速行驶时，此时E-bike处于B挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
7.根据权利要求4所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：在自动变速模式下，当E-bike以一定的速度在平路上匀速行驶时，此时E-bike处于A挡位，踏频检测组件和力矩检测组件均处于稳定状态；
8.根据权利要求1所述的一种基于电子变速器的E-bike外变速系统，其特征在于：还包括心率检测组件；所述心率检测组件检测骑行者的心率变化信息，所述控制模块根据心率检测组件检测的心率变化信息判断骑行者是否需要控制模块变速指令。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，其特征在于：包括控制模块、轮速检测组件、踏频检测组件、力矩检测组件和陀螺仪模块；所述轮速检测组件检测e-bike车轮转动的速度，所述踏频检测组件检测e-bike踏板的踩踏频率，所述力矩检测组件检测e-bike牙盘的中轴的力矩大小；所述陀螺仪模块检测e-bike的前轮和后轮的高度差；所述控制模块根据轮速、踏频、力矩和检测到前轮与后轮的高度差做出是否发送变速的指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，其特征在于：当e-bike在自动变速模式下，控制模块则根据轮速、踏频、力矩和前轮与后轮的高度差自动控制变速指令的发送；当e-bike在手动变速模式下，控制模块根据手动输入的挡位直接发送变速指令。
3.根据权利要求1所述的一种基于电子变速器的e-bike外变速系统，其特征在于：所述控制模块包括信号接收电路、mcu和信号发送电路；所述信号接收电路接收检测组件检测的数据信息传输至mcu；所述mcu通过mcu内设置的电子变速规格以及mcu内设置的处理变速程序判断是否发出变速指令；所述信号发送电路将变速指令发送至电子变速器。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周奇，赵祥宇，胡帅，张校涵，
申请(专利权)人：无锡川克智能电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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