[发明专利]电动助力自行车及其控制器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动助力自行车，尤其涉及电动助力自行车及其控制器和控制方法。

背景技术

常见的电动助力自行车采用手柄控制+中轴测速控制方式。其中，手柄控制方式是通过转动手柄控制向动助力自行车的控制器发送手柄信号，由控制器根据手柄信号控制电动助力自行车的电机输出。中轴测速控制的原理是在电动助力自行车的中轴部分装一霍尔元件和磁钢圆盘，打开电动助力自行车的电源后，当骑车人脚蹬电动助力自行车的脚踏板时，中轴转动，中轴转动一周霍尔元件发出固定数目的脉冲信号，控制器通过对一定时间内的脉冲的计数来测中轴转速，达到一定速度(即中轴转动一周，霍尔元件有脉冲信号输出)则就启动电机，此后如果不使用手柄控制，则电机的输出就实时跟随中轴转速，即中轴转速为多少，电机的转速就为(按比例的)多少，如果在电机启动后骑车人不再脚蹬脚踏板骑车而使用手柄控制，则此后电机的转速则由手柄来控制，而在电机启动后骑车人继续脚蹬脚踏板骑车同时又启动手柄控制，则控制器就会实时判断手柄控制和中轴测速控制谁的当前输出较大，电机的转速则由当前输出较大者控制。当然，在打开电动助力自行车的电源后，如果骑车人不用脚蹬脚踏板而直接通过手柄控制电机也可以，但这种完全由手柄控制的方式比较耗费电能，降低了电动助力自行车的续航能力。然而，当骑车人脚蹬脚踏板启动电动助力自行车时，在未检测到一定速度(即中轴转动一周)之前，电机就不能启动助力，在这段时间人骑车人比较费劲，因此上述现有技术不能实现1∶1精确比例助力，无法实现对电动助力自行车的精确助力控制。

CN2009100768041.8公开了一种电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，该后轴精确助力信号采集控制系统，包括应变片、霍尔传感器、安装在电动助力自行车车把处的助力比调节按钮、安装在电动助力自行车上的直流无刷电机上的PCB电路板，应变片粘贴在电动助力自行车后轴即直流无刷电机的轴上，霍尔传感器粘贴在直流无刷电机的电机外壳的周向上，PCB电路板粘贴在直流无刷电机的电机外壳的径向上，PCB电路板上包括信号控制器和直流无刷电机控制器以及第一插座和第二插座，信号控制器包括集成在PCB电路板上的信号放大电路、脉冲整形电路、电压源、积分电路和单片机，信号放大电路、脉冲整形电路、电压源、积分电路通过相应的管脚与单片机相连；电压源为信号放大电路、脉冲整形电路、积分电路和单片机进行供电；应变片通过导线连接第一插座，第一插座与所述信号控制器中的信号放大电路相连，将应变片提供的形变信号进行放大并送入单片机中进行处理；霍尔传感器通过导线连接第二插座，第二插座与信号控制器中的脉冲整形电路相连，将霍尔传感器提供的霍尔信号进行整形并送入单片机中进行处理；第二插座还通过导线与助力比调节按钮相连，用于通过对助力比调节按钮的使用来改变系统提供的助力大小；单片机通过将霍尔传感器提供的霍尔信号经过计算得到当前速度V，通过将当前速度V与预先设定的速度值进行比较，大于预先设定的速度值时，不予提供助力；将应变片提供的形变信号转换为当前电压值U，通过将实时的电压值与预先设定的最大电压值进行比较，大于预先设定的最大电压值时，不予提供助力，将不大于预先设定的最大电压值和速度值进行相应的计算，得到相应的脉冲调宽PWM作为控制信号，并通过积分电路进行积分，得到平稳的控制信号以对直流无刷电机控制器进行控制。然而，该技术只是公开了一种电动助力自行车后轴精确助力信号采集控制系统，目前还没有用于电动助力自行车的控制装置以实现对电动助力自行车的精确助力控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动助力自行车及其控制器和控制方法以实现对电动助力自行车的精确助力控制。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种电动助力自行车的控制方法，包括以下步骤：

获取后轴助力信号初始值；

接收后轴助力信号和电动助力自行车后轮的线速度；

根据所述后轴助力信号初始值、所述线速度和所述后轴助力信号生成对应的第一PWM控制信号；

根据所述第一PWM控制信号控制安装在电动助力自行车的后轴上的直流无刷电机的输出。

本发明的电动助力自行车的控制方法，所述根据后轴助力信号、当前车速和后轴助力信号初始值生成对应的第一PWM控制信号，具体为：

首先，根据公式：

PWM占空比分度＝a×(实时后轴助力信号-后轴助力信号初始值)+b×(实时车速)获取第一PWM控制信号的占空比分度，其中，a、b为常量；

然后，根据公式：获取所述第一PWM控制信号的占空比；