[实用新型]助力自行车智能感应系统

说明书

本实用新型提供一种助力自行车智能感应系统，包括：转速传感器，该转速传感器检测助力自行车的中轴的转速而生成转速信号；力矩传感器，该力矩传感器检测骑行者踩踏时产生的力矩而生成与力矩信号；车速传感器，该车速传感器检测助力自行车的车速而生成车速信号；以及电机控制器，该电机控制器从所述转速传感器、所述力矩传感器以及所述车速传感器分别接收转速信号、力矩信号以及车速信号而驱动用于给助力自行车提供助力的电机，其中，所述电机控制器基于从所述车速传感器接收到的车速信号而根据从所述转速传感器接收到的转速信号和从力矩传感器接收到的力矩信号中的某一个信号来向所述电机发送电机驱动信号以驱动所述电机。

技术领域

本实用新型涉及一种助力自行车智能感应系统。

背景技术

助力自行车属于自行车范畴，是自行车的迭代升级产品，除正常的自行车组件以外集成了电机、控制器、传感器、电池、行车仪表等一系列电子组件，在骑行过程中通过传感器采集骑行者力度、速度、道路坡度等的各种信息后通过恰到好处地释放电辅助动力从而实现人力+电力有机结合的智能化的交通工具。

目前的所有助力自行车的助力方式是通过感应器(即，传感器)采集骑行数据再通过电机控制器向电机发送指令驱动电机提供辅助力实现的。

现有的感应方式通常为转速感应、力矩感应两种方式。这两种方式互有优缺点，因而无法满足骑行过程中让骑行者随心所欲的舒适骑行感觉。

转速感应方式在骑行过程中优势比较明显，诸如动力输出比较平均且平缓，但在从静止启动到行驶过程(几秒)相对费力，遇上坡时也会费力。转速感应方式的上述优缺点是由如下原因造成的。

应用于转速感应方式的转速传感器通常由内置磁钢的磁盘和霍尔元件组成，其助力原理是人力脚踏时，磁盘随中轴旋转，磁盘的旋转被霍尔元件检测之后再通过模块放大、整形就形成了脉冲助力信号。该脉冲助力信号由控制器放大后，就会驱动电机旋转，实现助力控制。在此，通常骑行者在平路上骑行时脚踏的转动是比较匀速的，继而霍尔元件接收到的磁盘的信号也是比较匀速的，从而实现助力输出比较平均且平缓。但是，从静止启动或者上坡时脚踏的转动速度(即，转速)比较慢，导致助力的输出滞后，骑行吃力。总结来看，转速感应是通过采集信号的累加开始驱动电机，当自行车由静止到滑行的过程中信号累加的不够所以助力没有启动，反过来若调整为刚刚接受信号(少量信号)便启动助力的话，不仅会造成安全隐患(例如，会不按骑行者的意图向前穿)，而且对后续正常骑行过程中接收信号输出助力的大小造成难以控制的局面，即对与信号累加而对应的助力比造成困难。

另一方面，力矩感应方式在由静止启动到行驶的过程中优势明显，而且上坡的优势也明显，但正常行驶过程中由于动力输出无法做到平缓、平均，因而助力感觉较弱且有比较明显的顿挫感严重降低骑行感觉。力矩感应方式的上述优缺点是由如下原因造成的。

力矩感应方式是以力矩传感器感知骑行者踩脚踏的力度的大小进行判断，进而理解骑行者的骑行意图，提供相应的动力支持。但是，在通常骑行时骑行者踩踏的力量是不断在变化的，例如，牙盘曲柄转一圈时右脚(假设右脚此时处在最高处)踩踏的力量是从最高到最低慢慢消减的，这时力矩传感器接收到力量的信号后给出的动力支持的力量也同样是递减的，当右脚处于最低位时左脚开始发力，这时力矩传感器突然接收到来自左脚的瞬间力量，从而给出的动力支持的力量也同样的突然且强力。因此，骑行者感受到的助力感觉是一阵一阵的、带有顿挫感的。所以，力矩感应无法做到平缓、平均的助力感觉。

力矩感应方式的优势在起步和上坡时比较明显。这是因为，在这两种情况下骑行者给出的力量比较大，所以动力支持的力量也比较大，从而可以达到轻松起步和轻松爬坡的效果。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够一直给骑行者提供平缓、平均的助力感觉的助力自行车智能感应系统。