[发明专利]混合动力自行车自动变速方法及装置

权利要求书

1.混合动力自行车自动变速方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤a，传感器组实时采集当前骑行状态信号并传送给MCU；

步骤b，所述MCU根据当前骑行状态信号输出控制信号给电机控制器；

步骤c，所述电机控制器根据所述控制信号控制电机输出相应助力速度和助力档位；

所述传感器组包括力矩传感器和速度传感器，所述当前骑行状态信号为当前骑行脚踏力F和中轴转速V；

所述步骤a具体为，所述力矩传感器采集当前骑行脚踏力F，所述速度传感器采集中轴转速V，并传送给MCU；

所述步骤b具体为，所述MCU根据当前骑行脚踏力F判断当前需输出的助力速度，根据中轴转速V判断当前需输出的助力档位，并输出给所述电机控制器；

所述步骤c具体为，所述电机控制器根据判断出的需输出的助力速度控制电机输出相应助力速度，根据判断出的需输出的助力档位控制电机输出相应助力档位；

具体地，将当前骑行脚踏力F取值范围Fmin-Fmax划分为n个区间，分别为不同的当前骑行脚踏力判断区间，在每一个助力档位上，根据当前骑行脚踏力F的范围，电机对应一个助力速度范围；MCU根据当前骑行脚踏力F落在的区间及中轴转速V进行比较判断，调节相应电机助力速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度传感器为霍尔传感器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信号为PWM信号。

4.混合动力自行车自动变速装置，其特征在于，所述装置包括：传感器模块、MCU、电机控制模块、电源模块，所述MCU分别与传感器模块、电机控制模块和电源模块连接；

所述传感器模块用于实时采集当前骑行状态信号并传送给MCU；

所述MCU用于对所述当前骑行状态信号进行综合判断，并输出控制信号给电机控制模块；

所述电机控制模块用于根据所述控制信号控制混合动力自行车的电机输出相应助力速度；

所述电源模块用于为各模块提供电源；

所述传感器模块包括力矩传感器模块和速度传感器模块，所述当前骑行状态信号为当前骑行脚踏力F和中轴转速V；

所述力矩传感器模块用于采集当前骑行脚踏力F，所述速度传感器模块用于采集中轴转速V，并传送给MCU；

所述MCU具体用于根据当前骑行脚踏力F判断当前需输出的助力速度，根据中轴转速V判断当前需输出的助力档位，并输出给所述电机控制模块；

所述电机控制模块具体用于根据判断出的需输出的助力速度控制电机输出相应助力速度，根据判断出的需输出的助力档位控制电机输出相应助力档位；

具体地，所述当前骑行脚踏力F的取值范围Fmin-Fmax被划分为n个区间，分别为不同的当前骑行脚踏力判断区间，在每一个助力档位上，根据当前骑行脚踏力F的范围，电机对应一个助力速度范围；所述MCU具体用于根据当前骑行脚踏力F落在的区间及中轴转速V进行比较判断，调节相应电机助力速度。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制信号为PWM信号。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述力矩传感器模块采用下述方式中的一种实现：

方式一：为内置于牙盘中的弹簧或应变片，用于检测曲柄上的扭矩；

方式二：为内置于中轴处的弹簧或应变片，用于检测轴处的扭矩；

方式三：为与助力自行车的链条接触的簧片，用于通过检测链条上压力的方式来检测扭矩。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述速度传感器模块采用下述方式中的一种实现：

方式一：复用内置于助力自行车电机中的霍尔传感器；

方式二：复用内置于助力自行车中轴处的环形霍尔传感器；

方式三：复用内置于助力自行车辐条上处的霍尔传感器。