[发明专利]助力自行车及其变速装置

说明书

本发明提供了一种助力自行车及其变速装置；其中，变速装置包括电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；电源单元用于提供电能；传感单元用于采集自行车的运动信号；运动信号包括踏频信号和力矩信号；电子控制单元用于根据运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元输出助力信息，以调节电机单元的输出功率。本发明可以根据用户设定的运动模式调节自行车的速度和助力，满足用户在不同道路环境下的多种骑行需求，提高了用户的骑行体验度。

技术领域

本发明涉及电动自行车技术领域，尤其是涉及一种助力自行车及其变速装置。

背景技术

目前，人们越来越喜欢选择自行车出行，既锻炼身体又节能低碳。但是，对于远距离的骑行，纯机械式的自行车对人们的时间成本与身体素质有较高的要求；助力型自行车能够有效降低对骑行者身体素质的要求，减少体力消耗，增加骑行的距离和速度；然而，现有的助力型自行车速度和助力分配方式较为单一，对复杂的交通以及各地不同的路况适应能力较低，很多情况下难以满足用户的实际骑行需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种助力自行车及其变速装置，以根据用户设定的运动模式调节自行车的速度和助力，满足用户在不同道路环境下的多种骑行需求，提高用户的骑行体验度。

第一方面，本发明实施例提供了一种助力自行车的变速装置，包括：电子控制单元、电源单元、电机单元、变速单元和传感单元；电子控制单元分别与电源单元、电机单元、变速单元和传感单元连接；变速单元与自行车的车轮轴体连接；电机单元与自行车的车轮轴体或踏板轴体连接；电源单元用于提供电能；传感单元用于采集自行车的运动信号；运动信号包括踏频信号和力矩信号；电子控制单元用于根据运动信号和用户预设的运动模式，向变速单元输出档位信息，以调节变速单元的档位，向电机单元输出助力信息，以调节电机单元的输出功率。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述电子控制单元还用于通过下述公式，计算助力功率P＝A*B*C*0.105；其中，A为踏频信号；B为力矩信号；C为预设的运动模式的系数；运动模式包括标准模式、节能模式和运动模式；标准模式的系数为1，节能模式的系数为0.7，运动模式的系数为1.4。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述电子控制单元还用于通过下述公式，计算变速比Q＝1/D*J*[E+F*(A-50)]/G/H*I；其中，D为自行车的牙盘盘片的齿数，J为自行车的飞轮齿数，E为自行车的传动比，A为自行车的踏频，G，H，I皆为单位换算系数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，上述电源单元包括相互连接的电源和BMS模块；BMS模块与电子控制单元连接；BMS模块用于监控电源的状态信息，将状态信息发送至电子控制单元；状态信息包括：总电量、剩余电量、充电时间百分比。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述电机单元包括中置电机和电机控制器；电机控制器与电子控制单元连接；电机控制器用于接收电子控制单元输出的助力信息，根据助力信息，调节中置电机的输出功率。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述传感单元包括力矩传感器与踏频传感器；力矩传感器和踏频传感器设置在自行车的车轮轴体的牙盘上；踏频传感器用于采集踏频信号，力矩传感器用于采集力矩信号。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述传感单元还包括刹车传感器；刹车传感器设置在自行车的刹车手柄上；刹车传感器与电子控制单元连接；刹车传感器用于采集刹车信号，将刹车信号发送至电子控制单元。