CN108189956A - 电助力车的助力装置、电助力车及电助力车的助力方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电助力车的助力装置、电助力车及电助力车的助力方法，该装置包括：控制器及与控制器连接的中控装置，中控装置设有姿态传感器；姿态传感器，用于采集电助力车当前运行的姿态信息，将姿态信息传输至中控装置，以使中控装置生成与姿态信息对应的预设驱动电信号；控制器，用于接收预设驱动电信号，将预设驱动电信号转化为调整信号，并将调整信号输出至电动机，以使电动机根据调整信号调整当前转速。本发明通过在电助力车上的中控装置设有姿态传感器，通过传感器采集当前姿态信息，并根据所述姿态信息生成对应的驱动电信号，将驱动电信号传输至控制器，控制器根据所述驱动电信号调整输出电量，从而减少上坡爬行困难。

Description

电助力车的助力装置、电助力车及电助力车的助力方法

技术领域

本发明涉及电助力车技术领域，尤其涉及一种电助力车的助力装置、电助力车及电助力车的助力方法。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，人们的出行方式也在被改变，随着电助力车的应运而生，越来越多的人选择电助力车作为绿色出行的方式，但是在骑行过程中，在遇到上坡路段时，由于骑行比较费力，一般情况下通过在电助力车上设有力矩传感器，通过力矩传感器解决上坡困难的状况，但是力矩传感器的成本较高，从而改用速度传感器进行使用，但是速度传感器还是面临着上坡攀爬困难的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电助力车的助力装置，旨在解决现有的电助力车上坡攀爬困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电助力车的助力装置，所述电助力车的助力装置包括控制器及与所述控制器连接的中控装置，所述中控装置设有姿态传感器；

所述姿态传感器，用于采集电助力车当前运行的姿态信息，将所述姿态信息传输至所述中控装置，以使所述中控装置生成与所述姿态信息对应的预设驱动电信号；

所述控制器，用于接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机，以使所述电动机根据所述调整信号调整当前转速。

优选地，所述中控装置包括地理位置检测装置；

所述地理位置检测装置，用于获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息输出至所述中控装置，以使所述中控装置根据所述地理位置信息更新所述预设驱动电信号。

优选地，所述地理位置检测装置为GNSS模块。

优选地，所述中控装置，用于将所述姿态信息与所述当前地理位置信息进行比较，并通过比较结果更新所述预设驱动电信号。

优选地，所述中控装置，还用于接收所述预设驱动电信号，在预设关系映射表中查找与所述预设驱动电信号对应的状态信息，根据所述状态信息输出至所述控制器。

优选地，在预设关系映射表中查找到状态信息为上坡信息时，根据所述上坡信息输出上坡驱动信号至所述中控装置，以调高所述电动机的转速。

优选地，在预设关系映射表中查找到状态信息为下坡信息时，不调整所述电动机的转速。

优选地，所述姿态传感器为三轴、六轴或者九轴。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种电助力车，所述电助力车包括车体以及如上所述的电助力车的助力装置。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种电助力车的助力方法，所述电助力车的助力方法包括以下步骤：

姿态传感器采集电助力车当前运行的姿态信息，并将所述姿态信息发送至中控装置；

地理位置检测装置获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息发送至所述中控装置；

所述中控装置将所述姿态信息与当前地理位置信息进行比较，根据比较结果输出预设驱动信号至控制器；

所述控制器接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机，以使所述电动机根据所述调整信号调整当前转速。

本发明所提供的电助力车的助力装置，所述电助力车的助力装置通过在所述电助力车上设有控制器与中控装置，在所述中控装置上设有姿态传感器，通过所述姿态传感器检测到当前路段为上坡路段或普通路段，在处于上坡路段时可根据检测的姿态信息生成驱动电信号，并将所述驱动电信号输出至所述控制器，以使所述控制器根据所述驱动电信号生成相应的调整信号，通过所述调整信号加大输出电量，以使所述电动机可根据调整信号加快转速，从而更容易行驶出上坡坡段，提高用户的行车体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明电助力车的助力装置一实施例的功能模块图；

图2是本发明电助力车的助力装置另一实施例的功能模块图；

图3是本发明控制器的功能模块图；

图4是本发明功率放大器电路；

图5是本发明电助力车的助力方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				电助力车的助力装置	100	中控装置	50
控制器	10	调速控制电路	70
				姿态传感器	20	脉冲控制电路	80
电动机	30	驱动电路	90
				地理位置检测装置	40	功率放大电路	110

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电助力车的助力装置100。

参照图1，所述电助力车的助力装置100包括：控制器10及与所述控制器10连接的中控装置50，所述中控装置50设有姿态传感器20；

所述姿态传感器20，用于采集电助力车当前运行的姿态信息，将所述姿态信息传输至所述中控装置50，以使所述中控装置50生成与所述姿态信息对应的预设驱动电信号；

所述控制器10，用于接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机30，以使所述电动机30根据所述调整信号调整当前转速。

在本实施例中，所述电助力车的助力装置100通过在所述电助力车上设有控制器10及与所述控制器10连接的中控装置50，所述中控装置50设有姿态传感器20，通过所述姿态传感器20检测到当前路段为上坡路段或普通路段，在处于上坡路段时可根据检测的姿态信息，所述中控装置50根据所述姿态信息生成驱动电信号，并将所述驱动电信号输出至所述控制器10，以使所述控制器10根据所述驱动电信号生成相应的调整信号，通过所述调整信号加大输出电量，以使所述电动机30可根据调整信号加快转速，从而更容易行驶出上坡坡段，提高用户的行车体验。

需要说明的是，所述电助力车的助力装置100设在所述电助力车上，例如于车座下，从而保护所述电助力车的助力装置100不易被雨水侵蚀，所述姿态传感器20可为包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等辅助运动传感器，还可为包括六轴、九轴等或者其他可实现相同或相似功能的传感器，本实施例对此不作限制。

在本实施例中，所述姿态信息包括当前电助力车的运行角度信息以及其他可反映电助力车运行状态的信息，例如，电助力车上坡时，可采集到上坡的角度信息，还可为下坡以及平路时的角度信息。

所述中控装置50为电助力车负责管理扩展模块工作的装置，例如音频、视频等多媒体模块以及网络模块等。

所述控制器10为所述电助力车的核心部件，通过所述控制器10与其他模块进行连接，负责电动机以及电助力车基本模块的正常运行，在本实施例中，所述控制器10连接所述中控装置50，所述中控装置50可将采集的姿态信息发送至所述控制器10，通过所述控制器10进行信号处理。

在本实施例中，所述预设驱动电信号可为与上坡的姿态信息对应的第一电信号，与下坡的姿态信息对应的第二电信号，还可为与平路信息对应的第三电信号，姿态信息与驱动电信号为一一对应的关系，从而可将各个姿态信息进行区分。

所述调整信号包括调大输出电量、调小输出电量以及停止输出电量的调整信号，在所述控制器10中预存有驱动电信号与调整信号的线性关系，根据所述线性关系确定与当前驱动信号对应的调整信号，例如在所述驱动信号对应的姿态信息为上坡状态时，可根据上坡的角度越来越大，相应地，根据所述角度与调整信号的对应关系，不断增大输出电量，从而减小上坡难度，提高用户体验。

在具体实现中，在上坡过程中的上坡角度减小的情况下，可根据当前角度对应的姿态信息查找到与当前姿态信息对应的调整信号，即调小输出电量，从而达到节能的目的，如果所述姿态信息反映当前的姿态信息为下坡的姿态信息时，在这种情况下，停止输出电量，从而在不需要电量的情况下减小电量的输出，从而提高电池的使用寿命。

如图2所示的电助力车的助力装置另一实施例的结构示意图。

所述中控装置50包括地理位置检测装置40；所述地理位置检测装置40，用于获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息输出至所述中控装置50，以使所述中控装置50根据所述地理位置信息更新所述预设驱动电信号。

在本实施例中，通过所述地理位置检测装置40检验所述姿态传感器20采集的当前姿态信息是否正确，在所述地理位置检测装置40与所述姿态传感器20采集的信息一致时，以所述姿态传感器20采集的信息为准，从而提高检测的精度。

所述中控装置50，用于将所述姿态信息与所述当前地理位置信息进行比较，并通过比较结果更新所述预设驱动电信号。

在具体实现中，所述中控装置50可提供设置接口，通过所述设置接口可设置姿态传感器20与所述地理位置检测装置40的优先权，通过提供设置接口可灵活进行设置，例如出现精度更高的地理位置检测装置40，在这种情况下，可将所述精度更高的地理位置检测装置40采集的信息进行优先处理，例如，当精度更高的地理位置检测装置40采集的地理位置信息与所述姿态传感器20采集的姿态信息不一致的情况下，以精度更高的地理位置检测装置40采集的地理位置信息为准，从而提高信息采集的准确性。

需要说明的是，所述地理位置检测装置40将所述当前地理位置信息发送至所述中控装置50，以使所述中控装置50根据当前地理位置信息对姿态传感器20检测的运行状态进行验证，在验证成功之后，输出相应的预设驱动信号至所述控制器10，例如，在所述地理位置检测装置40检测到当前的地理位置信息为上坡路段时，验证姿态传感器20输出的运行状态信息，在信息一致时，提高输出电流至所述电动机30，从而使所述电动机30加快转速。

所述中控装置50，还用于接收所述预设驱动电信号，在预设关系映射表中查找与所述预设驱动电信号对应的状态信息，根据所述状态信息输出至所述控制器10。

在本实施例中，所述预设关系映射表为驱动电信号与姿态信息的对应关系，根据所述预设驱动电信号可在预设关系映射表中查找与所述预设驱动电信号对应的姿态信息，并根据当前姿态信息输出至所述控制器10。

在具体实现中，所述姿态传感器20将当前的姿态信息通过中控装置50生成预设驱动电信号，例如在采集到当前的姿态信息为上坡信息时，将所述上坡信息生成上坡的驱动电信号，并将所述驱动电信号发送至所述中控装置50，所述中控装置50可根据所述预设映射关系表查找与所述上坡的驱动信号对应的上坡信息，从而可根据当前的姿态信息生成对应的调整信息至所述控制器10。

进一步地，在预设关系映射表中查找到状态信息为上坡信息时，根据所述上坡信息输出上坡驱动信号至所述中控装置50，以调高所述电动机30的转速。

需要说明的是，所述中控装置50根据上坡信息调整加大输出电量的第一驱动信息至所述电动机30，以使所述电动机30加快转速，从而可快速驶离上坡路段，减小爬行困难。

所述中控装置50，在预设关系映射表中查找到状态信息为下坡信息时，不调整所述电动机30的转速。

可以理解的是，所述中控装置50根据下坡信息停止输出电量的第二调整信息至所述电动机30，从而在处于下坡路段时，减少电量的消耗，延长电池的使用寿命。

进一步地，所述地理位置检测装置40为GPS模块。

所述GPS模块包括处理器、驱动电源、RF射频芯片、GPS单元、USB端口以及控制开关。所述GPS模块还包括SIM卡单元。

需要说明的是，所述地理位置检测装置40中设有SIM卡单元，从而使所述地理位置检测装置40还可与远端的服务器进行数据交互。

如图3所示的电助力车的助力装置100中控制器10的结构示意图，所述控制器10包括依次连接的调速控制电路70、脉冲控制电路80、驱动电路90和功率放大电路110。

需要说明的是，所述调速控制电路70用于生成电助力车的速度控制信号和电动机30的驱动信号，所述调速控制电路70对来自转把的调速信号进行放大后，为脉冲控制电路80提供比较信号，改变调宽脉冲的占空比，从而实现对功率放大管导通时间的控制，以实现电动机30转速的控制。功率放大管导通时间越长，为电动机30提供的电流越大，电动机30转速越快。

在本实施例中，所述姿态传感器20与地理位置检测装置40连接所述中控装置50，通过所述中控装置50获取到当前的运行状态，根据所述运行状态在预存的关系映射表中查找与所述运行状态对应的控制信号，并将所述控制信息输出至所述控制器10，以使所述控制器10调整所述调速控制电路70，以使所述电动机30调整转速，例如，在所姿态传感器20检测到当前的角速度，并将所述角速度通过所述中控装置50，以使所述中控装置50根据所述电信号查找到当前所述电动助力车处于上坡路段时，并根据所述地理位置检测装置40检测到当前路段信息，根据所述当前路段信息对所述姿态传感器20检测的信息进行验证，在验证成功之后，获取到当前路段为上坡路段，从而提高输出给所述电动机30的电流，以使所述电动机30加快转速，从而节省用户的骑行体力，在用力较少的情况下更易爬行上坡，提高用户体验。

进一步地，所述中控装置50根据所述电信号查找到当前所述电动助力车处于下坡路段时，并根据所述地理位置检测装置40检测到当前路段信息，根据所述当前路段信息对所述姿态传感器20检测的信息进行验证，在验证成功之后，获取到当前路段为下坡路段，从而减少输出给所述电动机30的电流，以使所述电动助力车节省用电量，提高电池寿命。

所述脉冲控制电路80可为脉冲宽度调制器(Pulse Width Modulation，PWM)，包括PWM控制集成电路的复位置位触发器(Reset Set trigger)或运算放大器，通过脉冲发生器输出的脉冲作为触发器信号，再与其他控制信号比较后，产生占空比可调的矩形脉冲信号。

所述驱动电路90，用于将所述脉冲控制电路80生成的脉冲进行转化之后驱动功率放大器，由于脉冲控制电路80输出的脉冲不能直接驱动功率放大器，所以经放大后才能驱动功率放大器，驱动电路90的作用就是将脉冲控制电路80的调宽脉冲进行放大，所述驱动电路90有的采用分离组件构成，有的采用集成电路构成，其作用是将脉冲控制电路80的调宽脉冲进行放大。

所述功率放大电路110，用于对来自驱动电路90的脉冲进行放大，以便为电动机30绕组提供驱动电流，使电动机30旋转。功率放大器多采用大功率型场效应管或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)对来自驱动电路90的矩形脉冲进行放大，以便驱动电动机30旋转。

如图4所示的功率放大器电路，其中，C1为输入电容，C2为输出电容，三极管VT在电路中起放大作用，V0表示输出电信号，V1表示输出电信号，三极管VT基极电压是由R1和R2分压取得的，称为分压偏置，R3是集电极负载电阻，发射极中设有电阻R4和电容C3，其中，C3为交流旁路电容，对交流是短路的，R4则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。基极的输入电压是R2上电压和R4上电压的差值，所以是负反馈，从而使电路工作稳定性能提高。

在本实施例中，在中控装置50原有的基础上，增加对姿态传感器20与地理位置检测装置40的连接从而将姿态传感器20利用在电动助力车上，实现通过姿态传感器20检测当前的运行状态，并通过地理位置检测装置40实现对当前位置的验证，从而从多方面检测到地理位置的情况下，对电动机30的给电量进行调整，达到提高用户体验的目的。

进一步地，本发明还提出一种电助力车，所述电助力车包括车体以及如所述的电助力车的助力装置，该电助力车的助力装置的具体结构参照上述实施例，由于本电助力车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，参照图5，本发明还提出一种电助力车的助力方法第一实施例的流程示意图，所述电助力车的助力方法包括以下步骤：

步骤S10，姿态传感器采集电助力车当前运行的姿态信息，并将所述姿态信息发送至中控装置；

步骤S20，地理位置检测装置获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息发送至所述中控装置；

步骤S30，所述中控装置将所述姿态信息与当前地理位置信息进行比较，根据比较结果输出预设驱动信号至控制器；

步骤S40，所述控制器接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机，以使所述电动机根据所述调整信号调整当前转速。

本实施例提出的电助力车的助力方法，通过所述电助力车上设有姿态传感器和地理位置检测装置，通过地理位置检测装置对所述姿态传感器采集的姿态信息进行验证，并根据验证结果调整所述电动机的当前转速，从而提高姿态传感器检测的准确性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电助力车的助力装置，其特征在于，所述电助力车的助力装置包括控制器及与所述控制器连接的中控装置，所述中控装置设有姿态传感器；

所述姿态传感器，用于采集电助力车当前运行的姿态信息，将所述姿态信息传输至所述中控装置，以使所述中控装置生成与所述姿态信息对应的预设驱动电信号；

所述控制器，用于接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机，以使所述电动机根据所述调整信号调整当前转速。

2.如权利要求1所述的电助力车的助力装置，其特征在于，所述中控装置包括地理位置检测装置；

所述地理位置检测装置，用于获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息输出至所述中控装置，以使所述中控装置根据所述地理位置信息更新所述预设驱动电信号。

3.如权利要求2所述的电助力车的助力装置，其特征在于，所述地理位置检测装置为GNSS模块。

4.如权利要求2所述的电助力车的助力装置，其特征在于，所述中控装置，用于将所述姿态信息与所述当前地理位置信息进行比较，并通过比较结果更新所述预设驱动电信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电助力车的助力装置，其特征在于，所述中控装置，还用于接收所述预设驱动电信号，在预设关系映射表中查找与所述预设驱动电信号对应的状态信息，根据所述状态信息输出至所述控制器。

6.如权利要求5所述的电助力车的助力装置，其特征在于，在预设关系映射表中查找到状态信息为上坡信息时，根据所述上坡信息输出上坡驱动信号至所述中控装置，以调高所述电动机的转速。

7.如权利要求5所述的电助力车的助力装置，其特征在于，在预设关系映射表中查找到状态信息为下坡信息时，不调整所述电动机的转速。

8.如权利要求1至4中任一项所述的电助力车的助力装置，其特征在于，所述姿态传感器为三轴、六轴或者九轴。

9.一种电助力车，所述电助力车包括车体以及如权利要求1至7中任一项所述的电助力车的助力装置。

10.一种电助力车的助力方法，其特征在于，所述电助力车的助力方法包括以下步骤：

姿态传感器采集电助力车当前运行的姿态信息，并将所述姿态信息发送至中控装置；

地理位置检测装置获取当前地理位置信息，将所述当前地理位置信息发送至所述中控装置；

所述中控装置将所述姿态信息与当前地理位置信息进行比较，根据比较结果输出预设驱动信号至控制器；

所述控制器接收所述预设驱动电信号，将所述预设驱动电信号转化为调整信号，并将所述调整信号输出至电动机，以使所述电动机根据所述调整信号调整当前转速。