CN115230858B - 一种整车姿态关联系统功率辅助方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整车姿态关联系统功率辅助方法，根据用户的自身身体状态，预先设置心率的上限和下限值，骑行过程中，对骑行人的心率值进行实时监测，根据检测到的心率数据与预设的心率上、下限数据进行对比，辅助系统的输出功率处于增大或减小的变化调节状态，辅助用户骑行并使得用户心率维持在预设心率范围内，能够适应不同人群，保证有效运动，且防止过度运动，整车系统增加骑行舒适性。

Description

一种整车姿态关联系统功率辅助方法
技术领域
本发明属于交通工具技术领域，特别涉及交通工具整车姿态关联系统功率辅助方法。
背景技术
助力车、电动摩托车、滑板车等作为骑行爱好者的运动工具，能够在满足爱好的同时进行健身。目前，骑行人在骑行过程中，当遇到较大阻力路面或者体力不支时，骑行变得十分费力，骑行体验较差，而目前虽然有通过电机进行辅助驱动的方式，但是其辅助过程需要人为参与控制，不能够随着骑行用户的身体状态自行切换和动态调整。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种整车姿态关联系统功率辅助方法，能够随着骑行用户的身体状态自行切换和动态调整辅助功率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种整车姿态关联系统功率辅助方法，其特征在于：包括：
根据用户的自身身体状态，预先设置心率的上限和下限值；
骑行过程中，对骑行人的心率值进行实时监测；
根据检测到的心率数据与预设的心率上、下限数据进行对比，辅助系统的输出功率处于增大或减小的变化调节状态，辅助用户骑行并使得用户心率维持在预设心率范围内。
进一步的，骑行过程中，当心率实时检测值小于或等于用户设置下限值时，辅助系统输出功率减小；
骑行过程中，当心率实时检测值大于或等于用户设置上限值时，辅助系统输出功率增加；
骑行过程中，当心率实时检测值在用户设置上、下限值范围之内时，辅助系统输出功率根据用户骑行的加速度变化进行动态的增大、不变或减小的变化调节。
进一步的，在骑行过程中，当检测不到心率值或者骑行人的手未触发接触开关，系统默认自动进入安全低功率、低速运行模式。
进一步的，心率检测模块或接触开关设置在车把上。
进一步的，在骑行过程中，当加速度等于零时，辅助系统的电机输出功率维持现有状态；
当加速度大于零时，辅助系统的电机输出功率继续增加；
当加速度小于零时，辅助系统的电机输出功率降低或者关闭。
进一步的，通过姿态传感器对整体车体前后倾斜角度进行姿态检测，预设上坡触发角度为X1，角度X1为车体与水平面之间的夹角：
当整车速度为零、加速度等于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性；
当整车速度大于零、加速度小于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性。
进一步的，通过姿态传感器对整体车体左右倾斜角度进行姿态检测，预设倾倒触发角度为X2，角度X2为车体与竖向面之间的夹角：
当整车速度大于零，且左右倾斜角度大于X2时，整车进入倾倒模式，辅助系统的电机停止工作且输出功率为零。
有益效果：本发明能够适应不同人群，保证有效运动，防止过度运动，整车系统增加骑行舒适性。
附图说明
附图1为本发明的原理示意图；
附图2为本发明的通信传输示意图；
附图3为本发明的系统控制流程示意图；
附图4为本发明上坡模式下的整体受力分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示，一种整车姿态关联系统功率辅助方法，其特征在于：包括：
根据用户的自身身体状态，预先设置心率的上限和下限值；
骑行过程中，对骑行人的心率值进行实时监测；心率检测模块或接触开关设置在车把上，用于与手掌接触。
根据检测到的心率数据与预设的心率上、下限数据进行对比，辅助系统的输出功率处于增大或减小的变化调节状态，辅助用户骑行并使得用户心率维持在预设心率范围内。能够适应不同人群，保证有效运动，且防止过度运动，整车系统增加骑行舒适性，其过程如下：
骑行过程中，当心率实时检测值小于或等于用户设置下限值时，此时表明骑行人做功较小，运动强度不足，骑行过于轻松，此时辅助系统输出功率减小，从而使得骑车人为了保持该骑行速度时需要增加运动量，提升做功消耗，当心率回到预设区间范围内时，表明此时运动量适量。
骑行过程中，当心率实时检测值大于或等于用户设置上限值时，表明骑行人此时做功消耗较大，骑行较为费力，此时辅助系统介入并使得输出功率增加，从而降低骑行人的运动量，当心率回到预设区间范围内时，表明此时运动量适量。
骑行过程中，当心率实时检测值在用户设置上、下限值范围之内时，辅助系统输出功率根据用户骑行的加速度变化进行动态的增大、不变或减小的变化调节，根据加速度变化反映骑行人的骑行状态。
在骑行过程中，当检测不到心率值或者骑行人的手未触发接触开关，系统默认自动进入安全低功率、低速运行模式。主动检测用户双手是否未在车把处，增加用户骑行安全。
在骑行过程中，当加速度等于零时，辅助系统的电机输出功率维持现有状态，表明骑行人在匀速或大致匀速范围内骑行。此时的加速度是指以为零的加速度至为基线的加速度范围带A，因此骑行过程中加速度是动态变化的，只能保证其在零基线的范围带内，例如，在-2m/s2≤A≤2m/s2的范围内，均认为车体的加速度为零。
当加速度大于零时，若此时心率仍在预设范围内，表明骑行人欲提速，故辅助系统的电机输出功率继续增加，从而提升骑行速度，若心率超过预设范围，则进一步增加电机输出功率，直至心率回落至预设范围内。
当加速度小于零时，表明骑行人欲减速，则辅助系统的电机输出功率降低或者关闭，从而降低骑行速度。附图1和附图2所示，车体的脚踏上设置有力矩传感器或踏频传感器，当力矩传感器为零时，表明骑行人停止施力，则辅助系统电机输出功率关闭，若大于零则表明仍在施力骑行，仅进行电机输出功率降低。
如附图1至附图3所示，车体上设置有陀螺仪姿态传感器，通过姿态传感器对整体车体前后倾斜角度进行姿态检测，预设上坡触发角度为X1，角度X1为车体与水平面之间的夹角：
当整车速度为零、加速度等于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性；
当整车速度大于零、加速度小于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性。
当整车在平路上运行时，电机输出力只要克服地面摩擦阻力和风阻，即可维持整车匀速运行。当整车上坡时，除了需要克服地面摩擦阻力和风阻外，还需要克服人和车重力在坡道上的切向分力。
如附图4所示，当坡度角为θ时，电机需要额外提供反向的f力才能维持上坡时脚踩的力不变。其中f＝mg*sinθ；由于人和车的总重量不变，则电机额外提供的驱动力完全取决于坡道角度θ。在不考虑电机内磁场饱和的情况下，电机输出扭矩和电机相线电流成线性关系，而车轮轮径不变，则力臂固定，f乘以轮径就等于电机增加的扭矩，则f＝K*ΔI，其中K为固定的系数，ΔI为电流增量，由此可以得出电流增量ΔI＝mg*sinθ/K，即电流增量和坡度角成正弦关系。
通过姿态传感器对整体车体左右倾斜角度进行姿态检测，预设倾倒触发角度为X2，角度X2为车体与竖向面之间的夹角：
当整车速度大于零，且左右倾斜角度大于X2时，整车进入倾倒模式，辅助系统的电机停止工作且输出功率为零。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种整车姿态关联系统功率辅助方法，其特征在于：包括：
根据用户的自身身体状态，预先设置心率的上限和下限值；
骑行过程中，对骑行人的心率值进行实时监测；
根据检测到的心率数据与预设的心率上、下限数据进行对比，辅助系统的输出功率处于增大或减小的变化调节状态，辅助用户骑行并使得用户心率维持在预设心率范围内；
骑行过程中，当心率实时检测值小于或等于用户设置下限值时，辅助系统输出功率减小；
骑行过程中，当心率实时检测值大于或等于用户设置上限值时，辅助系统输出功率增加；
骑行过程中，当心率实时检测值在用户设置上、下限值范围之内时，辅助系统输出功率根据用户骑行的加速度变化进行动态的增大、不变或减小的变化调节；
在骑行过程中，当加速度等于零时，辅助系统的电机输出功率维持现有状态；
当加速度大于零时，辅助系统的电机输出功率继续增加；
当加速度小于零时，辅助系统的电机输出功率降低或者关闭；
通过姿态传感器对整体车体前后倾斜角度进行姿态检测，预设上坡触发角度为X1，角度X1为车体与水平面之间的夹角：
当整车速度为零、加速度等于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性；
当整车速度大于零、加速度小于零且上坡角度大于X1时，整车进入上坡模式，辅助系统的电机输出功率增大，电机功率输出的辅助值与角度X1呈正比，数据调节呈线性；
通过姿态传感器对整体车体左右倾斜角度进行姿态检测，预设倾倒触发角度为X2，角度X2为车体与竖向面之间的夹角：
当整车速度大于零，且左右倾斜角度大于X2时，整车进入倾倒模式，辅助系统的电机停止工作且输出功率为零。
2.根据权利要求1所述的一种整车姿态关联系统功率辅助方法，其特征在于：在骑行过程中，当检测不到心率值或者骑行人的手未触发接触开关，系统默认自动进入安全低功率、低速运行模式。
3.根据权利要求2所述的一种整车姿态关联系统功率辅助方法，其特征在于：心率检测模块或接触开关设置在车把上。
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