CN118124715A - 骑行助力控制方法及骑行助力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种骑行助力控制方法及骑行助力控制装置，包括步骤：获取中轴在当前档位下踩踏时的踩踏扭矩；根据所述当前档位以及所述踩踏扭矩，确定助力比；根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩；其中，在所述当前档位下，高踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比。这种方式，系统能够根据踩踏扭矩的大小，确定与之所对应的助力比，从而输出所需要的助力扭矩，相对于现有技术中在同一档位下助力扭矩与踩踏扭矩的比值固定的方式，在不同骑行场景中不再需要骑行者选择助力档位或传动档位而调节助力比，提高了骑行时的骑行体验。

Description

骑行助力控制方法及骑行助力控制装置

技术领域

本发明涉及电助力技术领域，特别是涉及一种骑行助力控制方法及骑行助力控制装置。

背景技术

助力自行车是一种新型车辆，其以电池作为辅助动力来源，安装有电机，并具有动力辅助系统，能实现人力骑行和电机助力一体化。在助力自行车进行助力时，扭矩传感器能够实时感应骑行者的踩踏扭矩，并以此作为输入信号，使系统输出助力扭矩，达到轻松省力、车随心动的骑行体验。

传统的助力方式，当助力自行车处于同一档位时，电机产生的助力扭矩与人力踩踏扭矩的比值(助力比)为一固定值。即为，在同一档位时，无论骑行者的踩踏扭矩如何变化，电机输出的助力扭矩与踩踏扭矩的比值始终为一固定值。如此，在不同的骑行场景(如平路、爬坡、载重等)中，需要骑行者手动选择助力档位或传动档位从而调节助力比，以满足不同骑行场景下的助力需求。但是，这种方式，骑行者在骑行的过程中还需要操作助力档位或传动档位，造成骑行体验不佳。

发明内容

基于此，有必要针对传统的助力方式在不同骑行场景下需要手动选择助力档位或传动档位造成骑行体验不佳的问题，提供一种在不同骑行场景下无需手动选择助力档位或传动档位而调节助力比进而使得骑行体验较佳的骑行助力控制方法及骑行助力控制装置。

一种骑行助力控制方法，包括步骤：

获取中轴在当前档位下踩踏时的踩踏扭矩；

根据所述当前档位以及所述踩踏扭矩，确定助力比；

根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩；

其中，在所述当前档位下，高踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比。

在其中一个实施例中，所述根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩，包括步骤：

根据所述踩踏扭矩与所述助力比确定所述助力扭矩，控制所述助力电机输出助力扭矩于所述中轴、前轴和后轴中一者上。

在其中一个实施例中，每一所述踩踏扭矩段中，高踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩所对应的助力比。

在其中一个实施例中，在所述当前档位下，所述踩踏扭矩与所述助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x²，其中，y为所述助力扭矩，x为所述踩踏扭矩，k为常数，kx为不同所述踩踏扭矩所对应的所述助力比。

在其中一个实施例中，在所述当前档位下，所述踩踏扭矩与所述助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x³，其中，y为所述助力扭矩，x为所述踩踏扭矩，k为正常数，kx²为不同所述踩踏扭矩所对应的所述助力比。

在其中一个实施例中，每一所述踩踏扭矩段中，全部所述踩踏扭矩所对应的助力比相同。

在其中一个实施例中，还包括：

在所述踩踏扭矩相同时，较高的所述当前档位所对应的所述助力比大于较低的所述当前档位所对应的所述助力比。

在其中一个实施例中，所述助力扭矩的上限值为所述助力电机所能输出的扭矩的最大值。

在其中一个实施例中，所述助力电机为中置电机或轮毂电机。

一种骑行助力控制装置，包括：

获取模块，用于获取在当前档位下中轴的踩踏扭矩；

确定模块，用于根据所述当前档位及所述踩踏扭矩确定助力比；

控制模块，根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩；

其中，在所述当前档位下，高踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比。

上述骑行助力控制方法及骑行助力控制装置，由于在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比。如此，当骑行者在一档位骑行时，当骑行场景发生变化时，则施加于中轴的踩踏扭矩不同，如爬坡比平路施加于中轴的踩踏扭矩较大，则爬坡场景比平路场景所对应的助力比较大，此时助力电机能够输出更大的助力扭矩，以助于爬坡。这种方式，系统能够根据踩踏扭矩的大小，确定与之所对应的助力比，从而输出所需要的助力扭矩，相对于现有技术中在同一档位下助力扭矩与踩踏扭矩的比值固定的方式，在不同骑行场景中不再需要骑行者选择助力档位或传动档位而调节助力比，提高了骑行时的骑行体验。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的骑行助力控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的骑行助力控制方法中不同档位下的助力扭矩与踩踏扭矩的关系图；

图3为在一档位下本申请实施例提供的骑行助力控制方法中助力扭矩与踩踏扭矩的关系图以及现有技术中助力扭矩与踩踏扭矩的关系图；

图4为本申请实施例另一实施例提供的骑行助力控制方法中助力扭矩与踩踏扭矩的关系图；

图5为本申请一实施例提供的骑行助力控制装置的结构示意图。

附图标记说明：

100、获取模块；200、确定模块；300、控制模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本申请一实施例提供一种骑行助力控制方法，能够适用于骑行助力控制情况，该方法由骑行助力控制装置来执行，骑行助力控制装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。具体地，参阅图1，骑行助力控制方法包括如下步骤：

S110：获取中轴在当前档位下踩踏时的踩踏扭矩；

其中，助力自行车设有扭矩传感器，扭矩传感器能够感知骑行者踩踏中轴的踩踏扭矩。助力自行车具有不同的档位，不同档位可以适配于不同的人群或者同一人的不同状态。比如，一些具体实施方式中，老年人采用高档位，而年轻人采用低档位；或者同一个人具有较好状态时采用低档位，具有较差状态(如比较累)时采用高档位等。

S120：根据当前档位以及踩踏扭矩，确定助力比。

一般地，在踩踏扭矩相同的情况下，较高的当前档位的助力比大于较低的当前档位的助力比。参阅图2，图2中x代表踩踏扭矩，y代表助力扭矩，y/x为助力比。图2中曲线代表在不同档位下踩踏扭矩与助力扭矩之间的函数关系，从左往右四条曲线中，左边曲线的档位最高，右边曲线的档位最低。

S130：根据踩踏扭矩以及助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出助力扭矩。

一些实施例中，助力电机为中置电机。其他一些实施例中，助力电机为轮毂电机。当助力电机为中置电机时，助力电机能够输出助力扭矩于中轴。而当助力电机为轮毂电机时，助力电机能够输出助力扭矩于前轴或后轴。

其中，在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比。

在此需要说明的是，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩大于低踩踏扭矩段中的踩踏扭矩的意思是：一个或者多个踩踏扭矩划分为一踩踏扭矩段，高踩踏扭矩段中所包括的踩踏扭矩大于低踩踏扭矩段的踩踏扭矩，高踩踏扭矩段中所有的踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所有踩踏扭矩所对应的助力比。一些具体实施方式中，当高踩踏扭矩段与低踩踏扭矩段具有交汇点时，该交汇点可以划分为高踩踏扭矩段，也可以划分为低踩踏扭矩段。

本申请实施例提供的骑行助力控制方法，由于在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比。如此，当骑行者在一档位骑行时，当骑行场景发生变化时，则施加于中轴的踩踏扭矩不同，如爬坡比平路施加于中轴的踩踏扭矩较大，则爬坡场景比平路场景所对应的助力比较大，此时助力电机能够输出更大的助力扭矩，以助于爬坡。这种方式，系统能够根据踩踏扭矩的大小，确定与之所对应的助力比，从而输出所需要的助力扭矩，相对于现有技术中在同一档位下助力扭矩与踩踏扭矩的比值固定的方式，在不同骑行场景中不再需要骑行者选择助力档位或传动档位而调节助力比，提高了骑行时的骑行体验。

一些实施例中，每一踩踏扭矩段中，高踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩所对应的助力比。即为，每一踩踏扭矩段中不同的踩踏扭矩所对应的助力比不同，助力比随着踩踏扭矩的变化而变化，且高踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩所对应的助力比。

上述设置，由于助力比跟随踩踏扭矩的变化而变化，且任一高踩踏扭矩所对应的助力比大于任一低踩踏扭矩所对应的助力比。如此，当踩踏扭矩发生变化时，也即为骑行场景发生变化时，系统能够确定与踩踏扭矩相匹配的助力比，助力电机根据踩踏扭矩及助力比输出相对应的助力扭矩，以适配不同的骑行场景需求。

一些具体实施方式中，在当前档位下，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x²(参阅图3中曲线20)。其中，y为助力扭矩，x为踩踏扭矩，k为常数，kx为不同踩踏扭矩所对应的助力比。

上述设置，由于x为踩踏扭矩，y为助力扭矩，y＝k.x²，那么助力扭矩与踩踏扭矩的比值为kx，即为每一踩踏扭矩所对应的助力比为kx。可见，助力比与x相关，而当x不同时，助力比则不同；且x较大时，kx较大。如此，当踩踏扭矩发生变化时，也即为骑行场景发生变化时，系统能够确定与踩踏扭矩相匹配的助力比，助力电机根据踩踏扭矩及助力比输出相对应的助力扭矩，以适配不同的骑行场景需求。

在此需要说明的是，图2中线条10为现有技术中在某一档位下，助力扭矩与踩踏扭矩的线条。

另一些具体实施方式中，在当前档位下，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x³(参阅图3中曲线30)。其中，y为助力扭矩，x为踩踏扭矩，k为正常数，kx²为不同踩踏扭矩所对应的助力比。

上述设置，由于x为踩踏扭矩，y为助力扭矩，y＝k.x³，那么助力扭矩与踩踏扭矩的比值为kx²，即为每一踩踏扭矩所对应的助力比为kx²。可见，助力比与x相关，而当x不同时，助力比则不同；且x较大时，kx²较大。如此，当踩踏扭矩发生变化时，也即为骑行场景发生变化时，系统能够确定与踩踏扭矩相匹配的助力比，助力电机根据踩踏扭矩及助力比输出相对应的助力扭矩，以适配不同的骑行场景需求。

可以想到的是，其他一些实施例中，助力扭矩与踩踏扭矩还可以满足其他函数关系，只要能够达到助力比根据踩踏扭矩的不同而不同，且在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比的目的即可。如一些具体实施方式中，还可以设置踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：y＝k.x⁴。

在此需要说明的是，上述k为一正常数，其可以根据实际需求而选择。如一些情况下，k根据车型的不同而设置为不同，在此不作限定。

另一些实施例中，踩踏扭矩划分为至少两个踩踏扭矩段，每一踩踏扭矩段中，全部踩踏扭矩所对应的助力比相同。即为，在同一踩踏扭矩段中，助力扭矩与踩踏扭矩的比值为一固定值。如此设置，相对于现有技术中在同一档位下所有助力扭矩与踩踏扭矩的比值为一固定值的方式，在骑行场景不同中不再需要骑行者选择助力档位或传动档位而调节助力比，提高了骑行时的骑行体验。

在此需要说明的是，每一踩踏扭矩段中涵盖多个踩踏扭矩，即为，不同的多个踩踏扭矩划分为一踩踏扭矩段中。

具体地，在同一踩踏扭矩段中，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：y＝k.x。即为，在同一踩踏扭矩段中，随着x的不同，助力扭矩与踩踏扭矩的比值均为k。

进一步，参阅图4，高踩踏扭矩段(图4中相对于x轴倾斜角度较较大的斜线)中，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：y＝k1.x。低踩踏扭矩段(图4中相对于x轴倾斜角度较小的斜线)中，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：y＝k2.x。其中，k1大于k2。

在此需要说明的是，当踩踏扭矩划分为多于两段时，每段踩踏扭矩段中，踩踏扭矩与助力扭矩满足函数关系：y＝k.x，只是k的大小不同。

在此需要说明的是，助力扭矩的上限值与助力电机所能输出的扭矩的最大值有关。一般地，助力扭矩的上限值为助力电机所能输出的扭矩的最大值。

本申请另一实施例提供一种骑行助力控制装置，包括：

获取模块100，用于获取在当前档位下中轴的踩踏扭矩；

其中，助力自行车设有扭矩传感器，扭矩传感器能够感知骑行者踩踏中轴的踩踏扭矩。助力自行车具有不同的档位，不同档位可以适配于不同的人群或者同一人的不同状态。比如，一些具体实施方式中，老年人采用高档位，而年轻人采用低档位；或者状态同一个人较好状态时采用低档位，较差状态(如比较累)时采用高档位等。

确定模块200，用于根据当前档位以及踩踏扭矩确定助力比；

一般地，在踩踏扭矩相同的情况下，较高的当前档位的助力比大于较低的当前档位的助力比。

控制模块300，根据踩踏扭矩及助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出助力扭矩；

一些实施例中，助力电机为中置电机。其他一些实施例中，助力电机为轮毂电机。当助力电机为中置电机时，助力电机能够输出助力扭矩于中轴。而当助力电机为轮毂电机时，助力电机能够输出助力扭矩于前轴或后轴。

其中，在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比。

在此需要说明的是，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩大于低踩踏扭矩段中的踩踏扭矩的意思是：一个或者多个踩踏扭矩划分为一踩踏扭矩段，高踩踏扭矩段中所包括的踩踏扭矩大于低踩踏扭矩段的踩踏扭矩，高踩踏扭矩段中所有的踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所有踩踏扭矩所对应的助力比。一些具体实施方式中，当高踩踏扭矩段与低踩踏扭矩段具有交汇点时，该交汇点可以划分为高踩踏扭矩段，也可以划分为低踩踏扭矩段。

本申请实施例提供的骑行助力控制装置，由于在当前档位下，高踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中踩踏扭矩所对应的助力比。如此，当骑行者在一档位骑行时，当骑行场景发生变化时，则施加于中轴的踩踏扭矩不同，如爬坡比平路施加于中轴的踩踏扭矩较大，则爬坡场景比平路场景所对应的助力比较大，此时助力电机能够输出更大的助力扭矩，以助于爬坡。这种方式，系统能够根据踩踏扭矩的大小，确定与之所对应的助力比，从而输出所需要的助力扭矩，相对于现有技术中在同一档位下助力扭矩与踩踏扭矩的比值固定的方式，在不同骑行场景中不再需要骑行者选择助力档位或传动档位而调节助力比，提高了骑行时的骑行体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种骑行助力控制方法，其特征在于，包括步骤：

获取中轴在当前档位下踩踏时的踩踏扭矩；

根据所述当前档位以及所述踩踏扭矩，确定助力比；

根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩；

其中，在所述当前档位下，高踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比。

2.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，所述根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩，包括步骤：

根据所述踩踏扭矩与所述助力比确定所述助力扭矩，控制所述助力电机输出助力扭矩于所述中轴、前轴和后轴中一者上。

3.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，每一所述踩踏扭矩段中，高踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩所对应的助力比。

4.根据权利要求3所述的骑行助力控制方法，其特征在于，在所述当前档位下，所述踩踏扭矩与所述助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x²，其中，y为所述助力扭矩，x为所述踩踏扭矩，k为常数，kx为不同所述踩踏扭矩所对应的所述助力比。

5.根据权利要求3所述的骑行助力控制方法，其特征在于，在所述当前档位下，所述踩踏扭矩与所述助力扭矩满足函数关系：

y＝k.x³，其中，y为所述助力扭矩，x为所述踩踏扭矩，k为正常数，kx²为不同所述踩踏扭矩所对应的所述助力比。

6.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，每一所述踩踏扭矩段中，全部所述踩踏扭矩所对应的助力比相同。

7.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，还包括：

在所述踩踏扭矩相同时，较高的所述当前档位所对应的所述助力比大于较低的所述当前档位所对应的所述助力比。

8.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，所述助力扭矩的上限值为所述助力电机所能输出的扭矩的最大值。

9.根据权利要求1所述的骑行助力控制方法，其特征在于，所述助力电机为中置电机或轮毂电机。

10.一种骑行助力控制装置，其特征在于，包括：

获取模块(100)，用于获取在当前档位下中轴的踩踏扭矩；

确定模块(200)，用于根据所述当前档位及所述踩踏扭矩确定助力比；

控制模块(300)，根据所述踩踏扭矩及所述助力比确定助力扭矩，控制助力电机输出所述助力扭矩；

其中，在所述当前档位下，高踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比大于低踩踏扭矩段中所述踩踏扭矩所对应的助力比。