一种e-k8凯发

本发明涉及电助力自行车领域，更具体地，涉及一种e-bike助力档位自动调节装置及调节方法。

背景技术：

1、自行车根据是否有辅助动力借助分为电助力自行车(e-bike)和人力自行车。电助力自行车以电池作为辅助动力来源，安装有电机，并具备动力辅助系统，能实现人力骑行和电机助动一体化的新型交通工具，电助力车作为一种环保、节能的交通工具已经逐渐被广大消费者所接受，无论在国内还是国外，电助力车在世界范围内的销量也在逐年增加。人力自行车常见的为两轮自行车，两轮自行车发展历史悠久，常规的两轮自行车为纯机械结构，随着技术发展，越来越多的自行车配置各种传感器和网络数据功能，可实现对自行车的数据采集和控制。

2、现有e-bike的助力档位，只能由用户手动调节，在路况复杂多变时(比如平路和上坡路交替)，可能需要用户频繁调节助力档位，影响骑行体验。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种e-bike助力档位自动调节装置及调节方法。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种e-bike助力档位自动调节装置，包括：

3、轮速传感器、踏力传感器和控制机构，所述控制机构分别通过有线或无线的方式连接所述轮速传感器和所述踏力传感器；

4、所述轮速传感器，用于实时检测e-bike的车速；

5、所述踏力传感器，用于实时检测用户踩踏e-bike踏板时的踏力；

6、所述控制机构，用于根据实时检测的车速和踏力，分别计算车速变化曲线和踏力变化曲线；根据车速变化曲线和踏力变化曲线，判断是否需要调节e-bike的助力档位，并进行调节。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

8、可选的，所述控制机构包括电机控制器，所述电机控制器，用于根据车速变化曲线和踏力变化曲线，判断是否需要调节e-bike的助力档位，并进行调节；

9、或者，

10、所述控制机构包括仪表和电机控制器，所述仪表通过有线或无线的方式与所述电机控制器连接，所述仪表，用于根据车速变化曲线和踏力变化曲线，判断是否需要调节e-bike的助力档位，当需要调节助力档位时，将调节助力档位的命令发送给电机控制器，以使电机控制器对e-bike的助力档位进行调节。

11、根据本发明的第二方面，提供一种e-bike助力档位自动调节方法，包括：

12、实时检测e-bike的车速和用户踩踏e-bike踏板时的踏力；

13、根据实时检测的车速和踏力，分别计算车速变化曲线和踏力变化曲线；

14、根据车速变化曲线和踏力变化曲线，判断是否需要调节e-bike的助力档位，并进行调节。

15、可选的，根据实时检测的车速和踏力，分别计算车速变化曲线和踏力变化曲线，包括：

16、根据实时采集的车速计算车速变化曲线的斜率，即加速度；

17、根据实时采集的踏力计算踏力变化曲线的斜率，即踏力变化率；

18、所述根据车速变化曲线和踏力变化曲线，判断是否需要调节e-bike的助力档位，并进行调节，包括：

19、根据车速、加速度、踏力、踏力变化率，判断骑行路面状况，根据骑行路面状况，判断是否需要调节助力档位。

20、可选的，所述根据车速、加速度、踏力、踏力变化率，判断骑行路面状况，根据骑行路面状况，判断是否需要调节助力档位，包括：

21、根据车速、加速度、踏力、踏力变化率，如果判断为上坡或崎岖路面，则增大助力档位，如果判断为下坡或平缓路面，则减小助力档位。

22、可选的，所述实时检测e-bike的车速和用户踩踏e-bike踏板时的踏力，包括：

23、每隔第一固定时间间隔采集一次e-bike的车速数据和踏力数据；

24、所述方法还包括维护四个队列，缓存设定时长内的数据，所述四个队列包括车速数据队列、加速度数据队列、踏力数据队列和踏力变化率数据队列；

25、车速数据队列，用于存储设定时长内的车速数据，若队列已满则弹出队列首部数据，将采集到的车速数据s[i]添加到队列尾部，s[i]表示队列中第i个车速数据；

26、加速度数据队列，用于存储加速度数据，其中，当采集到车速数据s[i]时，结合上一个车速数据s[i-1]计算加速度a[i]，即a[i]＝(s[i]–s[i-1])/△t，△t为设定时长，若队列已满就弹出队列首部数据，将a[i]添加到队列尾部；

27、踏力数据队列，用于存储踏力数据，若队列已满就弹出队列首部数据，将采集到的踏力数据t[i]添加到队列尾部，t[i]为队列中第i个踏力数据；

28、踏力变化率数据队列，用于存储踏力变化率数据，其中，当采集到踏力数据t[i]时，结合上一个踏力数据t[i-1]计算踏力变化率r[i]，即r[i]＝(t[i]–t[i-1])/△t，若队列已满就弹出队列首部数据，将r[i]添加到队列尾部。

29、可选的，所述根据车速、加速度、踏力、踏力变化率，判断骑行路面状况，根据骑行路面状况，判断是否需要调节助力档位，包括：

30、在所述车速数据队列、加速度数据队列、踏力数据队列和踏力变化率数据队列已满的条件下，基于车速数据、加速度数据、踏力数据、踏力变化率数据，按照第二固定时间间隔判断一次是否需要增减助力档位，如果需要，则设置新的助力档位，助力档位修改成功后，清空全部的四个队列；

31、待四个队列全部清空后，再次缓存设定时长内的数据。

32、可选的，所述根据车速、加速度、踏力、踏力变化率，判断骑行路面状况，根据骑行路面状况，判断是否需要调节助力档位，包括：

33、首先扫描踏力数据队列靠近首部的前半部分，找到大于触发助力的踏力阈值的起始数据点，该数据点在队列中的位置偏移为ib，如果找不到该数据点，或者从ib开始连续大于踏力阈值的数据点不足3个，则无需调节助力档位，停止判断；

34、在当前助力档位不是最高档的前提下，从ib位置开始，如果踏力变化率不小于0的连续数据点超过5个，且加速度一直小于预设加速度值，且踏力数据队列队尾的速度与ib位置的速度之差小于预设速度差值，则判定当前骑行路面为上坡或崎岖路面，需要增大助力档位；

35、在当前助力档位不是最低档的前提下，从ib位置开始，如果踏力变化率不小于0的连续数据点不超过2个，且加速度连续2个数据点都大于预设加速度值，且踏力数据队列队尾的速度与ib位置的速度之差大于预设速度差值，则判定当前骑行路面为下坡或平缓路面，需要减小助力档位，助力档位一次只减小一级；

36、其他情况下，都无需调节助力档位。

37、可选的，所述预设加速度值包括加速度低阈值和加速度高阈值，所述预设速度差值包括速度差值低阈值和速度差值高阈值，在根据加速度和速度之差判定需要增大助力档位时，还包括：

38、若加速度和速度差小于加速度低阈值且速度差值小于速度差值低阈值，则助力档位增大两级；否则，若加速度大于加速度低阈值且小于加速度高阈值，或者速度差大于速度差低阈值且速度差小于速度差高阈值，则助力档位增大一级。

39、本发明提供的一种e-bike助力档位自动调节装置及调节方法，通过实时采集速度传感器和踏力传感器的数据，根据车速和踏力的变化曲线，自动对档位进行增减操作，在尽量节省电池电量的条件下，给用户良好的骑行感。