电动自行车的多模式驱动方法及多模式驱动的电动自行车的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种电动自行车的多模式驱动方法及多模式驱动的电动自行车，多模式驱动方法包括以下三种驱动模式：纯电动模式，仅由前车轮、后车轮二者配备的电动发电机进行电力驱动；助力骑行模式，由后车轮配备的电动发电机和人力脚踏共同提供骑行动力；纯骑行模式，仅由人力脚踏实现驱动；处于助力骑行模式，控制前车轮的电动发电机进行发电；处于纯骑行模式，控制前、后车轮的电动发电机均进行发电。该方案配置了三种驱动模式，能够适应于全地形全路况，也适于健身骑行。尤其是助力骑行模式，能够根据骑行需求，为人力骑行提供一定的助力，从而满足人力骑行的需求，又避免过于劳累。配备的电动发电机，可在相应模式下进行发电，延长续航里程。
【专利说明】
电动自行车的多模式驱动方法及多模式驱动的电动自行车
技术领域
[0001]本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种电动自行车的多模式驱动方法及多模式驱动的电动自行车。
【背景技术】
[0002]电动自行车作为一种绿色环保的交通工具，越来越被广泛使用。
[0003]目前的电动自行车，一般为单模式，即仅由蓄电池提供动力，脚踏板仅为置放脚部的部件，并无实际的脚踏提供骑行动力的功能。也存在双模式，即骑行人员也可以踩踏脚踏板而进行人力行车和电力行车的转换。
[0004]然而，纯电力行车容易受到地形的限制，且耗费电力较快;而纯骑行模式，往往容易导致骑行劳累，不能较长时间地享受骑行的乐趣。
[0005]因此，亟待对现有的电动自行车进行改良，使其具有更好的地形适应性，提升骑行乐趣。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种电动自行车的多模式驱动方法及多模式驱动的电动自行车，该自行车具有多种模式，可以适应全地形全路况，能够长时间地享受到骑行乐趣。
[0007]本发明提供的电动自行车的多模式驱动方法，
[0008]包括以下三种驱动模式:
[0009]纯电动模式，仅由前车轮、后车轮二者配备的电动发电机进行电力驱动；
[0010]助力骑行模式，由后车轮配备的电动发电机和人力脚踏共同提供骑行动力；
[0011 ]纯骑行模式，仅由人力脚踏实现驱动；
[0012]并且，处于助力骑行模式，控制所述前车轮的电动发电机进行发电；处于纯骑行模式，控制前车轮以及后车轮的电动发电机均进行发电。
[0013]可选地，处于纯电动模式，对所述电动自行车进行限速处理;处于助力骑行模式以及纯骑行模式，不作限速处理。
[0014]可选地，处于纯电动模式，能够根据油门控制信号确定电动发电机提供的动力；
[0015]并且，处于纯电动模式时，能够对脚踏力进行检测并转换为油门实际所需信号，以与所述油门控制信号进行比较，选择二者中信号更强的一者控制电动发电机提供动力。
[0016]可选地，所述电动自行车包括作为动力源的主电池、作为备用动力源的备用电池，以及为车载设备供电的附电池；
[0017]检测以上三类电池的电量，确定所述电动发电机为对应的电池进行充电，当需要充电的电池超过两类时，按照下述顺序进行充电:
[0018]备用电池、附电池、主电池。
[0019]本发明提供的多模式驱动的电动自行车，包括控制模块和力矩传感器，所述电动自行车的前车轮和后车轮均配备有电动发电机，以实现三种驱动模式:
[0020]纯电动模式，所述控制模块控制前车轮、后车轮二者配备的电动发电机进行电力驱动；
[0021]助力骑行模式，所述控制模块根据所述力矩传感器检测的脚踏力信号，控制后车轮配备的电动发电机进行电力驱动，由电动发电机和人力脚踏共同提供骑行动力；
[0022]纯骑行模式，仅由人力脚踏实现驱动；
[0023]并且，处于助力骑行模式，所述控制模块控制所述前车轮的电动发电机进行发电；处于纯骑行模式，所述控制模块控制前车轮以及后车轮的电动发电机均进行发电。
[0024]可选地，所述控制模块设有限速值，处于纯电动模式时，所述控制模块控制所述电动自行车的实际车速不超过所述限速值。
[0025]可选地，还包括油门操控件，处于纯电动模式，所述油门操控件能够根据骑行人员的操控向所述控制模块发送油门控制信号，所述控制模块根据所述油门控制信号确定电动发电机提供的动力；
[0026]并且，处于纯电动模式时，所述力矩传感器检测的脚踏力信号能够转换为油门实际所需信号，所述控制模块比较所述油门实际所需信号以及所述油门控制信号，选择二者中信号更强的一者控制电动发电机提供动力。
[0027]可选地，设置巡航最小车速值，处于纯电动模式时，若骑行人员增速并松开油门控制，且松开时的油门控制信号对应的车速大于所述巡航最小车速值，则一直保持所述油门控制信号对应的车速行驶;制动时，所述控制模块控制车速减小。
[0028]可选地，所述电动自行车包括作为动力源的主电池、作为备用动力源的备用电池，以及为车载设备供电的附电池；
[0029]所述控制模块获取以上三类电池的电量，确定所述电动发电机为对应的电池进行充电，当需要充电的电池超过两类时，按照下述顺序进行充电:
[0030]备用电池、附电池、主电池。
[0031]可选地，所述主电池和/或所述控制模块的外表面贴设有温差发电片，所述控制模块控制所述温差发电片供电至所述车载设备。
[0032]本发明提供的多驱动模式自行车及其多模式驱动方法，为电动自行车配置了三种驱动模式，相较于传统的电动自行车，能够适应于全地形全路况，具备更高的灵活性，也适于健身骑行。尤其是助力骑行模式，能够根据骑行需求，为人力骑行提供一定的助力，从而既满足人力骑行的需求，又可以避免过于劳累，具有较好的用户体验感，可以长时间地感受骑行乐趣。另外，配备的电动发电机，可以在相应模式下进行发电，从而更为节约能效，延长电动自行车续航的时间。
【附图说明】
[0033]图1为本发明所提供一种电动车的具体体实施例的结构示意图；
[0034]图2为图1电动车内示出电池的结构示意图；
[0035]图3为本发明所提供电动自行车的多模式驱动方法流程图；
[0036]图4为本发明所提供多模式驱动电动自行车的结构框图。
[0037]图1-2中附图标记如下:_车架；101-车架上管；1011-上管进风口；1012-上管出风口 ； 1013-外扩分叉部；102-车架中柱；103-车架下管；1031-电池保护盖；104-散热气道；1a
立柱；
[0038]2-后叉;201-后轮电动发电机;202-后轮制动系统；
[0039]3-转向组件；
[0040]4-前车轮;40-前叉;401-前叉减震器;402-前轮电动发电机;403-前轮制动系统；[0041 ]5-后车轮;6-车座;7-脚踏和变速主动齿轮;8-变速从动齿轮;9-后叉减震器；
[0042 ]1001 -主电池；1002-附电池；1003-备用电池；1004-控制模块
【具体实施方式】
[0043]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为便于理解和简洁描述，文本结合电动自行车的多模式驱动方法和多模式驱动的电动自行车进行表述，有益效果不再重复论述。
[0044]请参考图1，图1为本发明所提供一种电动车的具体实施例的结构示意图；图2为图1电动车内示出电池的结构示意图。
[0045]电动自行车包括车架I(图中为三角形车架)，车架I前后分别连接前叉40和后叉2，前叉40安装前车轮4，后叉2安装后车轮5，车架I前方上部安装转向组件3。车架I后下端设置脚踏，也可以同时设置变速主动齿轮，即图中所示的脚踏和变速主动齿轮7，后车轮5的后车轴位置可以设置变速从动齿轮8，形成变速自行车，也可以是非变速自行车。
[0046]图1-2中仅仅是电动自行车一种具体结构的示例，并不是对本文多驱动模式自行车的结构的限制。
[0047]请参考图3，图3为本发明所提供电动自行车的多模式驱动方法流程图；图4为本发明所提供多模式驱动电动自行车的结构框图，其中示出信号走向。
[0048]本实施例中多模式驱动的电动自行车，包括控制模块1004和力矩传感器，当骑行人员踩踏脚踏板时，力矩传感器能够检测到脚踏力的信号(具体到本实施例中，可以设置于图2中所示的脚踏和变速主动齿轮7上)，反应为对行车的动力需求。另外，电动自行车的前车轮4和后车轮5均配备有电动发电机，即既能电动提供驱动力，也能转动发电。
[0049]该电动自行车具有以下三种驱动模式:
[0050]一、纯电动模式
[0051]所述控制模块1004控制前车轮4、后车轮5二者配备的电动发电机进行电力驱动；此时电动自行车不需人力即可行进；
[0052]二、助力骑行模式
[0053]在该模式下，人力脚踏和电动驱动并存。骑行人员进行脚踏时，力矩传感器会检测到脚踏力信号，并根据该信号，确定此时所需的行车动力，由控制模块1004进行计算分配，从而控制后车轮5配备的电动发电机进行电力驱动。即此时整车的动力由人力和后车轮5的电动发电机共同提供。
[0054]前车轮4的电动发电机在助力骑行模式下不提供动力，可以转动发电。
[0055]三、纯骑行模式
[0056]容易理解，该模式下，仅由人力脚踏实现驱动，前车轮4和后车轮5配备的电动发电机不再提供动力。此时，人力脚踏带动前车轮4、后车轮5转动，相应地，二者配备的电动发电机转动，均进行发电。
[0057]上述方案中，为电动自行车配置了三种驱动模式，相较于传统的电动自行车，能够适应于全地形全路况，具备更高的灵活性，也适于健身骑行。尤其是助力骑行模式，能够根据骑行需求，为人力骑行提供一定的助力，从而既满足人力骑行的需求，又可以避免过于劳累，具有较好的用户体验感，可以长时间地感受骑行乐趣。另外，配备的电动发电机，可以在相应模式下进行发电，从而更为节约能效，延长电动自行车续航的时间。三种驱动模式，骑行人员可以自行选择，电动自行车上可以设置实体按钮，或者虚拟app按钮皆可。
[0058]作为进一步的优化，对于纯电动模式还可以做出改进。
[0059]在纯电动模式下，与汽车类似，会设置油门操控件，基于电动自行车，油门操控件可以设于转向把手上，与控制模块1004连接。为便于操作可以设为指拨油门，即骑行时，骑行人员只要用手指进行轻轻拨动，即可实现油门操控。骑行人员对油门操控件的操控，操控的行程即油门控制信号，将会反馈给控制模块1004，控制模块1004将根据该油门控制信号获得所需的动力需求，从而转化为对电动发电机的驱动信号，控制电动发电机按照当前的骑行需求进行转动。
[0060]纯电动模式下，可以设置自动感应定速巡航，即骑行人员拨动油门操控件后，电动自行车可以保持在该油门功率下进行驱动，避免繁琐操作，骑行人员不需要把持当前油门，而且也可以防止油门瞬时断电而引起的不便，尤其是上坡时油门瞬时断电而造成的溜车得以避免。
[0061 ]具体地，控制模块1004中可以设定巡航最小车速值，当骑行人员拨动油门操控件时，如果控制模块1004检测到油门对应的速度值超过该巡航最小车速值(例如可以是5km/h)时，可以启动自动感应定速巡航，骑行人员松开油门操控件后，保持该控制速度行驶。该模式设定为只能增速，一旦车辆发生刹车制动，则取消自动感应定速巡航，速度可以减小，以提高骑行安全性。再重新进行增速时，则增速至超过巡航最小值后，又可以进入自动感应定速巡航，该模式适合于长途模式。
[0062]油门控制的信号可以是上述的油门操控件发出，也可以是脚踏传感转换得出，二者均考虑为油门信号时，则以较强者控制电动发电机提供合适的动力。
[0063]如上所述，本方案中还设有力矩传感器，作为优化的方案，力矩传感器在纯电动模式下，依然对脚踏力进行检测。与助力骑行模式一致，力矩传感器检测的脚踏力信号反应了骑行人员对电动自行车的动力需求，在纯电动模式下，可以转换为油门实际所需信号。
[0064]此时，控制模块1004会接收到两路信号:力矩传感器检测后转换的油门实际所需信号、油门操控件传递的油门控制信号。控制模块1004会对以上两路信号进行比较，并选择二者中信号更强的一者控制电动发电机转动。
[0065]在纯电动模式下，基于该模式的运行方式，骑行人员多数不会进行脚踏动作。然而，在爬坡时，电动发电机转速降低，需要较大的扭矩，如果骑行人员进行脚踏操作，则可以抵消一部分电动发电机的扭矩，可以起到保护电动发电机的作用;在爬坡阶段，进行油门控制时，例如指拨油门的拨动动作未必能够满足爬坡的动力需求，而脚部进行踩踏时，电动自行车爬坡时的行驶状态能够更为直接地反馈给脚部，因此，在纯电动模式下，尤其是爬坡状态时，结合力矩传感器的反馈，能够更为准确地控制电动发电机的动力提供，以便顺利地通过上坡路段或是其他类型的路段。
[0066]另外，本方案在纯电动模式下，会对电动自行车进行限速处理。处于纯电动模式，由电动发电机提供动力，车速可以达到相对较高，而地方交通法规一般对于该类车型具有车速限制要求，一般在25?35km/h，限速可以防止车速超出法规规定；另外，在纯电动模式下，骑行人员对于道路和车辆的反馈意识降低，会下意识地增加速度，危险系数增强，限速设置能够提高骑行安全。而处于助力骑行模式以及纯骑行模式时，则不作限速处理，其最高速度由控制模块1004和电动发电机本身的参数决定。
[0067]针对上述各实施例，由于电动发电机可以进行发电，还可以对发电后的电量用途进行设计。
[0068]电动自行车包括作为动力源的主电池1001、作为备用动力源的备用电池1003，以及为车载设备供电的附电池1002。车载设备例如可以是显示屏、车灯、充电接口等。
[0069]可以检测以上三类电池的电量，控制模块1004可以设置供电系统检测单元，以便控制模块1004获取各类电池的电量信息，并据此确定当前需要进行充电(欠电或非满电)的电池，从而控制确定电动发电机为对应的电池进行充电。控制模块1004内还可设置电源切换单元，当需要充电的电池超过两类时，即主电池1001、备用电池1003、附电池1002三者中，至少两者需要充电时，则控制模块1004控制电源切换单元按照下述优先级顺序进行充电:
[0070]备用电池1003、附电池1002、主电池1001。
[0071]控制模块1O 4内可以设置电源切换模块，比如三者均需要充电。则电动发电机首先给备用电池1003充电，充完后，通过电源切换模块切换至为附电池1002充电，最后再切换至给主电池1001充电。主电池1001作为主要动力源，会经常处于供电状态，故首先给予作为备用动力源的备用电池1003充电；然后再给附电池1002充电，只有主电池1001电量不足，而备用电池1003作为动力配备时，才给主电池1001充电。当三者电量均较足时，不进行充电。需要说明的是，基于电池的工作原理，电池处于耗电状态时，均不予充电操作，如上所述的优先级顺序也是建立在电池能够进行充电的基础上进行充电顺序分配。
[0072]另外，如图2所示，车架I包括车架上管101、车架中柱102和车架下管103，呈大致的三角形架体结构。本方案可将主电池1001设置于车架下管103，具体是在车架下管103设置开口朝上的安装槽，则主电池1001可实现快拆便携式充电，即能够很方便的取下并采用充电座进行充电。而备用电池1003和附电池1002分别设于车架中柱102和车架上管101，采用诸如从管体内抽拉式的安装方式，即便采用安装槽的安装方式，车架下管103的主电池1001取放显然还是更加容易，故在行驶中先为不方便取放的备用电池1003和附电池1002进行充电。
[0073]另外，当骑行时间较长，主电池1001、备用电池1003和附电池1002都处于欠电状态，而纯骑行模式状态下充电又满足不了骑行需求时，可用外接电缆式充电粧或无线充电粧进行快速充电，充电顺序与前述顺序一致。
[0074]此外，针对上述实施例，可以在主电池1001和/或控制模块1004的外表面贴设有温差发电片，主电池1001和控制模块1004属于发热量较大的部件，利用主电池1001和控制模块1004表面温度和外部的温度差，温差发电片可以进行发电，控制模块1004可以控制所述温差发电片供电至所述车载设备。温差发电片发电量有限，但可以满足一定的车载设备供电需求，从而充分地利用电动自行车的自身能源。达到高效节能的目的。
[0075]以上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。
【主权项】
1.一种电动自行车的多模式驱动方法，其特征在于， 包括以下三种驱动模式: 纯电动模式，仅由前车轮(4)、后车轮(5) 二者配备的电动发电机进行电力驱动； 助力骑行模式，由后车轮(5)配备的电动发电机和人力脚踏共同提供骑行动力； 纯骑行模式，仅由人力脚踏实现驱动； 并且，处于助力骑行模式，控制所述前车轮(4)的电动发电机进行发电；处于纯骑行模式，控制前车轮(4)以及后车轮(5)的电动发电机均进行发电。2.如权利要求1所述的电动自行车的多模式驱动方法，其特征在于，处于纯电动模式，对所述电动自行车进行限速处理;处于助力骑行模式以及纯骑行模式，不作限速处理。3.如权利要求1所述的电动自行车的多模式驱动方法，其特征在于，处于纯电动模式，能够根据油门控制信号确定电动发电机提供的动力； 并且，处于纯电动模式时，能够对脚踏力进行检测并转换为油门实际所需信号，以与所述油门控制信号进行比较，选择二者中信号更强的一者控制电动发电机提供动力。4.如权利要求1所述的电动自行车的多模式驱动方法，其特征在于，设置巡航最小车速值，处于纯电动模式时，若骑行人员增速并松开油门控制，且松开时的油门控制信号对应的车速大于所述巡航最小车速值，则一直保持所述油门控制信号对应的车速行驶;制动时，所述控制模块控制车速减小。5.如权利要求1-4任一项所述的电动自行车的多模式驱动方法，其特征在于，所述电动自行车包括作为动力源的主电池(1001)、作为备用动力源的备用电池(1003)，以及为车载设备供电的附电池(1002); 检测以上三类电池的电量，确定所述电动发电机为对应的电池进行充电，当需要充电的电池超过两类时，按照下述顺序进行充电: 备用电池(1003)、附电池(1002)、主电池(1001)。6.—种多模式驱动的电动自行车，其特征在于，包括控制模块(1004)和力矩传感器，所述电动自行车的前车轮(4)和后车轮(5)均配备有电动发电机，以实现三种驱动模式: 纯电动模式，所述控制模块(1004)控制前车轮(4)、后车轮(5) 二者配备的电动发电机进行电力驱动； 助力骑行模式，所述控制模块(1004)根据所述力矩传感器检测的脚踏力信号，控制后车轮配备的电动发电机进行电力驱动，由电动发电机和人力脚踏共同提供骑行动力； 纯骑行模式，仅由人力脚踏实现驱动； 并且，处于助力骑行模式，所述控制模块(1004)控制所述前车轮(4)的电动发电机进行发电；处于纯骑行模式，所述控制模块(1004)控制前车轮(4)以及后车轮(5)的电动发电机均进行发电。7.如权利要求6所述的多模式驱动的电动自行车，其特征在于，所述控制模块(1004)设有限速值，处于纯电动模式时，所述控制模块(I 004)控制所述电动自行车的实际车速不超过所述限速值。8.如权利要求6所述的多模式驱动的电动自行车，其特征在于，还包括油门操控件，处于纯电动模式，所述油门操控件能够根据骑行人员的操控向所述控制模块(1004)发送油门控制信号，所述控制模块(1004)根据所述油门控制信号确定电动发电机提供的动力； 并且，处于纯电动模式时，所述力矩传感器检测的脚踏力信号能够转换为油门实际所需信号，所述控制模块(1004)比较所述油门实际所需信号以及所述油门控制信号，选择二者中信号更强的一者控制电动发电机提供动力。9.如权利要求6-8任一项所述的多模式驱动的电动自行车，其特征在于，所述电动自行车包括作为动力源的主电池(1001)、作为备用动力源的备用电池(1003)，以及为车载设备供电的附电池(1002); 所述控制模块(1004)获取以上三类电池的电量，确定所述电动发电机为对应的电池进行充电，当需要充电的电池超过两类时，按照下述顺序进行充电: 备用电池(1003)、附电池(1002)、主电池(1001)。10.如权利要求9所述的多模式驱动的电动自行车，其特征在于，所述主电池(1001)和/或所述控制模块(1004)的外表面贴设有温差发电片，所述控制模块(1004)控制所述温差发电片供电至所述车载设备。
【文档编号】B62M6/50GK106005221SQ201610642352
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月5日
【发明人】许建涛
【申请人】许建涛