CN102897277A - 电动车档位控制系统、电动车档位控制方法和电动车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动车档位控制系统，包括：转速检测单元，用于检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速；比值计算单元，用于计算出所述驱动轮转速和所述牙盘转速的比值；比较单元，用于将所述比值与所有预设变速比进行比较，确定与所述比值最接近的预设变速比；获取单元，用于获取与所述比值最接近的预设变速比对应的预设档位；控制器，用于控制电驱动系统根据所述预设档位对应的输出功率工作。本发明还提出了一种电动车档位控制方法和一种电动车。通过本发明的技术方案，能够避免用户空踩脚踏板，提高骑行乐趣和舒适性，并且能够减缓电池电量的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域，具体而言，涉及一种电动车档位控制系统、一种电动车档位控制方法和一种电动车。
背景技术
现有的电动车控制模式可以分为速度型和力矩型。
其中，速度型控制模式是以链轮转动的速度为输出信号，控制器接收此输出信号后对电机执行工作指令。因此当链轮不断转动时，此输出信号一直存在，致使电机持续工作，因此会产生以下一些缺点：
（1）可能会导致骑行者空踩，影响骑行的舒适性以及乐趣；
（2）电池消耗过快，无法达到省电以及增加骑行里程的目的；
（3）减少电池以及电机的使用寿命；
（4）减少骑行者锻炼身体的机会。
力矩型控制模式是以脚踩力为输出信号，控制器接收此输出信号，并且检测脚踩力的大小，然后根据脚踩力的大小控制电机提供相应的功率输出。此控制模式有以下一些缺点：
（1）力矩型控制系统的制作成本很高；
（2）力矩型控制系统的内部元件的损耗比较大，因此长期工作的稳定性不高，容易产生错误；
（3）力矩型控制系统安装复杂，不适合任意款式的电动车的安装。
因此，需要一种新的电动车档位控制技术，能够避免用户空踩脚踏板，提高骑行乐趣和舒适性，并且能够减缓电池电量的消耗。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种电动车档位控制技术，能够避免用户空踩脚踏板，提高骑行乐趣和舒适性，并且能够减缓电池电量的消耗。
有鉴于此，本发明提出了一种电动车档位控制系统，包括：转速检测单元，用于检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速；比值计算单元，用于计算出所述驱动轮转速和所述牙盘转速的比值；比较单元，用于将所述比值与所有预设变速比进行比较，确定与所述比值最接近的预设变速比；获取单元，用于获取与所述比值最接近的预设变速比对应的预设档位；控制器，用于控制电驱动系统根据所述预设档位对应的输出功率工作。
在该技术方案中，可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，控制电动车的档位，相对于力矩型控制系统，制作成本较低，而且内部构造简单，工作稳定性较高，适用于不同款式的电动车。
在上述技术方案中，优选地，还包括：判断单元，判断所述电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若所述实时张紧力大于或等于所述预设张紧力，则判定所述传动链条张紧，若所述实时张紧力小于所述预设张紧力，则判定所述传动链条未张紧；以及所述转速检测单元在所述传动链条张紧的情况下，检测所述电动车的驱动轮转速和牙盘转速；所述控制器在所述传动链条未张紧的情况下，控制所述电驱动系统停止工作。
在该技术方案中，通过判断传动链条的实时张紧力，可以判断用户是否在空踩脚踏板（即用户踩脚踏板的动作是否为驱动轮的转动提供有效功率），当传动链条的实时张紧力大于或等于预设张紧力时，可以判定用户没有空踩脚踏板，而当用户没有空踩脚踏板时，用户踩脚踏板的力（和传动链条的张紧力正相关）与此时的机械变速比（飞轮的转速与牙盘的转速的比值）存在一定的关系，当机械变速比较大时，用户踩动脚踏板需要较大的力，当机械变速比较小时，用户用较小的力即可踩动脚踏板，并且在用户未空踩的情况下，驱动轮的转速与飞轮的转速近似相等，此时通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值（采集驱动轮的转速相对于采集飞轮的转速比较容易），可以得到此时电动车的机械变速比，控制器根据此机械变速比控制电驱动系统提供相应的输出功率（即相当于根据用户踩脚踏板的力提供相应的输出功率，但无需直接对踩踏的力进行检测，也就无需相应的价格高昂的元器件）。而当实时张紧力小于预设张紧力时，可以判定用户空踩脚踏板，此时控制器可以控制电驱动系统停止工作，使得电动车驱动轮的转动需要用户踩脚踏板提供有效功率，从而在行驶过程中有效地避免了用户空踩脚踏板。
因此在不同的机械变速比下，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，从而在骑行过程中，避免了用户空踩，提高了骑行的乐趣，并且减缓了电池电量的消耗，延长了电池的使用寿命。
在上述技术方案中，优选地，还包括：速度检测单元，用于检测所述电动车的实时行走速度；以及所述电动车档位控制系统在所述实时行走速度大于预设速度时，对所述电动车的档位进行控制。
在该技术方案中，当电动车的实时行走速度达到预设的速度要求时，再按照上述档位控制的过程控制档位，以达到最佳的骑行体验。同时，当在电动车的实时行走速度小于预设速度时，可以通过软启动的方式进行启动。
在上述技术方案中，优选地，还包括：设置单元，用于设置所述控制器中功率管的最大占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
在该技术方案中，可以通过设置控制器中功率管的最大占空比实现在各档位下最大速度的不同，其中，每个机械档位对应于电驱动系统提供的一个输出功率，且在电驱动系统空载满电的情况下，对应的输出功率最大，相应的电驱动系统的电机最大转速为Vmax；当用户踩脚踏板带动牙盘转动时，电驱动系统将根据不同的牙盘转速提供相应的输出功率，相应的电驱动系统的电机转速为v0，假设用户以v1的转速踩脚踏板行驶时用户感觉最舒适，那么可以调整最大占空比，使Vmax与牙盘在v1转速下相应的电驱动系统的电机转速v0相等。
在上述技术方案中，优选地，所述设置单元还用于设置所述控制器中功率管的最小占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，所述最大启动力与所述最大速度负相关。
在该技术方案中，可以通过设置控制器中功率管的最小占空比实现在各档位下最大启动力（最大扭矩）的不同，进一步地，可以根据最大启动力与所述最大速度负相关设置最小占空比。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：操作信号生成单元，用于根据用户的操作动作生成相应的操作信号；以及所述控制器还用于根据所述操作信号生成相应的控制命令，以控制所述电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
在该技术方案中，用户可以手动调整电驱动系统的输出功率，从而根据自身的实际需求骑行，而不必检测传动链条的实时张紧力再判断相应的输出功率。
根据本发明的又一方面，还提出了一种电动车档位控制方法，包括：步骤204，检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速，并计算出所述驱动轮转速和所述牙盘转速的比值；步骤206，将所述比值与预设变速比进行比较，确定与所述比值最接近的预设变速比，并获取该预设变速比对应的预设档位；步骤208，控制器控制电驱动系统根据所述预设档位对应的输出功率进行工作。
在该技术方案中，可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，控制电动车的档位，相对于力矩型控制系统，制作成本较低，而且内部构造简单，工作稳定性较高，适用于不同款式的电动车。
在上述技术方案中，优选地，在所述步骤204之前，还包括：步骤202，判断所述电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若所述实时张紧力大于或等于所述预设张紧力，则判定所述传动链条张紧，并进入所述步骤204；若所述实时张紧力小于所述预设张紧力，则判定所述传动链条未张紧，所述控制器控制所述电驱动系统停止工作。
在该技术方案中，通过判断传动链条的实时张紧力，可以判断用户是否在空踩脚踏板（即用户踩脚踏板的动作是否为驱动轮的转动提供有效功率），当传动链条的实时张紧力大于或等于预设张紧力时，可以判定用户没有空踩脚踏板，而当用户没有空踩脚踏板时，用户踩脚踏板的力（和传动链条的张紧力正相关）与此时的机械变速比（飞轮的转速与牙盘的转速的比值）存在一定的关系，当机械变速比较大时，用户踩动脚踏板需要较大的力，当机械变速比较小时，用户用较小的力即可踩动脚踏板，并且在用户未空踩的情况下，驱动轮的转速与飞轮的转速近似相等，此时通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值（采集驱动轮的转速相对于采集飞轮的转速比较容易），可以得到此时电动车的机械变速比，控制器根据此机械变速比控制电驱动系统提供相应的输出功率（即相当于根据用户踩脚踏板的力提供相应的输出功率，但无需直接对踩踏的力进行检测，也就无需相应的价格高昂的元器件）。而当实时张紧力小于预设张紧力时，可以判定用户空踩脚踏板，此时控制器可以控制电驱动系统停止工作，使得电动车驱动轮的转动需要用户踩脚踏板提供有效功率，从而在行驶过程中有效地避免了用户空踩脚踏板。
因此在不同的机械变速比下，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，从而在骑行过程中，避免了用户空踩，提高了骑行的乐趣，并且减缓了电池电量的消耗，延长了电池的使用寿命。
在上述技术方案中，优选地，在所述步骤204之前，还包括：步骤202，检测所述电动车的实时速度，并在所述实时速度大于预设速度时，进入所述步骤204。
在该技术方案中，当电动车的实时行走速度达到预设的速度要求时，再按照上述档位控制的过程控制档位，以达到最佳的骑行体验。同时，当在电动车的实时行走速度小于预设速度时，可以通过软启动的方式进行启动。
在上述技术方案中，优选地，还包括：设置所述控制器中功率管的最大占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
在该技术方案中，可以通过设置控制器中功率管的最大占空比实现在各档位下最大速度的不同，其中，每个机械档位对应于电驱动系统提供的一个输出功率，且在电驱动系统空载满电的情况下，对应的输出功率最大，相应的电驱动系统的电机最大转速为Vmax；当用户踩脚踏板带动牙盘转动时，电驱动系统将根据不同的牙盘转速提供相应的输出功率，相应的电驱动系统的电机转速为v0，假设用户以v1的转速踩脚踏板行驶时用户感觉最舒适，那么可以调整最大占空比，使Vmax与牙盘在v1转速下相应的电驱动系统的电机转速v0相等。
在上述技术方案中，优选地，还包括：设置所述控制器中功率管的最小占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，所述最大启动力与所述最大速度负相关。
在该技术方案中，可以通过设置控制器中功率管的最小占空比实现在各档位下最大启动力（最大扭矩）的不同，进一步地，可以根据最大启动力与所述最大速度负相关设置最小占空比。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：根据用户的操作动作生成相应的操作信号，所述控制器根据所述操作信号生成相应的控制命令，以控制所述电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
在该技术方案中，用户可以手动调整电驱动系统的输出功率，从而根据自身的实际需求骑行，而不必检测传动链条的实时张紧力再判断相应的输出功率。
根据本发明的又一方面，还提出了一种电动车，包括如上述技术方案中任一项所述的电动车档位控制系统。
通过以上技术方案，可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，智能控制电动车的档位，使电动车在行驶过程中，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，避免用户空踩，提高骑行的乐趣，并且减缓电池电量的消耗，延长电池的使用寿命。
其中，转速检测单元可以采用上海欧多仪器公司的OD9001型号转速传感器；比值计算单元可以采用ATMEL公司的型号为AT89LVS2的芯片；比较单元可以采用美国微芯科技公司的型号为PIC 18F25J11的单片机；获取单元可以采用台湾义隆的型号为EM78156E的单片机；判断单元可以采用德州仪器的型号为MSP430G2553的单片机；控制器可以采用德州仪器的型号为TMS320的单片机；设置单元可以采用ATMEL公司的型号为AT91555的单片机；操作信号生成单元可以选用美国新思公司的型号为TM41PUG306的触摸板。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制系统的框图；
图2示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制方法的流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制系统的结构图；
图4示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制方法的具体流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制系统的框图。
如图1所示，根据本发明的实施例的电动车档位控制系统100包括：转速检测单元102，用于检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速；比值计算单元104，用于计算出驱动轮转速和牙盘转速的比值；比较单元106，用于将比值与所有预设变速比进行比较，确定与比值最接近的预设变速比；获取单元108，用于获取与比值最接近的预设变速比对应的预设档位；控制器110，用于控制电驱动系统根据预设档位对应的输出功率工作。
可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，控制电动车的档位，相对于力矩型控制系统，制作成本较低，而且内部构造简单，工作稳定性较高，适用于不同款式的电动车。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制系统100还可以包括：判断单元112，判断电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若实时张紧力大于或等于预设张紧力，则判定传动链条张紧，若实时张紧力小于预设张紧力，则判定传动链条未张紧；以及转速检测单元102在传动链条张紧的情况下，检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速；控制器110在传动链条未张紧的情况下，控制电驱动系统停止工作。
通过判断传动链条的实时张紧力，可以判断用户是否在空踩脚踏板（即用户踩脚踏板的动作是否为驱动轮的转动提供有效功率），当传动链条的实时张紧力大于或等于预设张紧力时，可以判定用户没有空踩脚踏板，而当用户没有空踩脚踏板时，用户踩脚踏板的力（和传动链条的张紧力正相关）与此时的机械变速比（飞轮的转速与牙盘的转速的比值）存在一定的关系，当机械变速比较大时，用户踩动脚踏板需要较大的力，当机械变速比较小时，用户用较小的力即可踩动脚踏板，并且在用户未空踩的情况下，驱动轮的转速与飞轮的转速近似相等，因此可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值（采集驱动轮的转速相对于采集飞轮的转速比较容易）得到此时电动车的机械变速比，控制器110根据此机械变速比控制电驱动系统提供相应的输出功率（即相当于根据用户踩脚踏板的力提供相应的输出功率，但无需直接对踩踏的力进行检测，也就无需相应的价格高昂的元器件）。而当实时张紧力小于预设张紧力时，可以判定用户空踩脚踏板，此时控制器110可以控制电驱动系统停止工作，使得电动车驱动轮需要用户踩脚踏板提供有效功率才能转动，从而在行驶过程中有效地避免了用户空踩脚踏板。
因此在不同的机械变速比下，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，从而在骑行过程中，避免了用户空踩，提高了骑行的乐趣，并且减缓了电池电量的消耗，延长了电池的使用寿命。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制系统100还可以包括：速度检测单元114，用于检测电动车的实时行走速度；以及所述电动车档位控制系统100在所述实时行走速度大于预设速度时，对所述电动车的档位进行控制。
当电动车的实时行走速度达到预设的速度要求时，再按照上述档位控制的过程控制档位，以达到最佳的骑行体验。同时，当在电动车的实时行走速度小于预设速度时，可以通过软启动的方式进行启动。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制系统100还可以包括：设置单元116，用于设置控制器110中功率管的最大占空比，以调节电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
可以通过设置控制器110中功率管的最大占空比实现在各档位下最大速度的不同，其中，每个机械档位对应于电驱动系统提供的一个输出功率，且在电驱动系统空载满电的情况下，对应的输出功率最大，相应的电驱动系统的电机最大转速为Vmax；当用户踩脚踏板带动牙盘转动时，电驱动系统将根据不同的牙盘转速提供相应的输出功率，相应的电驱动系统的电机转速为v0，假设用户以v1的转速踩脚踏板行驶时用户感觉最舒适，那么可以调整最大占空比，使Vmax与牙盘在v1转速下相应的电驱动系统的电机转速v0相等。
优选地，设置单元116还用于设置控制器110中功率管的最小占空比，以调节电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，最大启动力与最大速度负相关。
可以通过设置控制器110中功率管的最小占空比实现在各档位下最大启动力（最大扭矩）的不同，进一步地，可以根据最大启动力与最大速度负相关设置最小占空比。
需要说明的是，对于控制器中功率管的最大占空比和最小占空比的设置，大多数情况下由电动车的制造商完成，但显然也可以由用户自己设置。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制系统100还可以包括：操作信号生成单元118，用于根据用户的操作动作生成相应的操作信号；以及控制器110还用于根据操作信号生成相应的控制命令，以控制电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
用户可以手动调整电驱动系统的输出功率，从而根据自身的实际需求骑行，而不必检测传动链条的实时张紧力再判断相应的输出功率。
即电动车可以分为手动控制模式，即用户可以手动设置电驱动系统的输出功率；自动控制模式，按照上述通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值控制电动车档位的方法进行自动控制；零档控制模式，即关闭电驱动系统，电动车仅通过用户踩脚踏板行驶。
根据本发明的又一方面，还提出了一种电动车，包括如上述技术方案中任一项所述的电动车档位控制系统100。
图2示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制方法的流程图。
如图2所示，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法包括：步骤204，检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速，并计算出驱动轮转速和牙盘转速的比值；步骤206，将比值与预设变速比进行比较，确定与比值最接近的预设变速比，并获取该预设变速比对应的预设档位；步骤208，控制器控制电驱动系统根据预设档位对应的输出功率进行工作。
可以通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，控制电动车的档位，相对于力矩型控制系统，制作成本较低，而且内部构造简单，工作稳定性较高，适用于不同款式的电动车。
优选地，在步骤204之前，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法还可以包括：步骤202，判断电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若实时张紧力大于或等于预设张紧力，则判定传动链条张紧，并进入步骤204；若实时张紧力小于预设张紧力，则判定传动链条未张紧，控制器控制电驱动系统停止工作。
通过判断传动链条的实时张紧力，可以判断用户是否在空踩脚踏板（即用户踩脚踏板的动作是否为驱动轮的转动提供有效功率），当传动链条的实时张紧力大于或等于预设张紧力时，可以判定用户没有空踩脚踏板，而当用户没有空踩脚踏板时，用户踩脚踏板的力（和传动链条的张紧力正相关）与此时的机械变速比（飞轮的转速与牙盘的转速的比值）存在一定的关系，当机械变速比较大时，用户踩动脚踏板需要较大的力，当机械变速比较小时，用户用较小的力即可踩动脚踏板，并且在用户未空踩的情况下，驱动轮的转速与飞轮的转速近似相等，此时通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值（采集驱动轮的转速相对于采集飞轮的转速比较容易），可以得到此时电动车的机械变速比，控制器根据此机械变速比控制电驱动系统提供相应的输出功率（即相当于根据用户踩脚踏板的力提供相应的输出功率，但无需直接对踩踏的力进行检测，也就无需相应的价格高昂的元器件）。而当实时张紧力小于预设张紧力时，可以判定用户空踩脚踏板，此时控制器可以控制电驱动系统停止工作，使得电动车驱动轮的转动需要用户踩脚踏板提供有效功率，从而在行驶过程中有效地避免了用户空踩脚踏板。
因此在不同的机械变速比下，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，从而在骑行过程中，避免了用户空踩，提高了骑行的乐趣，并且减缓了电池电量的消耗，延长了电池的使用寿命。
优选地，在步骤204之前，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法还可以包括：步骤202，检测电动车的实时速度，并在实时速度大于预设速度时，进入步骤204。
当电动车的实时行走速度达到预设的速度要求时，再按照上述档位控制的过程控制档位，以达到最佳的骑行体验。同时，当在电动车的实时行走速度小于预设速度时，可以通过软启动的方式进行启动。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法还可以包括：设置控制器中功率管的最大占空比，以调节电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
可以通过设置控制器中功率管的最大占空比实现在各档位下最大速度的不同，其中，每个机械档位对应于电驱动系统提供的一个输出功率，且在电驱动系统空载满电的情况下，对应的输出功率最大，相应的电驱动系统的电机最大转速为Vmax；当用户踩脚踏板带动牙盘转动时，电驱动系统将根据不同的牙盘转速提供相应的输出功率，相应的电驱动系统的电机转速为v0，假设用户以v1的转速踩脚踏板行驶时用户感觉最舒适，那么可以调整最大占空比，使Vmax与牙盘在v1转速下相应的电驱动系统的电机转速v0相等。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法还可以包括：设置控制器中功率管的最小占空比，以调节电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，最大启动力与最大速度负相关。
可以通过设置控制器中功率管的最小占空比实现在各档位下最大启动力（最大扭矩）的不同，进一步地，可以根据最大启动力与所述最大速度负相关设置最小占空比。
需要说明的是，对于控制器中功率管的最大占空比和最小占空比的设置，大多数情况下由电动车的制造商完成，但显然也可以由用户自己设置。
优选地，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法还可以包括：根据用户的操作动作生成相应的操作信号，控制器根据操作信号生成相应的控制命令，以控制电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
用户可以手动调整电驱动系统的输出功率，从而根据自身的实际需求骑行，而不必检测传动链条的实时张紧力再判断相应的输出功率。
即电动车可以分为手动控制模式，即用户可以手动设置电驱动系统的输出功率；自动控制模式，按照上述通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值控制电动车档位的方法进行自动控制；零档控制模式，即关闭电驱动系统，电动车仅通过用户踩脚踏板行驶。
图3示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制系统的结构图。
如图3所示，可以在牙盘302上设置张紧力传感器，张紧力传感器通过张紧随动装置检测传动链条308的实时张紧力，当电动车处于自动控制模式时，若实时张紧力大于或等于预设张紧力，控制器控制转速传感器分别检测牙盘302和驱动轮306（驱动轮306可以是后轮也可以是前轮）的实时转速，然后控制器计算出驱动轮306转速和牙盘302转速的比值，在传动链条308的实时张紧力大于或等于预设张紧力的情况下，驱动轮306的转速与飞轮304的转速近似相等，此时通过计算电动车驱动轮306转速和牙盘302转速的比值，可以得到此时电动车的机械变速比，最后控制器根据此机械变速比控制电驱动系统提供相应的输出功率（即根据用户踩脚踏板的力提供相应的输出功率），使得在电动车行驶过程中，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，避免了用户空踩，提高了骑行的乐趣，并且减缓了电池电量的消耗，延长了电池的使用寿命。
其中，在检测牙盘302和驱动轮306的转速时，可以采用如下方式判断牙盘302和/或驱动轮306转过单圈需要的脉冲个数：
设驱动轮306的周长c，最大变速比δ（即未空踩时驱动轮302转速与牙盘302转速的比值的最大值），预设速度v（在行驶速度大于v后进行自动档位控制），则在行驶速度等于v时，驱动轮306每秒转过v的距离，每秒转过
圈，通过最大变速比δ推算出牙盘302转过
圈，而为了测得转速，需要测得两个信号的时间差，因此需要转过
圈时就能得到两个脉冲信号，那么0设转过一圈需要的脉冲个数是X，而按比例计算有
可以得出
考虑到起始位置的不确定性，比如当牙盘302还未转过一整圈电动车行驶速度已经达到v，此时需要在最终的X值上加1，所以牙盘302转过一圈需要最少检测到的信号个数为
同理，驱动轮306转过一圈需要最少检测到的信号个数为
图4示出了根据本发明的实施例的电动车档位控制方法的具体流程图。
如图4所示，根据本发明的实施例的电动车档位控制方法具体包括：
步骤402，判断传动链条是否张紧（即判断用户是否空踩脚踏板，该步骤的判断是所有步骤的前提，只有在传动链条张紧的情况下，电驱动系统才进行工作，否则停止工作，此时电动车驱动轮的转动仅由用户踩脚踏板提供功率，从而使传动链条重新张紧）；
步骤404，若传动链条张紧，则检测电动车的实时速度，并判断实时速度是否大于预设速度；
步骤406，若实时速度小于或等于预设速度，则进行软启动，并返回步骤404；
步骤408，若实时速度大于预设速度，则检测驱动轮转速和牙盘转速，并计算驱动轮转速和牙盘转速的比值；
步骤410，将驱动轮转速和牙盘转速的比值与所有预设变速比进行比较，确定与该比值最接近的预设变速比，获取与该比值最接近的预设变速比对应的预设档位，通过控制器控制电驱动系统根据预设档位对应的输出功率工作，并返回步骤402；
步骤412，若传动链条未张紧，则判定用户空踩脚踏板，控制器控制电驱动系统停止工作，并返回步骤402。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，电动车的档位控制模式可能会导致骑行者空踩，影响骑行的舒适性以及乐趣，减少电池以及电机的寿命，减少骑行者锻炼身体的机会，并且制作成本较高，长期工作的稳定性差。通过本发明的技术方案，能够通过计算电动车驱动轮转速和牙盘转速的比值，智能控制电动车的档位，使电动车在行驶过程中，用户和电驱动系统可以分别为电动车驱动轮的转动提供部分有效功率，避免用户空踩，提高骑行的乐趣，并且减缓电池电量的消耗，延长电池的使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种电动车档位控制系统，其特征在于，包括：
转速检测单元，用于检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速；
比值计算单元，用于计算出所述驱动轮转速和所述牙盘转速的比值；
比较单元，用于将所述比值与所有预设变速比进行比较，确定与所述比值最接近的预设变速比；
获取单元，用于获取与所述比值最接近的预设变速比对应的预设档位；
控制器，用于控制电驱动系统根据所述预设档位对应的输出功率工作。
2.根据权利要求1所述的电动车档位控制系统，其特征在于，还包括：
判断单元，判断所述电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若所述实时张紧力大于或等于所述预设张紧力，则判定所述传动链条张紧，若所述实时张紧力小于所述预设张紧力，则判定所述传动链条未张紧；以及
所述转速检测单元在所述传动链条张紧的情况下，检测所述电动车的驱动轮转速和牙盘转速；
所述控制器在所述传动链条未张紧的情况下，控制所述电驱动系统停止工作。
3.根据权利要求1所述的电动车档位控制系统，其特征在于，还包括：
速度检测单元，用于检测所述电动车的实时行走速度；以及
所述电动车档位控制系统在所述实时行走速度大于预设速度时，对所述电动车的档位进行控制。
4.根据权利要求1所述的电动车档位控制系统，其特征在于，还包括：
设置单元，用于设置所述控制器中功率管的最大占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
5.根据权利要求4所述的电动车档位控制系统，其特征在于，所述设置单元还用于设置所述控制器中功率管的最小占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，所述最大启动力与所述最大速度负相关。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动车档位控制系统，其特征在于，还包括：
操作信号生成单元，用于根据用户的操作动作生成相应的操作信号；以及
所述控制器还用于根据所述操作信号生成相应的控制命令，以控制所述电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
7.一种电动车档位控制方法，其特征在于，包括：
步骤204，检测电动车的驱动轮转速和牙盘转速，并计算出所述驱动轮转速和所述牙盘转速的比值；
步骤206，将所述比值与预设变速比进行比较，确定与所述比值最接近的预设变速比，并获取该预设变速比对应的预设档位；
步骤208，控制器控制电驱动系统根据所述预设档位对应的输出功率进行工作。
8.根据权利要求7所述的电动车档位控制方法，其特征在于，在所述步骤204之前，还包括：
步骤202，判断所述电动车的传动链条的实时张紧力是否大于或等于预设张紧力，若所述实时张紧力大于或等于所述预设张紧力，则判定所述传动链条张紧，并进入所述步骤204；若所述实时张紧力小于所述预设张紧力，则判定所述传动链条未张紧，所述控制器控制所述电驱动系统停止工作。
9.根据权利要求7所述的电动车档位控制方法，其特征在于，在所述步骤204之前，还包括：
步骤202，检测所述电动车的实时速度，并在所述实时速度大于预设速度时，进入所述步骤204。
10.根据权利要求7所述的电动车档位控制方法，其特征在于，还包括：
设置所述控制器中功率管的最大占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大速度。
11.根据权利要求10所述的电动车档位控制方法，其特征在于，还包括：
设置所述控制器中功率管的最小占空比，以调节所述电驱动系统在不同的预设档位下所提供的最大启动力，其中，所述最大启动力与所述最大速度负相关。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的电动车档位控制方法，其特征在于，还包括：
根据用户的操作动作生成相应的操作信号，所述控制器根据所述操作信号生成相应的控制命令，以控制所述电驱动系统以相应的输出功率进行工作。
13.一种电动车，其特征在于，包括：
如权利要求1至6中任一项所述的电动车档位控制系统。
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|---|---|---|---|
| CN2012103890275A CN102897277A (zh) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 电动车档位控制系统、电动车档位控制方法和电动车 |
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| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109640218A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-16 | 歌尔科技有限公司 | 音箱旋转机构的供电方法及音箱 |
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| CN1247144A (zh) * | 1998-07-07 | 2000-03-15 | 李书贤 | 电动助力车的省力助力装置 |
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| CN202879736U (zh) * | 2012-10-15 | 2013-04-17 | 浙江绿源电动车有限公司 | 电动车挡位控制系统和电动车 |
-
2012
- 2012-10-15 CN CN2012103890275A patent/CN102897277A/zh active Pending
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