CN103112540B - 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 - Google Patents
一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103112540B CN103112540B CN201310056672.XA CN201310056672A CN103112540B CN 103112540 B CN103112540 B CN 103112540B CN 201310056672 A CN201310056672 A CN 201310056672A CN 103112540 B CN103112540 B CN 103112540B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle speed
- steering
- torque
- calibrated
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法。转向手把、转向输入轴与转矩传感器顺次相连，助力电机、电磁离合器、减速机构、转向输出轴、转向轮与车速传感器顺次相连；所述电子控制装置包括相连接的助力特性控制器和电流控制器，控制装置接收转矩传感器和车速传感器信号，通过控制助力电机及电磁离合器实施电动助力转向功能。本发明可以在电动自行车低速行驶时进行正向助力控制，中高速行驶时进行反向助力控制，根据电动自行车的运行工况改善其转向操纵稳定性和行驶安全性。特别是可以防止由于驾驶员施加的转向转矩过大或转向过急等引起的电动自行车的侧滑或侧翻，提高行驶安全性。
Description
技术领域
本发明属于电动自行车控制系统，特别是涉及一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法。
背景技术
电动自行车作为一种新型的交通工具，以零排放无污染、低噪音、低能耗、方便快捷等优点得到了迅速的发展，保有量逐年上升，但是由其引发的交通事故也大幅度攀升。究其原因，除了超速行驶、占道行驶等违法行为外，还有一些自身结构性能上存在的缺陷。针对电动自行车由于两轮触地的结构不稳定性和转向轻便导致其行驶稳定性差这一缺点，借鉴汽车电子助力转向控制，实现适合电动自行车的EPS，可以提高其转向操纵稳定性及行驶安全性，减少交通事故。
发明内容
本发明的目的是针对现有电动自行车控制系统的不足，提供一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法。
用于电动自行车的电动助力转向控制系统包括转向手把、转向输入轴、转矩传感器、减速机构、转向输出轴、转向轮、车速传感器、电子控制装置、助力电机及电磁离合器；转向手把、转向输入轴与转矩传感器顺次相连，助力电机、电磁离合器、减速机构、转向输出轴、转向轮与车速传感器顺次相连；所述电子控制装置包括相连接的助力特性控制器和电流控制器，控制装置接收转矩传感器和车速传感器信号，通过控制助力电机及电磁离合器实施电动助力转向功能。
用于电动自行车的电动助力转向控制方法是由车速传感器检测到的车速信号和转矩传感器检测到的驾驶员施加的转向转矩信号输入到电子控制装置，根据电子控制装置中的助力特性控制器进行正向助力和反向助力控制，产生助力电机目标电流，助力电机目标电流与电机反馈电流的偏差值通过电流控制器处理后控制助力电机产生助力转矩；
在实际车速V不大于标定车速V 3时，实施正向助力，助力特性控制器根据驾驶员施加的转向转矩T及实际车速V，确定助力电机目标电流I的大小;电流控制器根据该目标电流I与电机反馈电流的偏差值控制助力电机输出的助力转矩的大小，助力转矩随着驾驶员施加的转向转矩的增大而增大，采用曲线型助力；此外，实际车速越大，正向助力越小；正向助力特性曲线只标有三个标定车速V 1，V 2，V 3，当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大正向助力较小的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 1，V 2中间值时，采用标定车速V 2对应的助力特性曲线；
在实际车速达到标定车速V 4时，当驾驶员施加的转向转矩变化率△T大于阀值△T 4，并且驾驶员施加的转向转矩T超过阀值T b时，开启反向助力；每个实际车速对应的反向助力启动的转矩阀值和转矩变化率阀值都不同，转矩阀值和转矩变化率阀值都随着实际车速增加而变小，且达到标定车速V 6后，转矩阀值变为0；当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大反向助力较大的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 4，V 5中间值时，采用标定车速V 5对应的助力特性曲线。
本发明是以汽车电动助力转向系统为参考，针对电动自行车所设计的特色化助力转向系统，现有电动自行车上还未装配此系统，相对于传统电动自行车，增加了车速传感器、转矩传感器、助力电机、电子控制装置、电磁离合器、减速机构等。电动自行车根据车速传感器和转矩传感器的检测信号，决定助力电机的旋转方向和电流大小，从而完成实时控制助力转向。提出了新颖的电动自行车助力控制方法，依据车速、驾驶员施加的转向转矩及转矩变化率选取不同的助力特性，低速行驶时进行正向助力控制，中高速行驶时进行反向助力控制。特别是在电动自行车中高速行驶时，依据设定的转向转矩阀值及转矩变化率阀值开启反向助力控制，可以防止由于驾驶员施加的转向转矩过大或转向过急等引起的电动自行车的侧滑或侧翻，提高行驶安全性。
附图说明
图1是用于电动自行车的电动助力转向控制系统结构正面示意图；
图2是用于电动自行车的电动助力转向控制系统结构侧面示意图；
图3是本发明的控制原理图；
图4是本发明的助力特性曲线图；
图中：转向手把1、转向输入轴2、转矩传感器3、减速机构4、转向输出轴5、转向轮6、驾驶员施加的转向转矩信号7、车速传感器8、车速信号9、电子控制装置10、电流控制信号11、电机反馈电流12、助力电机13、电磁离合器14、电磁离合器控制信号15、助力特性控制器16、目标电流17、电流控制器18、助力转矩19。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参考图1和图2，用于电动自行车的电动助力转向控制系统包括转向手把1、转向输入轴2、转矩传感器3、减速机构4、转向输出轴5、转向轮6、车速传感器8、电子控制装置10、助力电机13及电磁离合器14；转向手把1、转向输入轴2与转矩传感器3顺次相连，助力电机13、电磁离合器14、减速机构4、转向输出轴5、转向轮6与车速传感器8顺次相连；所述电子控制装置10包括相连接的助力特性控制器16和电流控制器18，控制装置10接收转矩传感器3和车速传感器8信号，通过控制助力电机13及电磁离合器14实施电动助力转向功能。
参考图3和图4，用于电动自行车的电动助力转向控制方法是由车速传感器8检测到的车速信号9和转矩传感器3检测到的驾驶员施加的转向转矩信号7输入到电子控制装置10，根据电子控制装置10中的助力特性控制器16进行正向助力和反向助力控制，产生助力电机目标电流17，助力电机目标电流17与电机反馈电流12的偏差值通过电流控制器18处理后控制助力电机13产生助力转矩19；
在实际车速V不大于标定车速V 3时，实施正向助力，助力特性控制器16根据驾驶员施加的转向转矩T及实际车速V，确定助力电机目标电流I的大小;电流控制器18根据该目标电流I与电机反馈电流的偏差值控制助力电机输出的助力转矩的大小，助力转矩随着驾驶员施加的转向转矩的增大而增大，采用曲线型助力；此外，实际车速越大，正向助力越小；正向助力特性曲线只标有三个标定车速V 1，V 2，V 3，当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大正向助力较小的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 1，V 2中间值时，采用标定车速V 2对应的助力特性曲线；
在实际车速达到标定车速V 4时，当驾驶员施加的转向转矩变化率△T大于阀值△T 4，并且驾驶员施加的转向转矩T超过阀值T b时，开启反向助力；实际车速、驾驶员施加的转向转矩及其变化率三个条件，其中任何一个条件不满足都不会开启反向助力；设定转矩阀值T b的目的是当实际车速较低时，驾驶员施加低于转矩T b的小幅快速转向并不会引起电动自行车行驶不稳，此工况下不启动反向助力；每个实际车速对应的反向助力启动的转矩阀值和转矩变化率阀值都不同，转矩阀值和转矩变化率阀值都随着实际车速增加而变小，且达到标定车速V 6后，转矩阀值变为0；当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大反向助力较大的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 4，V 5中间值时，采用标定车速V 5对应的助力特性曲线。
电子控制装置还向电磁离合器发出电磁离合器控制信号，以实现辅助动力传递的通断。所述的助力电机产生的助力转矩经过减速机构减速增扭后，在输出上实现与驾驶员施加的转向转矩的叠加，共同控制转向轮转向。
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 (1)
1.一种用于电动自行车的电动助力转向控制方法，其特征在于由用于电动自行车的电动助力转向控制系统的车速传感器（8）检测到的车速信号（9）和转矩传感器（3）检测到的驾驶员施加的转向转矩信号（7）输入到电子控制装置（10），根据电子控制装置（10）中的助力特性控制器（16）进行正向助力和反向助力控制，产生助力电机目标电流（17），助力电机目标电流（17）与电机反馈电流（12）的偏差值通过电流控制器（18）处理后控制助力电机（13）产生助力转矩（19）；
车速V 1＜V 2＜V3＜V4＜V5＜V6＜ V 7，在实际车速V不大于标定车速V 3时，实施正向助力，助力特性控制器（16）根据驾驶员施加的转向转矩T及实际车速V，确定助力电机目标电流I的大小;电流控制器（18）根据该目标电流I与电机反馈电流的偏差值控制助力电机输出的助力转矩的大小，助力转矩随着驾驶员施加的转向转矩的增大而增大，采用曲线型助力；此外，实际车速越大，正向助力越小；正向助力特性曲线只标有三个标定车速V 1，V 2，V 3，当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大正向助力较小的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 1，V 2中间值时，采用标定车速V 2对应的助力特性曲线；
在实际车速达到标定车速V 4时，当驾驶员施加的转向转矩变化率△T大于阀值△T 4，并且驾驶员施加的转向转矩T超过阀值T b时，开启反向助力；每个实际车速对应的反向助力启动的转矩阀值和转矩变化率阀值都不同，转矩阀值和转矩变化率阀值都随着实际车速增加而变小，且达到标定车速V 6后，转矩阀值变为0；当实际车速为两个标定车速中间值时，取标定车速较大反向助力较大的助力特性曲线，当实际车速为标定车速V 4，V 5中间值时，采用标定车速V 5对应的助力特性曲线；
所述用于电动自行车的电动助力转向控制系统包括转向手把（1）、转向输入轴（2）、转矩传感器（3）、减速机构（4）、转向输出轴（5）、转向轮（6）、车速传感器（8）、电子控制装置（10）、助力电机（13）及电磁离合器（14）；转向手把（1）、转向输入轴（2）与转矩传感器（3）顺次相连，助力电机（13）、电磁离合器（14）、减速机构（4）、转向输出轴（5）、转向轮（6）与车速传感器（8）顺次相连；所述电子控制装置（10）包括相连接的助力特性控制器（16）和电流控制器（18），控制装置（10）接收转矩传感器（3）和车速传感器（8）信号，通过控制助力电机（13）及电磁离合器（14）实施电动助力转向功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310056672.XA CN103112540B (zh) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310056672.XA CN103112540B (zh) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103112540A CN103112540A (zh) | 2013-05-22 |
| CN103112540B true CN103112540B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=48410943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310056672.XA Active CN103112540B (zh) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103112540B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109292033A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-01 | 江苏金彭车业有限公司 | 一种防止拐弯翻车的电动车 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013214517A1 (de) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Fahrrad mit elektrischem Lenkeingriff sowie Verfahren zur Stabilisierung des Fahrrads sowie Verfahren zur taktilen Informationsübermittlung an den Fahrer |
| JP2017088091A (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 株式会社シマノ | 自転車用ドライブユニット |
| DE102018212453A1 (de) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Robert Bosch Gmbh | Regelverfahren zur Anpassung eines Fahrverhaltens eines Elektrofahrrads beim Schieben des Elektrofahrrads, Steuergerät und Elektrofahrrad |
| CN110138286A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-08-16 | 哈尔滨理工大学 | 一种永磁开关磁链电机及转矩控制方法 |
| WO2024148558A1 (zh) * | 2023-01-12 | 2024-07-18 | 威刚科技股份有限公司 | 车头辅助控制方法、车头辅助系统及机车 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102099997A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-06-15 | 日本精工株式会社 | 电动动力转向装置 |
| CN102229347A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-11-02 | 纽贝耳汽车(杭州)有限公司 | 电动汽车电动助力转向系统及其转向助力方法 |
| CN203111409U (zh) * | 2013-02-22 | 2013-08-07 | 浙江大学 | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统 |
-
2013
- 2013-02-22 CN CN201310056672.XA patent/CN103112540B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102099997A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-06-15 | 日本精工株式会社 | 电动动力转向装置 |
| CN102229347A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-11-02 | 纽贝耳汽车(杭州)有限公司 | 电动汽车电动助力转向系统及其转向助力方法 |
| CN203111409U (zh) * | 2013-02-22 | 2013-08-07 | 浙江大学 | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109292033A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-01 | 江苏金彭车业有限公司 | 一种防止拐弯翻车的电动车 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103112540A (zh) | 2013-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103112540B (zh) | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统及其方法 | |
| CN107089261B (zh) | 一种集成eps的分布式驱动汽车转向控制系统及方法 | |
| CN102173293B (zh) | 一种电动汽车驱动力矩的控制方法、装置及系统 | |
| CN203111409U (zh) | 一种用于电动自行车的电动助力转向控制系统 | |
| CN105620474A (zh) | 一种具有多模式的四轮轮毂驱动电动汽车主动避障方法 | |
| CN106184350A (zh) | 一种多模式的四轮转向系统及转向模式控制方法 | |
| CN109835413B (zh) | 车辆转向控制方法、装置和系统、车辆 | |
| CN107161210A (zh) | 一种分布式驱动电动汽车的差动助力转向控制系统及方法 | |
| CN107985308B (zh) | 基于可拓逻辑的主动避撞系统及该系统的模式切换方法 | |
| US20070246287A1 (en) | Steering control device for vehicle | |
| JP6898843B2 (ja) | 電動車両の制御装置、制御方法および制御システム | |
| CN106741177B (zh) | 机动车辆、防打滑方法及防打滑系统 | |
| US8972113B2 (en) | Electric power steering system | |
| EP2700565A3 (en) | Electric power steering system | |
| CN101722983A (zh) | 可变传动比的电动助力转向系统及其传动比控制方法 | |
| KR970069717A (ko) | 차량의 거동 제어장치 | |
| CN101332833A (zh) | 一种包含特殊工况的汽车电动助力转向系统及其控制方法 | |
| WO2016152632A1 (ja) | 車両制御装置及び車両制御方法 | |
| US8768592B2 (en) | Reducing the steering torque during braking maneuvers | |
| CN208376729U (zh) | 一种线控转向和制动系统 | |
| CN109664939B (zh) | 一种线控转向系统及其控制方法 | |
| CN205059312U (zh) | 一种电动汽车驱动系统 | |
| CN106945719A (zh) | 一种复合转向系统及其模式切换方法 | |
| CN206781743U (zh) | 具有多种避撞模式的汽车差速转向系统 | |
| CN104309681A (zh) | 一种实现智能车辆的自主转向的方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |