CN103963664B - 一种电动车起步调速方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车起步调速方法及装置，所述方法包括：检测电动车转把的输出电压；根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；根据比较结果调节控制信号的脉冲宽度调制PWM值；根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。本发明实施例提供的电动车起步调速方法及装置，根据转把的输出电压以及控制器与电动机之间的环路电流调节电动机对车轮的驱动力，与传统的调速方法相比，实现了不同输出电压下，驱动力的灵活调节，从而避免了电动车起步瞬间出现的猛冲现象。
Description
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域，尤其涉及一种电动车起步调速方法及装置。
背景技术
随着社会的发展，技术的进步，交通工具在人们的生活中越来越普遍，其中，电动车在人类生产和生活中扮演了越来越重要的角色。
现在市场上的电动车可通过转把控制电动车的电动机的转速，从而驱动电动车的车轮工作，当转把的旋转角度较小时，电动机的转速较低，车轮的速度也较低，当转把的旋转角度增大时，电动机的转速增加，车轮的速度也增大。传统的电动车为了达到目标速度，在电动车起步过程中，电动机会产生较大的驱动力，这种巨大的驱动力会使电动车出现猛冲一下的现象，也会给使用者的人身安全造成威胁。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电动车起步调速方法及装置，以在电动车起步过程中灵活调节电动机的驱动力度。
一方面，本发明实施例提供了一种电动车调速方法，所述方法包括：
检测电动车转把的输出电压；
根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；
检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；
根据比较结果调节控制信号的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)值；
根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
进一步的，根据比较结果确定PWM值，包括：
当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；
当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；
当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。
进一步的，所述输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围为14°～53°。
进一步的，根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值，包括：根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值。
进一步的，所述比例关系为：I＝a×V，其中，V为输出电压，I为环路电流门限值，a为不为零的正实数。
另一方面，本发明实施例还公开了一种电动车起步调速装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于检测电动车转把的输出电压；
确定模块，用于根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；
比较模块，用于检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；
第一调节模块，用于根据比较结果调节控制信号的脉冲宽度调制PWM值；
第二调节模块，用于根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
进一步的，所述第一调节模块具体用于：
当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；
当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；
当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。
进一步的，所述检测模块检测到的输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围为14°～53°。
进一步的，所述确定模块根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值。
进一步的，所述比例关系为：I＝a×V，其中，V为输出电压，I为环路电流门限值，a为不为零的正实数。
本发明实施例提供的电动车起步调速方法及装置，根据转把的输出电压以及控制器与电动机之间的环路电流调节电动机对车轮的驱动力，与传统的调速方法相比，实现了不同输出电压下，驱动力的灵活调节，从而避免了电动车起步瞬间出现的猛冲现象。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电动车起步调速方法的流程图；
图2是传统的电动车起步调速方法在不同的档位下的加速曲线图；
图3是本发明实施例提供的电动车起步调速方法在不同的档位下的加速曲线图；
图4是本发明实施例提供的电动车起步调速方法在起步后的工作流程图；
图5是本发明实施例提供的电动车起步调速装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
本发明实施例可适用于电动车起步过程中，尤其是大功率电动车的启动过程中，本发明实施例可通过电动车上的控制器来执行。
图1示出了本发明实施例提供的电动车起步调速方法的流程图，所述流程详述如下：
步骤101、检测电动车转把的输出电压。
本实施例中，电动车的转把旋转角度不同，输出的电压不同，例如，当转把旋转21°时，输出电压为1.3V，当转把旋转30°时，输出电压为2.5V。
步骤102、根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值。
电动车中环路电流为电动车控制器与电动机之间的电流，在电动车起步过程中，母线电流为控制器与电瓶之间的电流，在电动车工作程中，环路电流、母线电流和电动机的转速都在变化，但是在起步阶段，母线电流的变化起主导作用，所以本实施例中只给出了环路电流门限的确定过程。
本实施例中，由于转把在不同角度时的输出电压不同，所以根据转把的输出电压确定不同的环路电流门限值，所述环路电流为电动车控制器与电动机之间的电流。本实施例中，控制器可根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，并将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值，所述比例关系可以为：I＝a×V，其中，I为环路电流门限值，V为转把的输出电压，a为不为零的正实数。在实际应用中，可根据电动车功率的大小或用户的需求对a赋值。对于不同的输出电压，a可以相同也可以不同。
步骤103、检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较。
步骤104、根据比较结果调节控制信号的PWM值。
本实施例中，所述控制信号用于控制电动机的工作，不同的PWM值表示控制信号的占空比不同，可以预先设定一个初始PWM值，在电动车起步过程中，环路电流起主导作用，即当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。其中，PWM值变化率可根据实际需求来决定，本实施例中，可以将变化率设为1％，例如，初始PWM值为0，初始阶段所述实时环路电流小于所述环路电流门限值，将所述PWM值以1％的变化率增加，当所述PWM值增加到20％时，实时母线电流达到母线电流门限值，此时所述PWM值保持不变，当实时母线电流大于母线电流门限值时，所述PWM值开始以1％的变化率减少。
步骤105、根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
本实施例中，所述控制信号用于控制电动机中的驱动电路，从而驱动电动车的车轮，控制信号的PWM值的大小决定了电动机对车轮产生的驱动力的大小。电动机对车轮的驱动力越大，产生的加速度也大。
本实施例在电动车起步阶段，通过控制转把的旋转角度来控制电动机对车轮的驱动力，从而间接地控制了车轮的加速度，例如，电动车起步的瞬间，将转把旋转一个较小的角度，车轮即可获得一个较小的加速度，则电动车在到达目标速度时会需要相对较长的时间，从而避免了电动车在起步瞬间，猛冲一下的现象。
图2示出了不同的转把角度下，传统控制方法的加速度曲线图，图3输出了不同的转把角度下，本发明实施例控制方法的加速度曲线图，图2、图3中横坐标均为时间，纵坐标均为电动车的转速，图中每条曲线为不同的转把角度下，电动车在起步过程中，速度从零到达到目标速度的过程，曲线的斜率为电动车在起步过程中加速度的变化情况。图中描述的档位即为转把角度，档位越高表明转把角度越大。由图2可知，在0s～5s内，不同的档位对应的转速不同，所述转速即为该档位下电动车的目标速度，但不同的档位下，电动车的速度从零到达目标速度的加速度是一样的，即每条曲线的斜率是一致，这表明不同的档位下，电动机对车轮的驱动力相同的。由图3可知，不同的档位下，电动车的速度从零到达目标速度的加速度不一样的，即每条曲线的斜率不一致，档位越低，对应的加速度越小。在电动车的实际应用中，档位越低，目标速度越小，所以在相同的档位下，加速度越小，电动车的速度达到目标速度的时间越长，越会给人一种平稳、舒适的感觉。
传统的控制方式为了保证电动机的驱动力能够驱动电动车达到高档位的目标速度，通常会设定一个统一的、且相对较大的驱动力，即电动车的加速度保持一致，这样在低档位起步时，由于加速度过大，导致加速时间很短，从而出现了猛冲现象。而本发明实施例通过调节电动机的驱动力，改变了电动车的加速度，从而避免了起步过程中的猛冲现象。
本发明实施例提供的电动车起步调速方法，根据转把的输出电压以及控制器与电动机之间的环路电流调节电动机对车轮的驱动力，与传统的调速方法相比，实现了不同输出电压下，驱动力的灵活调节，从而避免了电动车起步瞬间出现的猛冲现象。
本实施例中，所述输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围可以为14°～53°。传统的转把转动角度范围通常为21°～45°，本实施例在传统电动车的转动角度的基础上进行了角度扩展，使得驱动力的调节更加精细，例如，对于功率一定的电动车设定驱动力的范围为10N～30N，在传统的转动角度范围内，控制器可通过4个档位来调节电动机的驱动力，即转把在传统角度范围内可输出4个电压，控制器分别根据每个电压确定一个驱动力。但采用本实施例提供的转角度范围，转把可输出6个电压，即控制器可通过6个档位来调节电动机的驱动力，从而使得驱动力的调节更加精细。
本实施例中，电动车在起步后，控制器可按照图4所示的流程工作，所述流程详述如下：
步骤401、检测转把的输出电压。
步骤402、根据所述输出电压确定母线电流门限值和转速门限值。
本实施例中，所述母线电流门限值和转速门限值均与所述输出电压成比例关系。
步骤403、检测实时母线电流和实时转速，并比较所述实时母线电流和所述母线电流门限值、所述实时转速和所述转速门限值。
步骤404、根据所述比较结果调节控制信号的PWM值。
通常情况下，电动车有一定速度但未达到目标速度时，由实时母线电流和母线电流门限值的比较结果来调节控制信号的PWM值。例如当实时母线电流大于母线电流门限值时，减小PWM值，当实时母线电流等于母线电流门限值时，保持PWM值不变，当实时母线电流小于母线电流门限值时，增加PWM值。当电动车在平直路面上完成加速达到目标速度，或电动车在下坡路面上行驶时，由实时转速和转速门限值的比较结果来调节控制信号的PWM值。
步骤405、根据所述控制信号的PWM控制电动机调节转速。
本实施例中，可设定PWM值增大时，转速增加，PWM值减小时，转速降低。所述转速即为电动车的速度。
图5示出了本发明实施例提供的电动车起步调速装置的示意图，所述装置包括：检测模块501、确定模块502、比较模块503、第一调节模块504和第二调节模块505。其中，所述检测模块501用于检测电动车转把的输出电压；所述确定模块502用于根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；所述比较模块503用于检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；所述第一调节模块504用于根据比较结果调节控制信号的脉冲宽度调制PWM值；所述第二调节模块505用于根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
本实施例中，所述第一调节模块504具体用于：当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。
本实施例中，所述检测模块501检测到的输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围为21°～53°。
所述确定模块502根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值。所述比例关系为：I＝a×V，其中，V为输出电压，I为环路电流门限值，a为不为零的正实数。
本发明实施例提供的电动车起步调速装置用于执行本发明任意实施例提供的电动车起步调速方法，具备相应的功能模块，可达到与所述方法相似的技术效果，此处不再赘述。
显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (8)
1.一种电动车起步调速方法，其特征在于，所述方法包括：
检测电动车转把的输出电压，所述输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围为14°～53°，在所述角度范围内，所述转把输出六个不同电压值；
根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；
检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；
根据比较结果调节控制信号的脉冲宽度调制PWM值；
根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
2.根据权利要求1所述的电动车起步调速方法，其特征在于，根据比较结果确定PWM值，包括：
当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；
当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；
当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。
3.根据权利要求1所述的电动车起步调速方法，其特征在于，根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值，包括：根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值。
4.根据权利要求3所述的电动车起步调速方法，其特征在于，所述比例关系为：I＝a×V，其中，V为输出电压，I为环路电流门限值，a为不为零的正实数。
5.一种电动车起步调速装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于检测电动车转把的输出电压，所述输出电压为所述电动车转把在预设转动角度范围内转动时，输出的电压，所述预设角度范围为14°～53°，在所述角度范围内，所述转把输出六个不同电压值；
确定模块，用于根据所述输出电压确定电动车的环路电流门限值；
比较模块，用于检测电动车的实时环路电流，并将所述实时环路电流与所述环路电流门限值进行比较；
第一调节模块，用于根据比较结果调节控制信号的脉冲宽度调制PWM值；
第二调节模块，用于根据所述控制信号的PWM值控制电动车的电动机调节驱动力，所述驱动力用于改变电动车的加速度。
6.根据权利要求5所述的电动车起步调速装置，其特征在于，所述第一调节模块具体用于：
当所述实时环路电流大于所述环路电流门限值时，减小所述PWM值；
当所述实时环路电流等于所述环路电流门限值时，保持所述PWM值不变；
当所述实时环路电流小于所述环路电流门限值时，增加所述PWM值。
7.根据权利要求5所述的电动车起步调速装置，其特征在于，所述确定模块根据预先设定的输出电压与环路电流门限值的比例关系，确定检测到的所述输出电压对应的环路电流门限值，将确定的环路电流门限值作为电动车的环路电流门限值。
8.根据权利要求7所述的电动车起步调速装置，其特征在于，所述比例关系为：I＝a×V，其中，V为输出电压，I为环路电流门限值，a为不为零的正实数。
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