CN105946580A - 电动三轮车转向防侧翻控制方法及采用该方法的三轮车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动三轮车转向防侧翻控制方法及采用该方法的三轮车，本发明通过检测三轮车的转向角度和三轮车的重量，从而测算出三轮车在此状态下的最高行进速度，再通过该最高行进速度与实际行进速度进行对比，从而控制实际行进速度低于最高行进速度，进而保证转弯时的行车安全。

Description

电动三轮车转向防侧翻控制方法及采用该方法的三轮车
技术领域
本发明涉及一种电动三轮车转向防侧翻控制方法及采用该方法的三轮车，属于民用领域。
背景技术
三轮车自问世以来，因其经济实用而受到人们的青睐，特别是小商小贩对其尤其追捧。但因为三轮车支撑点少，特别是仅有一个前轮支撑点，加之底盘较轻，在转向时极易发生侧翻事故。行业内对如何防止三轮车的侧翻有较多的研究，但是之前的研究大都集中在增加减震器性能和增加底盘重量等如何保持车身稳定性的方向上，厂家也是在操作手册上提醒使用者在转向时要减速、慢行，但是这些都无法从根本上解决车辆在转向时因离心力过大而侧翻。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种电动三轮车转向防侧翻控制方法及采用该方法的三轮车，能够自动控制三轮车转弯时的速度，保证三轮车转弯时的速度位于安全速度之内，从而从根本上杜绝三轮车转弯时发生侧翻的可能性。
本发明所采用的技术方案为：
一种电动三轮车转向防侧翻控制方法，包括：
步骤1：检测三轮车的转向角度，并将该转向角度信号传递给控制器；
步骤2：检测三轮车的实际行进速度，并将该实际行进速度信号传递给控制器；
步骤3：控制器根据转向角度，自动计算出三轮车在该转向角度下的最高行进速度；
步骤4：控制器比较实际行进速度和最高行进速度，当实际行进速度>最高行进速度时，控制器控制EABS系统通过电磁阻尼降低电机转速，进而降低三轮车的实际行进速度，直至三轮车的实际行进速度≦最高行进速度，控制器控制EABS系统解除电磁阻尼；或者，当实际行进速度≦最高行进速度时，控制器控制EABS系统保持解除电磁阻尼状态。
该方法还包括检测三轮车的实际重量，并将该实际重量信号传递给控制器；
控制器根据转向角度和实际重量，自动计算出三轮车在该转向角度和该实际重量的情况下的最高行进速度。
进一步的技术方案为：最高行进速度符合以下关系：
其中：V限为最高行进速度，V设为三轮车直行理论最高值；α为转向角度；m车为三轮车裸车重量；m总为三轮车实际重量；V基为三轮车基本行驶速度。
进一步的技术方案为：V设的取值范围为50-70km/h，V基的取值范围为0-8km/h，
α的取值范围为X-90°，只有当三轮车的转向角度>X时，控制器才会进行步骤4。
进一步的技术方案为：X的取值范围为1°-5°。
本发明还提供了一种三轮车，包括三轮车本体、电机、控制器、EABS系统、称重传感器、测速传感器和角度传感器，
所述电机驱动所述三轮车本体前进；
所述称重传感器测量三轮车的实际重量；
所述测速传感器测量三轮车的实际行驶速度；
所述角度传感器测量三轮车车把的转动角度；
所述控制器控制EABS系统的电磁阻尼的开启与关闭；
所述EABS系统的输出端与所述电机的控制端连接，所述称重传感器与所述控制器电连接，所述测速传感器与所述控制器电连接，所述角度传感器与所述控制器电连接，所述控制器的输出端与所述EABS系统的控制端电连接。
进一步的技术方案为：所述角度传感器为编码器，所述编码器安装在所述三轮车车把内。
本发明的有益效果：本发明通过检测三轮车的转向角度和三轮车的重量，从而测算出三轮车在此状态下的最高行进速度，再通过该最高行进速度与实际行进速度进行对比，从而控制实际行进速度低于最高行进速度，进而保证转弯时的行车安全。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供了一种电动三轮车转向防侧翻控制方法，包括以下步骤：
步骤1：检测三轮车的转向角度，并将该转向角度信号传递给控制器；
步骤2：检测三轮车的实际重量，并将该实际重量信号传递给控制器；
步骤3：检测三轮车的实际行进速度，并将该实际行进速度信号传递给控制器；
步骤4：控制器根据转向角度和实际重量，自动计算出三轮车在该转向角度和该实际重量的情况下的最高行进速度；
步骤5：控制器比较实际行进速度和最高行进速度，当实际行进速度>最高行进速度时，控制器控制EABS系统通过电磁阻尼降低电机转速，进而降低三轮车的实际行进速度，直至三轮车的实际行进速度≦最高行进速度，控制器控制EABS系统解除电磁阻尼；或者，当实际行进速度≦最高行进速度时，控制器控制EABS系统保持解除电磁阻尼状态。
需要说明的是，步骤1、步骤2和步骤3是同时进行的，并无先后顺序。
具体而言，就是根据三轮车的转弯的角度以及三轮车的总重（实际重量）得到一个三轮车在该转弯角度进行转弯时的安全速度（最高行进速度），在该安全速度下，三轮车进行转弯时不会发生侧翻的，因而只需保证三轮车的实际行进速度≦安全速度（最高行进速度），三轮车便不会发生侧翻，从而保证三轮车在转弯过程中的行车安全。
当三轮车的实际行进速度>最高行进速度时，控制器控制EABS系统通过电磁阻尼降低电机转速，进而降低三轮车的实际行进速度，最终确保实际行进速度≦最高行进速度。
需要说明的是，三轮车在转弯时，转弯角度逐渐变大，相应的最高行进速度也会逐渐变小，当转弯角度到达某一值时（实际行进速度=最高行进速度），转弯角度继续变大，最高行进速度变小，控制器便会（通过EABS系统）控制电机的速度变小，进而确保实际行进速度变小（保证实际行进速度≦最高行进速度），因而不管在任何一个时间点均能保证实际行进速度≦最高行进速度。
同理，在同一个转弯角度下，三轮车的重量越大，最高行进速度应越小。
考虑到现实实际情况，三轮车的行驶速度不会超过60km/h，而且在三轮车转弯（包含原地掉头）时，其转弯角度≦90°。
发明人综合以上所有情况，发明人经过长期实验，最终得到以下结论：
最高行进速度应符合以下关系：
其中：V限为最高行进速度，V设为三轮车直行理论最高值；α为转向角度；m车为三轮车裸车重量；m总为三轮车实际重量；V基为三轮车基本行驶速度。
在实际操作时，V设、m总和V基均为常数，是预先进行设置的。
m总的数值大于m车的数值，m总包含m车以及三轮车上的货物的重量。
因而以上公式只存在两个变量分别为α和m总，这两个数值可通过对三轮车（通过角度传感器和称重传感器）的实时检测得到。
因而可以计算得到三轮车任何时间点的V限，再跟该实际行进速度进行对比，进而确定是否控制EABS系统通过电磁阻尼降低电机转速。
通过以上公式，可以发现在转向角度α=90°时，V限=V基，此时最高行进速度最小。
通常V基的取值范围为0-8km/h，通常设定为5km/h。也就是说，在转向角度为90°时，三轮车以低于5km/h的速度进行转弯。
V设的取值范围为50-70km/h，通常为60km/h。
发明人考虑到，在三轮车的正常行驶时（不拐弯时），三轮车车把会在一个较小的角度范围内来回转动，但此时，三轮车依然处于直行状态，只不过是为了保持三轮车行驶的稳定性，三轮车的车把会来回的转动，如果将该情况定义为转弯，变回使得三轮车行驶的速度受到大大的影响，从而影响三轮车正常行驶的速度。
针对上述情况，将α的取值范围限定为X-90°，也就是说，只有当三轮车的转向角度>X时，控制器才会计算最高行进速度V限。从而排除三轮车正常行驶过程中的来回小幅度转动。这也就意味着在转向角度<X时，三轮车的实际行进速度不受控制器的影响。
X的取值范围为1°-5°，优选3°。
参见图1，本发明还提供了一种三轮车，包括三轮车本体、电机、控制器、EABS系统、称重传感器、测速传感器和角度传感器，所述电机驱动所述三轮车本体前进；所述称重传感器测量三轮车的实际重量；所述测速传感器测量三轮车的实际行驶速度；所述角度传感器测量三轮车车把的转动角度；所述控制器控制EABS系统的电磁阻尼的开启与关闭；所述EABS系统的输出端与所述电机的控制端连接，所述称重传感器与所述控制器电连接，所述测速传感器与所述控制器电连接，所述角度传感器与所述控制器电连接，所述控制器的输出端与所述EABS系统的控制端电连接。
所述角度传感器为编码器，所述编码器安装在所述三轮车车把内。
其具体工作过程，在电动三轮车转向防侧翻控制方法中已经详细描述，再次就不再赘述。
需要说明的是，称重传感器所测量的是三轮车所载货物的重量m货，即m总=m货+m车。

Claims (7)

1.一种电动三轮车转向防侧翻控制方法，包括：
步骤1：检测三轮车的转向角度，并将该转向角度信号传递给控制器；
步骤2：检测三轮车的实际行进速度，并将该实际行进速度信号传递给控制器；
步骤3：控制器根据转向角度，自动计算出三轮车在该转向角度下的最高行进速度；
步骤4：控制器比较实际行进速度和最高行进速度，当实际行进速度>最高行进速度时，控制器控制EABS系统通过电磁阻尼降低电机转速，进而降低三轮车的实际行进速度，直至三轮车的实际行进速度≦最高行进速度，控制器控制EABS系统解除电磁阻尼；或者，当实际行进速度≦最高行进速度时，控制器控制EABS系统保持解除电磁阻尼状态。
2.根据权利要求1所述的电动三轮车转向防侧翻控制方法，其特征在于：还包括检测三轮车的实际重量，并将该实际重量信号传递给控制器；
控制器根据转向角度和实际重量，自动计算出三轮车在该转向角度和该实际重量的情况下的最高行进速度。
3.根据权利要求2所述的电动三轮车转向防侧翻控制方法，其特征在于：最高行进速度符合以下关系：
其中：V限为最高行进速度，V设为三轮车直行理论最高值；α为转向角度；m车为三轮车裸车重量；m总为三轮车实际重量；V基为三轮车基本行驶速度。
4.根据权利要求3所述的电动三轮车转向防侧翻控制方法，其特征在于：V设的取值范围为50-70km/h，V基的取值范围为0-8km/h，
α的取值范围为X-90°，只有当三轮车的转向角度>X时，控制器才会进行步骤4。
5.根据权利要求4所述的电动三轮车转向防侧翻控制方法，其特征在于：X的取值范围为1°-5°。
6.采用权利要求1-5任一项所述的控制方法的三轮车，其特征在于：包括三轮车本体，所述三轮车本体上安装有电机、控制器、EABS系统、称重传感器、测速传感器和角度传感器，
所述电机驱动所述三轮车本体前进；
所述称重传感器测量三轮车的实际重量；
所述测速传感器测量三轮车的实际行驶速度；
所述角度传感器测量三轮车车把的转动角度；
所述控制器控制EABS系统的电磁阻尼的开启与关闭；
所述EABS系统的输出端与所述电机的控制端连接，所述称重传感器与所述控制器电连接，所述测速传感器与所述控制器电连接，所述角度传感器与所述控制器电连接，所述控制器的输出端与所述EABS系统的控制端电连接。
7.根据权利要求6所述的三轮车，其特征在于：所述角度传感器为编码器，所述编码器安装在所述三轮车车把内。
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