CN106740749A - 电动车的整车控制系统、电动车的制动管理系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动车的制动管理方法，根据驾驶员踩下的踏板的位置和踏板位置的变化速度来预判驾驶员的驾驶意图，根据不同的刹车意图，采取不同的制动方案，合理地安排机械刹、电子刹和电磁刹的介入时机和刹车力度，辅助驾驶员对电动车进行控制，延长驾驶员遇到紧急状况时的反映时间，提高单踏板电动车的制动性能和驾驶安全性。

Description

电动车的整车控制系统、电动车的制动管理系统及其方法
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车的整车控制系统、一种电动车的制动管理系统以及一种电动车的制动管理方法。
背景技术
汽车保有量的不断攀升引发了一系列问题。大多数汽车燃烧汽油、柴油、天然气等化石燃料，地球上化石燃料的储量是有限的，数量巨大且不断增加的汽车数量使能源危机日益严重。传统汽车的重量一般1500kg左右，有效载荷只有100kg左右，大部分能源浪费在无效载荷上，造成了严重的能源浪费。另外，传统汽车体积庞大，一般汽车占地面积约10平方米，汽车数量的增长使得交通拥塞和停车位紧张的问题越来越严重。
近年来，电动车受到越来越多消费者的欢迎。电动车价格比传统汽车低，用于电动车充电的费用也比汽车加油的费用低；电动车灵活小巧，在非机动车道行驶，一般不会遇到交通堵塞，也更容易找到停车位；电动车没有尾气排放，不会污染环境。
公开号为CN104554199A，公开日为2015.4.29的中国专利公开了一种电动车辆的单踏板速度控制系统，包括速度控制踏板、踏板位置传感器、速度控制器、制动阀和复位弹簧；只用一个踏板实现电动车辆的启动、加速、匀速行驶、减速和制动过程；踏板行程分为两个区域，位于上部的区域为速度调节区，位于下部的区域为制动区，踏板位于制动区时，踏板通过连杆直接将踩踏力作用在制动阀上，踏板位于速度调节区时，踏板与制动阀分离。踏板初始位置位于速度调节区的顶端，当用脚踩压踏板时，踏板逐渐向制动区移动，当完全松开踏板时，踏板恢复到初始位置。这种电动车辆的单踏板速度控制系统用一个速度控制踏板代替传统车辆控制的油门和刹车踏板，速度控制器根据施加在踏板上的操作自动完成启动、电机转速调节和制动，降低了驾驶电动车辆的复杂度，杜绝了误操作的可能性，便于快速掌握驾驶技术。但是这种电动车辆的单踏板速度控制系统的制动系统还不够完善，当驾驶员遇到紧急状况，急忙踩下踏板时，光凭制动阀这种机械刹来制动不足以避免和减轻事故导致的伤害和损失。因此对于这种单踏板的电动车应该在制动系统和制动方法上进行改进，提高车辆行驶的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了对单踏板的电动车的制动系统和制动方法进行改进，本发明提供了一种电动车的制动管理系统、一种电动车的制动管理方法以及一种电动车的整车控制系统来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动车的制动管理方法，包括以下步骤：
S1、实时检测踏板的位置并计算踏板的位置变速，实时检测车速，实时检测车轮转速；
S2、当踏板进入制动区域，对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
S3、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，同时启动机械刹和电子刹，将电子刹的刹车力调至最大；
当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速小于车速阈值时只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当判断驾驶员的驾驶意图为缓刹时只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
S4、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速大于或等于车速阈值时同时启动机械刹和电子刹后，当车轮转速大于零时，启动电磁刹，将电磁刹的刹车力调至最大。
作为优选，在所述步骤S3和S4中，控制电子刹和电磁刹周期性地输出刹车力。
另外，还包括步骤S5、当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时启动电磁刹。
作为优选，当踏板进入制动区域时，切断电机的电源。
本发明还提供了一种电动车的整车控制系统，包括：
存储单元，被配置为存储急刹位置阈值、急刹变速阈值和车速阈值；
数据获取单元，被配置为获取踏板的位置、车速和车轮转速；
计时单元，被配置为记录获取踏板的位置的时刻；
计算单元，被配置为计算踏板的位置变速；
判断单元，被配置为当踏板进入制动区域，对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
制动单元：
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，被配置为启动电子刹，并将电子刹的刹车力调至最大；启动电子刹后车轮转速大于零，还被配置为启动电磁刹，并将电磁刹的刹车力调至最大；
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速小于车速阈值时，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当驾驶员的驾驶意图为缓刹，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力。
作为优选，所述存储单元还被配置为存储第一占空比和第二占空比，所述制动单元被配置为根据第一占空比向电子刹输出信号，控制电子刹周期性地输出刹车力；所述制动单元被配置为根据第二占空比向电磁刹输出信号，控制电磁刹周期性地输出刹车力。
作为优选，所述存储单元还被配置为存储停车时间阈值，所述判断单元还被配置为当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时制动单元被配置为启动电磁刹。
作为优选，还包括断电单元，当踏板进入制动区域时，被配置为切断电机的电源。
一种电动车的制动管理系统，包括：
位置传感器，用于检测踏板的位置；
直流电机，所述直流电机包括转子和检测所述转子位置的霍尔传感器；
机械刹，所述机械刹装配在电动车的踏板与刹车盘之间，当踏板被踩下并进入制动区域时，机械刹对刹车盘进行制动；
电磁刹，所述电磁刹与所述直流电机的输出轴连接；
电机控制器，所述电机控制器与所述直流电机的电源端电连接；
电源，所述电源与电机控制器连接；
整车控制器，所述整车控制器分别与所述位置传感器、霍尔传感器、电磁刹和电机控制器连接。
具体的，所述位置传感器为设置在所述踏板的转轴上的角度传感器，所述机械刹为液压制动器。
本发明的有益效果是，这种电动车的电动车的制动系统及其管理方法根据驾驶员踩下的踏板的位置和踏板位置的变化速度来预判驾驶员的驾驶意图，根据不同的刹车意图，采取不同的制动方案，合理地安排机械刹、电子刹和电磁刹的介入时机和刹车力度，辅助驾驶员对电动车进行控制，延长驾驶员遇到紧急状况时的反映时间，提高单踏板电动车的制动性能和驾驶安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电动车的制动管理方法的最优实施例的流程图。
图2是本发明的电动车的整车控制系统的最优实施例的框架图。
图3是本发明的电动车的制动管理系统的最优实施例的硬件图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
如图1所示，本发明提供了一种电动车的制动管理方法，包括以下步骤：
S1、实时检测踏板的位置并计算踏板的位置变速，实时检测车速，实时检测车轮转速；踏板为这种电动车上调速和制动二合一的两用单踏板，将踏板的运动区域分为调速区和制动区，踏板的最高位与分界位之间为调速区，分界位与最低位之间为制动区，
S2、当踏板进入制动区域，切断电机的电源，不再给电机提供动力；对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
人在遇到紧急情况并进行急刹时一般都是猛烈地踩下踏板，所以当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；由于女性、男性、年轻人、老年人等不人群的脚力存在一定差距，所以可以根据驾驶员的实际情况对急刹位置阈值和急刹变速阈值进行设置，从而能够更准确的对驾驶员的驾驶意图进行判断；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
S3、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，同时启动机械刹和电子刹，将电子刹的刹车力调至最大；机械刹直接受到踏板的控制，当踏板进入制动区时，机械刹便会根据踏板的深度输出相应大小的刹车力，而电子刹是由整车控制器向电机控制器发出刹车信号，电机控制器控制电机产生与车轮转动方向相反的电磁转矩，阻碍车轮的转动，从而形成刹车力，通过调节电磁转矩就可以调节电子刹的刹车力；
当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速小于车速阈值时，说明车速并不快，可以选择只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当判断驾驶员的驾驶意图为缓刹时可以选择只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
S4、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速大于或等于车速阈值时同时启动机械刹和电子刹后，当车轮转速大于零时，启动电磁刹，将电磁刹的刹车力调至最大。
在步骤S3和S4中，控制电子刹和电磁刹周期性地输出刹车力，实现点刹，防止轮胎抱死。
S5、当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时启动电磁刹。
如图2所示，本发明还提供了一种电动车的整车控制系统，包括：
存储单元，被配置为存储急刹位置阈值、急刹变速阈值和车速阈值；
数据获取单元，被配置为获取踏板的位置、车速和车轮转速；
计时单元，被配置为记录获取踏板的位置的时刻；
计算单元，被配置为计算踏板的位置变速；当踏板被快速压下，将踏板两点位置之间的差值除以两点之间的时间差就可以得到踏板的位置变速；
断电单元，当踏板进入制动区域时，被配置为切断电机的电源；
判断单元，被配置为当踏板进入制动区域，对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
制动单元：
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，被配置为启动电子刹，并将电子刹的刹车力调至最大；启动电子刹后车轮转速大于零，还被配置为启动电磁刹，并将电磁刹的刹车力调至最大；
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速小于车速阈值时，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当驾驶员的驾驶意图为缓刹，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力。
存储单元还被配置为存储第一占空比和第二占空比，制动单元被配置为根据第一占空比向电子刹输出信号，控制电子刹周期性地输出刹车力；制动单元被配置为根据第二占空比向电磁刹输出信号，控制电磁刹周期性地输出刹车力。
存储单元还被配置为存储停车时间阈值，判断单元还被配置为当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时制动单元被配置为启动电磁刹。
如图3所示，本发明还提供了一种电动车的制动管理系统，包括：
位置传感器，用于检测踏板的位置，位置传感器为设置在踏板的转轴上的角度传感器；角度传感器检测转轴的转动角度，转动角度可以与踏板的位置对应上；
直流电机，直流电机包括转子和检测转子位置的霍尔传感器；
机械刹，机械刹装配在电动车的踏板与刹车盘之间，当踏板被踩下并进入制动区域时，机械刹对刹车盘进行制动，机械刹为液压制动器；机械刹直接受到踏板的控制，当踏板进入制动区时，机械刹便会根据踏板的深度输出相应大小的刹车力；
电磁刹，电磁刹与直流电机的输出轴连接；
电机控制器，电机控制器与直流电机的电源端电连接；
电源，电源与电机控制器连接；
整车控制器，整车控制器分别与位置传感器、霍尔传感器、电磁刹和电机控制器连接；整车控制器根据霍尔传感器检测到的数据计算出车速和车轮转速；电子刹是由整车控制器向电机控制器发出刹车信号，电机控制器控制电机产生与车轮转动方向相反的电磁转矩，阻碍车轮的转动，从而形成刹车力，通过调节电磁转矩就可以调节电子刹的刹车力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种电动车的制动管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实时检测踏板的位置并计算踏板的位置变速，实时检测车速，实时检测车轮转速；
S2、当踏板进入制动区域，对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
S3、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，同时启动机械刹和电子刹，将电子刹的刹车力调至最大；
当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速小于车速阈值时只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当判断驾驶员的驾驶意图为缓刹时只启动机械刹或同时启动机械刹和电子刹，当同时启动机械刹和电子刹时，根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
S4、当判断驾驶员的驾驶意图为急刹时，并且车速大于或等于车速阈值时同时启动机械刹和电子刹后，当车轮转速大于零时，启动电磁刹，将电磁刹的刹车力调至最大。
2.如权利要求1所述的电动车的制动管理方法，其特征在于：在所述步骤S3和S4中，控制电子刹和电磁刹周期性地输出刹车力。
3.如权利要求2所述的电动车的制动管理方法，其特征在于：还包括步骤S5、当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时启动电磁刹。
4.如权利要求1~3任一项所述的电动车的制动管理方法，其特征在于：当踏板进入制动区域时，切断电机的电源。
5.一种电动车的整车控制系统，其特征在于，包括：
存储单元，被配置为存储急刹位置阈值、急刹变速阈值和车速阈值；
数据获取单元，被配置为获取踏板的位置、车速和车轮转速；
计时单元，被配置为记录获取踏板的位置的时刻；
计算单元，被配置为计算踏板的位置变速；
判断单元，被配置为当踏板进入制动区域，对驾驶员的驾驶意图进行判断，判断过程如下：
当踏板的位置大于或等于急刹位置阈值并且踏板的位置变速大于或等于急刹变速阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为急刹；
否则，判断驾驶员的驾驶意图为缓刹；
制动单元：
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速大于或等于车速阈值时，被配置为启动电子刹，并将电子刹的刹车力调至最大；启动电子刹后车轮转速大于零，还被配置为启动电磁刹，并将电磁刹的刹车力调至最大；
当驾驶员的驾驶意图为急刹，并且车速小于车速阈值时，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力；
当驾驶员的驾驶意图为缓刹，被配置为启动电子刹，启动电子刹时根据车速的变化调节电子刹的刹车力。
6.如权利要求5所述的电动车的整车控制系统，其特征在于：所述存储单元还被配置为存储第一占空比和第二占空比，所述制动单元被配置为根据第一占空比向电子刹输出信号，控制电子刹周期性地输出刹车力；所述制动单元被配置为根据第二占空比向电磁刹输出信号，控制电磁刹周期性地输出刹车力。
7.如权利要求6所述的电动车的整车控制系统，其特征在于：所述存储单元还被配置为存储停车时间阈值，所述判断单元还被配置为当车速为零的持续时间等于停车时间阈值时，判断驾驶员的驾驶意图为停车，此时制动单元被配置为启动电磁刹。
8.如权利要求5~7任一项所述的电动车的整车控制系统，其特征在于：还包括断电单元，当踏板进入制动区域时，被配置为切断电机的电源。
9.一种电动车的制动管理系统，其特征在于，包括：
位置传感器，用于检测踏板的位置；
直流电机，所述直流电机包括转子和检测所述转子位置的霍尔传感器；
机械刹，所述机械刹装配在电动车的踏板与刹车盘之间，当踏板被踩下并进入制动区域时，机械刹对刹车盘进行制动；
电磁刹，所述电磁刹与所述直流电机的输出轴连接；
电机控制器，所述电机控制器与所述直流电机的电源端电连接；
电源，所述电源与电机控制器连接；
整车控制器，所述整车控制器分别与所述位置传感器、霍尔传感器、电磁刹和电机控制器连接。
10.如权利要求9所述的电动车的制动管理系统，其特征在于：所述位置传感器为设置在所述踏板的转轴上的角度传感器，所述机械刹为液压制动器。
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