CN106853775A - 飞车保护的启动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机控制领域，尤其涉及一种飞车保护的启动方法及装置,所述方法包括：采集调速信号电压值；计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。通过本发明使电动车可以及时识别出调速信号电压时高时低的问题，并及时启动飞车保护从而保障用户的人生安全。

Description

飞车保护的启动方法及装置

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其涉及一种飞车保护的启动方法及装置。

背景技术

电动车是人们常用的一种交通工具，其中电动车上的调速器承担着调节电动车速度的功能，一旦调速器出现异常，电动车很有可能出现不受控制全速前进的现象，这种全速前进的现象就叫“飞车”，“飞车”会严重威胁用户的生命安全。

目前市面上的电动车所采用的调速器飞车保护功能的启动方法，都是判断调速信号电压是否高于飞车保护阈值来确定是否启动飞车保护功能的。实际应用中，调速信号会有硬件滤波，软件在判断电压是否高于飞车保护阈值时也会有滤波处理，如果调速器的接地线时断时续导致调速信号时高时低，软件可能无法识别出故障，从而导致电动车飞车的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种飞车保护的启动方法及装置，以解决现有的飞车保护的启动方法可能出现的无法识别调速器故障因而无法及时启动飞车保护的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种飞车保护的启动方法，包括：

采集调速信号电压值；

计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；

计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；

设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

本发明实施例的第二方面，提供了一种飞车保护的启动装置，所述装置包括：

电压采集模块，用于采集调速信号电压值；

均值计算模块，用于计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；

方差计算模块，用于计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；

基于方差启动模块，用于设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明通过提供一种飞车保护的启动方法，包括：采集调速信号电压值；计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。从而使电动车可以及时识别出调速信号电压时高时低的问题，并及时启动飞车保护从而保障用户的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的正常情况下与“飞车”故障情况下调速信号波形对比图；

图2是本发明实施例一提供的飞车保护的启动方法的实现流程图；

图3是本发明实施例一提供的飞车保护的启动方法S202的具体实现流程图；

图4是本发明实施例一提供的飞车保护的启动方法S203的具体实现流程图；

图5是本发明实施例二提供的飞车保护的启动方法的实现流程图；

图6是本发明实施例一提供的飞车保护的启动装置的结构框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

导致电动车出现“飞车“故障的原因有很多，比如调速转把损坏、地线断路或者调速器插件损坏都可能导致电动车无法调挡甚至全速前进的情况发生。

在“飞车“故障发生后，调速器一般会出现两个参数的明显变化。第一个是调速信号的电压值会增大，第二个是调速信号的频率会增大，例如在正常情况下，调速信号从波谷上升到波峰大约需要20ms，然而在出现”飞车“故障时，调速信号从波谷上升到波峰大约需要1.5ms。图1示出了正常情况下与“飞车”故障情况下调速信号波形的对比，需要说明的是，图1只是为了反映“飞车”故障时，调速信号的频率会增大，但并无反映调速信号的频率具体放大倍数，也没有反映调速信号的电压值会在“飞车”故障时增大。

由于在“飞车”故障时，调速信号会出现上述两项变化，我们就可以利用这两项变化，检测计算出电动车是否出现了“飞车故障”。在现有技术中，都是利用第一种参数变化，也就是”飞车”故障时调速信号的电压值会增大这一变化来检测电动车是否出现“飞车故障”，而本发明提供了可以检测调速信号的频率变化从而检测电动车是否出现“飞车故障”的方法，同时本发明还可以兼容检测调速信号电压值变化的功能。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图2示出了飞车保护的启动方法的流程，详述如下：

在S201中，采集调速信号电压值。

通过数模转化，将调速模拟信号转化成数字信号，再采集每一个离散信号的电压值。这里的离散信号电压值就可以看作是调速信号电压值。

在S202中，计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理。

在本实施例中，通过滑动平均的方式计算电压平均值。滑动平均值是对于一个给定的数列,首先设定一个固定的k值，分别计算第1项到第k项的平均值、第2项到第k+1项的平均值,第3项到第k+2项的平均值，以此类推一直算到n项到k+n-1项的平均值。

为了更好的说明这一步如何计算，图3示出了本发明实施例提供的飞车保护的启动方法S202的具体实现流程，详述如下：

在S301中，计算第一滑动平均长度。

在电动车出厂时设定第一滑动平均长度。具体地，根据历史研究数据，可以确定电动车在“飞车”故障发生时调速信号的频率。在本发明实施例中，滤波带宽大于或等于电动车在“飞车”故障发生时调速信号的频率的两倍。

当得到滤波带宽之后，还需要获取信号处理频率，这里的信号处理频率是已知的。信号处理频率表示电动车的处理器每秒钟可以计算多少次数据。

根据滤波带宽以及信号处理频率可以计算出第一滑动平均长度，三个参数之间的关系是：第一滑动长度等于滤波带宽的倒数乘以信号处理频率。例如：如果滤波带宽为660HZ、信号处理频率为16000HZ，则第一滑动平均长度可以通过计算约等于24。

在S302中，将第一滑动平均长度个连续采集到的所述调速信号电压值组成数列，并计算所述数列的平均值。

例如：假设第一滑动平均长度是24，将首先采集到的24个调速信号电压值组成一个数列，并计算数列的平均值。

在S303中，生成更新数列，包括：将一个新采集到的所述调速信号电压值放入原数列末端，并删除一个原数列首端的所述调速信号电压值。

例如：假设第一滑动平均长度是24，并且已经计算完成了首先采集到的24个调速信号电压值的平均值。则将第25个采集到的调速信号电压值放入数列的末尾，并将原数列首端第一个调速信号电压值去除，从而形成一个更新数列。

在S304中，计算所述更新数列的平均值。

计算在S303中形成的更新数列的平均值。

循环进行S303和S304这两个步骤，实现通过滑动平均方式计算电压平均值。

在S203中，计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理。

图4示出了本发明实施例提供的飞车保护的启动方法S203的具体实现流程，详述如下：

在S401中，若所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为正数，则将所述差值的平方放入差值平方数列，若所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为负数，则不将所述差值的平方放入差值平方数列。

首先根据S202中求出的电压平均值，计算每个调速信号电压值与电压平均值之间的差值。需要指出的是，数列首端第一个调速信号电压值与该数列的电压平均值相对应。

接着判断调速信号电压值与电压平均值之间的差值是否为正数，为了方便后续计算，只有当调速信号电压值与电压平均值之间的差值是正数时，将调速信号电压值与电压平均值之间的差值的平方放入一个数列中，用于组成差值平方数列。

在S402中，计算数列长度为第二滑动平均长度的差值平方数列的平均值。

第二滑动平均长度可以与第一滑动平均长度相同，也可以与第一滑动平均长度不同。第二滑动平均长度在电动车出厂时设定，没有具体的硬性要求。

通过S401，收集第二滑动平均长度个调速信号电压值与电压平均值之间的差值的平方，生成差值平方数列，并计算差值平方数列的平均值。

在S403中，生成差值平方更新数列，包括：将一个新的所述差值的平方放入原差值平方数列末端，并删除一个原差值平方数列首端的所述差值的平方。

在S404中，计算所述差值平方更新数列的平均值。

循环进行S403和S404这两个步骤，实现通过滑动平均方式计算调速信号电压值与电压平均值之间的差值的平方平均值，也就是调速信号电压值的方差。

在S204中，设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

实施例二：

图5示出了飞车保护的启动方法的流程，详述如下：

在S501中，采集调速信号电压值。

通过数模转化，将调速模拟信号转化成数字信号，再采集每一个离散信号的电压值。这里的离散信号电压值就可以看作是调速信号电压值。

在S502中，计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理。

在本实施例中，通过滑动平均的方式计算电压平均值。滑动平均值是对于一个给定的数列,首先设定一个固定的k值，分别计算第1项到第k项的平均值、第2项到第k+1项的平均值,第3项到第k+2项的平均值，以此类推一直算到n项到k+n-1项的平均值。

为了更好的说明这一步如何计算，图3示出了本发明实施例提供的飞车保护的启动方法S202的具体实现流程，详述如下：

在S301中，计算第一滑动平均长度。

在电动车出厂时设定第一滑动平均长度。具体地，根据历史研究数据，可以确定电动车在“飞车”故障发生时调速信号的频率。在本发明实施例中，滤波带宽大于或等于电动车在“飞车”故障发生时调速信号的频率的两倍。

当得到滤波带宽之后，还需要获取信号处理频率，这里的信号处理频率是已知的。信号处理频率表示电动车的处理器每秒钟可以计算多少次数据。

根据滤波带宽以及信号处理频率可以计算出第一滑动平均长度，三个参数之间的关系是：第一滑动长度等于滤波带宽的倒数乘以信号处理频率。例如：如果滤波带宽为660HZ、信号处理频率为16000HZ，则第一滑动平均长度可以通过计算约等于24。

在S302中，将第一滑动平均长度个连续采集到的所述调速信号电压值组成数列，并计算所述数列的平均值。

例如：假设第一滑动平均长度是24，将首先采集到的24个调速信号电压值组成一个数列，并计算数列的平均值。

在S303中，生成更新数列，包括：将一个新采集到的所述调速信号电压值放入原数列末端，并删除一个原数列首端的所述调速信号电压值。

例如：假设第一滑动平均长度是24，并且已经计算完成了首先采集到的24个调速信号电压值的平均值。则将第25个采集到的调速信号电压值放入数列的末尾，并将原数列首端第一个调速信号电压值去除，从而形成一个更新数列。

在S304中，计算所述更新数列的平均值。

计算在S303中形成的更新数列的平均值。

循环进行S303和S304这两个步骤，实现通过滑动平均方式计算电压平均值。

在S503中，设定电压阈值；若电压平均值大于电压阈值，则启动飞车保护。

参照图6，飞车保护的启动装置包括：

电压采集模块601，用于采集调速信号电压值；

均值计算模块602，用于计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；

方差计算模块603，用于计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；

基于方差启动模块604，用于设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

进一步地，均值计算模块包括：

确定滤波带宽，包括所述滤波带宽大于或等于调速信号频率的两倍；获取信号处理频率；计算第一滑动平均长度，包括所述第一滑动长度为所述滤波带宽的倒数乘以所述信号处理频率。

进一步地，均值计算模块还包括：

第一均值计算子模块，用于将第一滑动平均长度个连续采集到的所述调速信号电压值组成数列，并计算所述数列的平均值；

数列重组子模块，用于生成更新数列，包括：将一个新采集到的所述调速信号电压值放入原数列末端，并删除一个原数列首端的所述调速信号电压值；

第二均值计算子模块，用于计算所述更新数列的平均值。

进一步地，方差计算模块包括：

判断子模块，用于当所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为正数时，则将所述差值的平方放入差值平方数列，当所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为负数时，则不将所述差值的平方放入差值平方数列；

第一方差计算子模块，用于计算数列长度为第二滑动平均长度的差值平方数列的平均值；

差值平方数列重组子模块，用于生成差值平方更新数列，包括：将一个新的所述差值的平方放入原差值平方数列末端，并删除一个原差值平方数列首端的所述差值的平方；

第二方差计算子模块，用于计算所述差值平方更新数列的平均值。

进一步地，飞车保护的启动装置还包括：

基于均值启动模块，用于设定电压阈值；若所述电压平均值大于所述电压阈值，则启动飞车保护。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的服务评价的获取装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的服务评价的获取装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞车保护的启动方法，其特征在于，所述方法包括：

采集调速信号电压值；

计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；

计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；

设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定第一滑动平均长度，包括：

确定滤波带宽，包括所述滤波带宽大于或等于调速信号频率的两倍；

获取信号处理频率；

计算第一滑动平均长度，所述第一滑动长度为所述滤波带宽的倒数乘以所述信号处理频率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理，包括：

将第一滑动平均长度个连续采集到的所述调速信号电压值组成数列，并计算所述数列的平均值；

生成更新数列，包括：将一个新采集到的所述调速信号电压值放入原数列末端，并删除一个原数列首端的所述调速信号电压值；

计算所述更新数列的平均值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理，包括：

若所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为正数，则将所述差值的平方放入差值平方数列，若所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为负数，则不将所述差值的平方放入差值平方数列；

计算数列长度为第二滑动平均长度的差值平方数列的平均值；

生成差值平方更新数列，包括：将一个新的所述差值的平方放入原差值平方数列末端，并删除一个原差值平方数列首端的所述差值的平方；

计算所述差值平方更新数列的平均值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定电压阈值；

若所述电压平均值大于所述电压阈值，则启动飞车保护。

6.一种飞车保护的启动的装置，其特征在于，所述装置包括：

电压采集模块，用于采集调速信号电压值；

均值计算模块，用于计算电压平均值，包括：设定第一滑动平均长度，采用所述第一滑动平均长度对所述调速信号电压值进行滑动平均处理；

方差计算模块，用于计算所述调速信号电压值的方差，包括：计算所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值，并计算所述差值的平方，设定第二滑动平均长度，采用所述第二滑动平均长度对所述差值的平方进行滑动平均处理；

基于方差启动模块，用于设定方差阈值，若所述调速信号电压值的方差大于所述方差阈值，则启动飞车保护。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述均值计算模块包括：

确定滤波带宽，包括所述滤波带宽大于或等于调速信号频率的两倍；获取信号处理频率；计算第一滑动平均长度，所述第一滑动长度为所述滤波带宽的倒数乘以所述信号处理频率。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述均值计算模块还包括：

第一均值计算子模块，用于将第一滑动平均长度个连续采集到的所述调速信号电压值组成数列，并计算所述数列的平均值；

数列重组子模块，用于生成更新数列，包括：将一个新采集到的所述调速信号电压值放入原数列末端，并删除一个原数列首端的所述调速信号电压值；

第二均值计算子模块，用于计算所述更新数列的平均值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述方差计算模块包括：

判断子模块，用于当所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为正数时，则将所述差值的平方放入差值平方数列，当所述调速信号电压值与所述电压平均值之间的差值为负数时，则不将所述差值的平方放入差值平方数列；

第一方差计算子模块，用于计算数列长度为第二滑动平均长度的差值平方数列的平均值；

差值平方数列重组子模块，用于生成差值平方更新数列，包括：将一个新的所述差值的平方放入原差值平方数列末端，并删除一个原差值平方数列首端的所述差值的平方；

第二方差计算子模块，用于计算所述差值平方更新数列的平均值。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

基于均值启动模块，用于设定电压阈值；若所述电压平均值大于所述电压阈值，则启动飞车保护。