CN112757911B - 一种电动车半坡起步防溜控制系统及方法 - Google Patents

一种电动车半坡起步防溜控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动车半坡起步防溜控制系统及方法，系统包括车身姿态感应模块、车速检测模块、刹车断电开关、油门转把以及控制器模块；车身姿态感应模块、车速检测模块、刹车断电开关、油门转把均与控制器模块电连接；车身姿态感应模块用于检测电动车的车身姿态，并输出姿态数据，控制器模块根据姿态数据判断电动车的所在路面是上坡、平路或下坡；车速检测模块用于检测电动车的车速，并输出车速数据；刹车断电开关用于在电动车的机械刹车被操作时，输出刹车信号；油门转把用于输出油门信号；控制器模块根据上述的各个信号对轮毂电机进行控制。本发明能够较为有效地防止电动车在上坡路面溜车。

Description

一种电动车半坡起步防溜控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域，特别地，涉及一种电动车半坡起步防溜控制系统及方法。
背景技术
在地形坡道比较多的路况下（像我国的云贵川地区），车辆停在坡道上的情况很多，在坡道起步的时候传统的车子会出现车子后溜的情况，导致骑行者的恐慌，而且如果车子动力不够的情况下，车子会持续的倒溜，最终导致事故的发生。
为了保护控制器，防止车辆在刹车的情况下还在继续输出，整车设计了刹车断电功能，既可以有效的保护控制器同时也更贴近骑行者的骑行意愿，但是恰恰是这个功能导致了在半坡的车子起步的时候产生了倒溜的情况，很多人将刹车断电功能取消掉，但是车子在正常骑行的时候又满足不了骑行者的要求，同时对控制器也产生了损伤。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种电动车半坡起步防溜控制系统，能够较为有效地防止电动车在上坡路面溜车。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种电动车半坡起步防溜控制系统，包括车身姿态感应模块、车速检测模块、刹车断电开关、油门转把以及控制器模块；所述车身姿态感应模块、车速检测模块、刹车断电开关、油门转把均与控制器模块电连接；
所述车身姿态感应模块用于检测电动车的车身姿态，并输出姿态数据，所述控制器模块根据所述姿态数据判断电动车的所在路面是上坡、平路或下坡；
所述车速检测模块用于检测电动车的车速，并输出车速数据；
所述刹车断电开关用于在电动车的机械刹车被操作时，输出刹车信号；
所述油门转把用于输出油门信号；
其中，当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若所述油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照所述油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块则按照所述油门信号控制车速；
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作；
当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块则按照所述油门信号控制车速。
优选地，所述A1=A0+Bx*k；所述A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：
将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs；当Bx＜-5时，控制器模块判定电动车处于上坡。
优选地，还包括障碍物探测模块，所述障碍物探测模块与控制器模块电连接，用于探测电动车前方的预设距离内是否存在障碍度并输出探测信号；所述控制器模块根据探测信号调整所述A1、A2的值。
优选地，当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，所述控制器模块在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。
优选地，还包括运动检测模块，所述运动检测模块与控制器模块电连接，用于检测电动车的运动状态并输出运动信号；所述控制器模块根据运动信号判断电动车是前进或后退；
在所述T2时间内，若电动车后退，控制器模块则解除对所述T2的限制。
有鉴于此，本发明的第二个目的是提供一种电动车半坡起步防溜控制方法，能够较为有效地防止电动车在上坡路面溜车。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种电动车半坡起步防溜控制方法，包括：
检测电动车所在路面是上坡、平路或下坡；
检测电动车的车速、刹车信号和油门信号；
当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若所述油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照所述油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块则按照所述油门信号控制车速；
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作；
当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块则按照所述油门信号控制车速。
优选地，所述A1=A0+Bx*k；所述A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：
将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs；当Bx＜-5时，控制器模块判定电动车处于上坡。
优选地，探测电动车前方的预设距离内是否存在障碍度并输出探测信号；所述控制器模块根据探测信号调整所述A1、A2的值。
优选地，当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，所述控制器模块在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。
优选地，检测电动车的运动状态并输出运动信号；所述控制器模块根据运动信号判断电动车是前进或后退；
在所述T2时间内，若电动车后退，控制器模块则解除对所述T2的限制。
本发明技术效果主要体现在以下方面：
1、通过设定，车辆在车速低于5KM/H的时候取消车子的刹车断电功能，在半坡上的时候可以捏着刹车转转把，此时车子会有动力输出，用机械刹车解决了车子倒溜，同时用控制器刹车不断电的策略保证车子起步的时候就有足够的往前的力，解决了车子在半坡起步的问题；
2、车子动起来之后，在车速达到5KM/H以上，此时刹车恢复断电功能；
3、此控制策略有效的解决了车辆在半坡起步的问题，同时可以保证车辆在高速的正常刹车断电，确保高速的安全。
附图说明
图1为实施例一中电动车半坡起步防溜控制系统的模块图；
图2为实施例二中控制方法的流程图。
附图标记：1、控制器模块；2、油门转把；3、刹车断电开关；4、车速检测模块；5、车身姿态感应模块；6、障碍物探测模块；7、运动检测模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
实施例一、
参照图1，本实施例提供了一种电动车半坡起步防溜控制系统，包括车身姿态感应模块5、障碍物探测模块6、运动检测模块7、车速检测模块4、刹车断电开关3、油门转把2以及控制器模块1；其中，障碍物探测模块6、运动检测模块7、车身姿态感应模块5、车速检测模块4、刹车断电开关3、油门转把2均与控制器模块1电连接。
车身姿态感应模块5和运动检测模块7均可采用姿态传感器，以检测电动车的车身姿态，并输出姿态数据和运动数据。控制器模块1根据姿态数据判断电动车的所在路面是上坡、平路或下坡，以及根据运动信号判断电动车是前进或后退。
障碍物探测模块6采用雷达传感器，用于探测电动车前方的预设距离内是否存在障碍度并输出探测信号。在调试时，可将左右探测范围调节为90度左右。
车速检测模块4采用霍尔传感器，用于检测电动车的车速并输出车速数据。
刹车断电开关3用于在电动车的机械刹车被操作时，输出刹车信号。
油门转把2用于输出油门信号。
下面，本实施例针对控制器模块1的控制策略进行详细说明。
当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块1检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块1则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块1则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块1则按照油门信号控制车速。
一般来说，A2的值要小于A1的值。
另外，控制器模块1根据探测信号调整A1、A2的值，具体地，当探测到前方预设距离内有障碍物时，将A1、A2的值调整为0。如此，可避免在有障碍物时，控制器模块1仍然控制电动车前进。
具体地，A1=A0+Bx*k；A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：
将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs。值得说明的时，在本实施例中，当Bx＜-5时，控制器模块1判定电动车处于上坡。
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块1则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作；
当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块1则按照油门信号控制车速。
另外，为了避免车主在紧急刹车后因操作不当而导致电动车又向前冲，本实施例还给出了以下控制策略，具体是：当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块1实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，控制器模块1在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。在T2时间内，若电动车后退，控制器模块1则解除对T2的限制。
实施例二：
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种电动车半坡起步防溜控制方法，包括：
A、检测步骤：
检测电动车的倾斜度，并判断电动车所在路面是上坡、平路或下坡；
检测电动车的车速、刹车信号、油门信号和运动姿态；
B、控制步骤：
B01、当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块1检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块1则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块1则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块1则按照油门信号控制车速。当探测到前方预设距离内有障碍物时，将A1、A2的值调整为0。
具体地，A1=A0+Bx*k；A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs；当Bx＜-5时，控制器模块1判定电动车处于上坡，-5≤Bs≤5为平路，5＜Bs≤10、10＜Bs为下坡。
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块1则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作。
B02、当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块1则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块1则按照油门信号控制车速。
另外，为了避免车主在紧急刹车后因操作不当而导致电动车又向前冲，本实施例还给出了以下控制策略，具体是：当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块1实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，控制器模块1在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。在T2时间内，若电动车后退，控制器模块1则解除对T2的限制。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种电动车半坡起步防溜控制系统，其特征是：包括车身姿态感应模块(5)、车速检测模块(4)、刹车断电开关(3)、油门转把(2)以及控制器模块(1)；所述车身姿态感应模块(5)、车速检测模块(4)、刹车断电开关(3)、油门转把(2)均与控制器模块(1)电连接；
所述车身姿态感应模块(5)用于检测电动车的车身姿态，并输出姿态数据，所述控制器模块(1)根据所述姿态数据判断电动车的所在路面是上坡、平路或下坡；
所述车速检测模块(4)用于检测电动车的车速，并输出车速数据；
所述刹车断电开关(3)用于在电动车的机械刹车被操作时，输出刹车信号；
所述油门转把(2)用于输出油门信号；
其中，当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块(1)检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若所述油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照所述油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则按照所述油门信号控制车速；
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作；
当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块(1)则按照所述油门信号控制车速；
所述A1=A0+Bx*k；所述A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：
将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs；当Bx＜-5时，控制器模块(1)判定电动车处于上坡。
2.根据权利要求1所述的一种电动车半坡起步防溜控制系统，其特征是：还包括障碍物探测模块(6)，所述障碍物探测模块(6)与控制器模块(1)电连接，用于探测电动车前方的预设距离内是否存在障碍度并输出探测信号；所述控制器模块(1)根据探测信号调整所述A1、A2的值。
3.根据权利要求1所述的电动车半坡起步防溜控制系统，其特征是：当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块(1)实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，所述控制器模块(1)在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。
4.根据权利要求3所述的一种电动车半坡起步防溜控制系统，其特征是：还包括运动检测模块(7)，所述运动检测模块(7)与控制器模块(1)电连接，用于检测电动车的运动状态并输出运动信号；所述控制器模块(1)根据运动信号判断电动车是前进或后退；
在所述T2时间内，若电动车后退，控制器模块(1)则解除对所述T2的限制。
5.一种电动车半坡起步防溜控制方法，其特征是，包括：
检测电动车所在路面是上坡、平路或下坡；
检测电动车的车速、刹车信号和油门信号；
当电动车处于上坡时：
电动车通电后，控制器模块(1)检测到电动车处于上坡、初始车速为0时，若有刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作；若有刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则控制车速以加速度A1达到第一阈值Y1，之后，若所述油门信号代表的目标车速大于第一阈值Y1，则按照所述油门信号控制车速；若无刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则控制车速以加速度A2达到第一阈值Y1；若无刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则按照所述油门信号控制车速；
当前车速大于第二阈值Y2时，若有刹车信号且有油门信号，控制器模块(1)则在车速降至第一阈值Y1后，控制车速保持在第一阈值Y1；若有刹车信号且无油门信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作；
当电动车处于平路或下坡时：
若有刹车信号，控制器模块(1)则不控制轮毂电机工作，若无刹车信号，控制器模块(1)则按照所述油门信号控制车速；
所述A1=A0+Bx*k；所述A2=A0-Bx*k其中，A0为基础值，Bx为倾斜度的测算值，k为倾斜系数；
Bx的测算方法包括：
将Bs分为若干等级范围，分别是Bs＜-10，-10≤Bs＜-5，-5≤Bs≤5，5＜Bs≤10，10＜Bs，其中Bs为倾斜度的当前值，当Bs落入其中一个等级范围的持续时间达到T1时，Bx=Bs；当Bx＜-5时，控制器模块(1)判定电动车处于上坡。
6.根据权利要求5所述的一种电动车半坡起步防溜控制方法，其特征是：探测电动车前方的预设距离内是否存在障碍度并输出探测信号；所述控制器模块(1)根据探测信号调整所述A1、A2的值。
7.根据权利要求6所述的一种电动车半坡起步防溜控制方法，其特征是：当前车速大于第三阈值Y3时，控制器模块(1)实时监测车速下降至为0的速率A3，若A3大于M、无刹车信号且有油门信号，所述控制器模块(1)在预设时间T2内不控制轮毂电机工作；其中Y3＞5km/h。
8.根据权利要求7所述的一种电动车半坡起步防溜控制方法，其特征是：检测电动车的运动状态并输出运动信号；所述控制器模块(1)根据运动信号判断电动车是前进或后退；
在所述T2时间内，若电动车后退，控制器模块(1)则解除对所述T2的限制。
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