基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法技术

本发明专利技术公开基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，主要包括以下步骤：获得驱动轮/从动轮中心的加速度、计算驱动参考角加速度、获取电动助力车的加速度、计算整车的名义角加速度、驱动轮角加速度比较与补偿扭矩计算与调整、从动轮角加速度比较与调整。应用本发明专利技术方法的电动助力车，不使用轮速传感器，降低电动助力车制动防滑的成本，在附着系数低的路面行驶时，可达到良好制动防滑、防抱死的控制效果，在电动助力车行驶安全领域有广阔的应用前景。

Braking anti-skid method of electric power assisted vehicle based on acceleration detection

The present invention discloses anti-skid braking method of electric power based on vehicle acceleration detection, mainly including the following steps: obtaining the name from the center of the driving wheel / wheel acceleration and angular acceleration, obtain the reference calculation of driving electric vehicle acceleration, angular acceleration, calculation of vehicle driving wheel angular acceleration and torque compensation calculation and adjustment, from the angle of wheel compared with the adjustment of acceleration. Electric bicycle with the method of the invention, without the use of wheel speed sensor, reduce anti-skid brake of electric bicycle cost in the low adhesion coefficient of the road surface, can reach good control effect, anti-skid braking anti lock, electric vehicle driving safety in the field has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法
本专利技术涉及一种用于电动助力车的制动防滑、防抱死的方法，具体涉及一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法。
技术介绍
电动助力车以车载蓄电池为动力驱动行驶，具有节能、环保、轻便的特点。近年来电动助力车制造与使用数量在我国呈现快速增长趋势，一定程度上改善了城市的空气与噪声污染问题。随着技术的发展，人们对电动助力车的安全性要求越来越高，现有技术的电动助力车行驶在光滑路面时，易导致车轮滑动，而在刹车时，会导致车轮抱死，造成车辆的滑移现象，尤其是在遇到紧急情况时，这种现象更加危险。防抱死、防滑装置这一在汽车领域都已经普及的技术，很少应用在电动助力车上。现有技术中制动防滑、防抱死的技术应用在汽车上时，大部分涉及到轮速传感器的使用，成本很高。另外由于电动助力车减震性能低于汽车，且经常行驶在颠簸路面，导致其工作环境恶劣，易使轮速传感器发生故障，因此，制动防滑、防抱死技术在电动助力车领域应用极少。
技术实现思路
电动助力车结构较简单，外围硬件电路较少，且不宜进行大的改动；电动助力车的制动相对汽车来说要求不高。针对这一特点，为克服现有技术的缺陷，本专利技术第一方面的目的是提供一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，包括下列步骤：(1)第一加速度传感器获取驱动轮车轮中心的加速度a1，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算驱动轮参考角加速度ω1；公式为：(2)第二加速度传感器获取从动轮车轮中心的加速度a2，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算从动轮参考角加速度ω2；公式为：(3)第三加速度传感器获取电动助力车靠近质心处的加速度a3；所述第三加速度传感器安装在电动助力车蓄电池槽侧壁。(4)名义角速度的计算：利用驱动器输出的动力扭矩，通过计算得到电动助力车整车的名义角加速度值ω*：其中T*为动力扭矩，M为整车质量，r为车轮半径，Jw为车轮的转动惯量，a3为步骤(3)获取的电动助力车靠近质心处的加速度。T*包括第一动力扭矩Tr和/或第二动力扭矩Tp。所述第一动力扭矩Tr为电动力助力车的电机扭矩，由一个或多个电机提供，由上层控制器输出，所述上层控制器为加速踏板、制动踏板、主动安全控制系统中的一种或多种；所述第一动力扭矩Tr由力矩传感器检测得到，或由电机控制器测得的电机电流和其它参数计算求得。所述第二动力扭矩Tp由力矩传感器检测的人力对电动助力车施加扭矩的信号而得。所述第二动力扭矩Tp的实现方式是操作者对电动助力车施加的扭矩。(5)驱动轮比较与补偿扭矩计算与调整：对比名义角加速度值ω*和驱动轮参考角加速度ω1，若ω*≈ω1，且二者相差不大于ω*的5％，则无需计算补偿扭矩；若ω*＞ω1，且相差超过ω*的5％，则判定驱动轮打滑或抱死，计算出补偿扭矩Tmc。所述计算补偿扭矩Tmc的算法选自PID控制算法、模糊控制算法、最优控制算法、滑模控制算法中的一种或多种结合。用所得Tmc数值，对第一动力扭矩Tr进行调节。进一步地，所述第一动力扭矩经补偿调整后为Tr-Tmc。进一步地，所述补偿扭矩Tmc计算公式为：Tmc＝K(ω*-ω1)，其中，K表示增益系数。(6)从动轮比较与调整：对比名义角加速度值ω*和从动轮参考角加速度ω2，若ω*≈ω2，且二者相差不大于ω*的5％，则无需进行控制操作；若ω*＞ω2，且相差超过ω*的5％，则判定从动轮打滑或抱死，电动力助力车MCU向从动轮的蝶刹泵的控制单元发送脉冲控制信号，自动控制制动器的制动力大小，达到防滑防抱死的目的。本专利技术第二方面的目的是提供一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑装置，至少包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一力矩检测器、第二力矩检测器、电动助力车MCU、第一数据处理芯片、第二数据处理芯片、比较器、增益调整控制器、驱动轮的蝶刹泵、从动轮的蝶刹泵、刹车总成。所述第一加速度传感器用于获取驱动轮车轮中心的加速度；所述第二加速度传感器用于获取从动轮车轮中心的加速度；所述第三加速度传感器用于获取电动助力车靠近质心处的加速度。所述第一加速度传感器、第二加速度传感器与所述第一数据处理芯片相连接。所述第三加速度传感器与所述第二数据处理芯片相连接。进一步地，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器为BOSCHSMA130加速度传感器。所述第一力矩检测器、第二力矩检测器与所述第二数据处理芯片相连接。所述第一力矩检测器同时与上层控制器相连接，所述上层控制器为电动助车的加速踏板、制动踏板、主动安全控制系统中的一种或多种；所述第二力矩检测器与电动助力车的力矩传感器、电动机控制系统连接，用于通过力矩传感器检测人力对车辆施加扭矩的信号。所述第一数据处理芯片用于接收所述第一加速度传感器、第二加速度传感器的数据，结合车轮半径分别计算出驱动轮参考角加速度、从动轮参考角加速度，并将所得数据发送至比较器。所述第二数据处理芯片用于处理从所述第一力矩检测器、第二力矩检测器、第三加速度传感器接收的数据，通过计算得到电动助力车整车的名义角加速度值，并将所得数据发送至比较器。所述第二数据处理芯片分别与所述第一力矩检测器、第二力矩检测器、第三加速度传感器通讯连接，同时与比较器通讯连接。所述电动助力车MCU用于接收比较器、增益调整控制器的数据信息，并向电动助力车的电动机控制系统发送行驶参数、接收反馈信息；所述电动助力车MCU通过电动助力车的电动机控制系统分别与驱动轮的蝶刹泵、从动轮的蝶刹泵、刹车总成通讯连接。进一步地，所述电动助力车MCU与蝶刹泵和刹车总成电连接，可向蝶刹泵和刹车总成发送脉冲信号。所述刹车总成包括刹车器及刹车盘，所述刹车总成与电动助力车的手刹把手连接。进一步地，所述刹车总成为液压盘式刹车总成。本专利技术涉及的基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，不使用轮速传感器，车辆在光滑路面行驶时，使车轮达到良好制动防滑、防抱死的控制效果，降低了电动助力车制动防滑的成本。本专利技术结合电动助力车结构较简单、外围硬件电路的较少、不宜进行大的改动等特点，未对硬件电路进行大的改动，只增加少量的硬件，通过应用本专利技术涉及的基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，使电动助力车达到制动防滑的目的，在电动助力车行驶安全领域有广阔的应用前景。附图说明图1为实施例1基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法的流程图。图2为未施加本专利技术实施例1的电动助力车制动防滑方法的速度变化图。图3为施加本专利技术实施例1的电动助力车制动防滑方法的速度变化图。图4为施加本专利技术实施例1的电动助力车制动防滑方法的力矩变化图。具体实施方式下面通过具体实施例，进一步对本专利技术的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本专利技术的范围，同时本领域的技术人员根据本专利技术所做的显而易见的改变和修饰也包含在本专利技术范围之内。实施例1如图1所示，一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，包括下列步骤：(1)第一加速度传感器获取驱动轮车轮中心的加速度a1，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算驱动轮参考角加速度ω1；公式为：(2)第二加速度传感器获取从动轮车轮中心的加速度a2，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)第一加速度传感器获取驱动轮车轮中心的加速度a1，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算驱动轮参考角加速度ω1；公式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)第一加速度传感器获取驱动轮车轮中心的加速度a1，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算驱动轮参考角加速度ω1；公式为：(2)第二加速度传感器获取从动轮车轮中心的加速度a2，通过无线通讯方式发送至第一数据处理芯片，所述第一数据处理芯片利用车轮半径r计算从动轮参考角加速度ω2；公式为：(3)第三加速度传感器获取电动助力车靠近质心处的加速度a3；所述第三加速度传感器安装在电动助力车蓄电池槽侧壁；(4)名义角速度的计算：利用驱动器输出的动力扭矩，通过计算得到电动助力车整车的名义角加速度值ω*：其中T*为动力扭矩，M为整车质量，r为车轮半径，Jw为车轮的转动惯量，a3为步骤(3)获取的电动助力车靠近质心处的加速度；T*包括第一动力扭矩Tr和/或第二动力扭矩Tp；所述第一动力扭矩Tr为电动力助力车的电机扭矩，由一个或多个电机提供，由上层控制器输出，所述上层控制器为加速踏板、制动踏板、主动安全控制系统中的一种或多种；所述第一动力扭矩Tr由力矩传感器检测得到，或由电机控制器测得的电机电流和其它参数计算求得；所述第二动力扭矩Tp由力矩传感器检测的人力对电动助力车施加扭矩的信号而得；所述第二动力扭矩Tp的实现方式是操作者对电动助力车施加的扭矩；(5)驱动轮比较与补偿扭矩计算与调整：对比名义角加速度值ω*和驱动轮参考角加速度ω1，若ω*≈ω1，且二者相差不大于ω*的5％，则无需计算补偿扭矩；若ω*＞ω1，且相差超过ω*的5％，则判定驱动轮打滑或抱死，计算出补偿扭矩Tmc；所述计算补偿扭矩Tmc的算法选自PID控制算法、模糊控制算法、最优控制算法、滑模控制算法中的一种或多种结合；用所得Tmc数值，对第一动力扭矩Tr进行调节；(6)从动轮比较与调整：对比名义角加速度值ω*和从动轮参考角加速度ω2，若ω*≈ω2，且二者相差不大于ω*的5％，则无需进行控制操作；若ω*＞ω2，且相差超过ω*的5％，则判定从动轮打滑或抱死，电动力助力车MCU向从动轮的蝶刹泵的控制单元发送脉冲控制信号，自动控制制动器的制动力大小。2.根据权利要求1所述的一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，其特征在于：步骤(5)所述第一动力扭矩经补偿调整后为：Tr-Tmc。3.根据权利要求1所述的一种基于加速度检测的电动助力车制动防滑方法，其特征在于：步骤(5)所述补偿扭矩Tmc计算公式为：Tmc＝K(ω*-ω1)，其中，K...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷德军，朱德意，陈昊，
申请(专利权)人：无锡南理工新能源电动车科技发展有限公司，南京理工大学，南京奥特博机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32