電動車車身控制系統(tǒng)及其行駛路面坡度計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，公開了一種電動車車身控制系統(tǒng)及其行駛路面坡度計算方法，包括燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊，燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊中至少一個控制模塊與CPU集成在同一集成芯片上，及其坡度計算方法。本發(fā)明將用于控制各個單元工作狀態(tài)的控制模塊連同CPU一同集成在同一芯片上，模塊集中化，簡化了接線，線束更簡潔，成本更低廉；CPU采集三軸重力加速度傳感器的信號，自動計算電動車行駛路面坡度值，從而將坡度信息發(fā)送給電機控制器，電機控制器根據(jù)當(dāng)前路面坡度信息調(diào)節(jié)電機輸出扭矩，從而實現(xiàn)能源輸出智能調(diào)節(jié)功能，減少電池電量不必要的損耗，延長行駛里程。
【專利說明】電動車車身控制系統(tǒng)及其行駛路面坡度計算方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，尤其涉及了一種電動車車身控制系統(tǒng)及其行駛路面坡度計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前傳統(tǒng)電動車上裝載有儀表、報警器、閃光器、控制器、燈組驅(qū)動模塊等外圍設(shè)備，其線纜復(fù)雜，線路繁瑣，分支較多，線路壓降較大，整車保護(hù)性能差，電池容易被盜；而且在使用過程中控制器和儀表基本上沒有直接的命令聯(lián)系，這樣對整車的安全存在一些隱患，比如控制器的某些嚴(yán)重故障儀表并不知情，儀表不知情的情況下意味著用戶不知情，用戶就無法正確的做出一定的措施。
[0003]目前的電動車并未裝有自動轉(zhuǎn)向功能的設(shè)備，一些用戶往往在行駛過程中老是忘記打開轉(zhuǎn)向燈，當(dāng)前電動車引起的交通事故非常頻繁，如有自動轉(zhuǎn)向功能的設(shè)備，即使用戶忘記打開轉(zhuǎn)向開關(guān)，設(shè)備也能識別出當(dāng)前用戶想要做什么，可以大大提高安全性。
[0004]且目前 市面上的電動車都無法檢測行駛路面的坡度，不能自動調(diào)節(jié)電機輸出扭矩，對電池電量的浪費較為明顯，使得電動車行駛里程變短，不便人們的出行。
[0005]因此有必要研究一種可簡化接線、能自動以實際情況為準(zhǔn)自動打轉(zhuǎn)向燈、可顯示剩余電量、電流、車速、時鐘、環(huán)境溫度和故障等信息、可自動檢測行駛路面坡度從而節(jié)省能源的電動車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種可簡化接線、能自動以實際情況為準(zhǔn)自動打轉(zhuǎn)向燈、可顯示剩余電量、電流、車速、時鐘、環(huán)境溫度和故障等信息、可自動檢測行駛路面坡度從而節(jié)省能源的電動車車身控制系統(tǒng)及其行駛路面坡度計算方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0008]電動車車身控制系統(tǒng)，包括燈光單元、報警單元、電機驅(qū)動單元、總線儀表單元、轉(zhuǎn)向燈單元和CPU，燈光單元包括燈光控制模塊，報警單元包括報警控制模塊，總線儀表單元包括顯示控制模塊，轉(zhuǎn)向燈單元包括轉(zhuǎn)向控制模塊和與轉(zhuǎn)向控制模塊連接的轉(zhuǎn)向檢測器，燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊中至少一個控制模塊與CPU集成在同一集成芯片上。每個單元配備一控制模塊用于控制本單元工作狀態(tài)。
[0009]作為優(yōu)選，燈光單元還包括均與燈光控制模塊連接的夜行燈、近光燈、遠(yuǎn)光燈、夜行燈開關(guān)、近光燈開關(guān)、遠(yuǎn)光燈開關(guān)、光感傳感器。
[0010]作為優(yōu)選，轉(zhuǎn)向燈單元還包括均與轉(zhuǎn)向控制模塊連接的左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、左轉(zhuǎn)向開關(guān)、右轉(zhuǎn)向開關(guān)。
[0011]作為優(yōu)選，報警單元還包括均與報警控制模塊連接的喇叭、喇叭開關(guān)、若干個震動傳感器。
[0012]作為優(yōu)選，總線儀表單元還包括均與顯示控制模塊連接的液晶顯示屏、USB接口。[0013]作為優(yōu)選，電機驅(qū)動單元包括電機控制模塊和與電機控制模塊連接的電機。
[0014]作為優(yōu)選，還包括與CPU連接的三軸重力加速度傳感器。
[0015]電動車行駛路面坡度計算方法，電動車上設(shè)有三軸重力加速度傳感器、CPU、電機控制器、總線儀表單元，包括以下步驟:
[0016]A.總線儀表單元在水平路面上安裝電動車上，通過校零裝置設(shè)定行駛路面的零坡度值；
[0017]B.騎行過程中總線儀表單元實時采集三軸重力加速度傳感器的信號，經(jīng)過濾波后得到當(dāng)前行駛路面坡度值α的信息，具體如下:
[0018]三軸重力加速度傳感器實時檢測電動車X、Y、Z三個方向的重力加速度的值，對電動車的三軸重力加速度傳感器進(jìn)行初始校準(zhǔn)，讓電動車停在一個水平平面時測出三軸重力加速度傳感器的安裝傾角β ;安裝傾角β通過如下方法求得:
[0019]β = tan_1(Ay/Ax)
[0020]式中Ax為X軸方向重力加速度，Ay為Y軸方向重力加速度；
[0021]行駛路面坡度值α如下:
[0022]a = cos-1 {[Ax*sin ( β )+Ay*cos ( β ) ]/g}
[0023]式中，行駛路面坡度值α即為電動車與水平路面的傾斜角度；g為自由落體加速度，其為常數(shù)，g = 9.8m/S2 ；
[0024]C.總線儀表單元將行駛路面坡度值α通過總線發(fā)送給電機控制器；
[0025]D.電機控制器根據(jù)行駛路面坡度值α調(diào)節(jié)電機扭矩輸出；爬坡則控制加大電機扭矩，下坡則減小電機扭矩。
[0026]本發(fā)明將用于控制各個單兀工作狀態(tài)的控制模塊連同CPU—同集成在同一芯片上，模塊集中化，簡化了接線，線束更簡潔，成本更低廉；設(shè)置的轉(zhuǎn)向檢測器可檢測實際的轉(zhuǎn)向操作，并將該檢測信號反饋至轉(zhuǎn)向控制模塊，轉(zhuǎn)向控制模塊自動以實際情況為準(zhǔn)自動打轉(zhuǎn)向燈，可減少交通事故的發(fā)生，提高了騎車安全性；顯示控制模塊將系統(tǒng)檢測到的剩余電量、電流、車速、時鐘、環(huán)境溫度和故障信息等在液晶顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0027]內(nèi)置CPU采集三軸重力加速度傳感器的信號，自動計算電動車行駛路面坡度值，從而將坡度信息發(fā)送給電機控制器，電機控制器根據(jù)當(dāng)前路面坡度信息調(diào)節(jié)電機輸出扭矩，從而實現(xiàn)能源輸出智能調(diào)節(jié)功能，減少電池電量不必要的損耗，延長行駛里程。具體優(yōu)點如下:
[0028]1.液晶顯示屏顯示豐富的內(nèi)容:總線儀表單元作為一個直觀的顯示平臺，在液晶顯示屏上顯示豐富的內(nèi)容如:電量、電流、車速、溫度、時鐘、故障等；
[0029]2.射頻防盜:此功能大大提高了整車的安全性，用戶使用車輛需配備車廠配備的專用鑰匙才能開啟，否則無法正常運行。
[0030]3.電池防盜:該功能可以有效的減少電池被盜的風(fēng)險，一旦電池被拆，系統(tǒng)將進(jìn)行報警提供用戶或周邊人群；
[0031]4.震動傳感器、溫度傳感器:系統(tǒng)集成了兩種傳感器，震動傳感器可以進(jìn)行整車的設(shè)防，溫度傳感器可以查看當(dāng)前室外的實時溫度；
[0032]5.自動光感燈控:內(nèi)置的光感傳感器可以自動控制車輛的燈組，也可以手動控制，內(nèi)部集成自動轉(zhuǎn)向功能。[0033]6.驅(qū)動大功率燈組:系統(tǒng)內(nèi)置可以驅(qū)動12V/60W燈泡，每一路均帶短路保護(hù)功能，一旦短路在儀表上進(jìn)行快速顯示；
[0034]7.故障分析及顯示:系統(tǒng)自動對總線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷出故障則在儀表上進(jìn)行顯不O
[0035]8.自動轉(zhuǎn)向及坡度識別功能:總線儀表單元中集成了三軸重力加速度傳感器能識別出用戶的當(dāng)前動作，及路面的坡度情況，電機控制器根據(jù)坡度大小進(jìn)行驅(qū)動能力的增減。
[0036]9.CPU:采用最先進(jìn)的正弦波驅(qū)動技術(shù)對電機進(jìn)行驅(qū)動，配合總線儀表單元數(shù)據(jù)進(jìn)行合理控制，正弦波驅(qū)動使噪音大大降低，提高用戶的舒適性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)的原理示意圖。
[0038]圖2是燈光單元和轉(zhuǎn)向燈單元控制系統(tǒng)圖。
[0039]圖3是射頻信號采集電路圖。
[0040]圖4是重力加速度信號采集電路圖。
[0041 ]圖5是報警控制模塊的電路圖。
[0042]圖6是故障報警電路圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0044]實施例1
[0045]電動車車身控制系統(tǒng)，如圖1至圖2所示，包括燈光單元、報警單元、電機驅(qū)動單元、總線儀表單元、轉(zhuǎn)向燈單元和CPU，燈光單元包括燈光控制模塊，報警單元包括報警控制模塊，總線儀表單元包括顯示控制模塊，轉(zhuǎn)向燈單元包括轉(zhuǎn)向控制模塊，燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊中至少一個控制模塊與CPU集成在同一集成芯片上，集成在同一集成芯片上后即命名為集成模塊。每個單元配備一控制模塊用于控制本單元工作狀態(tài)。
[0046]在本實施例中，燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊與CPU均集成在同一集成芯片上。
[0047]還包括內(nèi)部設(shè)有RF芯片的鑰匙，CPU包括射頻信號采集電路。射頻信號采集電路用于采集鑰匙上的RF芯片信息。運用先進(jìn)的RFID無線射頻識別技術(shù)，電動車上電后自動檢測鎖頭與鑰匙的識別碼是否匹配，此功能大大提高了整車的安全性，用戶使用車輛需配備車廠配備的專用鑰匙才能開啟，否則無法正常運行。射頻信號采集電路如圖3所示。射頻信號采集電路包括74HC4060芯片。
[0048]CPU還包括電池防盜電路，電池防盜電路與喇叭連接，電池防盜電路自動檢測整車電源狀態(tài)，并在電池移除狀態(tài)下自動報警，更“保險”。實時監(jiān)測電池狀態(tài)，若檢測到電池異常移除，自動啟動報警策略，喇叭報警，并鎖電機。
[0049]還包括均與CPU連接的重力加速度信號采集電路和GPS裝置；重力加速度信號采集電路包括三軸重力加速度傳感器。系統(tǒng)內(nèi)置的三軸重力加速度傳感器可以實時監(jiān)測電動車是否有產(chǎn)生碰撞，系統(tǒng)預(yù)設(shè)一個碰撞值，一旦監(jiān)測到重力加速度超過這個閥值，系統(tǒng)就會認(rèn)為當(dāng)前狀態(tài)發(fā)生了車禍。系統(tǒng)將通過總線形式告知裝在電動車中的GPS裝置，快速定位及時救援。重力加速度信號采集電路如圖4所示。三軸重力加速度傳感器采用MXD2020E芯片，MXD2020E芯片設(shè)有命名為1-8的引腳，引腳I為Tout接口，引腳2為AoutY接口，引腳3為GND接口，引腳4為VDA接口，引腳5為AoutX接口，引腳6為Vr ef接口，引腳7為Sck接口，引腳8為VDD接口。引腳3接地，引腳2與命名為R6的電阻串聯(lián)，引腳2與引腳3間串聯(lián)有命名為C3的電容，電容C3的電容量為luF。引腳4與命名為C4的電容并聯(lián)后一端與電壓為3.3V的電源連接，另一端接地。引腳7接地，引腳5與命名為R7的電阻串聯(lián)，弓丨腳7與引腳5之間串聯(lián)有命名為C5的電容，電容C5的電容量為luF。引腳8與命名為C6的電容并聯(lián)后一段與電壓為3.3V的電源連接，另一端接地。
[0050]燈光單元還包括均與燈光控制模塊連接的夜行燈、近光燈、遠(yuǎn)光燈、夜行燈開關(guān)、近光燈開關(guān)、遠(yuǎn)光燈開關(guān)、光感傳感器。燈光控制模塊根據(jù)夜行燈開關(guān)、近光燈開關(guān)、遠(yuǎn)光燈開關(guān)的閉合情況以及光感傳感器的感應(yīng)信號來控制夜行燈、近光燈、遠(yuǎn)光燈的工作狀態(tài)。
[0051]手動控制:當(dāng)夜行燈開關(guān)閉合時，進(jìn)入手動光源控制模式并點亮夜行燈；當(dāng)近光燈開關(guān)閉合同時遠(yuǎn)光燈開關(guān)斷開時，近光燈點亮遠(yuǎn)光燈不亮；當(dāng)近光燈開關(guān)和遠(yuǎn)光燈開關(guān)都閉合后，將遠(yuǎn)光燈優(yōu)先點亮，關(guān)閉近光。
[0052]全自動控制:當(dāng)夜行燈開關(guān)斷開后，系統(tǒng)進(jìn)入全自動控制模式；當(dāng)光感傳感器檢測到環(huán)境光強小于55Lux時，控制夜行燈自動點亮，環(huán)境光強繼續(xù)降低到20Lux時，遠(yuǎn)光燈自動開啟，此時可由用戶通過遠(yuǎn)近燈開關(guān)自由切換；當(dāng)環(huán)境光強回升到40Lux時，遠(yuǎn)光燈關(guān)閉，繼續(xù)回升到65Lux時，夜行燈關(guān)閉；自動控制時系統(tǒng)通過模糊算法進(jìn)行控制，當(dāng)達(dá)到條件后約延時5到10秒左右進(jìn)行動作。
[0053]轉(zhuǎn)向燈單元還包括均與轉(zhuǎn)向控制模塊連接的左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、左轉(zhuǎn)向開關(guān)、右轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向檢測器。
[0054]轉(zhuǎn)向控制模塊與CPU連接。轉(zhuǎn)向控制模塊根據(jù)左轉(zhuǎn)向開關(guān)、右轉(zhuǎn)向開關(guān)和轉(zhuǎn)向檢測器的信號來控制相應(yīng)轉(zhuǎn)向燈的工作狀態(tài)。
[0055]手動控制:系統(tǒng)采用了點動式左、右轉(zhuǎn)向開關(guān)，每當(dāng)要提前打轉(zhuǎn)向燈時只要左或右開關(guān)拔一下放手動開關(guān)自動回位，系統(tǒng)識別到手動轉(zhuǎn)向信號后相應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈閃爍10秒鐘并伴有系統(tǒng)內(nèi)喇叭發(fā)出的轉(zhuǎn)向提示音，喇叭可借用報警單元中的喇叭。
[0056]自動控制:不管當(dāng)前提前打了或者沒打轉(zhuǎn)向燈，當(dāng)轉(zhuǎn)向檢測器檢測到實際的轉(zhuǎn)向操作，并將該檢測信號反饋至轉(zhuǎn)向控制模塊，轉(zhuǎn)向控制模塊自動以實際情況為準(zhǔn)自動打轉(zhuǎn)向燈并伴有系統(tǒng)內(nèi)喇叭發(fā)出的轉(zhuǎn)向提示音；當(dāng)手動提前拔的轉(zhuǎn)向燈方向與實際轉(zhuǎn)向相反時，系統(tǒng)以實際轉(zhuǎn)向方向為準(zhǔn)閃光燈閃爍，并發(fā)出兩聲錯誤提示音，以便用戶養(yǎng)成習(xí)慣；當(dāng)手動提前拔的轉(zhuǎn)向燈方向與實際轉(zhuǎn)向相同時，系統(tǒng)繼續(xù)按拔打方向閃爍，此時不發(fā)錯誤提示音，直到車身回正，閃光燈停止閃爍。
[0057]報警單元還包括均與報警控制模塊連接的喇叭、喇叭開關(guān)、若干個震動傳感器。集成多個震動傳感器，使整車對環(huán)境震動，更“可靠”。電動車停放時，若檢測到車身震動超過預(yù)設(shè)幅度，自動啟動報警策略，喇叭報警，鎖電機。報警控制模塊的電路圖如圖5所示，若干個震動傳感器并聯(lián)后一端與電源連接，另一端與兩個并聯(lián)的電阻串聯(lián)，兩個并聯(lián)的電阻分別命名為電阻Rl和電阻R2，電阻Rl的阻值為1K，電阻R2的阻值為100K，電阻Rl與電容Cl串聯(lián)，并聯(lián)后的兩個電阻接地。震動傳感器的信號輸入端與電容Cl并聯(lián)。
[0058]總線儀表單元還包括均與顯示控制模塊連接的液晶顯示屏、USB接口，顯示控制模塊將系統(tǒng)檢測到的剩余電量、電流、車速、時鐘、環(huán)境溫度和故障信息等在液晶顯示屏上進(jìn)行顯示。USB接口方便用戶在騎行過程中進(jìn)行手機充電，充電信息可在液晶顯示屏上予以顯示。每個控制模塊均帶短路保護(hù)電路和燈泡，一旦短路該電路的燈泡亮起從而在液晶顯示屏上進(jìn)行快速顯示，燈泡為12V/60W的燈泡。
[0059]如圖6所示，還包括故障報警單元，故障報警單元包括故障報警電路，故障報警電路包括ALARM_IC_C0B芯片，即COB集成芯片，ALARM_IC_C0B芯片上設(shè)有從上往下依次命名為1-16的引腳，引腳I為OSCI接口，引腳2為OSCO接口，引腳3為VDD接口，引腳4為DAC接口，引腳5為BK接口，引腳6為DO接口，引腳7為LED_K接口，引腳8為Alarm_key接口，引腳9為left_key接口，引腳10為righet_key接口，引腳11為ADj接口，引腳12為L_r_alarm_led 接口，引腳 13 為 R_LED 接口，引腳 14 為 Head_led接口，引腳 15*L_LED 接口，引腳16為GND接口。引腳I與命名為R3的電阻串聯(lián)后與引腳2連接，電阻R3的阻止為250K。引腳3與命名為C2的電容連接后再接地，電容C2的電容量為0.luF，引腳3與電容C2間串聯(lián)有命名為Ql的三極管，三極管Ql的集電極與引腳3連接，三極管Ql的發(fā)射極與電源連接，三極管Ql的發(fā)射極和基極間串聯(lián)有命名為R4的電阻，電阻R4的阻值為10K。引腳4與命名為R5的電阻串聯(lián)后在與命名為Q2的三極管的基極串聯(lián)，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極與命名為LI的電感連接，電感LI包括引線1、引線2引線3，三極管Q2的集電極與引線2連接，三極管Q2和引線3間連接有蜂鳴片。引腳16接地，引腳11與時鐘連接。
[0060]還包括與顯示控制模塊連接的溫度傳感器，溫度傳感器用于檢測外界實時溫度，使用戶實時了解環(huán)境溫度，更“貼心”。
[0061]本實施例中的大部分單元均分布在電動車車體前半部分，因此可將這些單元中的控制模塊進(jìn)行集成，形成集成模塊。而由于電機驅(qū)動單元設(shè)置在車體后半部分，與上述集成模塊較遠(yuǎn)，因此在本實施例中將其單獨列出，電機驅(qū)動單元包括電機控制模塊和與電機控制模塊連接的電機。電機控制模塊通過通訊線與集成模塊連接。
[0062]此外，通過設(shè)置集成模塊的控制程序，使集成模塊中的對應(yīng)控制模塊在CPU的調(diào)度下配合實現(xiàn)S型騎行限制功能。S型騎行限制:當(dāng)用戶騎車時左一下右一下晃動連續(xù)10次，每次間隔小于4秒鐘，則系統(tǒng)認(rèn)為當(dāng)前用戶為危險騎車，系統(tǒng)喇叭會長鳴5秒鐘，同時電機控制模塊會對車輛的最高時速進(jìn)行限制，以提高騎車安全性，間隔時間、次數(shù)、最高時速及喇叭長鳴時間均能通過設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)向燈單元和該S型騎行限制功能中的轉(zhuǎn)向依靠轉(zhuǎn)向檢測器的檢測信號來判定，并能根據(jù)需要進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。靈敏度手動調(diào)節(jié):整車保持無傾斜后，選定一個車頭轉(zhuǎn)向角度，同時按住同方向轉(zhuǎn)向開關(guān)和喇叭開關(guān)，喇叭響16-18下后即完成靈敏度調(diào)節(jié)(靈敏度與轉(zhuǎn)向角度大小成正比)。
[0063]實施例2
[0064]電動車行駛路面坡度計算方法，包括以下步驟:電動車上設(shè)有三軸重力加速度傳感器、CPU、電機控制器、總線儀表單元，
[0065]A.總線儀表單元在水平路面上安裝電動車上，通過校零裝置設(shè)定行駛路面的零坡度值；校零裝置采用按鈕或組合開關(guān)；[0066]B.騎行過程中總線儀表單元實時采集三軸重力加速度傳感器的信號，經(jīng)過濾波后得到當(dāng)前行駛路面坡度值α的信息，具體如下:
[0067]三軸重力加速度傳感器實時檢測電動車X、Y、Z三個方向的重力加速度的值，使用三軸加速度傳感器可以把電動車的行駛加速度從重力加速度中分立出來。電動車的行駛加速度和重力加速度處于同一垂直平面的兩個不同的軸上，只要通過把三軸重力加速度傳感器放置在水平面上，再使三軸重力加速度傳感器的感應(yīng)軸具有合適的角度，那就可以提高行駛路面坡度值α的測量精度。
[0068]當(dāng)三軸重力加速度傳感器的感應(yīng)軸與電動車的縱向成45°，則行駛加速度影響的傾角值α ’如下:
[0069]α ’ = cos-1 [0.707* (Ax+Ay) /g]
[0070]在三軸重力加速度傳感器的感應(yīng)軸上體現(xiàn)的電動車的縱向加速度是大小相等方向相反的，因此，(Ax+Ay)的值保持不變。比如，電動車的行駛加速度是向前的，那Ax增加的同時Ay減小。但是在實際應(yīng)用中很難精確做到使三軸重力加速度傳感器的感應(yīng)軸和電動車的縱向成45°，因此需先對電動車的三軸重力加速度傳感器進(jìn)行初始校準(zhǔn)，讓電動車停在一個水平平面時測出三軸重力加速度傳感器的安裝傾角β ;安裝傾角β通過如下方法求得:
[0071]β = tan_1(Ay/Ax)
[0072]式中Ax為X軸方向重力加速度，即水平方向上的重力加速度；Ay為Y軸方向重力加速度，即垂直方向上的重力加速度；
[0073]行駛路面坡度值α如下:
[0074]α = cos-1 {[Ax*sin ( β )+Ay*cos ( β ) ]/g}
[0075]式中，行駛路面坡度值α即為電動車與水平路面的傾斜角度；g為自由落體加速度，其為常數(shù)，g = 9.8m/S2 ；
[0076]初始化的一個折中的方法是，使系統(tǒng)運行在一個連續(xù)不變的Ax和Ay狀態(tài)下。大多數(shù)道路都是水平的，在通過短時間的運行后，系統(tǒng)就會測出安裝傾角。系統(tǒng)運行時間越長，精度就越高。在測出安裝角度后我們可以根據(jù)公式測量出電動車與水平面的坡度。
[0077]C.總線儀表單元將行駛路面坡度值α通過總線發(fā)送給電機控制器；
[0078]D.電機控制器根據(jù)行駛路面坡度值α調(diào)節(jié)電機扭矩輸出；爬坡則控制加大電機扭矩，下坡則減小電機扭矩。
[0079]總線儀表單元測量出來坡度信息后通過總線把當(dāng)前行駛路面坡度值α范圍(-90° -90° )發(fā)送到電機控制器。一般路面可以當(dāng)做是水平來看，電機控制器只要根據(jù)總線儀表單元給的轉(zhuǎn)把信號進(jìn)行線性驅(qū)動即可，但是一旦總線儀表單元判斷出來當(dāng)前路面是的行駛路面坡度值α不為零，比如當(dāng)前為長坡，電機控制器需要根據(jù)總線儀表單元發(fā)送的行駛路面坡度值α進(jìn)行輸出扭矩的調(diào)整。比如當(dāng)前行駛路面坡度值α為20。，電動車在水平路面上轉(zhuǎn)把在到底的情況下電機控制器輸出的扭矩為50扭，但是由于坡度的影響，電機控制器就需要根據(jù)行駛路面坡度值α增加扭矩，具體增加值要在路面上進(jìn)行測試為準(zhǔn)。如果當(dāng)前行駛路面坡度值α為負(fù)值，說明為下坡，下坡的時候電機控制器就會降低扭矩，轉(zhuǎn)把到底控制器輸出的扭矩也會相對比較小，在剎車過程中可以通過能量回收裝置對能量進(jìn)行相應(yīng)的回收，起到資源的合理利用。[0080]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:包括燈光單元、報警單元、電機驅(qū)動單元、總線儀表單元、轉(zhuǎn)向燈單元和CPU，燈光單元包括燈光控制模塊，報警單元包括報警控制模塊，總線儀表單元包括顯示控制模塊，轉(zhuǎn)向燈單元包括轉(zhuǎn)向控制模塊和與轉(zhuǎn)向控制模塊連接的轉(zhuǎn)向檢測器，燈光控制模塊、報警控制模塊、顯示控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊中至少一個控制模塊與CPU集成在同一集成芯片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:燈光單元還包括均與燈光控制模塊連接的夜行燈、近光燈、遠(yuǎn)光燈、夜行燈開關(guān)、近光燈開關(guān)、遠(yuǎn)光燈開關(guān)、光感傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:轉(zhuǎn)向燈單元還包括均與轉(zhuǎn)向控制模塊連接的左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、左轉(zhuǎn)向開關(guān)、右轉(zhuǎn)向開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:報警單元還包括均與報警控制模塊連接的喇叭、喇叭開關(guān)、震動傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:總線儀表單元還包括均與顯示控制模塊連接的液晶顯示屏、USB接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:電機驅(qū)動單元包括電機控制模塊和與電機控制模塊連接的電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車車身控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與CPU連接的三軸重力加速度傳感器。
8.電動車行駛路面坡度計算方法，電動車上設(shè)有三軸重力加速度傳感器、CPU、電機控制器、總線儀表單元，包括以下步驟: A.總線儀表單元在水平路面上安裝電動車上，通過校零裝置設(shè)定行駛路面的零坡度值； B.騎行過程中總線儀表單元實時采集三軸重力加速度傳感器的信號，經(jīng)過濾波后得到當(dāng)前行駛路面坡度值α的信息，具體如下: 三軸重力加速度傳感器實時檢測電動車X、Y、Z三個方向的重力加速度的值，對電動車的三軸重力加速度傳感器進(jìn)行初始校準(zhǔn)，讓電動車停在一個水平平面時測出三軸重力加速度傳感器的安裝傾角β ;安裝傾角β通過如下方法求得:
β = tarf1 (Ay/Ax) 式中Ax為X軸方向重力加速度，Ay為Y軸方向重力加速度； 行駛路面坡度值α如下:
a = cos-1 {[Ax*sin ( β ) +Ay*cos ( β ) ] /g} 式中，行駛路面坡度值α即為電動車與水平路面的傾斜角度；g為自由落體加速度，其為常數(shù)，g = 9.8m/S2 ； C.總線儀表單元將行駛路面坡度值α通過總線發(fā)送給電機控制器； D.電機控制器根據(jù)行駛路面坡度值α調(diào)節(jié)電機扭矩輸出；爬坡則控制加大電機扭矩，下坡則減小電機扭矩。
【文檔編號】B62D113/00GK103979012SQ201410193389
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】方火軍, 方進(jìn), 范韓偉, 鮑婕 申請人:金華市金開電子科技有限公司