动平衡车及其限速控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动平衡车及其限速控制方法和系统。通过获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对；判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电机脉宽调制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制。由于电机脉宽调制信号实时占空比直接反应车载状态，比如驾驶者体重、驾驶习惯、路况等，因此，通过该实时占空比与占空比阈值进行比对，从而实现对车辆的限速控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车辆限速控制
，具体地说，涉及一种动平衡车及其限速控制 方法和系统。
技术介绍
现阶段，市面上出现了动平衡车，在该动平衡车中配置有平衡控制系统来实现车 辆运行过程中的平衡控制。目前，市面上出现的动平衡车主要包括两轮平衡车和独轮平衡 车。对于两轮平衡车来说，由于具有左右两个轮子，与地面有两个接触点，使得左右平衡容 易控制，因此平衡控制主要是前后平衡控制。对于单轮平衡车来说，由于只有一个轮子，与 地面只有一个接触点，因此，其平衡控制机制较为复杂。比如，在当前的独轮平衡车控制中， 通过车体内集成的平衡控制系统和电机驱动系统来实现车体的前后平衡，使用者依靠轮子 两侧的脚踏板和车辆外壳上的靠腿板来保持车辆的左右平衡。 无论是上述两轮还是独轮平衡车在速度控制上，主要是依靠身体重心的前后变化 实现身体倾斜，通过电机旋转速度的调节，实现车辆加速和减速，身体倾斜越厉害车辆加速 越快。 但是，对于任何电机来说，在不同的车载状态下都有一个对应的最大旋转速度，当 自平衡电动车的电机达到最大旋转速度后，电机将无法输出保持车辆前后平衡的额外转速 或力矩，使得车辆失去自平衡能力，容易导致使用者摔倒造成意外。 为了解决上述问题，申请号为CN200780029846. 6的中国专利申请公开了一种电 动车辆的速度限制方法，在其方案中，限速机制主要依基于车辆稳态扭矩、加减速扭矩、车 辆负载估算、车辆再生电流等，其所需测试和计算的参数和变量较多，算法复杂，在具体实 现上有较大难度，适用性不强。 目前，也有直接采用基于速度测量的限速机制，即车辆速度达到预先设定的一固 定限速值后就采取翘板等特定方法来限制驾驶者继续加速；或者采用结合速度和剩余电量 的限速机制，用速度和剩余电量两个参数共同解算出何时应该采取限速措施。但是，这种限 速方式并未考虑到由于驾驶者体重、驾驶习惯、路况等对电机实际输出旋转速度的影响，对 于不同车载状态，电机可能输出不同的最大旋转角速度。例如对于120kg的驾驶者和40kg 的驾驶者，对同一个车来说，电机能够达到的最高旋转速度差异很大的，如果限速值满足 120kg驾驶者的安全，那么这个限速阈值对于40kg体重的人来说就过低；反之就过高，存在 电机过载失去平衡的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种动平衡车及其限速控制方法，用以解决现 有技术中的上述技术问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车限速控制方法，其包括： 获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空 比阈值进行比对；判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电机脉宽调制信号目标占空 比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制。 优选地，在本申请的一实施例中，还包括：根据驾驶者体重、车辆行驶的路面坡度、 车辆的剩余电量生成电机脉宽调制信号实时占空比。 优选地，在本申请的一实施例中，根据驾驶者体重、车辆行驶的路面坡度、车辆的 剩余电量生成电机脉宽调制信号实时占空比包括： 所述驾驶者体重、所述车辆行驶的路面坡度向电机脉宽调制信号实时占空比的生 成施加正比影响；所述车辆的剩余电量向所述电机脉宽调制信号实时占空比的生成施加反 比影响。 优选地，在本申请的一实施例中，判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电 机脉宽调制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制包 括： 如果电机脉宽调制信号实时占空比超过电机脉宽调制信号目标占空比阈值，则根 据所述电机脉宽调制信号实时占空比与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值之 间的差值，计算车辆的后仰角；根据计算出的后仰角对动平衡车进行限速控制。 优选地，在本申请的一实施例中，还包括：对计算出的后仰角进行限速和/或限幅 处理，根据限速和/或限幅处理后的后仰角对动平衡车进行限速控制。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车限速控制方法，其包括： 获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空 比阈值进行比对，结合车辆实时行驶速度与设定的行驶速度阈值的比对，如果电机脉宽调 制信号实时占空比超过限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值和/或车辆实时行 驶速度超过设定的行驶速度阈值，则对动平衡车进行限速控制。 优选地，在本申请的一实施例中，所述电机脉宽调制信号实时占空比信号实时占 空比与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对，结合车辆实时速度与设定 的速度阈值的比对，以对动平衡车进行限速控制包括： 根据所述电机脉宽调制信号实时占空比与限速机制的电机脉宽调制信号目标占 空比阈值之间的差值，计算车辆的第一后仰角； 根据车辆实时行驶速度与设定的行驶速度阈值之间的差值，计算车辆的第二后仰 角； 根据第一后仰角与所述第二后仰角，对动平衡车进行限速控制。 优选地，在本申请的一实施例中，还包括：对所述第一后仰角与所述第二后仰角进 行限速和/或限幅处理，根据限速和/或限幅处理后的所述第一后仰角与所述第二后仰角 对动平衡车进行限速控制。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车限速控制系统，其包括：控制 器，用于输出电机脉宽调制信号实时占空比，处理器，用于获取电机脉宽调制信号实时占空 比，并与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对，判断电机脉宽调制信号 实时占空比是否超过电机脉宽调制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平 衡车进行限速控制。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动平衡车，其包括： 至少一个车轮； 电机驱动系统，所述电机驱动系统至少用于驱动所述车轮旋转； 所述限速控制系统，用于获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电 机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对，判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电 机脉宽调制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制；或 者， 所述限速控制系统，用于获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电 机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对，结合车辆实时行驶速度与设定的行驶速度阈值 的比对，如果电机脉宽调制信号实时占空比超过限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比 阈值和/或车辆实时行驶速度超过设定的行驶速度阈值，则对动平衡车进行限速控制。 本申请中，通过获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电机脉宽调 制信号目标占空比阈值进行比对；判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电机脉宽调 制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制。由于电机脉宽 调制信号实时占空比直接反应车载状态，比如驾驶者体重、驾驶习惯、路况等，因此，通过该 实时占空比与占空比阈值进行比对，从而实现对车辆的限速控制。【附图说明】 图1为本专利技术实施例一动平衡车限速控制方法流程示意图； 图2为本专利技术实施例二中对占空比差值进行PID以及限速限幅处理的结构框图； 图3为本专利技术实施例三动平衡车限速控制方法流程示意图； 图4为本专利技术实施例四对占空比差值和速度差值分别进行PID以及限速限幅处理 的结构框图；【具体实施方式】 以下结合附图和优选实施例对本专利技术的技术方案进行详细地阐述。应该理解，以 下列举的实施例仅用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动平衡车限速控制方法，其特征在于，包括：获取电机脉宽调制信号实时占空比，并与限速机制的电机脉宽调制信号目标占空比阈值进行比对；判断电机脉宽调制信号实时占空比是否超过电机脉宽调制信号目标占空比阈值，如果是，则根据比对结果对动平衡车进行限速控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中元，王野，
申请(专利权)人：纳恩博天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12