永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法技术

本发明专利技术提供了永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其根据电动车当前行驶所在的道路路面状态，确定是否指示电动车的永磁式直流力矩电动机进行换挡；以及在电动车当前处于爬坡运动状态或下坡运动状态，指示永磁式直流力矩电动机切换至第一档位或第二档位，使得电动车在爬坡和下坡过程中始终保持稳定行驶；当确定永磁式直流力矩电动机不需要进行换挡时，若电动车当前处于转弯运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机在当前档位状态下，减小向外输出的转速，上述方法能够以电动车实际行驶所在道路路面状态以及电动车的爬坡

【技术实现步骤摘要】
永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法


[0001]本专利技术涉及永磁式电动机控制的
，特别涉及永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法
。

技术介绍

[0002]永磁式直流力矩电动机作为电动车的驱动部件，其能够相电动车的车轮输出动力维持电动车的正常运转
。
为了使电动车无论在平坦路面或坡面上行驶时，能够获得最佳的行驶体验，需要及时对永磁式直流力矩电动机进行运动换挡操作
。
现有技术的永磁式直流力矩电动机通常都是按照预定的模式进行换挡操作，其无法根据电动车的实际行驶运动状态进行适应性的换挡，这无法保证电动车在不同道路上进行平稳的行驶，以及会增大电动车中电池的消耗速度，降低电动车的电池续航时间
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其根据电动车当前行驶所在的道路路面状态，确定是否指示电动车的永磁式直流力矩电动机进行换挡；以及在电动车当前处于爬坡运动状态或下坡运动状态，指示永磁式直流力矩电动机切换至第一档位或第二档位，使得电动车在爬坡和下坡过程中始终保持稳定行驶；当确定永磁式直流力矩电动机不需要进行换挡时，若电动车当前处于转弯运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机在当前档位状态下，减小向外输出的转速，上述方法能够以电动车实际行驶所在道路路面状态以及电动车的爬坡
/
下坡运动状态为基准，指示电动机进行适应性的换挡操作，这样能够保证电动车在不同道路上进行平稳的行驶，有效降低电动车中电池电能的消耗速度，延长电动车的电池续航时间
。
[0004]本专利技术提供永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其包括如下步骤：
[0005]步骤
S1
，获取电动车在行驶过程中的车体姿态信息，对所述车体姿态信息进行分析处理，确定电动车当前行驶所在的道路路面状态；根据所述道路路面状态，确定是否指示电动车的永磁式直流力矩电动机进行换挡；
[0006]步骤
S2
，当确定永磁式直流力矩电动机需要进行换挡时，获取电动车在行驶过程中的驱动车轮姿态信息；对所述驱动车轮姿态信息进行分析处理，确定电动车当前处于爬坡运动状态还是下坡运动状态；
[0007]步骤
S3
，若电动车当前处于爬坡运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机切换至第一档位；若电动车当前处于下坡运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机切换至第二档位；所述第一档位在输出力矩上不同于所述第二档位；
[0008]步骤
S4
，当确定永磁式直流力矩电动机不需要进行换挡时，则根据所述车体姿态信息，判断电动车当前是否处于转弯运动状态；若电动车当前处于转弯运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机在当前档位状态下，减小向外输出的转速
。
[0009]进一步，在所述步骤
S1
中，获取电动车在行驶过程中的车体姿态信息，对所述车体
姿态信息进行分析处理，确定电动车当前行驶所在的道路路面状态具体包括：
[0010]指示安装在电动车底盘上的三轴加速度传感器采集电动车在行驶过程中在预定时间段内的三轴加速度信息；
[0011]对所述三轴加速度信息进行分析处理，确定电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的姿态信息；
[0012]对所述电动车底盘的姿态信息进行分析处理，确定当前行驶所在的道路路面状态
。
[0013]进一步，在所述步骤
S1
中，对所述电动车底盘的姿态信息进行分析处理，确定当前行驶所在的道路路面状态具体包括：
[0014]根据所述电动车底盘的姿态信息，确定在所述预定时间段内电动车底盘的倾斜位姿，以此确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面
。
[0015]进一步，在所述步骤
S1
中，根据所述电动车底盘的姿态信息，确定在所述预定时间段内电动车底盘的倾斜位姿，以此确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面具体包括：
[0016]步骤
S101
，利用下面公式
(1)
，根据电动车在预定时间段内的速度变化情况以及电动车在预定时间段中的开始时刻和末尾时刻的转动状态，得到在预定时间段内电动车的车体前进方向的电动车动力加速值和垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动车底盘向右方向的电动车动力加速度值，
[0017][0018]在上述公式
(1)
中，
a
dx
(t
‑
T,t)
表示在预定时间段内电动车的车体前进方向的电动车动力加速值；
a
dy
(t
‑
T,t)
表示在预定时间段内垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动车底盘向右方向的电动车动力加速度值；
t
表示当前时刻；
T
表示预定时间段；
V(t)
表示当前时刻电动车的车速；
θ
(t)
表示当前时刻电动车的车轮转动角度，车轮转动角度以电动车的车体前进方向为基准，车轮向右偏转角度为正值，车轮向左偏转角度为负值；
V(t
‑
T)
表示
t
‑
T
时刻电动车的车速；
θ
(t
‑
T)
表示
t
‑
T
时刻电动车的车轮转动角度；
[0019]步骤
S102
，三轴加速度传感器在电动车的安装方向为：三轴加速度传感器的三轴分别对应于电动车的车体前进方向
、
即
X
轴，垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动车底盘向右方向
、
即
Y
轴，垂直于电动车的车体前进方向且垂直于电动车底盘向上的方向
、
即
Z
轴，利用下面公式
(2)
，对三轴角速度信息进行分析处理，确定电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的倾斜角，从而确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面，
[0020][0021]在上述公式
(2)
中，
γ
(t
‑
T
，
t)
表示电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的倾斜角；
a
z
(e)
表示
e
时刻三轴加速度传感器在垂直电动车的车体前进方向且垂直于电动车底盘向上的方向上测量得到的加速度值；
e
表示变量从
t
‑
T
时刻开始进行增加其每次的增加量
为
f
表示三轴加速度传感器采集数据的频率值；
g
表示重力加速度；
[0022]若
γ
(t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤
S1
，获取电动车在行驶过程中的车体姿态信息，对所述车体姿态信息进行分析处理，确定电动车当前行驶所在的道路路面状态；根据所述道路路面状态，确定是否指示电动车的永磁式直流力矩电动机进行换挡；步骤
S2
，当确定永磁式直流力矩电动机需要进行换挡时，获取电动车在行驶过程中的驱动车轮姿态信息；对所述驱动车轮姿态信息进行分析处理，确定电动车当前处于爬坡运动状态还是下坡运动状态；步骤
S3
，若电动车当前处于爬坡运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机切换至第一档位；若电动车当前处于下坡运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机切换至第二档位；所述第一档位在输出力矩上不同于所述第二档位；步骤
S4
，当确定永磁式直流力矩电动机不需要进行换挡时，则根据所述车体姿态信息，判断电动车当前是否处于转弯运动状态；若电动车当前处于转弯运动状态，则指示永磁式直流力矩电动机在当前档位状态下，减小向外输出的转速
。2.
如权利要求1所述的永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其特征在于：在所述步骤
S1
中，获取电动车在行驶过程中的车体姿态信息，对所述车体姿态信息进行分析处理，确定电动车当前行驶所在的道路路面状态具体包括：指示安装在电动车底盘上的三轴加速度传感器采集电动车在行驶过程中在预定时间段内的三轴加速度信息；对所述三轴加速度信息进行分析处理，确定电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的姿态信息；对所述电动车底盘的姿态信息进行分析处理，确定当前行驶所在的道路路面状态
。3.
如权利要求2所述的永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其特征在于：在所述步骤
S1
中，对所述电动车底盘的姿态信息进行分析处理，确定当前行驶所在的道路路面状态具体包括：根据所述电动车底盘的姿态信息，确定在所述预定时间段内电动车底盘的倾斜位姿，以此确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面
。4.
如权利要求3所述的永磁式直流力矩电动机的运动换挡控制方法，其特征在于：在所述步骤
S1
中，根据所述电动车底盘的姿态信息，确定在所述预定时间段内电动车底盘的倾斜位姿，以此确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面具体包括：步骤
S101
，利用下面公式
(1)
，根据电动车在预定时间段内的速度变化情况以及电动车在预定时间段中的开始时刻和末尾时刻的转动状态，得到在预定时间段内电动车的车体前进方向的电动车动力加速值和垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动车底盘向右方向的电动车动力加速度值，在上述公式
(1)
中，
a
dx
(t
‑
T
，
t)
表示在预定时间段内电动车的车体前进方向的电动车动力加速值；
a
dy
(t
‑
T
，
t)
表示在预定时间段内垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动
车底盘向右方向的电动车动力加速度值；
t
表示当前时刻；
T
表示预定时间段；
V(t)
表示当前时刻电动车的车速；
θ
(t)
表示当前时刻电动车的车轮转动角度，车轮转动角度以电动车的车体前进方向为基准，车轮向右偏转角度为正值，车轮向左偏转角度为负值；
V(t
‑
T)
表示
t
‑
T
时刻电动车的车速；
θ
(t
‑
T)
表示
t
‑
T
时刻电动车的车轮转动角度；步骤
S102
，三轴加速度传感器在电动车的安装方向为：三轴加速度传感器的三轴分别对应于电动车的车体前进方向
、
即
X
轴，垂直于电动车的车体前进方向并且平行于电动车底盘向右方向
、
即
Y
轴，垂直于电动车的车体前进方向且垂直于电动车底盘向上的方向
、
即
Z
轴，利用下面公式
(2)
，对三轴角速度信息进行分析处理，确定电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的倾斜角，从而确定电动车当前行驶所在的道路路面是否为水平路面，在上述公式
(2)
中，
γ
(t
‑
T
，
t)
表示电动车底盘在预定时间段内相对于水平面的倾斜角；
a
z
(e)
表示
e
时刻三轴加速度传感器在垂直电动车的车体前进方向且垂直于电动车底盘向上的方向上测量得到的加速度值；
e
表示变量从
t
‑
T
时刻开始进行增加其每次的增加量为
f
表示三轴加速度传感器采集数据的频率值；
g
表示重...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗国辉，唐开胜，李娟，
申请(专利权)人：上海莘汭驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：