本發(fā)明涉及電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法。

背景技術(shù)：

汽車保有量的不斷攀升引發(fā)了一系列問題。大多數(shù)汽車燃燒汽油、柴油、天然氣等化石燃料，地球上化石燃料的儲(chǔ)量是有限的，數(shù)量巨大且不斷增加的汽車數(shù)量使能源危機(jī)日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)汽車的重量一般1500kg左右，有效載荷只有100kg左右，大部分能源浪費(fèi)在無效載荷上，造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。另外，傳統(tǒng)汽車體積龐大，一般汽車占地面積約10平方米，汽車數(shù)量的增長(zhǎng)使得交通擁塞和停車位緊張的問題越來越嚴(yán)重。

近年來，電動(dòng)車受到越來越多消費(fèi)者的歡迎。電動(dòng)車價(jià)格比傳統(tǒng)汽車低，用于電動(dòng)車充電的費(fèi)用也比汽車加油的費(fèi)用低；電動(dòng)車靈活小巧，在非機(jī)動(dòng)車道行駛，一般不會(huì)遇到交通堵塞，也更容易找到停車位；電動(dòng)車沒有尾氣排放，不會(huì)污染環(huán)境。

隨著四輪電動(dòng)自行車的日漸普及，其帶來的安全問題也越來越受關(guān)注。四輪與汽車相比，車身窄、重量輕，存在較高的側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)。因此設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)的四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法存在重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的四輪電動(dòng)車車身窄、重量輕，存在較高的側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明提供了一種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法來解決上述問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法，包括以下步驟：

S1、車輛控制器通過加速度傳感器采集傾向加速度a；

S2、車輛控制器計(jì)算傾角，其中，g為重力加速度；

S3、車輛控制器計(jì)算電動(dòng)車對(duì)地面的壓力為F_壓=mgsinθ，將γ*F_壓作為側(cè)翻閾值，其中m為電動(dòng)車的質(zhì)量；

S4、車輛控制器采集車速v和轉(zhuǎn)向半徑r，計(jì)算向心力F=mv²/r，計(jì)算向心力F在垂直于地面上的分量為F_分=Fsinθ；

S5、車輛控制器將力F_分與側(cè)翻閾值進(jìn)行比較，當(dāng)F_分達(dá)到或超過側(cè)翻閾值判斷為電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)；

S6、車輛控制器檢測(cè)到電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)時(shí)降低車速v。

作為優(yōu)選，在步驟S6中，當(dāng)車輛控制器檢測(cè)到電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，并且F_分為側(cè)翻閾值的1~1.2倍時(shí)，降低對(duì)電機(jī)控制器輸出的脈沖信號(hào)的占空比，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低車速v的目的。

作為優(yōu)選，在步驟S6中，當(dāng)車輛控制器檢測(cè)到電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，并且F_分大于側(cè)翻閾值的1.2倍時(shí)，先斷開電機(jī)的電源，通過電機(jī)控制器向電機(jī)提供反向電流，使電機(jī)產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)車輪進(jìn)行電子制動(dòng)。

作為優(yōu)選，還包括步驟S7、當(dāng)車輛控制器降低對(duì)電機(jī)控制器輸出的脈沖信號(hào)的占空比后，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間超過制動(dòng)時(shí)間閾值電動(dòng)車仍然具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，先斷開電機(jī)的電源，通過電機(jī)控制器向電機(jī)提供反向電流，使電機(jī)產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)車輪進(jìn)行電子制動(dòng)。

作為優(yōu)選，還包括步驟S8，當(dāng)檢測(cè)到側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車輛控制器啟動(dòng)語音報(bào)警器，通知駕駛員減速。

本發(fā)明的有益效果是，這種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法通過加速度傳感器檢測(cè)并計(jì)算得到電動(dòng)車所行駛路面的傾角，根據(jù)傾角、車速和轉(zhuǎn)向半徑來計(jì)算電動(dòng)車行駛中的向心力，將向心力在垂直于地面上的分量與側(cè)翻閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，對(duì)車輛的速度進(jìn)行控制，盡快解除側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，提高四輪電動(dòng)車的駕駛安全性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法的最優(yōu)實(shí)施例的流程圖。

圖2是本發(fā)明的四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法的電動(dòng)車受力分析圖。

圖3是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法的硬件結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法，包括以下步驟：

S1、車輛控制器通過加速度傳感器采集傾向加速度a；

S2、車輛控制器計(jì)算傾角，其中，g為重力加速度；

S3、車輛控制器計(jì)算電動(dòng)車對(duì)地面的壓力為F_壓=mgsinθ，將γ*F_壓作為側(cè)翻閾值，其中m為電動(dòng)車的質(zhì)量；

S4、車輛控制器采集車速v和轉(zhuǎn)向半徑r，計(jì)算向心力F=mv²/r，計(jì)算向心力F在垂直于地面上的分量為F_分=Fsinθ；

S5、車輛控制器將力F_分與側(cè)翻閾值進(jìn)行比較，當(dāng)F_分達(dá)到或超過側(cè)翻閾值判斷為電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)；

S6、車輛控制器檢測(cè)到電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)時(shí)降低車速v；優(yōu)選的降低車速的過程為：

當(dāng)車輛控制器檢測(cè)到電動(dòng)車具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，并且F_分為側(cè)翻閾值的1~1.2倍時(shí)，降低對(duì)電機(jī)控制器輸出的脈沖信號(hào)的占空比，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低車速v的目的；如果F_分大于側(cè)翻閾值的1.2倍時(shí)，先斷開電機(jī)的電源，通過電機(jī)控制器向電機(jī)提供反向電流，使電機(jī)產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)車輪進(jìn)行電子制動(dòng)。

S7、當(dāng)車輛控制器降低對(duì)電機(jī)控制器輸出的脈沖信號(hào)的占空比后，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間超過制動(dòng)時(shí)間閾值電動(dòng)車仍然具有側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，先斷開電機(jī)的電源，通過電機(jī)控制器向電機(jī)提供反向電流，使電機(jī)產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)車輪進(jìn)行電子制動(dòng)；

S8，當(dāng)檢測(cè)到側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車輛控制器啟動(dòng)語音報(bào)警器，通知駕駛員減速。

參照?qǐng)D2，對(duì)本發(fā)明的四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法做進(jìn)一步描述:

圖中，傾角θ為30°，電動(dòng)車?yán)@Z軸行駛，電動(dòng)車的質(zhì)量為800kg，g取10m/s²，那么

F_壓=(800kg*10m/s²)*sin30°=4000N，如果車速v=10m/s，轉(zhuǎn)向半徑r=10m，那么向心力F在垂直于地面上的分量為:

F_分=Fsinθ=sinθ*mv²/r=800kg*(10m/s)²/(10m*2)= 4000N，此時(shí)F_壓= F_分，因?yàn)樵谛逼罗D(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向角度能改變的幅度很小，所以在轉(zhuǎn)向半徑一定或者變化不大的情況下，只能通過調(diào)節(jié)車速v來降低側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)，此例中，車速v的側(cè)翻臨界值為10m/s，應(yīng)通過步驟S6和S7盡快的將車速v降下來。

如圖3所示，實(shí)現(xiàn)這種四輪電動(dòng)車的防側(cè)翻控制方法的硬件結(jié)構(gòu)包括車輛控制器、霍爾傳感器、加速度傳感器、電機(jī)控制器、電機(jī)和電源，車輛控制器分別與霍爾傳感器、加速度傳感器和電機(jī)控制器電連接，電機(jī)控制器分別與電源和電機(jī)連接；霍爾傳感器安裝在電機(jī)中，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，車輛控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速計(jì)算出車速v，加速度傳感器檢測(cè)出傾向加速度a。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)所述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。