專利名稱：電動車檔位控制系統(tǒng)、電動車檔位控制方法和電動車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動車控制技術領域，具體而言，涉及一種電動車檔位控制系統(tǒng)、一種電動車檔位控制方法和一種電動車。
背景技術：
現(xiàn)有的電動車控制模式可以分為速度型和力矩型。其中，速度型控制模式是以鏈輪轉動的速度為輸出信號，控制器接收此輸出信號后對電機執(zhí)行工作指令。因此當鏈輪不斷轉動時，此輸出信號一直存在，致使電機持續(xù)工作，因此會產生以下一些缺點(I)可能會導致騎行者空踩，影響騎行的舒適性以及樂趣； (2)電池消耗過快，無法達到省電以及增加騎行里程的目的；(3)減少電池以及電機的使用壽命；(4)減少騎行者鍛煉身體的機會。力矩型控制模式是以腳踩力為輸出信號，控制器接收此輸出信號，并且檢測腳踩力的大小，然后根據腳踩力的大小控制電機提供相應的功率輸出。此控制模式有以下一些缺點( I)力矩型控制系統(tǒng)的制作成本很高；(2)力矩型控制系統(tǒng)的內部元件的損耗比較大，因此長期工作的穩(wěn)定性不高，容易產生錯誤；(3)力矩型控制系統(tǒng)安裝復雜，不適合任意款式的電動車的安裝。因此，需要一種新的電動車檔位控制技術，能夠避免用戶空踩腳踏板，提高騎行樂趣和舒適性，并且能夠減緩電池電量的消耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種電動車檔位控制技術，能夠避免用戶空踩腳踏板，提高騎行樂趣和舒適性，并且能夠減緩電池電量的消耗。有鑒于此，本發(fā)明提出了一種電動車檔位控制系統(tǒng)，包括轉速檢測單元，用于檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速；比值計算單元，用于計算出所述驅動輪轉速和所述牙盤轉速的比值；比較單元，用于將所述比值與所有預設變速比進行比較，確定與所述比值最接近的預設變速比；獲取單元，用于獲取與所述比值最接近的預設變速比對應的預設檔位；控制器，用于控制電驅動系統(tǒng)根據所述預設檔位對應的輸出功率工作。在該技術方案中，可以通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，控制電動車的檔位，相對于力矩型控制系統(tǒng)，制作成本較低，而且內部構造簡單，工作穩(wěn)定性較高，適用于不同款式的電動車。在上述技術方案中，優(yōu)選地,還包括判斷單元,判斷所述電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若所述實時張緊力大于或等于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條張緊，若所述實時張緊力小于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條未張緊；以及所述轉速檢測單元在所述傳動鏈條張緊的情況下，檢測所述電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速；所述控制器在所述傳動鏈條未張緊的情況下，控制所述電驅動系統(tǒng)停止工作。在該技術方案中，通過判斷傳動鏈條的實時張緊力，可以判斷用戶是否在空踩腳踏板(即用戶踩腳踏板的動作是否為驅動輪的轉動提供有效功率)，當傳動鏈條的實時張緊力大于或等于預設張緊力時，可以判定用戶沒有空踩腳踏板，而當用戶沒有空踩腳踏板時，用戶踩腳踏板的力(和傳動鏈條的張緊力正相關)與此時的機械變速比(飛輪的轉速與牙盤的轉速的比值)存在一定的關系，當機械變速比較大時，用戶踩動腳踏板需要較大的力，當機械變速比較小時，用戶用較小的力即可踩動腳踏板，并且在用戶未空踩的情況下，驅動輪的轉速與飛輪的轉速近似相等，此時通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值(采集驅動輪的轉速相對于采集飛輪的轉速比較容易)，可以得到此時電動車的機械變速比，控制器根據此機械變速比控制電驅動系統(tǒng)提供相應的輸出功率(即相當于根據用戶踩腳踏板的力提供相應的輸出功率，但無需直接對踩踏的力進行檢測，也就無需相應的價格高昂的元·器件)。而當實時張緊力小于預設張緊力時，可以判定用戶空踩腳踏板，此時控制器可以控制電驅動系統(tǒng)停止工作，使得電動車驅動輪的轉動需要用戶踩腳踏板提供有效功率，從而在行駛過程中有效地避免了用戶空踩腳踏板。因此在不同的機械變速比下，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，從而在騎行過程中，避免了用戶空踩，提高了騎行的樂趣，并且減緩了電池電量的消耗，延長了電池的使用壽命。在上述技術方案中，優(yōu)選地，還包括速度檢測單元，用于檢測所述電動車的實時行走速度；以及所述電動車檔位控制系統(tǒng)在所述實時行走速度大于預設速度時，對所述電動車的檔位進行控制。在該技術方案中，當電動車的實時行走速度達到預設的速度要求時，再按照上述檔位控制的過程控制檔位，以達到最佳的騎行體驗。同時，當在電動車的實時行走速度小于預設速度時，可以通過軟啟動的方式進行啟動。在上述技術方案中，優(yōu)選地，還包括設置單元，用于設置所述控制器中功率管的最大占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度。在該技術方案中，可以通過設置控制器中功率管的最大占空比實現(xiàn)在各檔位下最大速度的不同，其中，每個機械檔位對應于電驅動系統(tǒng)提供的一個輸出功率，且在電驅動系統(tǒng)空載滿電的情況下，對應的輸出功率最大，相應的電驅動系統(tǒng)的電機最大轉速為Vniax ;當用戶踩腳踏板帶動牙盤轉動時，電驅動系統(tǒng)將根據不同的牙盤轉速提供相應的輸出功率，相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速為％，假設用戶以V1的轉速踩腳踏板行駛時用戶感覺最舒適，那么可以調整最大占空比，使Vmax與牙盤在V1轉速下相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速Vtl相等。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述設置單元還用于設置所述控制器中功率管的最小占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，所述最大啟動力與所述最大速度負相關。在該技術方案中，可以通過設置控制器中功率管的最小占空比實現(xiàn)在各檔位下最大啟動力(最大扭矩)的不同，進一步地，可以根據最大啟動力與所述最大速度負相關設置最小占空比。在上述任一技術方案中，優(yōu)選地，還包括操作信號生成單元，用于根據用戶的操作動作生成相應的操作信號；以及所述控制器還用于根據所述操作信號生成相應的控制命令，以控制所述電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。在該技術方案中，用戶可以手動調整電驅動系統(tǒng)的輸出功率，從而根據自身的實際需求騎行，而不必檢測傳動鏈條的實時張緊力再判斷相應的輸出功率。根據本發(fā)明的又一方面，還提出了一種電動車檔位控制方法，包括步驟204，檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速，并計算出所述驅動輪 轉速和所述牙盤轉速的比值；步驟206，將所述比值與預設變速比進行比較，確定與所述比值最接近的預設變速比，并獲取該預設變速比對應的預設檔位；步驟208，控制器控制電驅動系統(tǒng)根據所述預設檔位對應的輸出功率進行工作。在該技術方案中，可以通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，控制電動車的檔位，相對于力矩型控制系統(tǒng)，制作成本較低，而且內部構造簡單，工作穩(wěn)定性較高，適用于不同款式的電動車。在上述技術方案中，優(yōu)選地，在所述步驟204之前，還包括步驟202，判斷所述電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若所述實時張緊力大于或等于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條張緊，并進入所述步驟204;若所述實時張緊力小于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條未張緊，所述控制器控制所述電驅動系統(tǒng)停止工作。在該技術方案中，通過判斷傳動鏈條的實時張緊力，可以判斷用戶是否在空踩腳踏板(即用戶踩腳踏板的動作是否為驅動輪的轉動提供有效功率)，當傳動鏈條的實時張緊力大于或等于預設張緊力時，可以判定用戶沒有空踩腳踏板，而當用戶沒有空踩腳踏板時，用戶踩腳踏板的力(和傳動鏈條的張緊力正相關)與此時的機械變速比(飛輪的轉速與牙盤的轉速的比值)存在一定的關系，當機械變速比較大時，用戶踩動腳踏板需要較大的力，當機械變速比較小時，用戶用較小的力即可踩動腳踏板，并且在用戶未空踩的情況下，驅動輪的轉速與飛輪的轉速近似相等，此時通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值(采集驅動輪的轉速相對于采集飛輪的轉速比較容易)，可以得到此時電動車的機械變速比，控制器根據此機械變速比控制電驅動系統(tǒng)提供相應的輸出功率(即相當于根據用戶踩腳踏板的力提供相應的輸出功率，但無需直接對踩踏的力進行檢測，也就無需相應的價格高昂的元器件)。而當實時張緊力小于預設張緊力時，可以判定用戶空踩腳踏板，此時控制器可以控制電驅動系統(tǒng)停止工作，使得電動車驅動輪的轉動需要用戶踩腳踏板提供有效功率，從而在行駛過程中有效地避免了用戶空踩腳踏板。因此在不同的機械變速比下，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，從而在騎行過程中，避免了用戶空踩，提高了騎行的樂趣，并且減緩了電池電量的消耗，延長了電池的使用壽命。在上述技術方案中，優(yōu)選地，在所述步驟204之前，還包括步驟202，檢測所述電動車的實時速度，并在所述實時速度大于預設速度時，進入所述步驟204。在該技術方案中，當電動車的實時行走速度達到預設的速度要求時，再按照上述檔位控制的過程控制檔位，以達到最佳的騎行體驗。同時，當在電動車的實時行走速度小于預設速度時，可以通過軟啟動的方式進行啟動。在上述技術方案中，優(yōu)選地，還包括設置所述控制器中功率管的最大占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度。在該技術方案中，可以通過設置控制器中功率管的最大占空比實現(xiàn)在各檔位下最大速度的不同，其中，每個機械檔位對應于電驅動系統(tǒng)提供的一個輸出功率，且在電驅動系統(tǒng)空載滿電的情況下，對應的輸出功率最大，相應的電驅動系統(tǒng)的電機最大轉速為Vniax ;當用戶踩腳踏板帶動牙盤轉動時，電驅動系統(tǒng)將根據不同的牙盤轉速提供相應的輸出功率，相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速為％，假設用戶以V1的轉速踩腳踏板行駛時用戶感覺最舒適，那么可以調整最大占空比，使Vmax與牙盤在V1轉速下相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速Vtl相等。在上述技術方案中，優(yōu)選地，還包括設置所述控制器中功率管的最小占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，所述最大啟動力與所述最大速度負相關。 在該技術方案中，可以通過設置控制器中功率管的最小占空比實現(xiàn)在各檔位下最大啟動力(最大扭矩)的不同，進一步地，可以根據最大啟動力與所述最大速度負相關設置最小占空比。在上述任一技術方案中，優(yōu)選地，還包括根據用戶的操作動作生成相應的操作信號，所述控制器根據所述操作信號生成相應的控制命令，以控制所述電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。在該技術方案中，用戶可以手動調整電驅動系統(tǒng)的輸出功率，從而根據自身的實際需求騎行，而不必檢測傳動鏈條的實時張緊力再判斷相應的輸出功率。根據本發(fā)明的又一方面，還提出了一種電動車，包括如上述技術方案中任一項所述的電動車檔位控制系統(tǒng)。通過以上技術方案，可以通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，智能控制電動車的檔位，使電動車在行駛過程中，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，避免用戶空踩，提高騎行的樂趣，并且減緩電池電量的消耗，延長電池的使用壽命。其中，轉速檢測單元可以采用上海歐多儀器公司的0D9001型號轉速傳感器；比值計算單元可以采用ATMEL公司的型號為AT89LVS2的芯片；比較單元可以采用美國微芯科技公司的型號為PIC 18F25J11的單片機；獲取單元可以采用臺灣義隆的型號為EM78156E的單片機；判斷單元可以采用德州儀器的型號為MSP430G2553的單片機；控制器可以采用德州儀器的型號為TMS320的單片機；設置單元可以采用ATMEL公司的型號為AT91555的單片機；操作信號生成單元可以選用美國新思公司的型號為TM41PUG306的觸摸板。


圖I示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)的框圖；圖2示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法的流程圖；圖3示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)的結構圖；圖4示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法的具體流程圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。圖I示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)的框圖。如圖I所示，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)100包括轉速檢測單元102，用于檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速；比值計算單元104，用于計算出驅動輪轉速和牙盤轉速的比值；比較單元106，用于將比值與所有預設變速比進行比較，確定與比值最接近的預設變速比；獲取單元108，用于獲取與比值最接近的預設變速比對應的預設 檔位；控制器110，用于控制電驅動系統(tǒng)根據預設檔位對應的輸出功率工作。可以通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，控制電動車的檔位，相對于力矩型控制系統(tǒng)，制作成本較低，而且內部構造簡單，工作穩(wěn)定性較高，適用于不同款式的電動車。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)100還可以包括判斷單元112，判斷電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若實時張緊力大于或等于預設張緊力，則判定傳動鏈條張緊，若實時張緊力小于預設張緊力，則判定傳動鏈條未張緊；以及轉速檢測單元102在傳動鏈條張緊的情況下，檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速；控制器110在傳動鏈條未張緊的情況下，控制電驅動系統(tǒng)停止工作。通過判斷傳動鏈條的實時張緊力，可以判斷用戶是否在空踩腳踏板(即用戶踩腳踏板的動作是否為驅動輪的轉動提供有效功率)，當傳動鏈條的實時張緊力大于或等于預設張緊力時，可以判定用戶沒有空踩腳踏板，而當用戶沒有空踩腳踏板時，用戶踩腳踏板的力(和傳動鏈條的張緊力正相關)與此時的機械變速比(飛輪的轉速與牙盤的轉速的比值)存在一定的關系，當機械變速比較大時，用戶踩動腳踏板需要較大的力，當機械變速比較小時，用戶用較小的力即可踩動腳踏板，并且在用戶未空踩的情況下，驅動輪的轉速與飛輪的轉速近似相等，因此可以通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值(采集驅動輪的轉速相對于采集飛輪的轉速比較容易)得到此時電動車的機械變速比，控制器110根據此機械變速比控制電驅動系統(tǒng)提供相應的輸出功率(即相當于根據用戶踩腳踏板的力提供相應的輸出功率，但無需直接對踩踏的力進行檢測，也就無需相應的價格高昂的元器件)。而當實時張緊力小于預設張緊力時，可以判定用戶空踩腳踏板，此時控制器110可以控制電驅動系統(tǒng)停止工作，使得電動車驅動輪需要用戶踩腳踏板提供有效功率才能轉動，從而在行駛過程中有效地避免了用戶空踩腳踏板。因此在不同的機械變速比下，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，從而在騎行過程中，避免了用戶空踩，提高了騎行的樂趣，并且減緩了電池電量的消耗，延長了電池的使用壽命。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)100還可以包括速度檢測單元114，用于檢測電動車的實時行走速度；以及所述電動車檔位控制系統(tǒng)100在所述實時行走速度大于預設速度時，對所述電動車的檔位進行控制。當電動車的實時行走速度達到預設的速度要求時，再按照上述檔位控制的過程控制檔位，以達到最佳的騎行體驗。同時，當在電動車的實時行走速度小于預設速度時，可以通過軟啟動的方式進行啟動。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)100還可以包括設置單元116，用于設置控制器110中功率管的最大占空比，以調節(jié)電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度。可以通過設置控制器110中功率管的最大占空比實現(xiàn)在各檔位下最大速度的不同，其中，每個機械檔位對應于電驅動系統(tǒng)提供的一個輸出功率，且在電驅動系統(tǒng)空載滿電的情況下，對應的輸出功率最大，相應的電驅動系統(tǒng)的電機最大轉速為Vmax;當用戶踩腳踏 板帶動牙盤轉動時，電驅動系統(tǒng)將根據不同的牙盤轉速提供相應的輸出功率，相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速為％，假設用戶以V1的轉速踩腳踏板行駛時用戶感覺最舒適，那么可以調整最大占空比，使Vmax與牙盤在V1轉速下相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速Vtl相等。優(yōu)選地，設置單元116還用于設置控制器110中功率管的最小占空比，以調節(jié)電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，最大啟動力與最大速度負相關?？梢酝ㄟ^設置控制器110中功率管的最小占空比實現(xiàn)在各檔位下最大啟動力(最大扭矩)的不同，進一步地，可以根據最大啟動力與最大速度負相關設置最小占空比。需要說明的是，對于控制器中功率管的最大占空比和最小占空比的設置，大多數(shù)情況下由電動車的制造商完成，但顯然也可以由用戶自己設置。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)100還可以包括操作信號生成單元118，用于根據用戶的操作動作生成相應的操作信號；以及控制器110還用于根據操作信號生成相應的控制命令，以控制電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。用戶可以手動調整電驅動系統(tǒng)的輸出功率，從而根據自身的實際需求騎行，而不必檢測傳動鏈條的實時張緊力再判斷相應的輸出功率。即電動車可以分為手動控制模式，即用戶可以手動設置電驅動系統(tǒng)的輸出功率；自動控制模式，按照上述通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值控制電動車檔位的方法進行自動控制；零檔控制模式，即關閉電驅動系統(tǒng)，電動車僅通過用戶踩腳踏板行駛。根據本發(fā)明的又一方面，還提出了一種電動車，包括如上述技術方案中任一項所述的電動車檔位控制系統(tǒng)100。圖2示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法的流程圖。如圖2所示，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法包括步驟204，檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速，并計算出驅動輪轉速和牙盤轉速的比值；步驟206，將比值與預設變速比進行比較，確定與比值最接近的預設變速比，并獲取該預設變速比對應的預設檔位；步驟208，控制器控制電驅動系統(tǒng)根據預設檔位對應的輸出功率進行工作?？梢酝ㄟ^計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，控制電動車的檔位，相對于力矩型控制系統(tǒng)，制作成本較低，而且內部構造簡單，工作穩(wěn)定性較高，適用于不同款式的電動車。優(yōu)選地，在步驟204之前，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法還可以包括步驟202，判斷電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若實時張緊力大于或等于預設張緊力，則判定傳動鏈條張緊，并進入步驟204 ;若實時張緊力小于預設張緊力，則判定傳動鏈條未張緊，控制器控制電驅動系統(tǒng)停止工作。通過判斷傳動鏈條的實時張緊力，可以判斷用戶是否在空踩腳踏板(即用戶踩腳踏板的動作是否為驅動輪的轉動提供有效功率)，當傳動鏈條的實時張緊力大于或等于預設張緊力時，可以判定用戶沒有空踩腳踏板，而當用戶沒有空踩腳踏板時，用戶踩腳踏板的力(和傳動鏈條的張緊力正相關)與此時的機械變速比(飛輪的轉速與牙盤的轉速的比值)存在一定的關系，當機械變速比較大時，用戶踩動腳踏板需要較大的力，當機械變速比較小時，用戶用較小的力即可踩動腳踏板，并且在用戶未空踩的情況下，驅動輪的轉速與飛輪的轉速近似相等，此時通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值(采集驅動輪的轉速相對于采集飛輪的轉速比較容易)，可以得到此時電動車的機械變速比，控制器根據此機械變速比控制電驅動系統(tǒng)提供相應的輸出功率(即相當于根據用戶踩腳踏板的力提供相應的輸出功率，但無需直接對踩踏的力進行檢測，也就無需相應的價格高昂的元器件)。而當實時張緊力小于預設張緊力時，可以判定用戶空踩腳踏板，此時控制器可以控制電驅動系統(tǒng)停止工作，使得電動車驅動輪的轉動需要用戶踩腳踏板提供有效功率，從而在行駛過程中有 效地避免了用戶空踩腳踏板。因此在不同的機械變速比下，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，從而在騎行過程中，避免了用戶空踩，提高了騎行的樂趣，并且減緩了電池電量的消耗，延長了電池的使用壽命。優(yōu)選地，在步驟204之前，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法還可以包括步驟202，檢測電動車的實時速度，并在實時速度大于預設速度時，進入步驟204。當電動車的實時行走速度達到預設的速度要求時，再按照上述檔位控制的過程控制檔位，以達到最佳的騎行體驗。同時，當在電動車的實時行走速度小于預設速度時，可以通過軟啟動的方式進行啟動。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法還可以包括設置控制器中功率管的最大占空比，以調節(jié)電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度?？梢酝ㄟ^設置控制器中功率管的最大占空比實現(xiàn)在各檔位下最大速度的不同，其中，每個機械檔位對應于電驅動系統(tǒng)提供的一個輸出功率，且在電驅動系統(tǒng)空載滿電的情況下，對應的輸出功率最大，相應的電驅動系統(tǒng)的電機最大轉速為Vmax ;當用戶踩腳踏板帶動牙盤轉動時，電驅動系統(tǒng)將根據不同的牙盤轉速提供相應的輸出功率，相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速為％，假設用戶以V1的轉速踩腳踏板行駛時用戶感覺最舒適，那么可以調整最大占空比，使Vmax與牙盤在V1轉速下相應的電驅動系統(tǒng)的電機轉速Vtl相等。優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法還可以包括設置控制器中功率管的最小占空比，以調節(jié)電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，最大啟動力與最大速度負相關?？梢酝ㄟ^設置控制器中功率管的最小占空比實現(xiàn)在各檔位下最大啟動力(最大扭矩)的不同，進一步地，可以根據最大啟動力與所述最大速度負相關設置最小占空比。需要說明的是，對于控制器中功率管的最大占空比和最小占空比的設置，大多數(shù)情況下由電動車的制造商完成，但顯然也可以由用戶自己設置。
優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法還可以包括根據用戶的操作動作生成相應的操作信號，控制器根據操作信號生成相應的控制命令，以控制電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。用戶可以手動調整電驅動系統(tǒng)的輸出功率，從而根據自身的實際需求騎行，而不必檢測傳動鏈條的實時張緊力再判斷相應的輸出功率。即電動車可以分為手動控制模式，即用戶可以手動設置電驅動系統(tǒng)的輸出功率；自動控制模式，按照上述通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值控制電動車檔位的方法進行自動控制；零檔控制模式，即關閉電驅動系統(tǒng)，電動車僅通過用戶踩腳踏板行駛。圖3示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制系統(tǒng)的結構圖。如圖3所示，可以在牙盤302上設置張緊力傳感器，張緊力傳感器通過張緊隨動裝置檢測傳動鏈條308的實時張緊力，當電動車處于自動控制模式時，若實時張緊力大于或等于預設張緊力，控制器控制轉速傳感器分別檢測牙盤302和驅動輪306 (驅動輪306可以 是后輪也可以是前輪)的實時轉速，然后控制器計算出驅動輪306轉速和牙盤302轉速的比值，在傳動鏈條308的實時張緊力大于或等于預設張緊力的情況下，驅動輪306的轉速與飛輪304的轉速近似相等，此時通過計算電動車驅動輪306轉速和牙盤302轉速的比值，可以得到此時電動車的機械變速比，最后控制器根據此機械變速比控制電驅動系統(tǒng)提供相應的輸出功率(即根據用戶踩腳踏板的力提供相應的輸出功率)，使得在電動車行駛過程中，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，避免了用戶空踩，提高了騎行的樂趣，并且減緩了電池電量的消耗，延長了電池的使用壽命。其中，在檢測牙盤302和驅動輪306的轉速時，可以采用如下方式判斷牙盤302和/或驅動輪306轉過單圈需要的脈沖個數(shù)設驅動輪306的周長C，最大變速比δ (即未空踩時驅動輪302轉速與牙盤302轉速的比值的最大值)，預設速度V (在行駛速度大于V后進行自動檔位控制)，則在行駛速
度等于V時，驅動輪306每秒轉過V的距離，每秒轉過1圈，通過最大變速比δ推算出牙盤
C
302轉過i圈，而為了測得轉速，需要測得兩個信號的時間差，因此需要轉過i圈時就能得
到兩個脈沖信號，那么O設轉過一圈需要的脈沖個數(shù)是X，而按比例計算有*: 2 = I: A'可 IcS
以袷出X= V。考慮到起始位置的不確定性，比如當牙盤302還未轉過一整圈電動車行駛速度已經達到V，此時需要在最終的X值上加1，所以牙盤302轉過一圈需要最少檢測到的信號個
IcS %
數(shù)為；+i
O
2c同理，驅動輪306轉過一圈需要最少檢測到的信號個數(shù)為γ + 1
O圖4示出了根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法的具體流程圖。如圖4所示，根據本發(fā)明的實施例的電動車檔位控制方法具體包括步驟402，判斷傳動鏈條是否張緊(即判斷用戶是否空踩腳踏板，該步驟的判斷是所有步驟的前提，只有在傳動鏈條張緊的情況下，電驅動系統(tǒng)才進行工作，否則停止工作，此時電動車驅動輪的轉動僅由用戶踩腳踏板提供功率，從而使傳動鏈條重新張緊);步驟404，若傳動鏈條張緊，則檢測電動車的實時速度，并判斷實時速度是否大于預設速度； 步驟406，若實時速度小于或等于預設速度，則進行軟啟動，并返回步驟404;步驟408，若實時速度大于預設速度，則檢測驅動輪轉速和牙盤轉速，并計算驅動輪轉速和牙盤轉速的比值；步驟410，將驅動輪轉速和牙盤轉速的比值與所有預設變速比進行比較，確定與該比值最接近的預設變速比，獲取與該比值最接近的預設變速比對應的預設檔位，通過控制器控制電驅動系統(tǒng)根據預設檔位對應的輸出功率工作，并返回步驟402 ；步驟412，若傳動鏈條未張緊，則判定用戶空踩腳踏板，控制器控制電驅動系統(tǒng)停止工作，并返回步驟402。以上結合附圖詳細說明了本發(fā)明的技術方案，考慮到相關技術中，電動車的檔位控制模式可能會導致騎行者空踩，影響騎行的舒適性以及樂趣，減少電池以及電機的壽命，減少騎行者鍛煉身體的機會，并且制作成本較高，長期工作的穩(wěn)定性差。通過本發(fā)明的技術方案，能夠通過計算電動車驅動輪轉速和牙盤轉速的比值，智能控制電動車的檔位，使電動車在行駛過程中，用戶和電驅動系統(tǒng)可以分別為電動車驅動輪的轉動提供部分有效功率，避免用戶空踩，提高騎行的樂趣，并且減緩電池電量的消耗，延長電池的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 轉速檢測單元，用于檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速； 比值計算單元，用于計算出所述驅動輪轉速和所述牙盤轉速的比值； 比較單元，用于將所述比值與所有預設變速比進行比較，確定與所述比值最接近的預設變速比； 獲取單元，用于獲取與所述比值最接近的預設變速比對應的預設檔位； 控制器，用于控制電驅動系統(tǒng)根據所述預設檔位對應的輸出功率工作。
2.根據權利要求I所述的電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 判斷單元，判斷所述電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若所述實時張緊力大于或等于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條張緊，若所述實時張緊力小于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條未張緊；以及 所述轉速檢測單元在所述傳動鏈條張緊的情況下，檢測所述電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速； 所述控制器在所述傳動鏈條未張緊的情況下，控制所述電驅動系統(tǒng)停止工作。
3.根據權利要求I所述的電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 速度檢測單元，用于檢測所述電動車的實時行走速度；以及 所述電動車檔位控制系統(tǒng)在所述實時行走速度大于預設速度時，對所述電動車的檔位進行控制。
4.根據權利要求I所述的電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 設置單元，用于設置所述控制器中功率管的最大占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度。
5.根據權利要求4所述的電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述設置單元還用于設置所述控制器中功率管的最小占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，所述最大啟動力與所述最大速度負相關。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的電動車檔位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 操作信號生成單元，用于根據用戶的操作動作生成相應的操作信號；以及 所述控制器還用于根據所述操作信號生成相應的控制命令，以控制所述電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。
7.一種電動車檔位控制方法，其特征在于，包括 步驟204，檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速，并計算出所述驅動輪轉速和所述牙盤轉速的比值； 步驟206，將所述比值與預設變速比進行比較，確定與所述比值最接近的預設變速比，并獲取該預設變速比對應的預設檔位； 步驟208，控制器控制電驅動系統(tǒng)根據所述預設檔位對應的輸出功率進行工作。
8.根據權利要求7所述的電動車檔位控制方法，其特征在于，在所述步驟204之前，還包括 步驟202，判斷所述電動車的傳動鏈條的實時張緊力是否大于或等于預設張緊力，若所述實時張緊力大于或等于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條張緊，并進入所述步驟204;若所述實時張緊力小于所述預設張緊力，則判定所述傳動鏈條未張緊，所述控制器控制所述電驅動系統(tǒng)停止工作。
9.根據權利要求7所述的電動車檔位控制方法，其特征在于，在所述步驟204之前，還包括 步驟202，檢測所述電動車的實時速度，并在所述實時速度大于預設速度時，進入所述步驟204。
10.根據權利要求7所述的電動車檔位控制方法，其特征在于，還包括 設置所述控制器中功率管的最大占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大速度。
11.根據權利要求10所述的電動車檔位控制方法，其特征在于，還包括 設置所述控制器中功率管的最小占空比，以調節(jié)所述電驅動系統(tǒng)在不同的預設檔位下所提供的最大啟動力，其中，所述最大啟動力與所述最大速度負相關。
12.根據權利要求7至11中任一項所述的電動車檔位控制方法，其特征在于，還包括 根據用戶的操作動作生成相應的操作信號，所述控制器根據所述操作信號生成相應的控制命令，以控制所述電驅動系統(tǒng)以相應的輸出功率進行工作。
13.—種電動車，其特征在于，包括 如權利要求I至6中任一項所述的電動車檔位控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動車檔位控制系統(tǒng)，包括轉速檢測單元，用于檢測電動車的驅動輪轉速和牙盤轉速；比值計算單元，用于計算出所述驅動輪轉速和所述牙盤轉速的比值；比較單元，用于將所述比值與所有預設變速比進行比較，確定與所述比值最接近的預設變速比；獲取單元，用于獲取與所述比值最接近的預設變速比對應的預設檔位；控制器，用于控制電驅動系統(tǒng)根據所述預設檔位對應的輸出功率工作。本發(fā)明還提出了一種電動車檔位控制方法和一種電動車。通過本發(fā)明的技術方案，能夠避免用戶空踩腳踏板，提高騎行樂趣和舒適性，并且能夠減緩電池電量的消耗。
文檔編號B62M6/50GK102897277SQ20121038902
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者倪捷, 陳文勝, 葉孝, 吳存所, 陳吉 申請人:浙江綠源電動車有限公司