本發(fā)明涉及一種基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法。

背景技術(shù)：

1、具有無刷輪轂電機的代步車、輪椅這類慢速代步工具通常會配備有剎車，剎車為電磁剎車或機械剎車。不管是安裝電磁剎車還是機械剎車，都會造成具有無刷輪轂電機的設(shè)備整體重量的增加，不利于輕量化。

2、同時，使用電磁剎車的代步車/輪椅在正常行駛時，電磁剎車是一直通電工作的，會導(dǎo)致代步車/輪椅的行駛時的能耗很高，需要采用更大體積的電池，或其行駛路程受到限制；而采用機械剎車的代步車/輪椅則需要人工手動進行剎車駐停。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能保證駐停安全，且不需要安裝機械剎車或電磁剎車的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了一種基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，包括以下步驟：

3、s1.向控制器發(fā)送駐停信號；

4、s2.控制器記錄駐停起始速度v始，根據(jù)駐停起始速度v始計算出預(yù)估的最長剎車時間t最長和預(yù)估的最長剎車距離s最長；

5、s3.?控制器向電機發(fā)送控制信號，對電機的輸出力矩進行n次的調(diào)節(jié)，使電機的輸出力矩趨于0；

6、如果電機的實際轉(zhuǎn)速經(jīng)過n次降低輸出力矩后大于設(shè)定值v1時，則控制器發(fā)送控制信號以使電機提供反向力矩f1，從而實現(xiàn)減速，并最終使電機的實際轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值v1；

7、在步驟s3中，當(dāng)實際剎車所用時間t實大于t最長或?qū)嶋H剎車距離s實大于s最長時，控制器發(fā)送信號使電機所產(chǎn)生反向力矩f2增加以強制剎車，f2＞f1。

8、在步驟s1中，可以通過松開代步車油門撥桿或輪椅操縱器搖桿等方式取消其移動以實現(xiàn)駐停信號的發(fā)送。步驟s3中，通過多次降低電機的輸出力矩，從而實現(xiàn)緩降，使降速更為平穩(wěn)，以使電機轉(zhuǎn)速到達停車設(shè)定值v1，以提高使用者舒適度。其中，設(shè)定值v1可以是較低的轉(zhuǎn)速，也可以是0；當(dāng)設(shè)定值v1是較低的接近于0的轉(zhuǎn)速時，通過自重摩擦實現(xiàn)駐停。當(dāng)實際剎車時間和剎車距離超過預(yù)估時間和預(yù)估距離時，通過使電機產(chǎn)生反向力矩以強制剎車，將緩剎變?yōu)榧眲x，以實現(xiàn)剎車。其中，n為根據(jù)設(shè)備型號所設(shè)定的具體數(shù)值。

9、在本發(fā)明方案中，不是采用電磁剎車和機械剎車等實現(xiàn)降速駐停的，不需要在具有本發(fā)明無刷輪轂電機的設(shè)備上設(shè)置相應(yīng)剎車，能使設(shè)備整體更輕，且裝配步驟更少，零部件儲運管理更方便。

10、作為優(yōu)選，在步驟s2中，預(yù)估的最長剎車時間t最長=t基礎(chǔ)+v始*t最快，t基礎(chǔ)為基礎(chǔ)設(shè)定時長，t最快為使用本電機的設(shè)備在速度檔位最低時剎車至電機輸出轉(zhuǎn)速為0的最快時長。

11、基礎(chǔ)設(shè)定時長可以是根據(jù)各種不同型號的具有本電機的設(shè)備在水平路面以最低速度檔位時剎車至工作轉(zhuǎn)速為0所用的時間。

12、作為優(yōu)選，在步驟s2中，預(yù)估的最長剎車距離s最長=s基礎(chǔ)+v始*s1，s基礎(chǔ)為基礎(chǔ)設(shè)定剎車距離，s1為使用本電機的設(shè)備的電機轉(zhuǎn)速每多出1?km/h所增加的剎車距離。

13、通過確定最短剎車距離，以避免過快剎車，避免具有本電機的設(shè)備在剎車過程中具有較大慣性，降低使用時推背感及前翻風(fēng)險。同時通過設(shè)定最長剎車距離，以防止反向力矩長距離剎車無效，造成具有本發(fā)明電機的設(shè)備剎車距離過長（比如下坡路段停車），以使具有本發(fā)明電機的設(shè)備符合相應(yīng)規(guī)范要求。

14、作為優(yōu)選，在步驟s3中，電機的輸出力矩每次經(jīng)等比例降低。

15、每次降低電機的輸出力矩的比例相同，能實現(xiàn)線性降速，使降速更為平穩(wěn)，。

16、作為優(yōu)選，在步驟s3中，10≤n≤100。

17、通過至少10次的輸出力矩的降低，以保證線性降速；通過使n小于100，從而避免電機輸出力矩降低所用時間過長，并避免程序設(shè)定過于復(fù)雜。同時，不同電機所輸出的力矩不同，大輸出力矩的電機所需剎車時間應(yīng)更長，以防止輸出力矩減小太快，剎車太急。

18、作為優(yōu)選，在步驟s3中，隨著電機所提供反向力矩f的時間的增加，電機所提供的反向力矩f1逐漸增大，f1后=f1后+（-dir*f定），f定為固定的力矩值，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動方向為正轉(zhuǎn)時，dir為1，反之則dir為-1。其中，f定為根據(jù)據(jù)設(shè)備型號所設(shè)定的具體數(shù)值；出廠前對對應(yīng)型號的設(shè)備進行剎車測試，從而得到對應(yīng)該型號的具體數(shù)值。

19、作為優(yōu)選，步驟s2中，記錄駐停起始時間t始。

20、作為優(yōu)選，f2=-kp*pos+sumi，sumi后?=?sumi前+(-spd*ki)；其中，?kp為移動距離調(diào)節(jié)參數(shù)，pos為移動距離，向前為正，向后為負；sumi為速度調(diào)節(jié)積分值，spd為轉(zhuǎn)動速度，向前為正，向后為負，ki為調(diào)節(jié)比例；如果spd*sumi>0，則sumi清零，重新計算sumi后。

21、本發(fā)明具有能使具有無刷輪轂電機的設(shè)備能安全駐停，且不需要設(shè)置電磁剎車和機械剎車的優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：在步驟s2中，預(yù)估的最長剎車時間t最長=t基礎(chǔ)+v始*t最快，t基礎(chǔ)為基礎(chǔ)設(shè)定時長，t最快為使用本電機的設(shè)備在速度檔位最低時剎車至電機輸出轉(zhuǎn)速為0的最快時長。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：在步驟s2中，預(yù)估的最長剎車距離s最長=s基礎(chǔ)+v始*s1，s基礎(chǔ)為基礎(chǔ)設(shè)定剎車距離，s1為使用本電機的設(shè)備的電機轉(zhuǎn)速每多出1?km/h所增加的剎車距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：在步驟s3中，電機的輸出力矩每次經(jīng)等比例降低。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：在步驟s3中，10≤n≤100。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：在步驟s3中，隨著電機所提供反向力矩f的時間的增加，電機所提供的反向力矩f1逐漸增大，f1后=f1前+（-dir*f定），f定為固定的力矩值，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動方向為正轉(zhuǎn)時，dir為1，反之則dir為-1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：步驟s2中，記錄駐停起始時間t始。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，其特征在于：f2=-kp*pos+sumi，sumi后?=?sumi前+(-spd*ki)；其中，?kp為移動距離調(diào)節(jié)參數(shù)，pos為移動距離，向前為正，向后為負；sumi為速度調(diào)節(jié)積分值，spd為轉(zhuǎn)動速度，向前為正，向后為負，ki為調(diào)節(jié)比例；如果spd*sumi>0，則sumi清零，重新計算sumi后。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法。本發(fā)明采用了一種基于反向力矩的無刷輪轂電機駐停安全控制方法，包括以下步驟：S1.向控制器發(fā)送駐停信號；S2.控制器記錄駐停起始速度V<subgt;始</subgt;，計算出預(yù)估的最長剎車時間T<subgt;最長</subgt;和預(yù)估的最長剎車距離S<subgt;最長</subgt;；S3.對電機的輸出力矩進行n次的調(diào)節(jié)，使電機的輸出力矩趨于0；如果電機的實際轉(zhuǎn)速經(jīng)過n次降低輸出力矩后大于設(shè)定值V<subgt;1</subgt;時，則控制器發(fā)送控制信號以使電機提供反向力矩F<subgt;1</subgt;，從而實現(xiàn)減速，并最終使電機的實際轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值V<subgt;1</subgt;。本發(fā)明具有能使具有無刷輪轂電機的設(shè)備能安全駐停，且不需要設(shè)置電磁剎車的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：付新,孫祝兵,胡亮,蘇芮
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9