[發明專利]自平衡雙輪電動車轉向控制方法及自平衡雙輪電動車

有效

• 申請號: 201410465616.6
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN105480114B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 常州愛爾威智能科技有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B62M6/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種自平衡雙輪電動車轉向控制方法及穩定運行控制方法，屬于交通工具技術領域。

背景技術

當今社會經濟不斷發展，交通工具日益增多，面臨越來越擁擠的城市道路，路面資源與汽車數量的劇增之間的矛盾日益尖銳，對有著13億多人口的中國，讓城市道路來適應我們的交通工具已經不太現實了，只有讓我們的交通工具來適應我們的道路才是出路，同時全球變暖、臭氧層空洞、海平面上升等一系列環境問題困擾著我們，而導致這種狀況的重要元兇之一便是汽車尾氣排放。所以我們需要一種節能、環保又能魚貫于擁擠人群的交通工具，來解決這些日益尖銳的矛盾。

目前市場上開始流傳的自平衡電動車，也被稱作為思維車，利用鋰電池作為動力電源，環保又節能，或許將是我們新一代的交通工具，其運行原理主要基于一種“動態穩定”，通過電動車本身自動平衡能力來維持車體在運行方向上的平衡，一般在車體內部設置陀螺儀即體感平衡系統，通過體感平衡系統來感知車體實時狀況，把信息傳遞給信息處理系統，經信息處理系統對感知的信息處理后運算出適當的指令傳遞給電機，控制電機來實現車體運行的平衡狀態，所以駕駛者可通過重心位移來直接控制車體的加減速實現運行平衡。目前市場上的自平衡雙輪電動車的轉向控制主要是通過檢測轉向裝置的轉動角度，根據轉動角度計算出左右兩輪電機的控制量，使得兩側車輪產生速度差，從而實現轉向。存在以下兩個問題：1.騎行人轉向時，在高速和低速時同樣的轉向操作會有不同的感受，低速時感覺轉彎不夠靈敏，高速時感覺轉彎太急，這時因離心力比低速時大，駕駛者容易失去平衡；2.騎行過程中當一側車輪遇障礙物時，在騎行者未做轉向操作時，車身會發生轉向，影響騎行感覺，同時存在不安全因素。

發明內容

本發明為提高騎行人員在轉彎時平衡性，公開了一種自平衡雙輪電動車轉向控制方法，在轉向時兩車輪產生速度差的過程中加入車體前后方向上的運行速度作為車體整體運行的速度控制，控制器檢測自平衡雙輪電動車轉向裝置轉動的角度，同時根據車體當前前后方向上運行速度得到相應的比例系數，通過自平衡雙輪電動車轉向裝置轉動的角度乘以相應的比例系數計算出最終的電機調控量，控制車子轉向。

本發明所述的自平衡雙輪電動車轉向控制方法，所述的自平衡雙輪電動車進一步包括電機運行調整控制器，調整控制器捕捉到車體內陀螺儀、加速計數據以及電機驅動數據，計算出當前車體運行方向及速度，同時根據安裝于自平衡雙輪電動車轉向裝置上的霍爾傳感器捕捉到的轉向信息經過濾波，線性化處理，得到車體轉向裝置轉動角度，根據此時的速度大小，計算出相應的比例系數，再用自平衡雙輪電動車轉向裝置轉動的角度乘以相應的比例系數，得到電機控制調整量，控制器根據得到的電機控制調整量U傳送給電機驅動控制系統，使兩電機產生速度差，實現轉向。

本發明所述的自平衡雙輪電動車轉向控制方法，電機實時轉速v在不同區間時，自平衡雙輪電動車轉向控制方法：k為轉向裝置轉動角度的比例系數、K_p為速度比例系數(根據各電機的個體差異設定的速度比例系數)、V_L為系數調整速度下限、 V_H為系數調整速度上限、v為電機實時轉速、V為電機轉速范圍根據實際設定、U 為電機控制調整量、θ為方向桿轉動角度，當控制器檢測到電機實時轉速v≤系數調整速度下限V_L時，U＝θ*k，k＝K_p*V/V_L，此時轉向裝置轉動角度的比例系數k固定并達到最大值，控制器僅以自平衡雙輪電動車轉動的角度變化作為變量控制電機調整量，調整電機；當V_H>v>V_L時：U＝θ*k，k＝K_p*V/v；此時轉向裝置轉動角度的比例系數k為變量根據電機實時轉動速度線性變化，同時控制器以自平衡雙輪電動車轉動的角度與k的積，作控制電機調整量，調整電機；當v>V_H時：U＝θ*k， k＝K_p*V/V_H，此時轉向裝置轉動角度的比例系數k固定并達到最小值，控制器僅以自平衡雙輪電動車轉動的角度變化作為變量控制電機調整量，調整電機。