[發明專利]兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法

有效

• 申請號: 201710102697.7
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106741410B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 何金保
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: B62K3/00
• 分類號: B62K3/00
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

本發明提供一種兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法，目標驅動信號包括兩部分，一部分是根據兩踏板壓力之和的分級驅動信號，另一部分是根據腳踏開關輸出的加速、減速及平穩信號。根據兩踏板壓力之和的分級驅動信號有效解決駕駛者上下車，以及操作過程中重心移動的問題，而加速、減速信號針對上下坡，調節驅動信號。在輸出目標驅動信號時，采用了正弦信號平滑的方法，防止信號的突變。本發明所提出的方法，增加了系統的可靠性和驅動信號輸出的精確性，方法簡便，有效提升了系統的安全性能。

技術領域

本發明涉及一種兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法。

背景技術

電動平衡車，又稱為體感車、攝位車、思維車等。電動平衡車的運作原理主要是建立在動態穩定的基本原理上，利用車體內部的陀螺儀傳感器來檢測車體姿態的變化，并進而驅動馬達進行相應的調整，以保持平衡。

由于兩輪平衡車所處的狀態較為復雜，比如在剛啟動時，駕駛者一只腳先上，然后再上另一只腳，這個過程中，壓力在變化，另外下車時，也存在這些問題。而且每個駕駛者體重不一樣，甚至差別較大。另外在平衡車在上坡，下坡時也不一樣。上述情況下，驅動信號之間相差很大，需要進行根據不同情況調整，否則導致不適或者安全性問題，從而對人體造成傷害。

針對上述問題，已有相關專利發表:比如郭蓋華申請的“一種兩輪平衡車的狀態檢測方法和系統(申請號CN 103558778 B)”,郭蓋華等申請的專利“一種兩輪平衡車的平滑過渡方法(授權公告號CN 103786601 B)”。這些專利能部分解決上述問題，但是仍然存在特殊情況沒有考慮的問題，比如在平衡車行進的過程中，兩個踏板之間的壓力可能會由于駕駛者的重心移動而引起傳感器誤判，而且對于駕駛者體重差異及上下坡路況未考慮，因此，兩輪電動平衡車的驅動信號生成方法有待進一步研究。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法，滿足平衡車信號在不同情況下控制的需要。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法，其包括如下步驟：

S1:系統上電后，實時監測兩踏板壓力，根據兩踏板壓力之和的大小，分級輸出電機驅動信號Q₁；

S2:檢測踏板開關所處加速、減速及平穩位置；

S3:根據踏板位置，輸出加速、減速及平穩的電機驅動信號Q₂；

S4:將驅動信號相加，即Q＝Q₁+Q₂，輸出驅動電機的目標信號。

優選的，在分級輸出驅動信號Q時，采用正弦信號平滑的方法，具體步驟為：上一次輸出的驅動信號為Q_p，當前輸出驅動信號為Q_c，

若Q_p>Q_c,則第k步輸出的信號為

若Q_p<Q_c,則第k步輸出的信號為

其中τ為常數，表示驅動信號輸出的步數，可調整。

采用上述兩輪電動平衡車分級驅動信號生成方法，將兩個踏板的壓力之和作為分級的依據，比用兩個踏板的壓力之差來判斷駕駛者狀態更為可靠，因為平衡車在行進中，駕駛者完全可能將重心移至某一個踏板上，從而導致傳感器信號的誤操作，所以本發明通過兩個踏板的壓力之和作為后續處理的依據，大大提高了系統的可靠性，而且即使駕駛者在上車時或下車時，兩個踏板的壓力之和變化，控制器也可以通過分級驅動信號調整輸出，保證安全。