[发明专利]一种电动车助力运行控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种电动车助力运行控制系统及其方法，控制系统包括脚踏板传感器模块、期望转矩计算模块、转矩输出计算模块、助力比设置模块、实际转矩获取模块；所述脚踏板传感器模块提供转速信号和力矩信息给期望转矩计算模块用来计算期望转矩；所述的助力比设置模块用于控制期望转矩输出的比例，所述转矩输出计算模块，通过期望转矩和实际转矩计算出实际转矩需要输出的大小；采用脚踏频率传感器和力矩传感器与助力比设置得到期望转矩来控制实际转矩输出的方法解决现有市场电动助力车运行助力不佳，动态性能差的问题。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机的技术领域，具体涉及一种电动车助力运行控制系统及其控制方法。

背景技术

近些年来，电动自行车以绿色、环保、经济、便捷等特点，逐渐成为人们出行必不可少的交通工具。然而传统的纯电动自行车使得电机的输出效率极低，这不仅造成了资源浪费，而且会严重影响电池寿命。随着人们生活水平的提高，因此，电动助力自行车逐渐进入大众的视线。它是一种“人力为主，电机为辅”的驱动方式，即通过骑行踩踏力矩与电机输出扭矩混合驱动行驶。在倡导绿色出行的今天，电动助力自行车或许是一种极佳的选择，既满足了健康环保的出行方式，又可以省时省力，未来也将会成为电动自行车的发展趋势。

目前，我国电动助力自行车尚未普及，很大一部分原因是缺少核心技术，其中踩踏力矩传感器和配套动力辅助系统拥有很高的技术门槛。国内更多使用的是无力矩传感器的助力控制系统下的电动助力车，该车是通过车速输入信号，间接地估算骑行的踩踏力矩，再根据这个估计力矩，控制助力电机输出扭矩，从而实现整个助力过程。当踩踏速率越高，提供的助力扭矩就越大。那么在骑行遇到上坡路况的时候，踩踏频率会明显不足，不能提供足够的助力。这种助力控制方法，与助力车的定义背道而驰，在上坡时骑行将会很费劲，是一种伪助力的控制系统。

本发明提供了一种电动车助力运行控制系统及其方法，采用脚踏频率传感器和力矩传感器与助力比设置得到期望转矩来控制实际转矩输出的方法解决现有市场电动助力车运行助力不佳，动态性能差的问题。由于电机输出的扭矩是根据骑行踩踏力矩输入进行调节的，因此踩踏力越大，电机输出扭矩越大，反之，则踩踏力越小，电机输出扭矩越小。那么，骑行在遇到上坡道路时，助力扭矩会随着踩踏力矩的增大而增大，这说明了基于力矩传感器的电动助力自行车，能够在上坡路况下也尽量省力，骑行非常舒适。实现提高电动助力车控制的动态性能，优化运行助力。

发明内容

本发明提供了一种电动车助力运行控制系统及其方法，采用脚踏频率传感器和力矩传感器与助力比设置得到期望转矩来控制实际转矩输出的方法解决现有市场电动助力车运行助力不佳，动态性能差的问题。

本发明提供了一种电动车助力运行控制系统，包括：脚踏板传感器模块、期望转矩计算模块、转矩输出计算模块、助力比设置模块、实际转矩获取模块；

所述脚踏板传感器模块与所述期望转矩计算模块相连，所述脚踏板传感器模块提供转速信号和力矩信息给期望转矩计算模块用来计算期望转矩；

所述助力比设置模块和所述期望转矩计算模块相连，所述助力比设置模块用于控制期望转矩输出的比例；

所述转矩输出计算模块分别和所述期望转矩计算模块和所述实际转矩获取模块相连，通过期望转矩和实际转矩计算出实际转矩需要输出的大小。

可选地，所述脚踏板传感器模块包含脚踏频率传感器和力矩传感器，其中，脚踏频率传感器由开关型霍尔传感器组成。

可选地，所述脚踏频率传感器获取脚踏频率的具体计算方法为：

其中，F为脚踏频率；T为所述开关型霍尔传感器脉冲的采样时间；N₀为脚踏一圈所述开关型霍尔传感器产生的脉冲个数；N_r为采样时间内采集到的开关型霍尔传感器产生脉冲的个数。

本发明还提供了一种电动车助力运行控制方法，包括如下步骤：