一种智能爬坡控制系统、电动车及其方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电动车技术领域，一种智能爬坡控制系统、一种智能爬坡控制方法和一种电动车。
【背景技术】
[0002]传统电动车控制模式比较单一，根据不同路况在限流值内自适应输出电流。由于限流值唯一且不可变，所以当电动车爬陡坡时，会因限流值限制导致爬坡扭矩不足，功率无法提升，转速下降，效率降低。若为了满足爬坡需求，将限流值设置足够大，则会使起步电流过大，平路允许载重量增多，当负载较重时，输出电流长时间维持在较大电流值，导致电机发热严重，电池性能透支加速老化。
[0003]为了使电动车在平路和爬坡时都有较佳状态，常规做法是设置三档限流值，对应省电、经济、爬坡三个档位，通过组合开关进行状态切换。平路时用省电档，限流值设置较小；爬坡时用爬坡档，限流值设置较大。砂石土路用中档，限流值适中。通常用户喜欢在动力强劲的爬坡档骑行，很少会随着路况手动切换档位，更有些用户对档位用途概念模糊，实用性差。
[0004]还有一些厂家在电动车上安装水平传感器，用来判断整车是否处于爬坡状态。当接收到爬坡信号时，限流值自动提升，扭矩增大。但是，该方法安装条件严苛，成本较高，通用性差。
[0005]综上所述，如何智能识别爬坡路段并快速提升转矩是目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能爬坡控制系统、电动车及其方法，解决了电动车智能识别爬坡路段并快速提升转矩的问题。
[0007]本发明解决技术难题的具体方案如下:
[0008]—种智能爬坡控制系统，包括整车数据采集单元、数据分析单元、爬坡判定单元和电机控制单元，其中:
[0009]整车数据采集单元:用于实时采集电动车行驶过程中的转把电压、整车线电流、电机转速和爬坡时间；
[0010]数据分析单元:根据整车数据采集单元采集的转把电压和整车线电流判断是否需要进行爬坡判断；
[0011]爬坡判定单元:用于在数据分析单元确定需要进行爬坡判断时，继续判断当前扭矩是否满足爬坡需求；
[0012]电机控制单元:用于在爬坡判定单元判断出爬坡扭矩不足时，切入爬坡程序，提高电动车限流值，直至爬坡结束电流自动降至初始限流值。
[0013]而且，所述整车数据采集单元包括:
[0014]转把电压检测子单元:用于实时检测电动车的转把电压；
[0015]电流检测子单元:用于实时检测电动车的整车线电流；
[0016]电机转速检测子单元:用于实时检测所述驱动电机的转速；
[0017]时间记录子单元:进入爬坡程序后，用于累计爬坡时间。
[0018]而且，所述转把电压检测子单元在数据分析单元中用于判断转把电压是否大于或等于最高有效电压；在电机控制单元进入爬坡程序后实时检测电动车的转把电压并判断转把电压是否大于或等于最高有效电压。
[0019]而且，所述电流检测子单元在初始程序中用于判断整车线电流是否达到初始限流值，在电机控制单元进入爬坡程序后，实时检测电动车的整车线电流，并判断整车线电流是否小于初始限流值或达到二档限流值。
[0020]而且，所述电机转速检测子单元在爬坡判定单元判断出扭矩不足时，设定目标速度值，将此目标速度与预设爬坡最低转速做比较，当目标速度低于预设转速时，重置目标速度为预设转速。。
[0021]而且，所述时间记录子单元实时检测累计爬坡时间是否达到预设时间，当爬坡时间达到预设时间后，退出爬坡程序。
[0022]而且，所述电机控制单元在进入爬坡程序后以目标速度做闭环控制。
[0023]—种智能爬坡电动车，包括智能爬坡控制系统。
[0024]—种智能爬坡电动车的控制方法，包括以下步骤:
[0025]步骤1、实时采集电动车的整车数据，通过数据分析判断整车线电流是否达到初始限流值且转把电压大于有效最高值；
[0026]步骤2、当整车线电流达到初始限流值且转把电压大于有效最高值时，进入爬坡识别阶段，继续判断当前扭矩是否满足爬坡需求；
[0027]步骤3，若爬坡扭矩不足，则转速下降，进入预设定爬坡程序，并开始计时；
[0028]步骤4，当满足爬坡程序退出条件时，恢复初始程序，将限流值变为初始限流值。
[0029]而且，所述步骤4爬坡程序退出条件是满足如下条件之一:(1)实际转把电压小于转把电压最高有效值；(2)实际电流低于初始限流值；(3)爬坡累积时间达到预设时间。
[0030]本发明的优点和积极效果是:
[0031]本爬坡控制系统能够实时检测电动车的行使信息，通过数据分析智能识别爬坡路况，在电动车爬坡扭矩不足时，临时提升整车动力，以使电动车既可以在平路可靠行驶，又能够在爬坡时动力充足，所有过程无需人为调节，具有启动电流小、高效节能、无安装限制、使用方便等优点，有效提升了电动自行车的使用性能，更好的满足广大用户的需求。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的智能爬坡控制系统框图；
[0033]图2为本发明的智能爬坡控制方法流程图；
[0034]图3为具体实施例的程序流程图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。需要说明的是，为了便于充分理解本发明，下面描述中阐述了很多具体细节，但是，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]根据本发明的实施例，图1示出了智能爬坡控制系统的框图。
[0037]如图1所示，智能爬坡控制系统包括:
[0038]⑴整车数据采集单元:用于在电动车行驶过程中实时采集转把电压、整车线电流、电机转速和爬坡时间等整车数据，将此行驶数据作为后续数据分析、路况判断及电机控制的重要依据。
[0039]⑵数据分析单元:用于分析整车数据中的转把电压和整车线电流，判断是否需要进行爬坡判断。
[0040]⑶爬坡判定单元:用于在数据分析单元确定需要进行爬坡判断时，继续判断当前扭矩是否满足爬坡需求。
[0041]⑷电机控制单元:用于在爬坡判定单元判断出爬坡扭矩不足时，切入爬坡程序，提高电动车限流值，电机控制单元在进入爬坡程序后将以目标速度做闭环控制；假使爬坡判定单元判断结果为扭矩可以满足爬坡需求，电动车将维持原程序。
[0042]通过实时采集整车数据，分析数据，对比各单元的判断结果，从而智能识别爬坡路况，自动调整电动车行驶状态，使整车行驶信息与当前路况相符，既能使平路骑行安全可靠，又能保证爬坡时动力充足。
[0043]所述整车数据采集单元包括:
[0044]①转把电压检测子单元:用于实时检测电动车的转把电压。在数据分析单元中用于判断转把电压是否大于或等于最高有效电压。在电机控制单元进入爬坡程序后实时检测电动车的转把电压并判断转把电压是否大于或等于最高有效电压。
[0045]②电流检测子单元:用于实时检测电动车的整车线电流。在初始程序中用于判断整车线电流是否达到初始限流值，在电机控制单元进入爬坡程序后，实时检测电动车的整车线电流，并判断整车线电流是否小于初始限流值或达到二档限流值，
[0046]③电机转速检测子单元:用于实时检测所述驱动电机的转速。在爬坡判定单元中判断转速是否下降，转速下降即可判断出扭矩不足，切入爬坡程序。在电机控制单元中记录转速开始掉落的速度值，将此速度设为目标速度，并与预设爬坡最低转速η做比较，当目标速度低于预设转速时，重置目标速度为预设爬坡最低转速η。
[0047]④时间记录子单元:进入爬坡程序后，用于累计爬坡时间。当爬坡时间达到预设时间后，退出爬坡程序。
[0048]需要说明的是，在电动车未进入爬坡程序提升动力以前，数据分析的关键点在于:只有转把电压大于或等于最高有效电压且整车线电流达到初始限流值时，才会进行后续爬坡识别。仅满足其中一个条件时，电动车不会进行爬坡判断。
[0049]因为如果转把电压小于最高有效电压，则说明转把没有拧到底，用户主观上不需要加力。另一方面，即使转把拧到底，电流却没有达到限流值，说明整车扭矩仍有提升空间，此时无需进入爬坡程序。
[0050]只有同时满足上述两个条件时，才说明整车正处于扭矩需求较大(电流已达限流值)且用户仍在加力(转把拧到底)状态。此时再进行扭矩判断。
[0051]爬坡判定单元用以判断扭矩情况，重要意义在于:爬坡时如果初始限流值即可满足爬坡扭矩需求，则不开放二档限流值。也就是说，即使转把到底，电流也达到初始限流值，如果此时转速仍在增加，说明初始限流值提供的扭矩可以满足爬坡需求，则不会进入爬坡程序；否则，当爬坡扭矩不足，转速下降，即可进入爬坡程序。
[0052]本发明的爬坡判定方法可以很好的避免电动车起步阶段误进入爬坡程序。由于电动车在起步时扭矩需求较大，电流会瞬间达到限流值，通常转把也会转到底，此时整车状态与爬坡状态相似，只有通过电机转速情况加以区分。起步时，转速会越来越快；爬陡坡时，转速则会下降。
[0053]通过多种条件共同判断电动车行车路况，提高了智能识别爬坡的准确性。
[0054]根据本发明的实施例，图2示出了智能爬坡电动车的控制方法，包括以下步骤:<