[发明专利]人机互动体感车的轮毂电机控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于人机互动体感车技术领域，涉及一种人机互动体感车的轮毂电机控制系统及其控制方法。

背景技术

随着计算机技术、软件技术、微电子技术、通信技术、材料技术等相关领域的快速发展，以及科学技术和人们物质生活水平的不断进步与提高，现代的交通工具正朝着智能、小型、节能、环保的趋势发展。近年来，随着人机互动体感车研究的不断深入，其所应用的领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。

现有技术中的人机互动体感车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测人体姿态的变化，并利用控制装置例如微处理器精确地驱动轮毂电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。也就是说，现有技术中的轮毂电机的输出功率只会根据人体姿态的变化来实时调整，当人体姿态一直维持在使轮毂电机一直处于高输出功率的状态下时，轮毂电机将会产生大量的热量，在炎热的夏天轮毂电机产生的热量很难被及时散发出去，以导致轮毂电机由于机身太热被烧毁。一旦出现这种情况，人们不但要承受经济损失，更关键的是，轮毂电机被烧毁，人机互动体感车将不会保持平衡，使用者在车体上很容易摔下来造成人身伤亡。

发明内容

本发明的发明目的是一种人机互动体感车的轮毂电机控制系统，以在轮毂电机一直维持在高功率输出状态，降低轮毂电机的输出功率，减少轮毂电机的发热量。

本发明提供一种人机互动体感车的轮毂电机控制系统，包括驱动车轮转动的轮毂电机、用于采集车体的姿态信息的采样装置及控制装置，所述控制装置用于根据所述车体的姿态信息控制所述轮毂电机的输出功率以使人机互动体感车的车体趋于水平，所述采样装置还用于采集所述轮毂电机的电流，所述控制装置还用于在所述采样装置采集到的电流大于预设的阈值电流时，将所述轮毂电机的输出功率降低至预定的阈值功率或降低至预定的阈值功率以下，所述预定的阈值功率为轮毂电机的电流为所述预设的阈值电流时轮毂电机的输出功率。

进一步地，所述采样装置还用于采集所述轮毂电机的温度，所述控制装置还用于在所述采样装置采集到的温度大于等于预设的温度阈值时，控制所述轮毂电机降低输出功率。

进一步地，所述采样装置还用于采集所述轮毂电机的温度，所述控制装置还用于在所述采样装置采集到的温度大于等于预设的温度阈值时降低所述的阈值电流以使所述轮毂电机降低输出功率。

进一步地，所述轮毂电机为PWM调速电机，所述控制装置根据所述采样装置采集到的信息生成PWM控制信号，并发送至所述轮毂电机，所述轮毂电机根据所述PWM控制信号调整输出功率，且在所述采样装置采集到的温度大于等于预设的温度阈值时，所述控制装置生成的PWM控制信号能够使所述轮毂电机降低输出功率。

进一步地，所述轮毂电机包括PWM调速模块及与所述PWM调速模块连接的功率输出模块，所述PWM调速模块根据接收到的PWM控制信号来调整所述功率输出模块的输出功率。

进一步地，所述控制装置包括用于生成PWM控制信号的PWM控制器，用于存储车体的姿态信息与输出功率映射关系、预设的阈值电流及预设的温度阈值的存储器，用于接收姿态信息、电流信息及温度信息并将它们与所述存储器内存储的信息进行比较和/或换算的比较器，以及用于根据所述比较器的比较和/或换算结果控制所述PWM控制器生成相应的PWM控制信号的微处理器。

进一步地，所述采样装置采集到的温度大于等于预设的温度阈值时，所述控制装置生成的PWM控制信号的占空比小于前一个PWM控制信号的占空比。

进一步地，所述采样装置包括用于采集所述轮毂电机的温度的温度传感器，所述温度传感器的数量为多个且均匀分布。

本发明还提供一种人机互动体感车的轮毂电机控制系统的控制方法，包括以下步骤：

采集轮毂电机的电流信息；

判断所述电流信息是否大于预设的阈值电流；以及

当判断结果为是时，控制轮毂电机的输出功率小于或等于在轮毂电机的电流为所述阈值电流时轮毂电机的输出功率。

进一步地，还包括以下步骤：

采集轮毂电机的温度信息；

判断采集到的温度信息是否大于等于温度阈值；以及

当判断结果为是时，控制轮毂电机降低输出功率；

其中，根据温度信息控制轮电机输出功率的优先级大于根据电流信息控制轮毂电机的优先级。

由于上述技术方案的运用，本发明具备以下优点：