報警信號的生成方法
2023-10-09 14:55:39 1
報警信號的生成方法
【專利摘要】本發明公開了一種報警信號的生成方法及電動車。當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；之後，根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。與現有技術中需要藉助額外增加的硬體設備及其驅動電路不同的是，本實施例中，直接利用現有的電機及電機的驅動電路，通過在電機的驅動信號中直接疊加報警信號，據此產生報警信息。
【專利說明】報警信號的生成方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電數據處理【技術領域】，具體地說，涉及一種報警信號的生成方法。
【背景技術】
[0002]動平衡車輛直接利用電能作為動力，並通過感測車身的姿勢狀態，通過高速處理器計算出控制指令，驅動馬達來移動車身。
[0003]在動平衡車移動的過程中，常常會出現超速、電量過低、倒車碰撞等，為了安全行車器件，就要通過各種報警裝置來產生報警信息，比如超速告警、電量過低告警、倒車碰撞告警等。通過報警信息提示乘員及時了解車輛的運行狀態，報警信息一般通過專門配置的硬體設備如揚聲器或蜂鳴器或燈光閃爍傳達給乘員。
[0004]但是，為了保證上述為報警專門配置額硬體設備工作，比如利用聲光告警硬體設備進行告警，這些硬體設備必須配置專用的驅動電路，增加了物料種類以及產品的成本。
[0005]另外，對於不具備封閉隔音駕駛艙的動平衡車，在嘈雜的交通環境和較強的自然光下，傳統的聲光告警很難引起乘員的注意，告警效果較差。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種報警信號的生成方法及電動車，用以部分/全部克服或避免現有技術中的上述問題。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種報警信號的生成方法，其包括:
[0008]當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；
[0009]根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0010]優選地，在本發明的一實施例中，在電機的驅動信號中疊加報警信號時，通過頻率調節，控制疊加不同的報警信號。
[0011]優選地，在本發明的一實施例中，控制疊加不同的報警信號時，按照Vm =Vp*(Rpwm+Rs+Rv)進行疊加，其中Vm表示電機的繞組電壓信號，R_、RS、Rv、Vp分別表示驅動信號的佔空比、第一報警信號、第二報警信號、電源電壓信號。
[0012]優選地，在本發明的一實施例中，根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警包括:
[0013]對所述報警信號進行高低頻判斷，並根據所述判斷結果以及所述車輛的不同非正常運行狀態生成不同形式的報警信息。
[0014]優選地，在本發明的一實施例中，對所述報警信號進行高低頻判斷，並根據所述判斷結果以及所述車輛的不同非正常運行狀態生成不同形式的報警信息包括:當判定所述報警信號為低頻信號時，以所述報警信號驅動所述車輛的輪轂振動，以產生振動報警信息；當判定所述報警信號為高頻信號時，根據所述報警信號產生音頻報警信息。
[0015]優選地，在本發明的一實施例中，所述第一報警信號和第二報警信號為平均值等於零的周期性信號，所述第一報警信號和第二報警信號的幅值滿足在電機運行過程中
Rpwm+Rs+Rv ( 100%, Rpwm> Rs> Rv分別表不驅動信號的佔空比、所述第一報警信號第二報警信號。
[0016]優選地，在本發明的一實施例中，在電機的驅動信號中疊加報警信號之前包括:當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，生成一觸發信號，以啟動在電機的驅動信號中疊加報警信號。
[0017]優選地，在本發明的一實施例中，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號之前還包括:對疊加到驅動信號中的報警信號進行預先配置，包括報警信號的幅值以及其對應報警信息的持續時長。
[0018]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種報警信號的生成方法，其包括:
[0019]當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的控制信號中疊加報警信號；
[0020]根據疊加了所述報警信號的控制信號控制所述車輛，以控制所述車輛的車輪行進，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0021]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電動車，其包括:電機、減速器、車輪，電機的輸出軸直接連接在減速器上，減速器直接連接在輪轂上，或者，電機的外轉子直接連接在輪轂上，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號，並根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛的輪轂，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報目O
[0022]與現有的方案相比，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；之後，根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。與現有技術中需要藉助額外增加的硬體設備及其驅動電路不同的是，本實施例中，直接利用現有的電機及電機的驅動電路，通過在電機的驅動信號中直接疊加報警信號，據此產生報警信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例一報警信號的生成方法流程示意圖；
[0024]圖2為本發明實施例二報警信號的生成方法流程圖；
[0025]圖3為本發明實施例三電動車的結構框圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖和優選實施例對本發明的技術方案進行詳細地闡述。應該理解，以下列舉的實施例僅用於說明和解釋本發明，而不構成對本發明技術方案的限制。
[0027]本發明下述實施例中，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；之後，根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。與現有技術中需要藉助額外增加的硬體設備及其驅動電路不同的是，本實施例中，直接利用現有的電機及電機的驅動電路，通過在電機的驅動信號中直接疊加報警信號，據此產生報警信息。
[0028]本申請的核心思想之一:
[0029]本發明下述實施例提供的報警信號的生成方法，其核心思想在於，至少包括:
[0030]當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；
[0031]根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0032]本申請的核心思想之二:
[0033]本發明下述實施例提供的報警信號的生成方法，其核心思想在於，至少包括:
[0034]當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的控制信號中疊加報警信號；
[0035]根據疊加了所述報警信號的控制信號控制所述車輛，以控制所述車輛的車輪行進，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0036]本申請的核心思想之三:
[0037]本發明下述實施例提供的電動車，其核心思想在於，電動車至少包括:電機、減速器、車輪，電機的輸出軸直接連接在減速器上，減速器直接連接在輪轂上，或者，電機的外轉子直接連接在輪轂上，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號，並根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛的輪轂，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0038]需要說明的是，在下述實施例中，以動平衡車的報警信息生成為例，對上述本發明的各核心思想進行說明。但是，需要說明的是，本發明的上述個核心思想不局限於運用於動平衡車，也可以應用到其他通過電機驅動車輪的電動車，詳細不再贅述。
[0039]圖1為本發明實施例一報警信號的生成方法流程示意圖；如圖1所示，其具體可以包括:
[0040]S101、判斷動平衡車當前是否存在非正常運行狀態，如果是，則執行步驟S102 ;否貝U，繼續進行S1i非正常運行狀態的判斷；
[0041 ] 本實施例中，非正常運行狀態可以包括但不局限於超速、電量過低、倒車碰撞等運行狀態參數，其具體判斷的實現可以通過設置速度閾值、電量閾值、間距閾值等方式，通過實時監測車輛的速度、電量、與其他物體的間距並與其各自對應的閾值進行比對，以確定動平衡車當前是否存在非正常運行狀態。如果監測到車輛的速度、電量、與其他物體的間距大於其各自對應的閾值，則表明車輛運行於非正常狀態，需要及時提醒乘員；否則，標明車輛運行與正常狀態，無須提醒乘員，與此同時，繼續對運行狀態參數進行監測並進行非正常運行狀態的判斷。
[0042]S102、當判定需要對動平衡車當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號；
[0043]本實施例中，如果判定動平衡車當前存在非正常運行狀態，須及時提醒乘員，與現有技術中需要藉助額外增加的硬體設備及其驅動電路不同的是，本實施例中，直接利用現有的電機及電機的驅動電路，通過在電機的驅動信號中直接疊加報警信號，據此產生報警信息。
[0044]驅動電機以不同速度旋轉而產生動力的方法是用驅動電路產生脈衝寬度調節PWM信號作為驅動信號，該脈衝寬度調節PWM信號經過放大器等電路作用在電機的繞組上，從而調節電機繞組兩端的電壓，以達到調節電機轉速或轉矩的目的。
[0045]以直流有刷電動機為例，電機繞組電壓Vm與PWM信號佔空比Rpwm以及電源電壓信號Vp的關係為:Vm = Vp*R_。
[0046]其中Rp■取值範圍-100%?100%，當Rpwm小於O時代表電機反轉，大於O時代表電機正轉。在電運轉過程中，通過調節PWM信號佔空比Rpwm的值來調節施加到電機繞組上的電壓，從而調節電機的轉速/轉矩。
[0047]本實施例中，在電機的驅動信號中疊加報警信號時，通過頻率調節，控制疊加不同的報警信號。具體地，在控制疊加不同的報警信號時，可以具體按照Vm = Vp*(Rpwm+Rs+Rv)進行疊加，其中Vm表不電機的繞組電壓信號，Rpwm、Rs、Rv、Vp分別表不驅動信號的佔空比、第一報警信號、第二報警信號、電源電壓信號。
[0048]本實施例中，第一報警信號可以是音頻信號，第二報警信號可以是振動信號。優選地，在疊加第一報警信號如音頻信號和第二報警信號如振動信號時，可以通過頻率的調節來實現，比如，音頻信號的頻率範圍為200?20kHz，振動信號的頻率範圍為5?100Hz，振動信號的幅值比音頻信號幅值大。
[0049]按照Vm = Vp*(Rpwffl+Rs+Rv)在驅動信號中疊加報警信號時，實際還可以實現單獨一類報警信號的疊加，或者同時疊加第一報警信號和第二報警信號，比如設置第一報警信號Rs為0，只疊加第二報警信號Rv，或者設置第二報警信號Rv為0，只疊加第一報警信號Rs,或者，同時設置第一報警信號和第二報警信號非O且具有設定的不同頻率。本實施例中，所述第一報警信號和第二報警信號可以為平均值等於零的周期性信號，比如正弦波/方波/三角波/鋸齒波信號。
[0050]在本發明的另外一實施例中，為了避免疊加的報警信號對驅動信號帶來負面影響，影響電機的轉動，在S102之前還包括:對疊加到驅動信號中的報警信號進行預先配置，包括報警信號的幅值以及其對應報警信息的持續時長。比如音頻信號的幅值、振動信號的幅值、音頻信號的持續時長、振動信號的持續時長。
[0051]具體地，可以通過數據接口接收自定義的音頻信號，包括自定義的參數項包括幅值和持續時長，或者，通過設置幅值和持續時長閾值的方法來進行幅值和持續時間的自定義。
[0052]在控制第一報警信號和第二報警信號幅值時，可以根據|R_+Rs+Rv| ( 100%進行設置。
[0053]S103、根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述動平衡車的車輪提供行進動力，並產生報警信息，以對所述動平衡車當前非正常運行狀態進行報目O
[0054]本實施例中，通過對比Vm = Vp*R_以及Vm = Vp* (Rpwm+Rs+Rv),可得知，經過疊加處理之後的Vm除了包括Vp*Rpwm,還包括Vp* (Rs+Rv), Vp*Rpwm提供給電機，以向動平衡車的車輪提供行進動力，而Vp*(Rs+Rv)作為報警信號，以產生報警信息。
[0055]比如設置作為第一報警信號Rs的音頻信號為0，只疊加作為第二報警信號Rv的振動信號，當車輛出現非正常運行狀態時，根據該振動信號使車轂、車輪發生振動，從而產生振動報警信息，使乘員能完全感覺到。當設置作為第二報警信號Rv的振動信號為0，只疊加作為第一報警信號Rs的音頻信號，當車輛出現非正常運行狀態時，根據該音頻信號產生音頻報警信息，通過揚聲器或者蜂鳴器播放，從而使乘員能完全聽取到。
[0056]當同時設置第一報警信號和第二報警信號非O且具有設定的不同頻率，當車輛出現非正常運行狀態時，可以根據非正常運行狀態的不同，在通過對第一報警信號和第二報警信號信號進行高低頻判斷，並根據所述判斷結果以及所述車輛的不同非正常運行狀態生成不同形式的報警信息。比如，超速時，使用高頻的振動信號以產生振動報警信息，倒車碰撞時，使用低頻的音頻信號以產生音頻報警信息。
[0057]需要說明的是，在本發明的另外一實施例中，在電機的驅動信號中疊加報警信號之前包括:當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，生成一觸發信號，以啟動在電機的驅動信號中疊加報警信號。具體地，該觸發信號可以高電平、低電平、開關信號等。
[0058]圖2為本發明實施例二報警信號的生成方法流程圖；如圖2所示，與上述實施例一不同的是，本實施例是在電機的控制信號比如速度控制信號、電流控制信號和電壓控制信號中疊加報警信號，具體地，其可以包括:
[0059]S201、當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的控制信號中疊加報警信號；
[0060]S202、根據疊加了所述報警信號的控制信號控制所述車輛，以控制所述車輛的車輪行進，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0061]在本發明上述實施例一的啟發下，本領域普通技術人員無須創造性勞動即可實現實施例二，因此，詳細不再贅述。
[0062]圖3為本發明實施例三電動車的結構框圖；如圖3所示，其可以包括:電機301、減速器302、車轂303、車輪304，電機301的輸出軸直接連接在減速器302上，減速器302直接連接在輪轂303上，或者，電機301的外轉子直接連接在輪轂303上，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機301的驅動信號中疊加報警信號，並根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛的輪轂303，以分別向所述車輛的車輪304提供行進動力，並產生報警信息實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
[0063]需要說明的是，在本發明的另外一實施例中，報警信息的生成也可以通過在控制信號中疊加報警信號實現，詳細不再贅述。
[0064]需要說明的是，電動車除了包括上述部件外，還可能包括其他部件，在此省略與本發明點無關的或者關係不大的部件。
[0065]上述說明示出並描述了本發明的若干優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種報警信號的生成方法，其特徵在於，包括: 當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號； 根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在電機的驅動信號中疊加報警信號時，通過頻率調節，控制疊加不同的報警信號。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，控制疊加不同的報警信號時，按照V！！！= 胃進行疊加，其中VIII表示電機的繞組電壓信號，1？胃、1？8、1^、僕分別表示驅動信號的佔空比、第一報警信號、第二報警信號、電源電壓信號。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警包括: 對所述報警信號進行高低頻判斷，並根據所述判斷結果以及所述車輛的不同非正常運行狀態生成不同形式的報警信息。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，對所述報警信號進行高低頻判斷，並根據所述判斷結果以及所述車輛的不同非正常運行狀態生成不同形式的報警信息包括:當判定所述報警信號為低頻信號時，以所述報警信號驅動所述車輛的輪轂振動，以產生振動報警信息；當判定所述報警信號為高頻信號時，根據所述報警信號產生音頻報警信息。
6.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述第一報警信號和第二報警信號為平均值等於零的周期性信號，所述第一報警信號和第二報警信號的幅值滿足在電機運行過程中10,+08+1^1 ? 100%，1？胃、08、…分別表不驅動信號的佔空比、所述第一報警信號第二報警信號。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在電機的驅動信號中疊加報警信號之前包括:當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，生成一觸發信號，以啟動在電機的驅動信號中疊加報警信號。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號之前還包括:對疊加到驅動信號中的報警信號進行預先配置，包括報警信號的幅值以及其對應報警信息的持續時長。
9.一種報警信號的生成方法，其特徵在於，包括: 當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的控制信號中疊加報警信號； 根據疊加了所述報警信號的控制信號控制所述車輛，以控制所述車輛的車輪行進，並產生報警信息，實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
10.一種電動車，其特徵在於，包括:電機、減速器、車輪，電機的輸出軸直接連接在減速器上，減速器直接連接在輪轂上，或者，電機的外轉子直接連接在輪轂上，當判定需要對車輛當前非正常運行狀態進行報警後，在電機的驅動信號中疊加報警信號，並根據疊加了所述報警信號的驅動信號驅動所述車輛的輪轂，以分別向所述車輛的車輪提供行進動力，並產生報警信息實現對所述車輛當前非正常運行狀態進行報警。
【文檔編號】B60K7/00GK104309528SQ201410504553
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】陳中元, 王野 申請人:納恩博（天津）科技有限公司