CN101786454A - 电动汽车自动安全控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种电动汽车自动安全控制系统及其控制方法，适用于电动三轮汽车、以及其它窄体汽车，车身前轮使用一个轮子或两个轮子，车后整体使用两个轮子。在车身(1)和车后整体(2)之间通过左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)以及T形机构(15)连接，方向盘转向机构(7)上安装转向扭矩传感器(6)；在车辆(3)前轮上安装了速度传感器(5)，此传感器收集车辆的速度；在车身上还安装了惯导传感器(4)；速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)通过CAN总线连接到车辆安全控制器(8)的输入端，车辆安全控制器(8)输出端与连接车身(1)与车后整体(2)的左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)相连。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电动汽车自动安全控制系统及其控制方法，适用于电动三轮汽车、以及其它窄体汽车，车身前轮使用一个轮子或两个轮子，车后整体使用两个轮子。车身和车后整体通过一个T形机构以及两个可以自由伸缩的数字液压缸支撑和连接。在前轮安装车辆转向扭矩传感器和速度传感器，安全控制系统电路通过CAN总线收集来自车辆转向扭矩传感器的转向角度信息、速度传感器的速度信息和惯导传感器的各种信息。在车子高速行驶要转弯时，安全控制系统电路把收集的信息经过卡尔曼滤波器算法和其它算法运算分析后，产生一定的系列脉冲信号，脉冲信号控制两个支撑车身的数字液压缸伸缩来使得车体摆动倾斜，改变了车身的重心位置，从而克服转弯离心力保证车子在高速转弯时不至于发生翻车事故。本发明属于高安全性新型绿色能源电动汽车领域。
背景技术
珍惜地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境，减少温室气体排放量，遏制全球变暖趋势，已经成为世界各国面临的共同课题。要缓解这两个日趋严重的问题，汽车工业必然向着环保、清洁、节能的方向发展，包括发展燃用清洁替代燃料汽车和电动汽车。电动汽车，是全部或部分的以电力来做为驱动系统动力源的汽车，已成为当代汽车发展的主要方向，必然是21世纪最有潜力的交通工具，完全符合能源可持续利用战略，因而随着技术水平的进步，纯电动车拥有着广阔的发展前景。
而随着人们生活水平的提高，越来越多的人拥有了车辆。但是公路和停车场资源是很有限的。而且现有的四轮汽车一般情况下通常只有一个或者两个人坐，浪费的空间很大，能量浪费的也比较厉害。为了提高车辆空间利用率和缓解公路、停车场资源紧张问题，窄体车是个很好的解决方法。窄体车可以设计成一人座或者前后两人座。
窄体三轮汽车，由于其高窄的车身设计，高速行驶转弯时由于离心力的作用，使得其容易发生翻车事故。在安全性的前提下，只能通过降低速度来降低离心力带来的危险。因此，目前市面上的三轮汽车的速度一直是限制其市场发展的一个软肋。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种电动汽车自动安全控制系统及其控制方法，通过一个T形机构和两个可以控制伸缩的数字液压缸连接车身和车后整体，在前轮方向控制轴上安装转向扭矩传感器采集转向角度和车轮上安装速度传感器采集速度信息，车身安装惯导传感器。车辆在高速行驶要转弯时，车辆安全控制系统通过处理采集到的转向角度信息和速度信息以及惯导传感器输出信息，通过一定的算法和分析运算，输出一定的系列脉冲信号，脉冲信号驱使支撑车身的两个数字液压缸的做相应的伸缩运动摆动车身，改变车身重心，抵消高速转弯时的离心力作用从而保证车辆不翻车。
转弯时的安全性能是三轮汽车速度限制的重要因素，而安全性的保证是通过离心力的平衡来实现的。因此可通过两轮摩托车的转弯原理来实现三轮汽车的转弯安全性。即在转弯时，通过三轮汽车车身的倾侧来实现离心力的平衡，达到车辆可以行驶在高速档而又很安全的目的。为此设计了一种通过自动控制车身进行定量的向左或向右摆动使得车辆高速转弯时实现离心力平衡的安全的电动三轮汽车。车辆在前轮安装速度传感器和加速度传感器，而在车辆车身上安装惯导传感器。车辆在高速运行转弯时时间是很快速的，而车辆摆动执行机构是液压系统，液压系统执行起来时需要一定时间的，在这种情况下，这就要求摆动控制系统必须有提前预知车辆运动速度和车身角度信息，才能够有充足的时间使处理器和液压系统进行合适的工作。为了预知车辆运动速度和车身角度，本发明采用了卡尔曼滤波器算法进行预测，卡尔曼滤波器的输入信号是：惯导系统输出信息、车辆速度传感器输出信息及加速度传感器输出信息。卡尔曼滤波器具有输出车辆当前的、未来的和以前的速度信息和车身角度信息功能。
电动汽车自动安全控制系统及其控制方法是采取以下方案实现：
电动汽车自动安全控制系统，其特征在于在车身(1)和车后整体(2)之间通过左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)以及T形机构(15)连接，方向盘转向机构(7)上安装转向扭矩传感器(6)，此传感器收集车辆转弯信息；在车辆(3)前轮上安装了速度传感器(5)，此传感器收集车辆的速度；在车身上还安装了惯导传感器(4)，惯导传感器(4)收集车辆的加速度和车辆角度信息；速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)通过CAN总线连接到车辆安全控制器(8)的输入端。车辆安全控制器(8)输出端与连接车身(1)与车后整体(2)的左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)相连，控制左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)。惯导传感器(4)安装在车身上，其信号输入通过CAN总线输入到车辆安全控制系统(8)。
车辆安全控制器(8)收集速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)测量所得数据信息，经过内部的分析控制运算，车辆安全控制系统(8)输出系列脉冲信号，脉冲信号控制左液压缸(9)和右液压缸(10)做相关的伸缩运动，使得整个电动汽车车身(1)实现在0.5秒时间内向左或向右方向作出一定角度摆动运动，角度摆动为0～45°，车辆可以高速行驶，高速行驶转弯时也是安全的。
所述车辆安全控制器(8)采用以低成本、低功耗和高性能处理能力的中央处理器TMS320LF240x芯片为核心处理器的嵌入式系统，其输入为速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)输出的信号。
车辆安全控制系统(8)的中央处理器采用市售TMS320LF240x芯片，这是一款低成本、低功耗和高性能处理能力的芯片。其具有灵活的指令集、灵活的内部操作、高速的运算能力、改进的并行结构、有效的成本。车辆安全控制系统(8)的中央处理器和速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)的连接通过CAN总线接口连接。CAN总线的使用使得传感器可以安装到距离中央处理器比较远的位置。
所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)是推动车身运动的执行机构，而T形机构(15)是连接车身(1)和车后整体(2)的结构。
所述T形机构(15)包括与T形结构连接的车身连接杆(1-1)、与T形结构连接的车后整体连接杆(2-1)、车身倾斜中心轴(15-1)、车身重心升降机构(15-2)。车身通过车身倾斜中心轴(15-1)、车身重心升降机构(15-2)连接车后整体。车身通过车身倾斜中心轴(15-1)围绕该轴实现车身的倾斜，同时，车身倾斜时重心的下降通过车身重心升降机构(15-2)来实现。车身重心升降机构(15-2)包括锁紧螺母(15-2-1)、旋转部件(15-2-2)、两轴承(15-2-3)、旋转中心轴(15-2-4)。旋转部件(15-2-2)内部通过两轴承(15-2-3)实现与旋转中心轴(15-2-4)的连接，两轴承(15-2-3)防止旋转部件(15-2-2)的轴向窜动。通过锁紧螺母(15-2-1)锁紧旋转部件(15-2-2)以及与T形结构连接的车后整体连接杆(2-1)。连接旋转部件(15-2-2)的车身倾斜中心轴(15-1)围绕旋转中心轴(15-2-4)旋转，实现车身重心升降机构(15-2)的功能。
车后整体(2)包括车了后两轮(11)、液压系统的液压油箱(13)、溢流阀(14)以及左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)、电动机(16)、电池及控制部件(17)。车后整体(2)重量比较重，底盘比较低，车辆高速行驶时其本身不会因为离心力作用而发生重心偏移很多达到翻车的程度。
所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)通过液压油管与液压系统相连。
电动汽车自动安全控制系统的控制方法如下：
在车辆高速行驶要转弯时，车辆安全控制系统(8)把采集到的速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)信息进行卡尔曼滤波器算法，该算法能够预测出车辆的速度、加速度和车身角度。液压缸运动是一个需要耗费一定时间的运动过程，而车辆高速转弯是一个很短的时间过程，车辆安全控制系统(8)中的中央处理器运用卡尔曼滤波器算法提前预测出车辆的速度、加速度和车身角度信息，于是中央处理器可以提前产生控制数字液压缸运动的相关脉冲信号，提前使两个数字液压缸：左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)作相关的伸缩运动，从而保证了车辆可以在高速转弯时来得及实现摆动车身以实现调整车辆重心，实现车辆安全不翻车的要求。
本发明的技术效果：
1、本发明带有自动安全控制系统的电动汽车使用了清洁能源，实现了环保的目的；同时电动汽车车身的窄体实现了高效利用停车场资源和公路资源，提高了车子空间利用效率，减少了能源的使用情况，节约了能源。
2、本发明在车辆高速转弯行驶时，车辆安全控制系统将采集到的速度信息、转弯角度信息等经过一定的实时信息处理算法，车辆安全控制系统将输出一定的系列脉冲信号来控制两个数字液压缸做相应伸缩运动实现车身摆动来改变车身的重心，抵消车辆高速转弯时离心力对车辆安全方面造成的影响，保证了车辆在高速转弯时不会发生翻车事故。
3、在信号处理时，用到了卡尔曼滤波器进行预测速度、加速度、车身角度信息，从而使得在车辆高速转弯行驶如此短时间内使得液压缸有充足的时间伸缩到适当位置，使得安全性可以实现。
4、本发明与电动汽车配套使用，电动汽车转弯时乘坐人员因为车身的左右摆动而相应地倾斜，可避免身体因为离心力的作用而被甩向一侧，提高乘坐的舒适感。
附图说明
图1是本发明使用状态整体功能分解示意图。
图2是本发明使用状态整车立体结构示意图。
图3是本发明的T形机构立体示意图。
图4是本发明的T形机构车身重心升降机构内部立体图。
图5是本发明的液压缸与车身连接方式示意图。
图6是本发明的车身倾斜45度时液压缸工作情况立体示意图。
图中标号：1、车身，2、车后整体，3、前轮，4、惯导传感器，5、速度传感器，6、转向扭矩传感器，7、方向盘转向系统，8、车辆安全控制系统，9、左数字液压缸，10、右数字液压缸，11、后轮，12、液压器件连接管，13、液压油箱，14、溢流阀，15、T形机构，16、电动机，17、电池及控制部件；
1-1、与T形机构连接的车身连接杆，2-1、与T形机构连接的车后整体连接杆，15-1、车身倾斜中心轴，15-2、车身重心升降机构；
2-1、与T形机构连接的车后整体连接杆，15-2-1、锁紧螺母；15-2-2、旋转部件，15-2-3、两轴承，15-2-4、旋转中心轴。
具体实施方式
参照附图1～6，电动汽车自动安全控制系统，其特征在于在车身(1)和车后整体(2)之间通过左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)以及T形机构(15)连接，方向盘转向机构(7)上安装转向扭矩传感器(6)，此传感器收集车辆转弯信息；在车辆(3)前轮上安装了速度传感器(5)，此传感器收集车辆的速度；在车身上还安装了惯导传感器(4)，惯导传感器(4)收集车辆的加速度和车辆角度信息；速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)通过CAN总线连接到车辆安全控制器(8)的输入端。车辆安全控制器(8)输出端与连接车身(1)与车后整体(2)的左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)相连，控制左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)。惯导传感器(4)安装在车身上，其信号输入通过CAN总线输入到车辆安全控制系统(8)。
车辆安全控制器(8)收集速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)测量所得数据信息，经过内部的分析控制运算，车辆安全控制系统(8)输出系列脉冲信号，脉冲信号控制左液压缸(9)和右液压缸(10)做相关的伸缩运动，使得整个电动汽车车身(1)实现在0.5秒时间内向左或向右方向作出一定角度摆动运动，角度摆动为0～45°，车辆可以高速行驶，高速行驶转弯时也是安全的。
所述车辆安全控制器(8)采用以低成本、低功耗和高性能处理能力的中央处理器TMS320LF240x芯片为核心处理器的嵌入式系统，其输入为速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)输出的信号。
车辆安全控制系统(8)采用中央处理器TMS320LF240x芯片，这是一款低成本、低功耗和高性能处理能力的芯片。其具有灵活的指令集、灵活的内部操作、高速的运算能力、改进的并行结构、有效的成本。车辆安全控制系统(8)的中央处理器和速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)的连接通过CAN总线接口连接。CAN总线的使用使得传感器可以安装到距离中央处理器比较远的位置。
所述速度传感器(5)采用市售速度传感器。所述转向扭矩传感器(6)采用市售转向扭矩传感器。所述惯导传感器(4)采用市售惯导传感器。
所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)是推动车身运动的执行机构，而T形机构(15)是连接车身(1)和车后整体(2)的机构。所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)采用市售数字液压缸。
所述T形机构(15)包括与T形机构连接的车身连接杆(1-1)、与T形机构连接的车后整体连接杆(2-1)、车身倾斜中心轴(15-1)、车身重心升降机构(15-2)。车身通过车身倾斜中心轴(15-1)、车身重心升降机构(15-2)连接车后整体。车身通过车身倾斜中心轴(15-1)围绕该轴实现车身的倾斜，同时，车身倾斜时重心的下降通过车身重心升降机构(15-2)来实现。车身重心升降机构(15-2)包括锁紧螺母(15-2-1)、旋转部件(15-2-2)、两轴承(15-2-3)、旋转中心轴(15-2-4)。旋转部件(15-2-2)内部通过两轴承(15-2-3)实现与旋转中心轴(15-2-4)的连接，两轴承(15-2-3)防止旋转部件(15-2-2)的轴向窜动。通过锁紧螺母(15-2-1)锁紧旋转部件(15-2-2)以及与T形机构连接的车后整体连接杆(2-1)。连接旋转部件(15-2-2)的车身倾斜中心轴(15-1)围绕旋转中心轴(15-2-4)旋转，实现车身重心升降机构(15-2)的功能。
车后整体(2)包括车后两轮(11)、液压系统的液压油箱(13)、溢流阀(14)以及左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)、电动机(16)、电池及控制部件(17)。车后整体(2)重量比较重，地盘比较低，车辆高速行驶时其本身不会因为离心力作用而发生重心偏移很多达到翻车的程度。
所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)通过液压油管与液压系统相连。
电动汽车自动安全控制系统的控制方法如下：
在车辆高速行驶要转弯时，车辆安全控制系统(8)把采集到的速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)信息进行卡尔曼滤波器算法，该算法能够预测出车辆的速度、加速度和车身角度。液压缸运动是一个需要耗费一定时间的运动过程，而车辆高速转弯是一个很短的时间过程，车辆安全控制系统(8)中的中央处理器运用卡尔曼滤波器算法提前预测出车辆的速度、加速度和车身角度信息，于是中央处理器可以提前产生控制数字液压缸运动的相关脉冲信号，提前使两个数字液压缸：左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)作相关的伸缩运动，从而保证了车辆可以在高速转弯时来得及实现摆动车身以实现调整车辆重心，实现车辆安全不翻车的要求。
下面结合附图给出本发明的一个较好实施例，用以说明本发明的结构特征，而不是用来限定本发明的范围。
1、车身设计
车身(1)可以根据是供一人坐还是供两人前后坐来决定车身的设计长度。考虑到车辆在行驶时的风阻问题，车身的整个结构造型设计成尽量减小阻力的“窄长型”车体来减小行驶过程中空气阻力。车身(1)前端安装上一个前轮(3)，前轮没有动力驱动。车辆的转向靠安装一个成熟的方向盘转向系统(7)，方向盘连接前轮，靠牵引前轮的左右运动来实现车辆转向。在前轮上安装了速度传感器(5)，在方向盘转向系统(7)的转向轴上安装了转动扭矩方向传感器(6)。速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)通过CAN总线连接到车辆安全控制系统(8)的输入端。车辆安全控制系统(8)输出控制与连接车身(1)与车后整体(2)的左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)。惯导传感器(4)安装在车身上，其信号输入通过CAN总线输入到车辆安全控制系统(8)。
2、车后整体设计
车后整体(2)是承载液压油箱(13)、溢流阀(14)以及左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)、液压器件连接管(12)、电动机(16)以及动力电池及控制部件(17)的结构。这些设备架构在由连接车辆两个后轮(11)的车桥改进的机械结构上的。车后整体(2)和车身(1)之间靠一个T形机构(15)和左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)连接。T形机构(15)的结构如图3所示。此T形机构通过车身倾斜中心轴(15-1)与重心升降机构(15-2)连接了车身(1)和车后整体(2)，车身(1)可围绕车身倾斜中心轴(15-1)在不妨碍车后整体(2)稳定性的前提下，通过左右数字液压缸(9，10)的伸缩实现倾斜。在车身倾斜的同时，T形机构的车身倾斜中心轴(15-1)可围绕车身重心升降机构(15-2)旋转，可解决车身倾斜时重心下降的问题。
3、动力系统设计
动力电池及其控制部件(17)和电动机(16)安装在车后整体(2)的架构上。动力控制的相关装置通过布线和连接在车身和车后整体上。电动机通过减速器等相关装置与车后整体的车桥相连接，以实现电力驱动的效果，这样的设计减少了传动的距离，大大提高了驱动效率。
4、车辆安全控制系统
在车辆高速行驶要高速转弯时，车辆安全控制系统(8)通过CAN总线接收来自速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)的信号、惯导传感器(4)信息，利用卡尔曼滤波器算法预测速度和转弯角度的信息，中央处理器根据一定的原则，输出系列脉冲信号，脉冲信号控制两个数字液压缸：右液压缸(10)和左液压缸(9)做相应的伸缩运动使得车身发生摆动，改变车身重心，抵消高速转弯时的离心力作用从而保证车辆不翻车。
所述后车整体(2)可采用在目前国内市场上已经有的成熟零部件。后车车桥轴长为90cm，采用的轮胎规格应使得总车宽度小于110cm，可选用规格为185/70R13的轮胎。
前轮可选用市场上很普遍用的185/70R13轮胎，亦可选择比后两轮规格大一点的轮胎，负责转向的方向盘控制系统(7)是现有成熟的结构。车身(1)设计成适合两人前后座的大小，整个结构造型设计成尽量减小阻力的“窄长型”车体。
数字液压系统采用工业精度型液压缸，考虑到整车质量为550kg～650kg(包括乘客)，以及数字液压缸与车身的布置角度，最终确定数字液压缸参数如下：压力为10Mpa，速度大致为300mm/s，脉冲当量为0.2mm，重复定位精度为0.05mm，行程为500mm，缸内径为50mm。右数字液压缸(10)和左数字液压缸(9)采用同样的规格。液压系统其他的器件液压油箱(13)、溢流阀(14)等根据选择的液压缸参数使用厂家的标配参数。
电动发动机系统和动力控制系统根据对于车速的要求进行配置。
在选定好的后车整体(2)基础上，包括动力系统、驱动系统，根据选定好的液压系统、电动系统可以进行架构设计，将相关部件进行合理的安装。
图2所示为整车的立体结构，车身(1)前部通过成熟的方向盘转向系统(7)与前轮(3)连接，车身(1)后部与车后整体(2)通过左、右数字液压缸(9、10)以及图3所示的T形机构(15)连接。车身(1)为图示“窄长型”车体，惯导传感器(4)安装在车身(1)上，转向扭矩传感器(6)安装在前轮转向系统(7)上，速度传感器(5)安装在前轮(3)上。车后整体(2)的框架在车后两轮(11)以及后桥的基础上布置液压油箱(13)、溢流阀(14)、电动机(16)、动力电池及其控制部件(17)等来设计的。
图3所示为T形机构(15)，车身(1)围绕车身倾斜中心轴(15-1)可实现车身(1)的倾斜功能，以实现在转弯过程中的倾斜，来克服离心力的作用；同时考虑到车身(1)倾斜时重心的升降，以及车辆行进中的颠簸造成的重心升降，可通过车身重心升降机构(15-2)来实现。
图4所示即为T形机构车身重心升降机构(1-2)的内部结构，连接车身倾斜中心轴(15-1)的旋转部件(15-2-2)围绕旋转中心轴(15-2-4)实现车身(1)的升降。旋转中心轴(15-2-4)同时与车后整体(2)连接，并通过锁紧螺母(15-2-1)以及两轴承(15-2-3)防止其轴向窜动，实现此机构的功能。
图5所示为液压缸(9、10)与车身(1)的连接结构示意，液压缸(9、10)同车身(1)及车后整体(2)之间的连接采用耳环的方式连接。在选用的液压缸规格合适的前提下，液压缸与水平面的夹角设计既跟车身(1)的宽度、高度有关，也与转弯时车身需要倾斜的角度有关，图中所示的夹角只是用来示意，并不限定具体的设计参数。
图6所示为车身(1)向左或者向右倾斜45度时的结构示意，是通过一个液压缸的缩短和另一个液压缸的伸长动作来实现车身(1)的围绕图3所示的车身倾斜中心轴(15-1)的左右摆动功能。
速度传感器(5)采用富阳市辰晟源电子有限公司汽车速度传感器Pro2007103173332、转向扭矩传感器(6)采用德国HBM扭矩方向传感器，HBM扭矩传感器额定测量范围从0.1N·m到300kN·m，额定转速最大到40,000rpm。惯导传感器(4)采用北京耐威时代科技有限公司的加速度计NV-A100和陀螺仪NV-G100组合。
车辆安全控制系统(8)采用以低成本、低功耗和高性能处理能力的市售TMS320LF240x芯片为核心处理器的嵌入式系统，其输入为速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)输出的信号。车辆安全控制系统(8)中的中央处理器内部采用卡尔曼滤波器算法进行加速度，角度预测运算，根据预测运算的值，根据一定的算法计算出右液压缸(10)和左液压缸(9)需要的伸缩行程，这些行程对应着相应的系列脉冲信号，这些脉冲驱动着右液压缸(10)和左液压缸(9)作相应的伸缩运动。
此车直线行驶时，动力电池(17)供应电动机(16)能量，电动机(16)带动后轮(11)运动，车后整体(2)通过T形机构(15)的车身旋转中心轴(15-1)推动整车向前行进；此车非直线行驶时，方向盘转向系统(7)的转向信息被转向扭矩传感器(6)测得，测得的信号通过CAN总线传输至车辆安全控制系统(8)。车辆安全控制系统(8)控制左右数字液压缸(9、10)作相应的伸缩运动，使得车身(1)围绕T形机构(15)的车身倾斜中心轴(15-1)实现与车辆转弯方向相同的方向倾斜。同时，该T形机构(15)的重心升降机构(15-2)围绕旋转中心轴(15-2-4)解决车身(1)因为倾斜而导致的重心下降问题。这样，车身(1)左右摆动克服了本车非直线行驶时离心力的作用实现了车辆的安全行驶，同时使得乘坐人员身体随着车身的摆动而倾斜，避免常规车辆转弯时乘坐者的眩晕感，提高非直线行驶过程中人的舒适感。
Claims (6)
1.一种电动汽车自动安全控制系统，其特征在于在车身(1)和车后整体(2)之间通过左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)以及T形机构(15)连接，方向盘转向机构(7)上安装转向扭矩传感器(6)，此传感器收集车辆转弯信息；在车辆(3)前轮上安装了速度传感器(5)，此传感器收集车辆的速度；在车身上还安装了惯导传感器(4)，惯导传感器(4)收集车辆的加速度和车辆角度信息；速度传感器(5)和转向扭矩传感器(6)通过CAN总线连接到车辆安全控制器(8)的输入端，车辆安全控制器(8)输出端与连接车身(1)与车后整体(2)的左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)相连，控制左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)；惯导传感器(4)安装在车身上，其信号输入通过CAN总线输入到车辆安全控制系统(8)；
车辆安全控制器(8)收集速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)测量所得数据信息，经过内部的分析控制运算，车辆安全控制系统(8)输出系列脉冲信号，脉冲信号控制左液压缸(9)和右液压缸(10)作相关的伸缩运动，使得整个电动汽车车身(1)实现在0.5秒时间内向左或向右方向作出一定角度摆动运动，角度摆动为0～45°，车辆可以高速行驶，高速行驶转弯时也是安全的。
2.根据权利要求1所述的电动汽车自动安全控制系统，其特征在于所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)是推动车身运动的执行机构，而T形机构(15)是连接车身(1)和车后整体(2)的结构。
3.根据权利要求1所述的电动汽车自动安全控制系统，其特征在于所述车辆安全控制器(8)采用中央处理器TMS320LF240x芯片为核心处理器的嵌入式系统，其输入为速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)输出的信号。
4.根据权利要求1所述的电动汽车自动安全控制系统，其特征在于所述左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)通过液压油管与液压系统相连。
5.根据权利要求1所述的电动汽车自动安全控制系统，其特征在于所述T形机构(15)包括与T形机构连接的车身连接杆(1-1)、与T形机构连接的车后整体连接杆(2-1)、车身倾斜中心轴(15-1)和车身重心升降机构(15-2)；车身通过车身倾斜中心轴(15-1)、车身重心升降机构(15-2)连接后车整体，车身通过车身倾斜中心轴(15-1)围绕该轴实现车身的倾斜，同时，车身倾斜时重心的下降通过车身重心升降机构(15-2)来实现；车身重心升降机构(15-2)包括锁紧螺母(15-2-1)、旋转部件(15-2-2)、两轴承(15-2-3)和旋转中心轴(15-2-4)；旋转部件(15-2-2)内部通过两轴承(15-2-3)实现与旋转中心轴(15-2-4)的连接，两轴承防止旋转部件(15-2-2)的轴向窜动，通过锁紧螺母(15-2-1)锁紧旋转部件(15-2-2)以及与T形机构连接的车后整体连接杆(2-1)，连接旋转部件(15-2-2)的车身倾斜中心轴(15-1)围绕旋转中心轴(15-2-4)旋转，实现车身重心升降机构(15-2)的功能。
6.权利要求1的电动汽车自动安全控制系统的控制方法，其特征在于在车辆高速行驶要转弯时，车辆安全控制系统(8)把采集到的速度传感器(5)、转向扭矩传感器(6)、惯导传感器(4)信息进行卡尔曼滤波器算法，该算法能够预测出车辆的速度、加速度和车身角度；液压缸运动是一个需要耗费一定时间的运动过程，而车辆高速转弯是一个很短的时间过程，车辆安全控制系统(8)中的中央处理器运用卡尔曼滤波器算法提前预测出车辆的速度、加速度和车身角度信息，于是中央处理器可以提前产生控制数字液压缸运动的相关脉冲信号，提前使两个数字液压缸：左数字液压缸(9)和右数字液压缸(10)作相关的伸缩运动，从而保证了车辆可以在高速转弯时来得及实现摆动车身以实现调整车辆重心，实现车辆安全不翻车的要求。
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