CN103010303B - 一种车辆控制系统及包括该系统的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆控制系统和包括该系统的车辆，所述车辆控制系统包括：中央处理模块、分别安装在车辆的两个前轮上并可分别检测两个前轮倾角的两个倾角传感器和可分别使两个前轮的倾角改变的两个倾角调整执行模块，所述两个倾角传感器分别与中央处理模块电连接并分别向中央处理模块输出倾角信号，中央处理模块与两个倾角调整执行模块电连接并可分别向两个倾角调整执行模块输出控制信号，两个倾角调整执行模块根据所述控制信号分别改变两个前轮的倾角。该车辆控制系统可自由改变车轮倾角，以适应各种需要改变车轮倾角的状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统及包括该系统的车辆。
背景技术
车轮倾角是车辆的一个重要参数，对保证车辆行驶的稳定性、安全性和转向的轻便性有重要作用。传统的车辆，车轮安装好后，车轮倾角即固定了，不能改变。但是，车辆行驶的过程中可能会面临各种状况，各种不同状况需要的车轮倾角是不同的，传统的车辆无法满足这一点。
发明内容
本发明为解决上述传统的车辆车轮倾角无法改变的问题，提供一种车辆控制系统，该车辆控制系统可自由改变车轮倾角，以适应各种需要改变车轮倾角的状况。
本发明的车辆控制系统，包括：中央处理模块、分别安装在车辆的两个前轮上并可分别检测两个前轮倾角的两个倾角传感器和可分别使两个前轮的倾角改变的两个倾角调整执行模块，所述两个倾角传感器分别与中央处理模块电连接并分别向中央处理模块输出倾角信号，中央处理模块与两个倾角调整执行模块电连接并可分别向两个倾角调整执行模块输出控制信号，两个倾角调整执行模块根据所述控制信号分别改变两个前轮的倾角。
进一步地，所述车辆控制系统还包括安装在车辆悬架上并可分别检测两个前轮转向角的两个转向角传感器，两个转向角传感器分别与中央处理模块电连接并分别向中央处理模块输出两个前轮的转向角信号，中央处理模块根据接收的两个前轮的转向角信号分别计算出两个前轮的束角，并计算出与所述两个束角对应的倾角，然后向两个倾角调整执行模块发送控制信号，两个倾角调整执行模块根据所述控制信号分别将两个前轮的倾角改变成对应的倾角。
进一步地，每个倾角调整执行模块包括：第一旋转动力源、与前轮相连并通过拉动该前轮转动从而使该前轮倾角改变的第一拉杆和将旋转运动转换成直线运动的第一转换机构，所述第一旋转动力源与所述第一转换机构的旋转端相连，所述第一转换机构的直线运动端与所述第一拉杆的一端相连，所述第一拉杆的另一端与前轮相连。
进一步地，第一旋转动力源为第一减速电机，第一转换机构为第一齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构包括相互啮合的第一齿轮和第一齿条，第一减速电机的输出轴与第一齿轮相连并可驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动的过程中带动第一齿条沿第一齿条的长度方向移动，第一齿条的一端与第一拉杆的一端相连。
进一步地，所述车辆控制系统还包括可分别使两个前轮的转向角改变的两个转向角调整执行模块。
进一步地，每个转向角调整执行模块包括：第二旋转动力源、与前轮相连并通过拉动该前轮转动从而使该前轮转向角改变的第二拉杆和将旋转运动转换成直线运动的第二转换机构，所述第二旋转动力源与所述第二转换机构的旋转端相连，所述第二转换机构的直线运动端与所述第二拉杆的一端相连，所述第二拉杆的另一端与前轮相连。
进一步地，第二旋转动力源为第二减速电机，第二转换机构为第二齿轮齿条机构，所述第二齿轮齿条机构包括相互啮合的第二齿轮和第二齿条，第二减速电机的输出轴与第二齿轮相连并可驱动第二齿轮转动，第二齿轮转动的过程中带动第二齿条沿第二齿条的长度方向移动，第二齿条的一端与第二拉杆的一端相连。
本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述车辆控制系统。
本发明的有益效果是：通过设置两个倾角调整执行模块，两个倾角调整执行模块可在中央处理模块的控制下改变两个前轮的倾角，以适应各种需要改变车轮倾角的状况。另外，通过设置两个倾角传感器，可分别实时监控两个前轮的倾角。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的车辆控制系统的控制原理示意图；
图2是本发明一种实施方式的车辆控制系统中倾角调整执行模块的传动示意图；
图3是本发明一种实施方式的车辆控制系统中转向角调整执行模块的传动示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图3所示，本发明一种实施方式的车辆控制系统，包括：中央处理模块1、分别安装在车辆的两个前轮上并可分别检测两个前轮倾角的两个倾角传感器2和3和可分别使两个前轮的倾角改变的两个倾角调整执行模块4和5，所述两个倾角传感器2和3分别与中央处理模块1电连接并分别向中央处理模块1输出倾角信号，中央处理模块1与两个倾角调整执行模块4和5电连接并可分别向两个倾角调整执行模块4和5输出控制信号，两个倾角调整执行模块4和5根据所述控制信号分别改变两个前轮的倾角。
车辆运行的过程中，需要调整车轮倾角的情况有多种，下面简单描述几种。比如说，在外部道路的作用下车轮倾角发生了改变，偏离了其设定值，中央处理模块1通过采集倾角传感器发送的车轮倾角信号，感知到了上述变化后，可以向倾角调整执行模块输出控制信号，使车轮倾角回复到设定值；在车轮倾角改变的过程中，倾角传感器也会适时监控，确保车轮倾角回复到设定值。另外，在下面描述的车辆转向的过程中，车轮束角发生了改变，为了与车轮束角相匹配，也需要调整车轮倾角。
本实施方式的车辆的转向系统是线传转向系统。线传转向系统是近年来发展起来的一种新型汽车转向系统，线传转向系统取消了方向盘与转向车轮之间的机械传动机构，通过方向盘传感器采集方向盘的转动角度，再通过驱动装置(即下面所述的转向角调整执行模块)驱动车轮转向。线传转向系统的详细结构和控制原理现有文献中有介绍，此处不再赘述。
所述车辆控制系统还包括：安装在车辆悬架上并可分别检测两个前轮转向角的两个转向角传感器6和7和可分别使两个前轮的转向角改变的两个转向角调整执行模块8和9，两个转向角传感器6和7分别与中央处理模块1电连接并分别向中央处理模块1输出两个前轮的转向角信号，中央处理模块1根据接收的两个前轮的转向角信号分别计算出两个前轮的束角，并计算出与所述两个束角对应的倾角，然后向两个倾角调整执行模块4和5发送控制信号，两个倾角调整执行模块4和5根据所述控制信号分别将两个前轮的倾角改变成对应的倾角。在车辆运行的过程中，上述过程是一直进行的，使各前轮的倾角和束角始终保持相互匹配的状态，确保车辆运行的稳定性和安全性。
对一般车辆而言，其两个前轮在安装时都设置了适当的倾角和束角，通过倾角和束角的合理匹配，减少或避免车轮的横向滑动，减少车轮的磨损。在车辆转向的过程中，两个前轮的转向角是不同的，两个前轮的束角会发生变化，因此只有相应的倾角也改变，才能保证车轮的良好运行状态，减少车轮的磨损。关于倾角和束角之间如何合理匹配，现有文献中有记载，此处不再赘述。
每个倾角调整执行模块包括：第一旋转动力源10、与前轮相连并通过拉动前轮转动从而使前轮倾角改变的第一拉杆12和将旋转运动转换成直线运动的第一转换机构11，所述第一旋转动力源10与所述第一转换机构11的旋转端相连，所述第一转换机构11的直线运动端与所述第一拉杆12的一端相连，所述第一拉杆12的另一端与前轮相连。
第一旋转动力源10可以是电机、减速电机(由电机和减速机构组合而成)、液压泵或其它旋转动力部件，优选为第一减速电机。第一转换机构11可以是齿轮齿条机构、丝杆滑块机构或其它转换机构，优选为齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构包括相互啮合的第一齿轮和第一齿条。第一减速电机的输出轴与第一齿轮直接或间接相连并可驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动的过程中带动第一齿条沿第一齿条的长度方向移动，第一齿条的一端与第一拉杆12的一端相连，因此第一齿条移动的过程中带动第一拉杆12移动，第一拉杆12移动的过程中带动车轮转动，从而实现车轮倾角的改变。所述第一转换机构11的旋转端即是第一齿轮，所述第一转换机构11的直线运动端即是第一齿条的与第一拉杆12相连的一端。
每个转向角调整执行模块包括：第二旋转动力源13、与前轮相连并通过拉动该前轮转动从而使该前轮转向角改变的第二拉杆15和将旋转运动转换成直线运动的第二转换机构14，所述第二旋转动力源13与所述第二转换机构14的旋转端相连，所述第二转换机构14的直线运动端与所述第二拉杆15的一端相连，所述第二拉杆15的另一端与前轮相连。
第二旋转动力源13可以是电机、减速电机(由电机和减速机构组合而成)、液压泵或其它旋转动力部件，优选为第二减速电机。第二转换机构14可以是齿轮齿条机构、丝杆滑块机构或其它转换机构，优选为齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构包括相互啮合的第二齿轮和第二齿条。第二减速电机的输出轴与第二齿轮直接或间接相连并可驱动第二齿轮转动，第二齿轮转动的过程中带动第二齿条沿第二齿条的长度方向移动，第二齿条的一端与第二拉杆15的一端相连，因此第二齿条移动的过程中带动第二拉杆15移动，第二拉杆15移动的过程中带动车轮转动，从而实现车轮转向角的改变。所述第二转换机构14的旋转端即是第二齿轮，所述第二转换机构14的直线运动端即是第二齿条的与第二拉杆15相连的一端。
中央处理模块1优选为单片机，但也可以是其他的智能处理部件。
本实施方式主要描述了两个前轮的倾角可改变的情形，对于两个后轮的倾角可改变的情形同样适用。
本实施方式主要对用两个前轮进行转向的情形进行了描述，对于两个后轮也可转向的车辆，本实施方式的车辆控制系统对两个后轮也适用。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：中央处理模块、分别安装在车辆的两个前轮上并可分别检测两个前轮倾角的两个倾角传感器和可分别使两个前轮的倾角改变的两个倾角调整执行模块，所述两个倾角传感器分别与中央处理模块电连接并分别向中央处理模块输出倾角信号，中央处理模块与两个倾角调整执行模块电连接并可分别向两个倾角调整执行模块输出控制信号，两个倾角调整执行模块根据所述控制信号分别改变两个前轮的倾角，每个倾角调整执行模块包括：第一旋转动力源、与前轮相连并通过拉动该前轮转动从而使该前轮倾角改变的第一拉杆和将旋转运动转换成直线运动的第一转换机构，所述第一旋转动力源与所述第一转换机构的旋转端相连，所述第一转换机构的直线运动端与所述第一拉杆的一端相连，所述第一拉杆的另一端与前轮相连；所述车辆控制系统还包括安装在车辆悬架上并可分别检测两个前轮转向角的两个转向角传感器，两个转向角传感器分别与中央处理模块电连接并分别向中央处理模块输出两个前轮的转向角信号，中央处理模块根据接收的两个前轮的转向角信号分别计算出两个前轮的束角，并计算出与所述两个束角对应的倾角，然后向两个倾角调整执行模块发送控制信号，两个倾角调整执行模块根据所述控制信号分别将两个前轮的倾角改变成对应的倾角。
2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，第一旋转动力源为第一减速电机，第一转换机构为第一齿轮齿条机构，所述第一齿轮齿条机构包括相互啮合的第一齿轮和第一齿条，第一减速电机的输出轴与第一齿轮相连并可驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动的过程中带动第一齿条沿第一齿条的长度方向移动，第一齿条的一端与第一拉杆的一端相连。
3.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统还包括可分别使两个前轮的转向角改变的两个转向角调整执行模块。
4.如权利要求3所述的车辆控制系统，其特征在于，每个转向角调整执行模块包括：第二旋转动力源、与前轮相连并通过拉动该前轮转动从而使该前轮转向角改变的第二拉杆和将旋转运动转换成直线运动的第二转换机构，所述第二旋转动力源与所述第二转换机构的旋转端相连，所述第二转换机构的直线运动端与所述第二拉杆的一端相连，所述第二拉杆的另一端与前轮相连。
5.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，第二旋转动力源为第二减速电机，第二转换机构为第二齿轮齿条机构，所述第二齿轮齿条机构包括相互啮合的第二齿轮和第二齿条，第二减速电机的输出轴与第二齿轮相连并可驱动第二齿轮转动，第二齿轮转动的过程中带动第二齿条沿第二齿条的长度方向移动，第二齿条的一端与第二拉杆的一端相连。
6.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的车辆控制系统。
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