CN106467014A - 车辆平衡装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆平衡装置，包括：安装在车辆的座椅中以测量坐在座椅上的乘客的重量的负载传感器；以及控制车辆重心的平衡控制装置，其中平衡控制装置包括：向车辆提供电力的电池组，并且电池组可移动地安装在框架模块上，基于由负载传感器测量的值移动来控制车辆的重心。

Description

车辆平衡装置及其控制方法

相关申请交叉参考

本申请基于35U.S.C.第119(a)节要求2015年8月21日于韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2015-0117782的权益，其全部内容包括在此以供参考。

技术领域

本发明涉及一种车辆的平衡装置及其控制方法，并且更具体地，涉及能够根据车辆的负载不断地调节重心的平衡装置及控制方法。

背景技术

近来，可再充电锂离子二次电池已被广泛地用作无线移动设备的能量来源。此外，电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)等作为对依靠化石燃料运行的现存汽油车辆、柴油车辆等的空气污染问题的可能的解决方案，受到了许多关注。电动车辆和混合动力电动车辆由高压电池供应的电源电压驱动。

具体地，响应于行驶状况，可以控制混合动力电动车辆(下文，称为“车辆”)来优化汽油发动机的燃料效率。车辆在制动和减速时通过车轮接收惯性能量，以通过回收由电机产生的电能对电池进行充电，从而改善燃料效率。

通常，根据车体的重量分布确定车辆的动力学性能。只有当轮胎与地面接触时，车辆的动力性能才可增大。因为这个原因，只有当车辆的重量适当地分布至轮胎时，可保证动力性能和行驶稳定性。即，只有当重量同等地分布至车辆的前、后、左和右侧时，四个车轮可稳定地接触地面。

同时，根据乘客的重量，车辆的左右侧和前后侧具有不同的重量分布比，因此，对左侧与右侧的重量分布可能不能被适当地补偿。此外，根据发动机室中发动机的位置，可以改变重量分布。

也就是，可根据乘客的重量与位置以及发动机室中发动机的位置，来改变重量分布。此外，在所有车型中，左车轴重量与右车轴重量可能不同并且对每个发动机的装备可能不同，并且甚至在相同车型的情况下，左车轴重量与右车轴重量也可能不同，使得行驶性能可能降低。

发明内容

本发明的一方面提供车辆的平衡装置及其控制方法，其能够在车辆行驶时，通过不断地维持左右平衡来改善行驶稳定性和便利性。

然而，本发明的技术问题不限于上述内容，并且从以下描述中本领域技术人员可清楚地理解未提及的其它技术问题。

根据本发明的示例性实施例，车辆平衡装置包括：被配置成安装在车辆的座椅中以测量坐在座椅上的乘客的重量的负载传感器；以及被配置成控制车辆重心的平衡控制装置。

平衡控制装置可包括：被配置成向车辆供应电力的电池组，并且电池组可移动地安装在框架模块上，且可基于由负载传感器测量的值移动来控制车辆的重心。

框架模块可包括被配置成固定在车辆中的移动框架，以及被配置成与电池组固定并且可移动地安装在移动框架上的固定框架。

框架模块可包括被配置成从固定框架移动移动框架的驱动部。

驱动部可包括被配置成产生转矩的电机；以及被配置成设置有电机的支架，并且可将支架安装成通过电机的操作从移动框架移动固定框架。

电机可直接连接至移动框架以将由转子产生的转矩传递至移动框架。

可提供多个固定框架，并且驱动部可安装在固定框架之间。

电机可具有设置有旋转轴的两侧，以沿相同方向移动多个固定框架，并且第一旋转轴和第二旋转轴可各自连接至固定框架。

支架可具有设置电机的基座部，并且可具有旋转轴穿过其的固定突起。

可以不同尺寸形成多个固定突起。

平衡控制装置可安装在车辆的后地板上以控制车辆的左右重心。

其它示例性实施例的具体内容将包括在详细说明和附图中。

附图说明

结合附图，从以下详细描述中，本发明的上述内容和其它目的、特征以及优点将更显而易见。

图1为示出根据本发明实施例的车辆平衡装置的透视图。

图2为根据本发明实施例的平衡控制装置的透视图。

图3A和图3B为根据本发明实施例的平衡控制装置的左侧视图和右侧视图。

图4为根据本发明平衡控制装置的分解透视图。

图5A和图5B为操作过程中平衡控制装置的平面图。

图6为根据本发明的平衡装置的控制方法的实施例的流程图。

图7为根据本发明的平衡装置的控制方法的另一实施例的流程图。

附图中各部件的符号

10：电池组

20：框架模块

30：驱动部

具体实施方式

应当理解，如在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他相似的术语通常包括机动车辆，如包括运动型多用途车(SUV)、公共车辆、卡车、各类商用车的乘用车、包括各种各样船只和轮船的水运工具、飞机等，还包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(如非石油资源衍生的燃料)。如在此提及，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电力动力的车辆。

在此使用的术语仅用于描述特定的实施例的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文另外清楚地表明，如在此使用的，单数形式“一种”、以及“该”也包括复数形式。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、要素、和/或部件的存在，但不排除一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其组合的存在或添加。如在此使用的，术语“和/或”包括了一个或多个关联的列举的术语的任何和所有的组合。整个说明书中，除非有清楚的相反的说明，单词“包括”应当理解成暗示包括陈述的要素，但不排除任何其它要素。另外，说明书中描述的术语“单元”、“-部”、“-件”和“模块”意指用于处理至少一种功能和操作的单元，并且可通过硬件或软件及其组合实现。

此外，本发明的控制逻辑可实施为在计算机可读介质上的非临时性计算机可读介质，其中计算机可读介质包含由处理器、控制器等执行的可执行的程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以通过，例如，远程服务器或控制器局域网(CAN)，分布于连接网络的计算机系统，从而计算机可读介质以分布式方式存储和执行。

参考附图，从以下实施例的描述中本发明的各种优点和特征以及实现其的方法将变得显而易见。然而，不发明不限于在此阐述的实施例，但可以许多不同形式实现。提供实施例使得将完成本发明的发明，并且将向本领域技术人员完全表达本发明的范围，因此本发明将限定在权利要求的范围内。贯穿本说明书相似的标记号表示相似的要素。

下文，将参考附图描述根据本发明示例性实施例的车辆平衡装置及其控制方法。

图1为示出根据本发明实施例的车辆平衡装置的透视图。图2为根据本发明的平衡控制装置的透视图，图3A和图3B为根据本发明的平衡控制装置的左侧视图和右侧视图，图4为根据本发明的平衡控制装置的分解透视图，图5A和图5B为操作过程中平衡控制装置的平面图，图6为根据本发明的平衡装置的控制方法的实施例的流程图，以及图7为根据本发明的平衡装置的控制方法的另一实施例的流程图。

可由本领域技术人员可以改变优选的车辆的平衡装置以及控制其的方法，并且本实施例对应于车辆的平衡装置及其控制方法。

图1为示出根据本发明实施例的车辆平衡装置的透视图。图2为示出根据本发明的平衡控制装置的透视图。

参考图1和图2描述根据本发明的车辆平衡装置，车辆平衡装置包括安装在车辆1座椅(未示出)中以测量坐在座椅上的乘客的重量的负载传感器(未示出)，以及安装成控制车辆1的重心的平衡控制装置10和20。

平衡控制装置10和20包括向车辆1供应电力的电池组10以及安装电池组10的框架模块20。具体地，电池组10和框架模块20单独地或共同地称为“平衡控制装置”或“控制平衡的装置”。电池组10可移动地安装在框架模块20上。电池组10基于由负载传感器测量的值移动以便控制车辆的重心。

根据一个实施例，平衡控制装置10与20可安装在车辆的后地板5上以控制车辆的左侧和右侧的重心。后地板5形成车辆1后侧的底面。平衡控制装置10与20可纵向地设置成在车辆的左侧与右侧之间延伸。平衡控制装置10与20优选通过四点螺接至后地板5上并固定。平衡控制装置10与20可安装在后地板5的加强位置以防止发生水密性问题。

负载传感器安装在车辆的座椅中以感测乘客的重量。负载传感器将测量值传递至控制部(未示出)。控制部比较由负载传感器测量的值与预设值，并且然后，如果确定测量值等于或大于预设值，移动电池组10。已公开的传感器可用作负载传感器。在本发明的一个实施例中，将描述插入负载测量管的座椅。

这里，控制部中预设的值可基于车辆车身的重量、车辆规格、根据各部件的重量通过计算车辆的车轴重量等而获得的值。此外，控制部可根据负载施加量，通过计算用于各系统的重量和重心，计算每种坐着人的状况的车轴重量。即，当施加电力时控制部存储电池组的第一位置并且根据负载施加量计算如上所述每种状况的平衡值，计算电池组10的移动量以移动电池组10至最佳位置，以便平衡左侧和右侧。

图3A和图3B为根据本发明的平衡控制装置的左侧和右侧视图，并且图4为根据本发明平衡控制装置的分解透视图。

参考图3和图4更详细地描述平衡控制装置，框架模块20包括固定至车辆1的移动框架24、与电池组10固定并且可移动地安装在移动框架24上的固定框架22，以及移动固定框架22的驱动部30。

框架模块20具有设置有电池组10的上部以及固定地安装在车辆中的下部。在框架模块20中，电池组10安装在移动框架24上并且移动框架24通过驱动部30的操作可移动地安装在固定框架22上。移动框架22沿轨道移动，所述轨道在固定框架22的长度方向上形成。在框架模块20中，可在移动框架24和固定框架22之间设置移动移动框架24的驱动部。

可以矩形形状或棒形状设置固定框架22。固定框架22设置有轨道。轨道被形成为与固定框架22的形状匹配，使得移动框架24沿轨道移动。

将移动框架24设置成短于固定框架22的长度，以可移动地与固定框架22连接。移动框架24设置有驱动部30，但驱动部30的转矩被传递至固定框架22。移动框架24通过驱动部30的操作在固定框架22的长度方向上移动。在移动框架24和电池组10之间提供驱动部30。

根据一个实施例，设置多个固定框架22和移动框架24。此外，设置通过与移动框架24连接而与固定框架22连接的固定支架34。连接至固定支架34的固定框架22的一个表面具有轨道，因此固定支架34可移动。可在多个固定框架22之间进一步提供驱动部30。

驱动部30包括产生转矩的电机38和设置有电机38的支架34。驱动部30可传递转矩至固定框架22，以移动移动框架24。电机38直接连接至固定框架22。当电机38的转矩被传递至固定框架22时，连接至支架34的移动框架24移动。移动框架24可具有支架34，使得移动框架24可通过电机38的转矩沿着固定框架22移动。

固定支架具有连接至固定框架22的一侧和连接至移动框架24的另一侧。固定支架的两侧具有在固定支架的长度方向上的弯曲部以防止固定支架与固定框架22分离。固定支架可由当移动框架24移动时在固定框架22之间不产生摩擦热的材料制成。

电机38连接至固定框架22以直接将由转子产生的转矩传递至固定框架22。电机38的两侧可设置有旋转轴，使得移动框架24在与固定框架22相同的方向上移动。电机38的第一旋转轴和第二旋转轴各自连接至固定框架22，因此，通过电机38的操作移动移动框架24。

支架34具有设置有电机38的基座部，并且其两侧连接至移动框架24。支架34可具有固定突起，其中第一旋转轴和第二旋转轴的至少一个穿过固定突起。可在旋转轴通过的方向上形成多个具有不同尺寸的固定突起。固定突起形成为大于电机的旋转轴的圆周，因此，在电机38的旋转轴旋转时不受影响。然而，不可防止电机38的分离。

将描述如上所述构造的根据本发明的车辆平衡装置及其控制方法的一个实施例的操作。

图5A和图5B为根据本发明的实施例的操作过程中平衡控制装置的平面图，并且图6为根据本发明的车辆平衡装置的控制方法的实施例的流程图。

参考图6描述根据本发明的车辆平衡装置的一个实施例，存储向车辆供应电力的电池组的位置(S10)。当接收来自电池组的车辆的电力时，控制部存储电池组的位置。这里，通过加载车辆的规格以及加载关于车辆的各部件的重量信息等，进行车辆的位置存储。控制部根据加载的车辆的规格和加载的关于车辆的部件的信息，计算车轴重量。控制部计算用于各系统的重量以及车辆的重心。控制部计算电池组的位置，从而根据电力的供应来存储电池组的位置。

接下来，通过安装在车辆的座椅中的负载传感器测量负载(S20)。车辆的座椅各自设置有负载传感器。多个座椅安装在车辆中并且多个座椅各自设置有负载传感器，使得在多个座椅中测量的负载值传递至控制部以进行比较。控制部接收由负载传感器测量的值。

控制部基于由负载传感器测量的值计算车辆的重心(S30)。控制部感测由负载传感器测量的值是否等于或大于预设值。如果确定由负载传感器测量的值等于或大于预设值，控制器根据车辆的重心移动电池组以控制车辆的重心(S40)。这里，控制部比较在多个座椅中产生的负载。控制部将信号传递至驱动部以沿重心低的方向移动电池组。通过接收来自控制部的信号来操作驱动部以移动电池组。

这里，参考图5A，如果重心在电池组10的位置在车辆1的左边，则电池组10移动至右侧，使得车辆1的重心在中心产生，从而防止重心倾向到一侧。

类似地，参考图5B，如果重心在电池组10的位置在车辆1的右边，则电池组10移动至左侧，使得车辆1的重心在中心产生，从而防止重心倾向到一侧。

接下来，由负载传感器测量的值被传递至控制部，测量根据负载施加的变化(S50)来移动电池组。因此，可通过电池组的移动来平衡车辆。

因此，车辆的平衡装置可移动车辆的电池组来维持车辆的平衡，以在行驶中左转弯和右转弯时，防止偏移、翻滚等，从而改善行驶稳定性和制动稳定性，并且可积极地控制混合动力电动车辆的高压电池，提高便利性，而且可应用到使用混合动力电动车辆的高压电池的车型，以降低由包装布局(package layout)产生的成本。

图7为根据本发明的平衡装置的控制方法的另一实施例的流程图。

参考图7描述根据本发明的平衡装置的控制方法的另一实施例，存储向车辆供应电力的电池组的位置(S10)。当接收来自电池组的车辆电力时，控制器存储电池组的位置。在这种情况下，加载关于车辆规格、各负载和部件的重量等的信息，计算用于各部件的车轴重量和用于各系统的重量以及车辆的重心，以计算电池组的位置，从而存储根据电力的供应的电池组的位置。

接下来，通过安装在车辆的座椅中的负载传感器测量负载(S20)。车辆的座椅各自设置有负载传感器。多个座椅安装在车辆中并且多个座椅各自设置有负载传感器，使得在多个座椅测量的负载值被传递至控制部以进行比较。控制器接收由负载传感器测量的值。

控制部基于由负载传感器测量的值计算车辆的重心(S30)。控制部感测由负载传感器测量的值是否等于或大于预设值。如果确定由负载传感器测量的值等于或大于预设值，控制部根据车辆的重心移动电池组以控制车辆的重心(S40)。这里，控制部比较在多个座椅中产生的负载。控制部将测量值传递至驱动部以在重心低的方向移动电池组。通过接收来自控制部的测量值来操作驱动部以移动电池组。

这里，在控制车辆的平衡中，如果感测到车辆速度，测量车辆的负载变化(S45)。如果车辆中未产生速度，可不进行用于车辆的平衡的电池组的位置移动。在这种情况下，如果在车辆中再次产生速度，由负载传感器测量的值被传递至控制器以测量负载施加的变化(S50)从而移动电池组。

因此，车辆的平衡装置可移动车辆的电池组来维持车辆的平衡，以在行驶过程中左转弯和右转弯时防止偏移、翻滚等，从而改善行驶稳定性和制动稳定性，可积极地控制混合动力电动车辆的高压电池，提高便利性，并且可应用到使用混合动力电动车辆的高压电池的车型，以降低由包装布局产生成本。

左车轴和右车轴重量通过混合动力电动车辆的高压电池维持平衡以防止车辆的偏移(pull)、翻滚等，左车轴重量和右车轴重量通过混合动力电动车辆的高压电池维持平衡，从而改善当应用轮胎、轮胎气压、校准等时存在问题的行驶稳定性，甚至在行驶中左转弯和右转弯时，改善制动稳定性，并且在开发车型时确保包装布局的范围以节省成本。

根据本发明示例性实施例的车辆的平衡装置及其控制方法具有以下效果中的至少一种。

第一，根据本发明示例性实施例的车辆平衡装置及其控制方法，可通过混合动力电动车辆的高压电池平衡左右车轴重量，以防止在行驶中左转弯和右转弯时偏移、翻滚等，从而改善行驶稳定性和制动稳定性。

第二，根据本发明示例性实施例的车辆平衡装置及其控制方法，可通过积极地控制混合动力电动车辆的高压电池改善行驶稳定性和便利性。

第三，根据本发明示例性实施例，车辆平衡装置及其控制方法可应用到应用混合动力电动车辆的高压电池的车型中，以节省由包装布局产生的成本。

根据实施例的车辆平衡装置及其控制方法可不限制性地应用上述实施例的构造和方法。即，所有或一些相应示例性实施例可选择性地彼此组合，从而对它们可进行多种修改。

上文，尽管已参考示例性实施例和附图描述了本发明，但本发明不限于此，本发明所属领域技术的人员可进行不同的修改和变更而不偏离权利要求中要求保护的本发明的构思和范围。

Claims (15)

1.一种车辆平衡装置，包括：

负载传感器，被配置成安装在所述车辆的座椅中以测量坐在所述座椅上的乘客的重量；以及

平衡控制装置，被配置成控制所述车辆的重心，

其中所述平衡控制装置包括：

电池组，被配置成向所述车辆供应电力，并且

所述电池组可移动地安装在框架模块上，并基于由所述负载传感器测量的值移动，以控制所述车辆的重心。

2.根据权利要求1所述的车辆平衡装置，其中所述框架模块包括：

移动框架，被配置成固定在所述车辆中；以及

固定框架，被配置成与所述电池组固定并且可移动地安装在所述移动框架上。

3.根据权利要求2所述的车辆平衡装置，其中所述框架模块包括：

驱动部，被配置成使所述移动框架从所述固定框架移动。

4.根据权利要求3所述的车辆平衡装置，其中所述驱动部包括：

电机，被配置成产生转矩；以及

支架，被配置成设置有所述电机，且

所述支架被安装成通过所述电机的操作使所述固定框架从所述移动框架移动。

5.根据权利要求4所述的车辆平衡装置，其中所述电机直接连接至所述移动框架以将由转子产生的转矩传递至所述移动框架。

6.根据权利要求4所述的车辆平衡装置，其中所述固定框架被设置有多个，并且在所述固定框架之间设置所述驱动部。

7.根据权利要求6所述的车辆平衡装置，其中所述电机具有设置有旋转轴的两侧，以在相同方向移动所述多个固定框架，并且第一旋转轴和第二旋转轴各自连接至所述固定框架。

8.根据权利要求7所述的车辆平衡装置，其中所述支架具有设置有所述电机的基座部，并且具有固定突起，所述旋转轴通过所述固定突起。

9.根据权利要求8所述的车辆平衡装置，其中所述固定突起以不同尺寸形成有多个。

10.根据权利要求1所述的车辆平衡装置，其中所述平衡控制装置被设置在所述车辆的后地板上，以控制所述车辆的左右侧的重心。

11.一种车辆平衡装置的控制方法，包括以下步骤：

存储向所述车辆供应电力的电池组的位置；

通过安装在所述车辆的座椅中的负载传感器测量负载；

基于由所述负载传感器测量的值计算所述车辆的重心；以及

根据所述车辆的重心，通过移动所述电池组来控制所述车辆的重心。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其中在通过负载传感器测量负载的步骤中，所述车辆设置有多个座椅，并且所述多个座椅设置有所述负载传感器以分别比较在所述多个座椅中测量的负载值。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其中确定由所述负载传感器测量的值是否等于或大于预设值。

14.根据权利要求12所述的控制方法，其中通过比较由所述负载传感器测量的值，所述电池组在所述重心低的方向移动。

15.根据权利要求11所述的控制方法，其中所述车辆的重心的控制的步骤包括当感测到车辆速度时，测量所述车辆的负载变化。