CN107499186A - 带有行车安全保护的电动汽车 - Google Patents

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CN107499186A CN201710690988.2A CN201710690988A CN107499186A CN 107499186 A CN107499186 A CN 107499186A CN 201710690988 A CN201710690988 A CN 201710690988A CN 107499186 A CN107499186 A CN 107499186A
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Abstract

一种带有行车安全保护的电动汽车，包括：转向传感器，用于检测所述电动汽车的转向角度；控制器，用于基于预先存储的额定转向角度和所述转向角度生成转向控制信号或直行控制信号；执行机构，用于基于所述转向控制信号或所述直行控制信号控制所述电动汽车的运行参数。实施本发明的带有行车安全保护的电动汽车，在转向时通过控制器控制电动汽车的运行参数，而不是由驾驶员自行控制，从而杜绝了电动汽车转弯时人为操作加速或者高速运行，实现对车辆和乘员的主动安全保护。

Description

带有行车安全保护的电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种带有行车安全保护的电动汽车。
背景技术
随着世界经济的快速发展和对环保意识的重视，汽车的普及率越来越高，同时对汽车尾气排放要求也越来越高，节能、安全、无污染的电动汽车是未来的发展趋势。然而，现有的电动汽车无法识别直行状态和转向状态，因此导致即使在转向时，出现速度过高或者认为加速，电动车辆也会按照直行状态保持高速或者进行加速，进而增加车辆碰撞或者侧翻的几率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种在转向时，自动调节电动汽车的运行功率和速度的带有行车安全保护的电动汽车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带有行车安全保护的电动汽车，包括：
转向传感器，用于检测所述电动汽车的转向角度；
控制器，用于基于预先存储的额定转向角度和所述转向角度生成转向控制信号或直行控制信号；
执行机构，用于基于所述转向控制信号或所述直行控制信号控制所述电动汽车的运行参数。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述转向传感器为设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上的霍尔传感器。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述霍尔传感器包括设置在所述转向轴的轴向上的磁感接收装置和环绕所述磁感接收装置设置的磁感发射装置。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述转向传感器包括：
设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上以用于检测所述电动汽车的角速度的陀螺仪；以及
角度计算器，用于基于所述角速度计算所述转向角度。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，进一步包括：
设置在所述电动汽车上的加速度传感器；以及
速度计算器，用于基于所述加速度传感器检测到的加速度计算所述电动汽车的运行速度。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述控制器包括：
转向判定模块，用于基于所述转向角度和额定转向角度生成转向判定信号；
控制模块，用于基于所述运行速度、额定运行速度以及所述转向判定信号生成所述转向控制信号或所述直行控制信号。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述控制器进一步包括：加速锁定模块，用于基于所述转向判定信号锁定所述电动汽车的加速装置。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述执行机构包括：
电机调速控制器，用于基于所述转向控制信号输出第一功率参数和/第一速度参数，且基于所述直行控制信号输出第二功率参数和/或第二速度参数；
左右电机，用于基于所述第一功率参数和/或所述第一速度参数或基于所述第二功率参数和/或所述第二速度参数号运行。
在本发明所述的带有行车安全保护的电动汽车中，所述转向角度的值越大，所述第一功率参数和/或所述第一速度参数的值越小。
实施本发明的带有行车安全保护的电动汽车，在转向时通过控制器控制电动汽车的运行参数，而不是由驾驶员自行控制，从而杜绝了电动汽车转弯时人为操作加速或者高速运行，实现对车辆和乘员的主动安全保护。进一步地，在电动汽车转向时，结合转向角度、车辆当前运行速度以及额定运行速度控制电动汽车的运行参数，不但能够主动保护车辆和乘员，还能够保持电动汽车的正常运行。更进一步地，当转向角度越大时，控制车速越低，进一步降低了车辆侧翻或者碰撞的风险。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第一实施例的结构框图；
图2是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第二实施例的结构框图；
图3是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第三实施例的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第一实施例的结构框图。如图1所示，本发明的带有行车安全保护的电动汽车，包括：转向传感器100、控制器200和执行机构300。所述转向传感器100与所述控制器200通信连接，所述控制器200与所述执行机构300通信连接。
在图1所示的实施例中，所述转向传感器100用于检测所述电动汽车的转向角度。所述控制器200用于基于预先存储的额定转向角度和所述转向角度生成转向控制信号或直行控制信号。所述执行机构300用于基于所述转向控制信号或所述直行控制信号控制所述电动汽车的运行参数。
在本发明的一个优选实施例中，所述转向传感器100可以是设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上的霍尔传感器。在本发明的一个优选实施例中，所述霍尔传感器包括设置在所述转向轴的轴向上的磁感接收装置和环绕所述磁感接收装置设置的磁感发射装置。在本发明的另一优选实施例中，所述转向传感器包括：陀螺仪和角度计算器。该陀螺仪可以设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上以用于检测所述电动汽车的角速度。该角度计算器基于所述角速度计算所述转向角度。在此，本领域技术人员知悉，所述角度计算器可以是本领域中任何已知的可以用于角度计算任何电路，模块，软件等等。
在本发明的一个优选实施例中，所述控制器200从所述转向传感器100接收该转向角度，并且将其与预先存储在该控制器200中的额定转向角度进行比较。当该转向角度大于或等于该额定转向角度时，则判定电动汽车发生转向，这时控制器200将生成转向控制信号，并将其传送给所述执行机构300。当该转向角度小于该额定转向角度时，则判定电动汽车没有发生转向，这时控制器200将生成直行控制信号，并将其传送给所述执行机构300。例如假定额定转向角度为20度，而检测到的转向角度为30度。此时，判定电动汽车发生转向，控制器200将生成转向控制信号。而此时如果检测到的转向角度为10度，则认为是电动汽车进行改道或者超车等操作而不是转向，因此此时仍然生成直行控制信号，并且转向传感器100继续进行转向角度的检测。
在本发明的一个优选实施例中，所述执行机构300基于接收到的转向控制信号或直行控制信号控制所述电动汽车的运行参数。例如，该转向控制信号可以是恒定输出功率和/或恒定运行速度，当所述执行机构300接收到该恒定输出功率和/或恒定运行速度时，将按照该恒定输出功率和/或恒定运行速度运行。又例如，该转向控制信号也可以是与转向角度成线性关系的输出功率和/或运行速度，当所述执行机构300接收到该输出功率和/或运行速度时，将按照其进行运行。再例如，该转向控制信号还可以包括锁定加速装置的锁定控制信号。当所述转向控制信号包括锁定控制信号时，即使驾驶员控制加速装置输入加速信号(例如踩踏加速板)，执行机构300也不会依照其进行加速，相反的，而是保持按照该恒定输出功率和/或恒定运行速度运行，又或者是按照当前输出功率和/或运行速度运行。
实施本发明的带有行车安全保护的电动汽车，在转向时通过控制器控制电动汽车的运行参数，而不是由驾驶员自行控制，从而杜绝了电动汽车转弯时人为操作加速或者高速运行，实现对车辆和乘员的主动安全保护。
图2是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第二实施例的结构框图。如图2所示，本发明的带有行车安全保护的电动汽车，包括：转向传感器100、控制器200、执行机构300、加速度传感器410和速度计算器420。所述转向传感器100与所述控制器200通信连接，所述控制器200与所述执行机构300通信连接，所述加速度传感器410与速度计算器420通信连接。所述速度计算器420与所述控制器200通信连接。
在图2所示的实施例中，所述转向传感器100是设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上的霍尔传感器。所述霍尔传感器包括设置在所述转向轴的轴向上的磁感接收装置110和环绕所述磁感接收装置110设置的磁感发射装置120。该磁感发射装置120可以是永磁材料，因此在其周围产生磁场。当电动汽车转向时，转向机构的转向轴将转动，从而影响磁场。磁感接收装置110检测磁场变化，从而获得转向轴的转矩和角速度，进而获得转向角度。
在图2所示的实施例中，加速度传感器410可以设置在所述电动汽车的车架上的任意位置，以检测所述电动汽车的加速度。所述速度计算器420基于所述加速度传感器410检测到的加速度计算所述电动汽车的运行速度。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他速度传感器替代加速度传感器410和速度计算器420。
在图2所示的实施例中，所述控制器200从所述转向传感器100接收该转向角度，并从所述速度计算器420接收所述电动汽车的运行速度。如图2所示，所述控制器200包括转向判定模块210和控制模块220。所述转向判定模块210从所述转向传感器100接收该转向角度，并且将其与预先存储的额定转向角度进行比较。当该转向角度大于或等于该额定转向角度时，则判定电动汽车发生转向，这时转向判定模块210将生成表示发生转向的转向判定信号，例如高电平信号。当该转向角度小于该额定转向角度时，则判定电动汽车没有发生转向，这时，转向判定模块210可以生成表示没有发生转向的转向判定信号，例如低电平信号。
在本实施例中，控制模块220从转向判定模块210接收转向判定信号，从所述速度计算器420接收所述电动汽车的运行速度。在本发明的一个优选实施例中，控制模块220在接收到表示发生转向的转向判定信号时，将所述电动汽车的运行速度与额定运行速度进行比较，如果所述电动汽车的运行速度低于或等于所述额定运行速度，则控制所述电动汽车的运行速度不变，而如果所述电动汽车的运行速度高于所述额定运行速度，则控制所述电动汽车的运行速度降低到所述额定运行速度。在本发明的另一个优选实施例中，所述控制模块220还同时从所述转向判定模块210接收该转向角度，并基于该转向角度选择额定运行速度。在本发明的一个优选实施例中，所述控制模块220中存储多个额定运行速度，每个额定运行速度对应一个转向角度范围。通常情况下，所述转向角度的值越大，额定运行速度越低。
在本发明的一个优选实施例中，控制模块220在接收到表示没有发生转向的转向判定信号时，将输出直行控制信号。直行控制信号不会强行调整电动汽车的运行速度，其将维持电动汽车的当前速度不变，直至收到加速装置的加速信号或者减速装置的减速信号。
在本发明的一个优选实施例中，假定所述电动汽车的前轮正向向前时，最大输出功率为P1，而对应的最高速度为V1，而采用所述电动汽车的转向机构将所述电动汽车转向到极限时，最大输出功率为P2，且对应的最高速度为V2，则P1/P2与V1/V2存在线性关系。在本发明的其他优选实施例中，可以采用其他方式设置P1、P2、V1和V2。
在本实施例中，所述执行机构300包括电机调速控制器310和左右电机320。所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述转向控制信号和所述直行控制信号用于基于所述转向控制信号输出第一功率参数和/第一速度参数，且基于所述直行控制信号输出第二功率参数和/或第二速度参数。左右电机320基于所述第一功率参数和/或所述第一速度参数或基于所述第二功率参数和/或所述第二速度参数号运行。
在本发明的一个优选实施例中，当所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述转向控制信号后，如果所述电动汽车的运行速度低于或等于所述额定运行速度，则向所述左右电机320输出当前功率参数和/或当前速度参数，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度不变。而如果所述电动汽车的运行速度高于所述额定运行速度，则向所述左右电机输出额定功率参数和/或额定运行速度，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度下降到额定运行速度。
在本发明的一个优选实施例中，当所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述直行控制信号后，则向所述左右电机320输出当前功率参数和/或当前速度参数，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度不变。这时，电机调速控制器310接收到加速或者减速信号，例如驾驶员踩踏加速或刹车时，电机调速控制器310根据加速或减速进行控制所述左右电机320加速或者减速，从而控制所述电动汽车加速或者减速。
实施本发明的带有行车安全保护的电动汽车，在转向时通过控制器控制电动汽车的运行参数，而不是由驾驶员自行控制，从而杜绝了电动汽车转弯时人为操作加速或者高速运行，实现对车辆和乘员的主动安全保护。进一步地，在电动汽车转向时，结合转向角度、车辆当前运行速度以及额定运行速度控制电动汽车的运行参数，不但能够主动保护车辆和乘员，还能够保持电动汽车的正常运行。更进一步地，当转向角度越大时，控制车速越低，进一步降低了车辆侧翻或者碰撞的风险。
图3是本发明的带有行车安全保护的电动汽车的第三实施例的结构框图。如图3所示，本发明的带有行车安全保护的电动汽车，包括：转向传感器100、控制器200、执行机构300、加速度传感器410、速度计算器420和加速装置500。所述转向传感器100与所述控制器200通信连接，所述控制器200与所述执行机构300通信连接，所述加速度传感器410与速度计算器420通信连接。所述速度计算器420与所述控制器200通信连接。所述加速装置500与所述控制器200通信连接。
在图3所示的实施例中，所述转向传感器100包括设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上以用于检测所述电动汽车的角速度的陀螺仪130；以及用于基于所述角速度计算所述转向角度的角度计算器140。本领域技术人员知悉，所述角度计算器可以是本领域中任何已知的可以用于角度计算任何电路，模块，软件等等。
在图3所示的实施例中，加速度传感器410可以设置在所述电动汽车的车架上的任意位置，以检测所述电动汽车的加速度。所述速度计算器420基于所述加速度传感器410检测到的加速度计算所述电动汽车的运行速度。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他速度传感器替代加速度传感器410和速度计算器420。
在图3所示的实施例中，所述控制器200从所述转向传感器100接收该转向角度，并从所述速度计算器420接收所述电动汽车的运行速度。如图3所示，所述控制器200包括转向判定模块210、控制模块220以及加速锁定模块230。所述转向判定模块210从所述转向传感器100接收该转向角度，并且将其与预先存储的额定转向角度进行比较。当该转向角度大于或等于该额定转向角度时，则判定电动汽车发生转向，这时转向判定模块210将生成表示发生转向的转向判定信号，例如高电平信号。当该转向角度小于该额定转向角度时，则判定电动汽车没有发生转向，这时，转向判定模块210可以生成表示没有发生转向的转向判定信号，例如低电平信号。
在本实施例中，控制模块220从转向判定模块210接收转向判定信号，从所述速度计算器420接收所述电动汽车的运行速度。在本发明的一个优选实施例中，控制模块220在接收到表示发生转向的转向判定信号时，将所述电动汽车的运行速度与额定运行速度进行比较，如果所述电动汽车的运行速度低于或等于所述额定运行速度，则控制所述电动汽车的运行速度不变，而如果所述电动汽车的运行速度高于所述额定运行速度，则控制所述电动汽车的运行速度降低到所述额定运行速度。在本发明的另一个优选实施例中，所述控制模块220还同时从所述转向判定模块210接收该转向角度，并基于该转向角度选择额定运行速度。在本发明的一个优选实施例中，所述控制模块220中存储多个额定运行速度，每个额定运行速度对应一个转向角度范围。通常情况下，所述转向角度的值越大，额定运行速度越低。
在本发明的一个优选实施例中，控制模块220在接收到表示没有发生转向的转向判定信号时，将输出直行控制信号。直行控制信号不会强行调整电动汽车的运行速度，其将维持电动汽车的当前速度不变，直至收到加速装置的加速信号或者减速装置的减速信号。
在本发明的一个优选实施例中，假定所述电动汽车的前轮正向向前时，最大输出功率为P1，而对应的最高速度为V1，而采用所述电动汽车的转向机构将所述电动汽车转向到极限时，最大输出功率为P2，且对应的最高速度为V2，则P1/P2与V1/V2存在线性关系。在本发明的其他优选实施例中，可以采用其他方式设置P1、P2、V1和V2。
在本实施例中，转向判定模块210还将该转向判定信号传送到加速锁定模块230。在接收到表示发生转向的转向判定信号后，加速锁定模块230立即输出锁定信号，以锁定所述电动汽车的加速装置，例如加速踏板等。这样，即使驾驶员踩踏加速踏板，也无法对电动汽车进行加速。
在本实施例中，所述执行机构300包括电机调速控制器310和左右电机320。所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述转向控制信号和所述直行控制信号用于基于所述转向控制信号输出第一功率参数和/第一速度参数，且基于所述直行控制信号输出第二功率参数和/或第二速度参数。左右电机320基于所述第一功率参数和/或所述第一速度参数或基于所述第二功率参数和/或所述第二速度参数号运行。
在本发明的一个优选实施例中，当所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述转向控制信号后，如果所述电动汽车的运行速度低于或等于所述额定运行速度，则向所述左右电机320输出当前功率参数和/或当前速度参数，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度不变。而如果所述电动汽车的运行速度高于所述额定运行速度，则向所述左右电机输出额定功率参数和/或额定运行速度，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度下降到额定运行速度。
在本发明的一个优选实施例中，当所述电机调速控制器310从所述控制模块220接收所述直行控制信号后，则向所述左右电机320输出当前功率参数和/或当前速度参数，这时左右电机320将控制所述电动汽车的运行速度不变。这时，电机调速控制器310接收到加速或者减速信号，例如驾驶员踩踏加速或刹车时，电机调速控制器310根据加速或减速进行控制所述左右电机320加速或者减速，从而控制所述电动汽车加速或者减速。
实施本发明的带有行车安全保护的电动汽车，在转向时通过控制器控制电动汽车的运行参数，而不是由驾驶员自行控制，从而杜绝了电动汽车转弯时人为操作加速或者高速运行，实现对车辆和乘员的主动安全保护。进一步地，在电动汽车转向时，结合转向角度、车辆当前运行速度以及额定运行速度控制电动汽车的运行参数，不但能够主动保护车辆和乘员，还能够保持电动汽车的正常运行。更进一步地，当转向角度越大时，控制车速越低，进一步降低了车辆侧翻或者碰撞的风险。此外，由于设置了加速锁定，即使在转向时，驾驶员加速，也不会造成车辆加速，再进一步降低了车辆侧翻或者碰撞的风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，包括：
转向传感器，用于检测所述电动汽车的转向角度；
控制器，用于基于预先存储的额定转向角度和所述转向角度生成转向控制信号或直行控制信号；
执行机构，用于基于所述转向控制信号或所述直行控制信号控制所述电动汽车的运行参数。
2.根据权利要求1所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述转向传感器为设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上的霍尔传感器。
3.根据权利要求2所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述霍尔传感器包括设置在所述转向轴的轴向上的磁感接收装置和环绕所述磁感接收装置设置的磁感发射装置。
4.根据权利要求1所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述转向传感器包括：
设置在所述电动汽车的转向机构的转向轴上以用于检测所述电动汽车的角速度的陀螺仪；以及
角度计算器，用于基于所述角速度计算所述转向角度。
5.根据权利要求1所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，进一步包括：
设置在所述电动汽车上的加速度传感器；以及
速度计算器，用于基于所述加速度传感器检测到的加速度计算所述电动汽车的运行速度。
6.根据权利要求5所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述控制器包括：
转向判定模块，用于基于所述转向角度和额定转向角度生成转向判定信号；
控制模块，用于基于所述运行速度、额定运行速度以及所述转向判定信号生成所述转向控制信号或所述直行控制信号。
7.根据权利要求6所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述控制器进一步包括：加速锁定模块，用于基于所述转向判定信号锁定所述电动汽车的加速装置。
8.根据权利要求1所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述执行机构包括：
电机调速控制器，用于基于所述转向控制信号输出第一功率参数和/第一速度参数，且基于所述直行控制信号输出第二功率参数和/或第二速度参数；
左右电机，用于基于所述第一功率参数和/或所述第一速度参数或基于所述第二功率参数和/或所述第二速度参数号运行。
9.根据权利要求8所述的带有行车安全保护的电动汽车，其特征在于，所述转向角度的值越大，所述第一功率参数和/或所述第一速度参数的值越小。
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