阅读说明：本技术 车辆动力控制系统及方法 (Vehicle power control system and method ) 是由 何仁城 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：一种车辆动力控制系统和方法。该系统包括控制模块(1)、监控模块(2)、驱动电机(3)、转向电机(4)、旋转电机(5)和/或伸缩臂(11)、以及至少两个轮胎(81)；监控模块(2)电连接于控制模块(1),控制模块(1)电连接于驱动电机(3)、转向电机(4)、旋转电机(5)、伸缩臂(11)的控制部。该方法,包括以下步骤：监控模块将监控信息传输到控制模块,并将监控信息显示在操作面板上；根据显示信息,使用者选择操作面板相对应的界面,通过操作面板发送指令到控制模块；控制模块根据指令控制驱动电机、转向电机、旋转电机、电动刹车片、伸缩臂的动作。使用者能够根据每个轮胎的状态信息及路况信息作出相应指令,精确控制每个轮胎的方向、速率,达到智能自动化安全驾驶。(A vehicle power control system and method. The system comprises a control module (1), a monitoring module (2), a driving motor (3), a steering motor (4), a rotating motor (5) and/or a telescopic arm (11) and at least two tires (81); the monitoring module (2) is electrically connected with the control module (1), and the control module (1) is electrically connected with the control parts of the driving motor (3), the steering motor (4), the rotating motor (5) and the telescopic arm (11). The method comprises the following steps: the monitoring module transmits the monitoring information to the control module and displays the monitoring information on the operation panel; according to the display information, the user selects an interface corresponding to the operation panel and sends an instruction to the control module through the operation panel; the control module controls the actions of the driving motor, the steering motor, the rotating motor, the electric brake pad and the telescopic arm according to the instructions. The user can make corresponding instruction according to the state information and the road condition information of every tire, and the direction, the speed of every tire are controlled to the accuracy, reach intelligent automatic safe driving.)

车辆动力控制系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆驱动技术领域，特别是涉及一种车辆动力控制系统及方法。

背景技术

现有的车辆方向控制绝大多数仅限于前轮的方向控制；且车辆的速度控制仅限于整体车辆的速度控制；不能够对车辆的每个轮胎进行严密的监控和控制，在出现意外时，不能够对车身的每个轮胎进行精确的监控及控制，在快速发展的现代，智能自动化车辆将会成为我们新的代步工具，所以需要对车辆的每个轮胎进行监控及精细控制，才能够达到智能自动化安全驾驶。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种车辆动力控制系统，对车身的每个轮胎进行精确的监控及控制。

本发明的另一目的在于提供一种车辆动力控制方法，对车身的每个轮胎进行精确的监控及控制。

本发明的目的可以这样实现，设计一种车辆动力控制系统，包括控制模块、监控模块、驱动电机、转向电机、旋转电机和/或伸缩臂、以及至少两个轮胎；监控模块电连接于控制模块，控制模块电连接于驱动电机的控制部、转向电机的控制部、旋转电机的控制部和/或伸缩臂的控制部；

每个轮胎至少对应配置一个驱动电机、转向电机、电动刹车片、监控模块、伸缩臂和/或旋转电机，电动刹车片设置在轮胎内侧，驱动电机驱动轮胎旋转，转向电机驱动主要由轮胎、电动刹车片、驱动电机组成的驱动轮组转向，转向电机与车架之间通过伸缩臂连接，旋转电机驱动转向电机与伸缩臂轴向旋转，旋转电机固定在车架上。

进一步地，监控模块包括状态监控模块和路况监控模块；状态监控模块设置在被监控部件上；路况监控模块设置在连接车架上，位置在轮胎的上方。

更进一步地，状态监控模块为实时转速传感器、实时方向传感器、实时温度传感器、实时臂长传感器、实时夹角传感器、实时胎压传感器中的之一或至少两种传感器的组合。

更进一步地，路况监控模块包括雷达监控器和视频监控器中的之一或两者的组合。

进一步地，伸缩臂为液压伸缩臂或电动伸缩臂中的之一或两者的组合。

进一步地，还包括操作面板，操作面板电连接于控制模块；操作面板的界面包括轮胎的方向控制键、加速控制键、减速控制键、最大速率控制键、匀速控制键、转向角速度控制键、加速度控制键、轮胎与车架的距离控制键、伸缩臂与车架的夹角控制键。

本发明的目的可以这样实现，设计一种车辆动力控制方法，包括以下步骤：

S1：监控模块将监控信息传输到控制模块，并将监控信息显示在操作面板上，供使用者了解；

S2：根据操作面板显示信息，使用者选择操作面板相对应的界面，通过操作面板发送指令到控制模块；或智能自动化系统发送指令到控制模块；

S3：控制模块根据指令控制驱动电机、转向电机、旋转电机、电动刹车片、伸缩臂的动作。

进一步地，S1步骤中，路况监控模块的雷达监控器或视频监控器将每个轮胎所在的路况信息传输至控制模块，状态监控模块将每个轮胎的实时转速信息、实时方向信息、实时温度信息、实时胎压信息、伸缩臂的实时臂长信息、伸缩臂与车架的实时角度信息传输至控制模块。

进一步地，S3步骤中的动作分别为控制模块根据指令控制驱动电机调整该轮胎的转速；控制模块根据指令控制转向电机调整该轮胎的方向；控制模块根据指令控制伸缩臂调整伸缩臂的伸缩长度；控制模块根据指令控制旋转电机调整该轮胎组件与车架的夹角；控制模块根据指令控制电动刹车片控制该轮胎的转动速度。

本发明对车辆的动力系统进行有效的监控，并将监控信息传输至操作面板，使用者或智能自动化系统能够根据每个轮胎的状态信息及路况信息作出相对应的指令，精确控制每个轮胎的方向、速率，达到智能自动化安全驾驶。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的方框图；

图2是本发明较佳实施例之轮胎组的示意图；

图3是本发明较佳实施例之轮胎组角度变换的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种车辆动力控制系统，包括控制模块1、监控模块2、驱动电机3、转向电机4、旋转电机5、伸缩臂11、电源7以及至少两个轮胎81；监控模块2电连接于控制模块1，控制模块1电连接于驱动电机3的控制部、转向电机4的控制部、旋转电机5的控制部、伸缩臂11的控制部，电源7为各模块和电机提供电能。电源7为蓄电池和/或发电机。本实施例是较佳的，旋转电机5和伸缩臂11都采用的；也可以是单采用旋转电机5或伸缩臂11的减配版。

如图2所示，每个轮胎81至少对应配置一个驱动电机3、转向电机4、电动刹车片10、监控模块2、伸缩臂11、旋转电机5，电动刹车片10设置在轮胎81内侧，驱动电机3驱动轮胎81旋转，转向电机4驱动主要由轮胎81、电动刹车片10、驱动电机3组成的驱动轮组转向，转向电机4与车架9之间通过伸缩臂11连接，旋转电机5驱动转向电机4与伸缩臂11轴向旋转，旋转电机5固定在车架9上。每个轮胎81可单独设置一个控制模块，也可设置一个总的控制模块1控制每个轮胎81对应配置的部件。驱动电机3可以是轮毂电机，安装在轮胎81的轮毂处与轮胎81形成一体。驱动电机3用于驱动轮胎81旋转行进；转向电机4用于驱动轮胎81进行转向转动；伸缩臂11用于改变车辆底板与地面的距离或车架9与轮胎81之间的距离；旋转电机5用于驱动伸缩臂11前后转动以改变伸缩臂11与地面的夹角，如图3所示；在上下坡时，旋转电机5驱动伸缩臂11减小与重力方向的夹角，使得重力方向与伸缩臂11延伸方向一致。转向电机4和旋转电机5均设有传动机构和抱紧锁定机构，在被电机驱动的相关部件转动到设定位置后，抱紧锁定机构锁定相关电机的转子。

监控模块2包括状态监控模块21和路况监控模块22；状态监控模块21设置在被监控部件上；路况监控模块22设置在连接车架91上，位置在轮胎81的上方。

状态监控模块21为实时转速传感器、实时方向传感器、实时温度传感器、实时臂长传感器、实时夹角传感器、实时胎压传感器中的之一或至少两种传感器的组合。

路况监控模块22包括雷达监控器和视频监控器中的之一或两者的组合。

伸缩臂11为液压伸缩臂或电动伸缩臂中的之一或两者的组合。本实施例中，伸缩臂11为液压伸缩臂。

还包括操作面板6，操作面板6电连接于控制模块1；操作面板6的界面设置包括轮胎81的方向控制键、加速控制键、减速控制键、最大速率控制键、匀速控制键、转向角速度控制键、加速度控制键、轮胎与车架的距离控制键、伸缩臂与车架的夹角控制键。电源7电连接于操作面板6，操作面板6电连接于控制模块1，控制模块1电连接于电动刹车片10、伸缩臂11、状态监控模块21、路况监控模块22。该操作面板6包括：显示单元和按键单元，本实例优选的是可触摸操作的显示屏。

一种车辆动力控制方法，包括以下步骤：

S1：监控模块2将监控信息传输到控制模块1，并将监控信息显示在操作面板6上，供使用者了解。

路况监控模块22的雷达监控器和视频监控器将每个轮胎81所在的路况信息传输至控制模块1；状态监控模块21的实时转速传感器将每个轮胎81的实时转速信息传输至控制模块1，状态监控模块21的实时方向传感器将每个轮胎81的实时方向信息传输至控制模块1，状态监控模块21的实时温度传感器将每个轮胎81的实时温度信息传输至控制模块1；状态监控模块21的实时胎压传感器将每个轮胎81的实时胎压信息传输至控制模块1；状态监控模块21的实时臂长传感器将每个轮胎81的伸缩臂11的实时臂长信息传输至控制模块1；状态监控模块21的实时夹角传感器将每个轮胎81的伸缩臂11与车架9的实时角度信息传输至控制模块1。

S2：根据操作面板6的显示信息，使用者选择操作面板6相对应的界面，通过操作面板6发送指令到控制模块1；或智能自动化系统根据收到的信息进行处理并发送指令到控制模块1。

S3：控制模块1根据指令控制驱动电机3、转向电机4、旋转电机5、伸缩臂11及电动刹车片10的动作。

S3步骤中的动作分别为控制模块1根据指令控制驱动电机3调整该轮胎81的速率；控制模块1根据指令控制转向电机4调整该轮胎81的方向；控制模块1根据指令控制伸缩臂11调整伸缩臂11的伸缩长度；控制模块1根据指令控制旋转电机5调整该轮胎81对应的伸缩臂11与车架的9夹角；控制模块1根据指令控制电动刹车片10控制该轮胎81的减速。

速度加速控制的形式包括：每个轮胎81的各自加速控制、轮胎81全部的同时同步加速控制、所有前轮的同时同步加速控制、所有后轮的同时同步加速控制、所有中间轮胎81的同时同步加速控制、所有左侧轮胎81的同时同步加速控制、所有右侧轮胎81的同时同步加速控制或其组合；速度加速控制的调节包括：轮胎81对应的驱动电机3调整该轮胎81的速度、对应的驱动电机3不对该轮胎81施加任何前进的动力或者阻力而使该轮胎81处于自由行进模式。

速度减速控制的形式包括：每个轮胎81的各自减速控制、轮胎81全部的同时同步减速控制、所有前轮的同时同步减速控制、所有后轮的同时同步减速控制、所有中间轮胎81的同时同步减速控制、所有左侧轮胎81的同时同步减速控制、所有右侧轮胎81的同时同步减速控制或者其组合；速度减速控制的调节包括：轮胎81对应的电动刹车片10控制该轮胎81的减速、对应的电动刹车片10不对该轮胎81施阻力而使该轮胎81处于自由行进模式。

方向的控制包括：车辆每个轮胎81的各自方向控制、全部轮胎81的同时同步方向控制、所有前轮的同时同步方向控制、所有后轮的同时同步方向控制、所有中间轮胎81的同时同步方向控制、所有左侧轮胎81的同时同步方向控制、所有右侧轮胎81的同时同步方向控制或组合。

在另一实施例中，状态监控模块21为实时转速传感器和实时方向传感器的组合；路况监控模块22设为视频监控器；伸缩臂11设为电动伸缩臂。

车辆动力控制方法，S1：通过监控模块2将监控信息传输到控制模块1，并将监控信息显示在操作面板6上，供使用者看。路况监控模块22的视频监控器将每个轮胎81所在的路况信息传输至控制模块1，实时转速传感器将每个轮胎81的实时转速信息传输至控制模块1，实时方向传感器将每个轮胎81的实时方向信息传输至控制模块1。

S2：根据操作面板6显示信息，使用者或智能自动化系统选择操作面板6相对应的界面，通过操作面板6发送指令到控制模块1；

S3：控制模块1根据指令控制驱动电机3、转向电机4、旋转电机的5转动以及电动刹车片10、伸缩臂11的动作。控制模块1根据指令控制驱动电机3调整该轮胎81的速度；控制模块1根据指令控制转向电机4调整该轮胎81的方向；控制模块1根据指令控制旋转电机5调整该轮胎81对应的伸缩臂11与车架9的角度；控制模块1根据指令控制电动刹车片10控制该轮胎81的减速；控制模块1根据指令控制伸缩臂11调整该轮胎81所对应的车架与地面的距离。

以四轮汽车为例，两个前轮各自的轴心所对应的线段的中心点为A，两个后轮各自的轴心所对应的线段的中心点B。AB所在的直线为该车辆的中轴线之一，AB线段的中心点C，在C点处作一条垂直AB的直线CD，AB直线与CD直线分别与地面水平。

不管该车辆的四个轮胎81现状是不是都朝向AB方向，当通过操作面板6上的:“全部轮胎同时同步方向控制”的模式时候，只需要调制操作面板6上的方向控制键就能够全部统一实时让四个轮胎81的方向一致，或者通过带传感器的摇动手柄实现更直观的控制。比如可以让轮胎81的方向全部与CD直线平行，然后同速率驱动每个轮胎81就实现了该车辆的平行移动，该移动方向与AB垂直。

不管该车辆的四个轮胎81现状是不是都朝向AB方向，当通过操作面板6上的:“每个轮胎各自方向控制”的模式时候，四个轮胎81的轴心所在的长方形的外接圆O(以C点为圆心)，当把每个轮胎81的方向分别调整为与外接圆O的切线方向一致的时候，当驱动一个轮胎81的驱动电机3的时候或者全部驱动的时候，就能实现该车辆的原地360度在水平方向的旋转。

当车辆上坡的时候，首先通过旋转电机5控制每个轮胎81的伸缩臂11的方向与重力的方向一致，然后控制后面两个轮胎81的伸缩臂11伸展而使后面的车身与地面的距离增加，从而达到在上坡的过程中车身还是保持水平而增加驾乘的舒适度。下坡同理。

本发明对车辆的动力系统进行有效的监控，并将监控信息传输操作面板，使用者或智能自动化系统能够根据每个轮胎的状态信息及路况信息作出相对应的指令，精确控制每个轮胎的方向、速率，达到智能自动化安全驾驶。