重心可變的汽車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種重心可變的汽車(chē)，包括電池組；傳感器，所述傳感器用于檢測(cè)汽車(chē)的駕駛狀況；控制器，用于根據(jù)接收到的駕駛狀況信息發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電池組移動(dòng)，以改變汽車(chē)的重心位置適應(yīng)所述駕駛狀況。所述汽車(chē)的電池組可以根據(jù)不同的駕駛狀況移動(dòng)進(jìn)而改變汽車(chē)重心位置，使駕駛更穩(wěn)定舒適，行車(chē)更安全。
【專(zhuān)利說(shuō)明】重心可變的汽車(chē)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車(chē)領(lǐng)域，特別涉及一種重心可變的汽車(chē)。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)行駛過(guò)程中，加減速通常會(huì)造成車(chē)頭的下沉或抬升，高速轉(zhuǎn)彎時(shí)通常會(huì)造成車(chē)身側(cè)傾，這嚴(yán)重影響了駕駛安全性和乘坐的舒適度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型解決的問(wèn)題是提供一種重心可變的汽車(chē)，適應(yīng)駕駛狀況，使得駕駛更穩(wěn)定舒適，行車(chē)更安全。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種重心可變的汽車(chē)，包括電池組；傳感器，所述傳感器用于檢測(cè)汽車(chē)的駕駛狀況；控制器，用于根據(jù)接收到的駕駛狀況信息發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電池組移動(dòng)，以改變汽車(chē)的重心位置適應(yīng)所述駕駛狀況。
[0005]可選地，所述電池組安裝在正交軌道系統(tǒng)上，所述正交軌道系統(tǒng)使得所述電池組的移動(dòng)軌跡位于平行于地面的平面上。
[0006]可選地，所述傳感器包括轉(zhuǎn)向角傳感器，用于檢測(cè)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向角。
[0007]可選地，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向角傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向角時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著轉(zhuǎn)向方向移動(dòng)。
[0008]可選地，當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，所述電池組移動(dòng)的量與所述角加速度、載重以及電池組的重量相關(guān)。
[0009]可選地，所述傳感器包括行駛速度傳感器，用于檢測(cè)汽車(chē)的行駛速度，當(dāng)所述行駛速度傳感器檢測(cè)到加速時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著汽車(chē)前進(jìn)方向移動(dòng)。
[0010]可選地，當(dāng)所述行駛速度傳感器檢測(cè)到減速時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著汽車(chē)前進(jìn)方向的相反方向移動(dòng)。
[0011]可選地，當(dāng)汽車(chē)加速或減速時(shí)，所述電池組移動(dòng)的量與所述加速度、載重以及電池組的重量相關(guān)。
[0012]可選地，所述重心可變的汽車(chē)還包括汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，所述控制器根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的導(dǎo)航信息發(fā)送控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0013]可選地，所述傳感器可以采用車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，例如ESP/DSC來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]由于電池組自有的重量通常對(duì)汽車(chē)的重心位置具有顯著影響，本實(shí)用新型的汽車(chē)，通過(guò)控制電池組的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)具體的駕駛情況實(shí)時(shí)改變汽車(chē)的重心位置，使得汽車(chē)駕駛更穩(wěn)定舒適，行車(chē)更安全。特別是，對(duì)于大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)而言，電池組通常都安裝在汽車(chē)車(chē)體較底部的位置，因此，只需要控制電池組在與地面平行的正交軌道系統(tǒng)上移動(dòng)即可適應(yīng)不同的駕駛情況。此外，本實(shí)用新型的汽車(chē)還可以利用汽車(chē)導(dǎo)航信息，提前獲知汽車(chē)重心位置改變的不同需求，進(jìn)而使電池組移動(dòng)到最佳位置。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的一種重心可變的汽車(chē)；
[0017]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的重心可變的汽車(chē)重心控制系統(tǒng)模塊示意圖框圖；
[0018]圖3示出了汽車(chē)在加速狀態(tài)下改變汽車(chē)重心的示意圖；
[0019]圖4示出了汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)改變汽車(chē)重心的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0021]汽車(chē)的重心(Center of Gravity, CG)位置對(duì)于穩(wěn)定汽車(chē)的動(dòng)態(tài)駕駛性能有直接影響。通常情況下，汽車(chē)的重心位置是固定不變的，然而，在汽車(chē)的行駛過(guò)程中，如果能夠根據(jù)具體的駕駛情況實(shí)時(shí)改變汽車(chē)的重心，則能夠帶來(lái)更好的行駛操作性。例如，在大多數(shù)情況下，汽車(chē)的重心都適宜處于較低位置，即靠近地面；在加速時(shí)，汽車(chē)的重心適宜靠前，即靠向車(chē)頭方向；在減速、剎車(chē)時(shí)，汽車(chē)的重心適宜靠后，即遠(yuǎn)離車(chē)頭方向；在轉(zhuǎn)彎時(shí)，適宜靠向汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的方向。汽車(chē)的重心受到各種因素影響，例如，自重、乘客重量、車(chē)頂架負(fù)載、行李重量等。
[0022]電動(dòng)汽車(chē)的電池組通常具有大約200至300公斤以上的重量，其位置的改變能夠顯著地影響汽車(chē)的重心位置。
[0023]本實(shí)用新型通過(guò)改變汽車(chē)電池組的位置從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)具體的駕駛情況實(shí)時(shí)改變汽車(chē)的重心。
[0024]圖1示出了本實(shí)用新型的重心可變的汽車(chē)俯視示意圖。如圖所示，汽車(chē)10包括電池組20 (Battery Pack)。圖1中所示電池組20處于原始未移動(dòng)位置，位于汽車(chē)10的大概中間位置處。所述電池組20的移動(dòng)軌跡在相對(duì)地面的平面上，即沿著箭頭所示的方向向前(即，向著汽車(chē)前進(jìn)方向移動(dòng)，X軸反方向)、向后(即，向著汽車(chē)前進(jìn)方向的相反方向移動(dòng)，X軸方向)、向左(Y軸反方向)或向右(Y軸方向)移動(dòng)。
[0025]在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，電池組安裝在正交軌道(Orthogonal Rails)系統(tǒng)30上，從而實(shí)現(xiàn)電池組的前后左右移動(dòng)。所述正交的軌道系統(tǒng)30用于提供電池組移動(dòng)的軌道，所述軌道組成的平面平行地面的XY軸構(gòu)成的平面。在垂直地面的Z軸方向上，由于汽車(chē)的電池組安裝位置比較低下，較符合汽車(chē)在大多數(shù)駕駛狀況下重心位置都較低的需求，因此，無(wú)需在Z軸方向上改變電池組的位置。圖1中虛線示出了所述電池組的正交軌道系統(tǒng)的移動(dòng)面。具體地，在X軸方向，電池組20的移動(dòng)用以校正因汽車(chē)載重、爬坡等因素造成的重心變化，在Y軸方向，電池組20的移動(dòng)用以校正因汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的因素造成的重心變化。也就是說(shuō)，對(duì)于給定的汽車(chē)載重，電池組將沿X軸移動(dòng)到一給定的位置。當(dāng)汽車(chē)行駛在平坦、彎曲的道路上時(shí)，通常電池組在X軸的位置保持不變，但是在道路轉(zhuǎn)彎時(shí)，電池組將沿Y軸實(shí)時(shí)移動(dòng)，以便改善汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性。
[0026]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的汽車(chē)重心控制系統(tǒng)模塊示意圖框圖。通過(guò)設(shè)置若干傳感器探測(cè)汽車(chē)的駕駛狀況，并進(jìn)而根據(jù)駕駛狀況信息控制電池組的移動(dòng)改變汽車(chē)重心，以配合不同的駕駛狀況。具體地，該重心可變的汽車(chē)控制系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，重心調(diào)整控制器 50 (CG controller)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 60 (Actuators)。
[0027]具體的,所述多個(gè)傳感器進(jìn)一步可以包括轉(zhuǎn)向角(Steer angle)傳感器401、行駛速度傳感器402、剎車(chē)信號(hào)傳感器403、風(fēng)門(mén)/油門(mén)(Throttle)傳感器404、載重傳感器405等。所述重心調(diào)整控制器50與所述多個(gè)傳感器電性連接，用于接收傳感器檢測(cè)到的汽車(chē)行駛狀況信息，并進(jìn)而根據(jù)具體的汽車(chē)行駛狀況發(fā)送控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60連接至汽車(chē)的電池組20(圖2中未圖示)，根據(jù)接收到的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電池組20在正交軌道系統(tǒng)30上前后左右移動(dòng)。
[0028]上述多個(gè)傳感器只是示例而已，可以進(jìn)行增加或者減少，任何需要改變汽車(chē)重心位置來(lái)適應(yīng)行駛狀況的改變，都可以通過(guò)設(shè)置對(duì)應(yīng)的傳感器來(lái)檢測(cè)該行駛狀況，并傳送至重心調(diào)整控制器50。所述傳感器可以采用車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESP/DSC，ElectronicStability Program/Dynamic Stability Control)來(lái)控制。
[0029]目前，大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)都具有智能導(dǎo)航系統(tǒng)，其可以在汽車(chē)行駛過(guò)程中預(yù)測(cè)可能遇到的道路、交通環(huán)境等駕駛狀況，例如，可以預(yù)測(cè)汽車(chē)接下來(lái)需要轉(zhuǎn)彎或爬坡等，以便提醒駕駛員實(shí)現(xiàn)安全、有效駕駛。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述重心可變的汽車(chē)還包括導(dǎo)航系統(tǒng)(未圖示)，用以提供汽車(chē)導(dǎo)航信息，所述重心調(diào)整控制器50與所述汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)連接，用以根據(jù)汽車(chē)導(dǎo)航信息發(fā)送控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60。由于導(dǎo)航信息的提前預(yù)見(jiàn)性，因此可以使得汽車(chē)提前獲知汽車(chē)重心位置改變的不同需求，進(jìn)而使電池組移動(dòng)到最佳位置。
[0031 ] 圖3示出了汽車(chē)在加速狀態(tài)下改變汽車(chē)重心的示意圖。如圖3所示，汽車(chē)在行駛過(guò)程中利用前述的傳感器分別采集不同的駕駛信息，上述駕駛狀況信息發(fā)送至重心調(diào)整控制器50，重心調(diào)整控制器50根據(jù)接收到的駕駛狀況信息判斷出當(dāng)前汽車(chē)處于加速狀態(tài)。如前所述，當(dāng)汽車(chē)加速時(shí)，汽車(chē)的重心適宜靠前，即靠向汽車(chē)行駛方向，因此，此時(shí)重心調(diào)整控制器50判斷出需要將電池組朝向汽車(chē)行駛方向移動(dòng)，以滿(mǎn)足車(chē)輛加速時(shí)對(duì)汽車(chē)重心的要求。重心調(diào)整控制器50基于上述電池組移動(dòng)方向的判斷結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60，并進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述電池組在正交軌道系統(tǒng)上沿著X軸反方向移動(dòng)，以適應(yīng)加速的行駛狀況。
[0032]作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在車(chē)輛減速或剎車(chē)時(shí)，所述重心調(diào)整控制器50驅(qū)動(dòng)所述電池組向著車(chē)輛前進(jìn)方向的相反方向移動(dòng)，即，驅(qū)動(dòng)所述電池組在正交軌道系統(tǒng)上沿著X軸正方向移動(dòng)，其具體實(shí)現(xiàn)方案與汽車(chē)加速時(shí)類(lèi)似，在此不予贅述。
[0033]作為本實(shí)用新型的其他實(shí)施例，在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，所述重心調(diào)整控制器50驅(qū)動(dòng)所述電池組向著車(chē)輛轉(zhuǎn)彎方向移動(dòng)，所述車(chē)輛轉(zhuǎn)彎方向可以包括驅(qū)動(dòng)所述電池組在正交軌道系統(tǒng)上沿著X軸和/或Y軸方向移動(dòng)。
[0034]圖4示出了汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)改變汽車(chē)重心的示意圖。在車(chē)輛如圖4所示向左轉(zhuǎn)彎時(shí)，重心調(diào)整控制器50根據(jù)接收到的駕駛狀況信息判斷出當(dāng)前汽車(chē)處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，所述重心調(diào)整控制器50驅(qū)動(dòng)所述電池組向著車(chē)輛轉(zhuǎn)彎方向移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)向某方向，例如向左轉(zhuǎn)彎時(shí)，通常汽車(chē)車(chē)體與汽車(chē)懸掛系統(tǒng)之間由于慣性的緣故有向右(順時(shí)針?lè)较?，如圖4中向右箭頭所示)側(cè)傾的趨勢(shì)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的重心可變的汽車(chē)，當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電池組向著車(chē)輛轉(zhuǎn)彎方向移動(dòng)，即，汽車(chē)的重心位置也向左移動(dòng)。因此，調(diào)整后的汽車(chē)重心位置將對(duì)汽車(chē)重心施加一個(gè)與順時(shí)針力矩反方向的恢復(fù)力矩(逆時(shí)針)，如此，降低了汽車(chē)的側(cè)傾角，提高行駛安全性能。
[0035]具體地,如圖4所示,虛線圓圈表示重心原始位置,實(shí)線表示重心移動(dòng)后位置,m代表汽車(chē)的簧載質(zhì)量(所謂簧載質(zhì)量，指的是由汽車(chē)懸掛系統(tǒng)所承載的質(zhì)量)，h代表汽車(chē)重心與滾動(dòng)軸A心之間的距離，其中，滾動(dòng)軸心A是由懸掛系統(tǒng)平面定義的。需要了解的是，如前所述，本實(shí)施例中汽車(chē)電池組對(duì)汽車(chē)的簧載質(zhì)量m具有關(guān)鍵性影響。在汽車(chē)電池組未移動(dòng)，即汽車(chē)重心未改變的情況下，當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)，簧載質(zhì)量m以滾動(dòng)軸心A為中心、h為力臂半徑轉(zhuǎn)動(dòng)，即，側(cè)傾角Rl由順時(shí)針?lè)较虻牧豰Xh產(chǎn)生。根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)，所述電池組在正交軌道系統(tǒng)上沿著與轉(zhuǎn)彎一致的方向，向左移動(dòng)一段距離S，如此，使得簧載質(zhì)量m水平移動(dòng)距離S，從而產(chǎn)生與前述順時(shí)針力矩反方向的恢復(fù)力矩mX S。這樣，汽車(chē)的側(cè)傾角由圖示的Rl降低為R2。
[0036]對(duì)于一輛中型電動(dòng)汽車(chē)而言，采用本實(shí)用新型前述的重心可變的汽車(chē)控制系統(tǒng)，在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，若移動(dòng)重約300kg的電池組約300mm，將可以減少約20 %至25 %的汽車(chē)重心轉(zhuǎn)移量以及側(cè)傾角度，因此減少了高速轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身側(cè)傾的可能性，提高行駛安全性能。
[0037]所述重心控制系統(tǒng)確定電池組移動(dòng)量需要考慮諸如汽車(chē)行駛加速度、電池組重量、汽車(chē)載重等因素，以便能夠?qū)﹄姵亟M的移動(dòng)量做出實(shí)時(shí)調(diào)整，使汽車(chē)重心達(dá)到最佳位置。
[0038]本實(shí)用新型提供的重心可變的汽車(chē)，利用安裝在汽車(chē)底部的電池組，通過(guò)改變電池組的位置從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)具體的駕駛情況實(shí)時(shí)改變汽車(chē)的重心位置，使得汽車(chē)駕駛更穩(wěn)定舒適，行車(chē)更安全。
[0039]雖然本實(shí)用新型披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種重心可變的汽車(chē)，其特征在于，包括: 電池組； 傳感器，所述傳感器用于檢測(cè)汽車(chē)的駕駛狀況； 控制器，用于根據(jù)接收到的駕駛狀況信息發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電池組移動(dòng)，以改變汽車(chē)的重心位置適應(yīng)所述駕駛狀況。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)，其特征在于，所述電池組安裝在正交軌道系統(tǒng)上，所述正交軌道系統(tǒng)使得所述電池組的移動(dòng)軌跡位于平行于地面的平面上。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)，其特征在于，所述傳感器包括轉(zhuǎn)向角傳感器，用于檢測(cè)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向角。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車(chē)，其特征在于，當(dāng)所述轉(zhuǎn)向角傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向角時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著轉(zhuǎn)向方向移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車(chē)，其特征在于，所述電池組移動(dòng)的量與所述汽車(chē)的運(yùn)行角加速度、載重以及電池組的重量相關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)，其特征在于，所述傳感器包括行駛速度傳感器，用于檢測(cè)汽車(chē)的行駛速度，當(dāng)所述行駛速度傳感器檢測(cè)到加速時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著汽車(chē)前進(jìn)方向移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車(chē)，其特征在于，當(dāng)所述行駛速度傳感器檢測(cè)到減速時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述電池組向著汽車(chē)前進(jìn)方向的相反方向移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的汽車(chē)，其特征在于，所述電池組移動(dòng)的量與所述汽車(chē)的運(yùn)行加速度、載重以及電池組的重量相關(guān)。
9.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)，其特征在于，還包括汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，所述控制器根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的導(dǎo)航信息發(fā)送控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)，其特征在于，所述傳感器采用車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制。
【文檔編號(hào)】B60K1/04GK204055288SQ201420508437
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】安德里安塔克皮克 申請(qǐng)人:上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司