一种摆动三轮电驱车控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种摆动三轮电驱车控制系统，包括设置于车体上并控制车辆各功能模块的主控模块，为电机驱动、主控模块和其他功能模块供电的电源模块，提供前后车摆动角获取及车辆姿态解算与平衡的姿态模块，检测前车轮速度，即整车速度的车速检测模块，分别检测左右车轮速度及驱动的左车轮驱动模块和右车轮驱动模块，检测外部信号的信号检测模块，输出车辆信息及提示的信号输出模块，覆盖短距离至长距离的通信模块和车辆远程定位模块。本发明专利技术提供一种摆动三轮电驱车的控制系统，提供车体在行驶过程中的自平衡和车辆状态信息获取。行驶过程中的自平衡和车辆状态信息获取。行驶过程中的自平衡和车辆状态信息获取。

A swing three wheel electric drive control system

【技术实现步骤摘要】
一种摆动三轮电驱车控制系统


[0001]本专利技术涉及车辆控制
，更具体地说，涉及一种摆动三轮电驱车控制系统。

技术介绍

[0002]目前现有的三轮电驱车，即电力驱动车，一般为电机驱动单个前轮和两个后轮的小型三轮车辆。
[0003]电动车现有技术可参考授权公告号为CN111268006A的中国专利技术专利，其公开了一种电动配送车控制系统，包括电源系统、二合一控制器、监测控制系统和轮廓电机等。电源系统为轮廓电机、二合一控制器和检测控制系统供电，监测控制系统对二合一控制器的信号复检。
[0004]摆动式车辆现有技术可参考授权公告号为 的中国专利技术专利，其公开了一种摆动式车辆，包括前车体及前轮、后车体及左右驱动轮、摆动机构。
[0005]上述的现有技术方案存在以下缺陷：电动配送车缺乏姿态解算和转弯控制，行驶过程中容易发生颠簸和车体的倾斜，配送车底盘顶部货柜内物品容易发生晃动影响车体平衡。摆动式车辆和电动配送车缺乏人机交互、显示车辆状态的信号输出模块、覆盖短距离至长距离的通信模块及定位模块，缺乏对车辆状态信息的获取及调试。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种摆动三轮电驱车控制系统，提供车体在行驶过程中的自平衡和车辆状态信息获取。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种摆动三轮电驱车控制系统，包括设置于车体上并控制车辆各功能模块的主控模块，为电机驱动、主控模块和其他功能模块供电的电源模块，提供前后车摆动角获取及车辆姿态解算与平衡的姿态模块，检测前车轮速度，即整车速度的车速检测模块，分别检测左右车轮速度及驱动的左车轮驱动模块和右车轮驱动模块，检测外部信号的信号检测模块，输出车辆信息及提示的信号输出模块，覆盖短距离至长距离的通信模块和车辆远程定位模块；其中，电源模块包括变压单元、蓄电池和电量反馈单元，蓄电池为控制系统内主控模块及各功能模块供电，变压单元接收蓄电池输出的高压电并转化为指定单元所需的低压电；电量反馈单元将蓄电池内储电情况实时反馈至主控单元并由主控单元输出至信号输出单元，信号输出单元的显示模块实时显示电量情况并在接收缺电信号后通过显示模块和语音输出模块进行缺电提示；主控模块连接电源模块、姿态模块、车速检测模块、左车轮驱动模块、右车轮驱动模块、信号检测模块、信号输出模块、通信模块和定位模块，主控模块包括计算单元、存储单元、主控单元、转弯控制单元，计算单元对车速变化量和车辆位置信息等进行计算；存储单元存储主控模块运行的必要程序和数据信息；主控单元接收功能模块的反馈信息并传达控
制命令；转弯控制单元获取左车轮车速及右车轮车速，通过转弯角度和左右车轮车速比的关系计算左右车轮的速度变化量并将信息传递回主控模块的主控单元，主控单元发送控制命令控制驱动模块速度变化为计算值，主控模块由电源模块供电，接收来自车速检测模块获取的前轮速度信息，左车轮车速传感器和右车轮车速传感器的速度信息，姿态模块的摆动角信息，信号检测模块的控制、制动、压力、锁止检测信息，定位模块的车辆定位信息，通信模块传输的数据以及电源模块的电量反馈信号，主控单元接收各功能模块信号并输出控制指令，反馈车辆状态信息，输出数据信号；姿态模块内的姿态传感器包含两种传感器，即三轴陀螺仪和三轴加速度计，内含16位A/D转换器；姿态模块内的数据融合将陀螺仪和加速度计传感器获取的角度和加速度模拟信息转化为数字信息经由姿态模块内数据融合单元计算得到稳定车体姿态的反向摆动角信息，并将信号传递至主控模块；车速检测模块，与摆动三轮车体的前车轮关联，车速检测模块的前轮车速传感器检测前车轮速度并输出至主控模块；左车轮驱动模块和右车轮驱动模块分别通过车速传感器接收车轮速度信息并输出至主控模块，主控模块的转弯控制单元对左车轮和右车轮的速度返回值解算，左车轮驱动模块和右车轮驱动模块在接收主控模块输出的控制信号后，控制左车轮和右车轮驱动，使左车轮和右车轮车速差接近理想值，保证车体转弯的平稳性；信号检测模块包含控制检测单元、制动检测单元、压力检测单元和锁止检测单元，信号检测模块接收车体握把、按键、压力传感器、锁止控制的状态并输出，主控模块接收检测信号后执行相应的控制、制动、锁止信号控制命令，输出车体状态信息。
[0008]信号输出模块包含显示单元、灯控单元、语音输出单元，信号输出模块调用主控模块输出的车辆状态信息，通过显示模块显示车辆前后车体摆动状态、车辆定位信息、车体电量情况、车速、车辆故障信息，语音输出模块根据车辆信息对车辆控制操作输出语音提示以及对车辆的倒车、缺电、故障情况进行语音报警，灯控单元包含转向灯控制、倒车灯控制、夜视灯控制、指令反馈灯控制，调用车辆状态信息和控制指令对显示单元和语音输出单元的信号输出辅以灯光提示；通信模块包含蓝牙模块、4G通信模块、5G通信模块、覆盖车辆短距离至长距离通信需求；其中，蓝牙和4G通信模块满足短途和长途的低速传输需求，实现移动终端或PC与摆动三轮电驱车的数据通信，5G通信模块满足需要高通量数据通信的应用；定位模块采用北斗导航模块获取车辆定位信息（时间、经度、纬度、高度），通过UART串口与主控模块连接，返回定位信息至主控模块。定位信息可由主控模块接收后通过通信模块发送至终端。
[0009]优选的，电源模块包含蓄电池、变压单元和电量反馈；蓄电池用于为摆动三轮车的驱动电机（左车轮驱动电机和右车轮驱动电机）供电；变压单元将蓄电池的高压电转为低压电并为主控模块、姿态模块、左车轮驱动模块、右车轮驱动模块、信号检测模块、信号输出模块、通信模块、定位模块供电；电量反馈用于检测蓄电池电量情况并将电量信息反馈至主控模块，主控模块将电量信息发送至信号输出模块用于显示单元的电量显示。
[0010]通过采用上述技术方案，控制系统能够实现驱动电机与功能模块的分别供电，用户向摆动三轮电驱车充电的电量存于蓄电池中，电量情况和充电情况能够被主控模块获取
并能在显示屏上实时显示。
[0011]优选的，姿态模块包括姿态传感器和数据融合模块，主控模块通过I2C总线获取姿态模块数据，姿态传感器采集车体倾斜角和倾角变化速度信息，其中，加速度计和陀螺仪分别获取加速度信息和角速度信息，为了获取准确的车体倾角值，对加速度计和陀螺仪的输出值进行融合，采用卡尔曼滤波方法，递归获得最优的车体角度值。
[0012]优选的，姿态模块输出车体姿态信息至主控模块，主控模块发送车辆状态信息至信号输出模块，主控模块整合车体倾角、车体速度、位置、左车轮车速、右车轮车速信息，通过控制算法控制左车轮驱动电机和右车轮驱动电机。
[0013]优选的，左车轮驱动模块和右车轮驱动模块分别通过左车轮车速传感器和右车轮车速传感器输出车速至主控模块，主控模块整合信息后向左车轮驱动电机和右车轮驱动电机，发出控制指令，分别改变左车轮和右车轮车速。
[0014]通过采用上述技术方案，摆动三轮电驱车根据车体倾角和车速改变左车轮和右车轮速度，实现车体自平衡，车体倾角通过显示单元实时反馈至用户。
[0015]优选的，信号检测模块包括控制检测单元、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摆动三轮电驱车控制系统，其特征在于，包括包括设置于车体上并控制车辆各功能模块的主控模块，电源模块，提供前后车摆动角获取及车辆姿态解算与平衡的姿态模块，检测前车轮速度的车速检测模块，分别检测左右车轮速度及驱动的左车轮驱动模块和右车轮驱动模块，检测外部信号的信号检测模块，输出车辆信息及提示的信号输出模块，通信模块以及车辆远程定位模块。2.根据权利要求1所示的一种摆动三轮电驱车控制系统，其特征在于，主控模块连接电源模块、姿态模块、车速检测模块、左车轮驱动模块、右车轮驱动模块、信号检测模块、信号输出模块、通信模块和定位模块，主控模块包括计算单元、存储单元、主控单元、转弯控制单元，计算单元对车速变化量和车辆位置信息等进行计算；存储单元存储主控模块运行的必要程序和数据信息；主控单元接收功能模块的反馈信息并传达控制命令；转弯控制单元获取左车轮车速及右车轮车速，通过转弯角度和左右车轮车速比的关系计算左右车轮的速度变化量并将信息传递回主控模块的主控单元，主控单元发送控制命令控制驱动模块速度变化为计算值，主控模块由电源模块供电，接收来自车速检测模块获取的前轮速度信息，左车轮车速传感器和右车轮车速传感器的速度信息，姿态模块的摆动角信息，信号检测模块的控制、制动、压力、锁止检测信息，定位模块的车辆定位信息，通信模块传输的数据以及电源模块的电量反馈信号，主控单元接收各功能模块信号并输出控制指令，反馈车辆状态信息，输出数据信号。3.根据权利要求2所示的一种摆动三轮电驱车控制系统，其特征在于，电源模块包括变压单元、蓄电池和电量反馈单元，蓄电池为控制系统内主控模块及各功能模块供电，变压单元接收蓄电池输出的高压电并转化为指定单元所需的低压电；电量反馈单元将蓄电池内储电情况实时反馈至主控单元并由主控单元输出至信号输出单元，信号输出单元的显示模块实时显示电量情况并在接收缺电信号后通过显示模块和语音输出模块进行缺电提示。4.根据权利要求3所示的一种摆动三轮电驱车控制系统，其特征在于，姿态模块内的姿态传感器包含两种传感器，即三轴陀螺仪和三轴加速度计，内含16位A/D转换器；姿态模块内的数据融合将陀螺仪和加速度计传感器获取的角...

【专利技术属性】
技术研发人员：恽益红，林腾飞，钱银森，饶柳生，陈耀，宋春林，
申请(专利权)人：爱中和汽车技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：