一種電動汽車全自動泊車過程中的車速控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車控制領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種電動汽車全自動泊車過程中的車速控制 系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車擁有量不斷增加，可利用 的泊車空間越來越少，公路交通事故數(shù)量也愈發(fā)增多，泊車難題和公路交通安全越來越受 到人們關(guān)注，自動泊車系統(tǒng)的出現(xiàn)解決日益困擾車主的泊車難題。隨著電動汽車的快速發(fā) 展，電動汽車也將同樣面臨自動泊車的需求。
[0003] 目前市場所見的自動泊車需要駕駛員控制車速，泊車效果受制于駕駛員對車速的 操控，增加了泊車控制的不確定性因素，影響泊車效果。除此之外，當(dāng)前對全自動泊車的研 究僅局限于傳統(tǒng)汽車，且由于傳統(tǒng)汽車與電動汽車的車速控制原理不同，所W傳統(tǒng)汽車的 全自動泊車系統(tǒng)不能直接應(yīng)用于電動汽車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種電動汽車全自動泊車過程中的車 速控制系統(tǒng)及方法。電動汽車在開啟全自動泊車功能后，無需駕駛員控制車速，車輛即可按 照規(guī)劃路徑完成轉(zhuǎn)向、行駛和制動，最終實(shí)現(xiàn)自動泊車，有利于改善泊車效果，提高泊車過 程的安全性和舒適性。 陽〇化]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種電動汽車全自動泊車過程中的車速控制系統(tǒng)，其特征在于，包括泊車控制器、 驅(qū)動電機(jī)控制器、模擬電壓信號發(fā)生器、傳感器單元、制動踏板作動器；
[0007] 所述傳感器單元包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器和輪速傳感器，所述 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝在方向盤下方的方向柱內(nèi)，所述超聲波雷達(dá)傳感器共4個(gè)，前保險(xiǎn) 杠、后保險(xiǎn)杠上分別安裝有2個(gè)，所述輪速傳感器共4個(gè)，分別安裝在四個(gè)車輪處，方向盤轉(zhuǎn) 角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器和輪速傳感器通過CAN總線分別與泊車控制器、驅(qū)動電機(jī)控 制器相連；所述泊車控制器與驅(qū)動電機(jī)控制器通過CAN總線實(shí)現(xiàn)通訊；所述模擬電壓信號 發(fā)生器分別與泊車控制器、驅(qū)動電機(jī)控制器，所述制動踏板作動器與泊車控制器相連；
[0008] 所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于采集方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信號；所述超聲波雷達(dá)傳感器 用于采集本車與前后障礙物的距離信息；所述輪速傳感器用于采集各車輪轉(zhuǎn)速信息；所述 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器和輪速傳感器分別將各自采集的信息傳送給泊車控 制器和驅(qū)動電機(jī)控制器；
[0009] 所述泊車控制器用于根據(jù)傳感器模塊采集的當(dāng)前車輛與周圍障礙物距離信息、方 向盤轉(zhuǎn)角信息W及輪速脈沖信息輸出當(dāng)前行駛工況的理想車速，并控制泊車進(jìn)程；
[0010] 所述驅(qū)動電機(jī)控制器用于實(shí)際車速的換算W及調(diào)控當(dāng)前實(shí)際車速不斷逼近理想 車速；
[0011] 所述模擬電壓信號發(fā)生器用于根據(jù)該時(shí)刻理想車速對應(yīng)的實(shí)際電壓信號模擬油 口踏板電壓信號，將模擬電壓信號直接發(fā)送至驅(qū)動電機(jī)控制器產(chǎn)生端電壓，W此控制汽車 行駛；
[0012] 所述制動踏板作動器用于自動泊車完成之后的車輛制動。
[0013] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動電機(jī)控制器包括數(shù)據(jù)處理單元和算法調(diào)控單元；所述數(shù)據(jù)處理 單元用于根據(jù)輪速傳感器采集的各車輪轉(zhuǎn)速信息計(jì)算車輛的實(shí)際車速，所述實(shí)際車速計(jì)算 方法為各車輪轉(zhuǎn)速之和除W4再乘W車輪半徑，此外，數(shù)據(jù)處理單元還對輸出車速信號進(jìn) 行處理，得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩信號控制驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；所述算法調(diào)控單元用于車速的調(diào) 控，使泊車過程中的實(shí)際車速不斷逼近實(shí)時(shí)理想車速。
[0014] 優(yōu)選地，所述制動踏板作動器采用電控伺服作動器。
[0015] 一種電動汽車全自動泊車過程中的車速控制方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0016] (1)輪速傳感器探測當(dāng)前的車輪轉(zhuǎn)速信號并將車輪轉(zhuǎn)速信號發(fā)送至驅(qū)動電機(jī)控 制器的數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對車輪轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行處理得出當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際車速
其中，Vfi、Vft、VII、Vb分別為前左車輪的轉(zhuǎn)速、前右車輪的轉(zhuǎn)速、 后左輪的轉(zhuǎn)速、后右車輪的轉(zhuǎn)速，r為車輪半徑，然后將實(shí)際車速信號V。傳送至驅(qū)動電機(jī)控 制器的算法控制單元；泊車控制器接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器W及輪速傳 感器傳送的信號，W此確定當(dāng)前車輛泊車的運(yùn)行進(jìn)程，由此得出當(dāng)前進(jìn)程中該時(shí)刻的理想 車速Vi，并將理想車速信號Vi傳送至驅(qū)動電機(jī)控制器的算法控制單元和模擬電壓信號發(fā)生 器；
[0017] (2)模擬電壓信號發(fā)生器接收當(dāng)前時(shí)刻理想車速信號Vi，并根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻理想車 速信號Vi產(chǎn)生相應(yīng)大小的電壓信號，并將電壓信號傳送至驅(qū)動電機(jī)控制器，電極產(chǎn)生端電 壓，驅(qū)動電機(jī)工作，電動汽車產(chǎn)生車速；
[001引 （3)驅(qū)動電機(jī)控制器內(nèi)置的算法調(diào)控單元利用閉環(huán)控制算法對接收到的當(dāng)前理想 車速信號和實(shí)際車速信號進(jìn)行對比處理和調(diào)控，使實(shí)際車速V。不斷逼近理想車速V 1，從而 將泊車車速控制在理想范圍內(nèi)；
[0019] (4)算法調(diào)控單元將得出的車速傳送至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對此車速信 號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩信號，并W轉(zhuǎn)矩信號控制驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T，進(jìn)而產(chǎn)生相對應(yīng)的理想范圍 內(nèi)的泊車車速。
[0020] (5)泊車控制器根據(jù)傳感器模塊傳送的信息調(diào)用泊車控制器內(nèi)置程序，確定該車 是否到達(dá)指定泊車位置，若到達(dá)指定泊車位置，泊車控制器向制動踏板作動器發(fā)出工作指 令，作動器壓下制動踏板，制動停車，泊車完成。
[0021] 優(yōu)選地，理想車速Vi獲取方法，在泊車控制器中對泊車進(jìn)程的每一步均設(shè)定了一 個(gè)當(dāng)前理想車速Vi，實(shí)際泊車過程中，泊車控制器通過接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá) 傳感器W及輪速傳感器傳送的信號，來確定車輛泊車的當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程，通過調(diào)用泊車控制 器中數(shù)據(jù)即可輸出當(dāng)前理想車速Vi。
[0022] 與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明具有W下技術(shù)效果：
[0023] 1、泊車過程中駕駛員不需要控制車速，使駕駛員獲得完全的解放，提高了泊車過 程的舒適性。
[0024] 2、系統(tǒng)可完全代替駕駛員完成泊車操作，泊車效果不受駕駛員對車速操控的影 響，減少了泊車控制的不確定性因素，有利于改善泊車效果，提高泊車過程的安全性。
[00巧]3、本發(fā)明使用的設(shè)備簡單，通用性強(qiáng)，在廣泛應(yīng)用于電機(jī)汽車。
【附圖說明】
[00%]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的工作流程圖。
[0028] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的算法控制單元控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖W及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0030] 本實(shí)施例中W知豆電動汽車作為試驗(yàn)載體進(jìn)行描述，制動踏板作動器采用電控伺 服作動器，車速控制方法采用模糊PID控制算法。如圖1所示，本發(fā)明所述的電動汽車全自 動泊車過程中的車速控制系統(tǒng)，包括泊車控制器、驅(qū)動電機(jī)控制器、模擬電壓信號發(fā)生器、 傳感器單元、制動踏板作動器。所述傳感器單元包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器 和輪速傳感器，所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝在方向盤下方的方向柱內(nèi)，所述超聲波雷達(dá)傳 感器共4個(gè)，前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠上分別安裝有2個(gè)。所述輪速傳感器共4個(gè)，分別安裝在四 個(gè)車輪處，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器和輪速傳感器通過CAN總線分別與泊車 控制器、驅(qū)動電機(jī)控制器相連。所述泊車控制器與驅(qū)動電機(jī)控制器通過CAN總線實(shí)現(xiàn)通訊。 所述模擬電壓信號發(fā)生器分別與泊車控制器、驅(qū)動電機(jī)控制器，所述制動踏板作動器與泊 車控制器相連；所述泊車控制器用于根據(jù)傳感器模塊采集的當(dāng)前車輛與周圍障礙物距離信 息、方向盤轉(zhuǎn)角信息W及輪速脈沖信息輸出當(dāng)前行駛工況的理想車速。所述驅(qū)動電機(jī)控制 器用于實(shí)際車速的換算W及當(dāng)前實(shí)際車速和理想車速之間實(shí)時(shí)的調(diào)控逼近。所述模擬電壓 信號發(fā)生器用于根據(jù)該時(shí)刻理想車速對應(yīng)的實(shí)際電壓信號模擬油口踏板電壓信號，將模擬 電壓信號直接發(fā)送至驅(qū)動電機(jī)控制器產(chǎn)生端電壓，W此控制汽車行駛。所述方向盤轉(zhuǎn)角傳 感器用于采集方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信號；所述超聲波雷達(dá)傳感器用于采集本車與前后障礙物 的距離信息；所述用于采集各車輪轉(zhuǎn)速信息；所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器 和輪速傳感器分別將各自采集的信息傳送給泊車控制器和驅(qū)動電機(jī)控制器。所述制動踏板 作動器用于自動泊車完成之后的車輛制動。具體的，所述驅(qū)動電機(jī)控制器包括數(shù)據(jù)處理單 元和算法調(diào)控單元；所述數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)輪速傳感器采集的各車輪轉(zhuǎn)速信息計(jì)算車 輛的實(shí)際車速，所述實(shí)際車速計(jì)算方法為各車輪轉(zhuǎn)速之和除W4再乘W車輪半徑，此外，數(shù) 據(jù)處理單元還對輸出車速信號進(jìn)行處理，得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩信號控制驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩； 所述算法