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
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車控制領域，尤其設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】
[0002] 隨著經(jīng)濟水平的發(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)不能直接應用于電動汽車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，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]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是通過W下技術方案來實現(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)，所述超聲波雷達傳感器共4個，前保險 杠、后保險杠上分別安裝有2個，所述輪速傳感器共4個，分別安裝在四個車輪處，方向盤轉(zhuǎn) 角傳感器、超聲波雷達傳感器和輪速傳感器通過CAN總線分別與泊車控制器、驅(qū)動電機控 制器相連；所述泊車控制器與驅(qū)動電機控制器通過CAN總線實現(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前行駛工況的理想車速，并控制泊車進程；
[0010] 所述驅(qū)動電機控制器用于實際車速的換算W及調(diào)控當前實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)該時刻理想車速對應的實際電壓信號模擬油 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)速信息計算車輛的實際車速，所述實際車速計算 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 行處理，得出相應的轉(zhuǎn)矩信號控制驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩；所述算法調(diào)控單元用于車速的調(diào) 控，使泊車過程中的實際車速不斷逼近實時理想車速。
[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)速信號進行處理得出當前時刻的實際車速
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，然后將實際車速信號V。傳送至驅(qū)動電機控 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、超聲波雷達傳感器W及輪速傳 感器傳送的信號，W此確定當前車輛泊車的運行進程，由此得出當前進程中該時刻的理想 車速Vi，并將理想車速信號Vi傳送至驅(qū)動電機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)生器接收當前時刻理想車速信號Vi，并根據(jù)當前時刻理想車 速信號Vi產(chǎn)生相應大小的電壓信號，并將電壓信號傳送至驅(qū)動電機控制器，電極產(chǎn)生端電 壓，驅(qū)動電機工作，電動汽車產(chǎn)生車速；
[001引 （3)驅(qū)動電機控制器內(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前理想 車速信號和實際車速信號進行對比處理和調(diào)控，使實際車速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)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩T，進而產(chǎn)生相對應的理想范圍 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 是否到達指定泊車位置，若到達指定泊車位置，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程的每一步均設定了一 個當前理想車速Vi，實際泊車過程中，泊車控制器通過接收方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達 傳感器W及輪速傳感器傳送的信號，來確定車輛泊車的當前運行進程，通過調(diào)用泊車控制 器中數(shù)據(jù)即可輸出當前理想車速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)明使用的設備簡單，通用性強，在廣泛應用于電機汽車。
【附圖說明】
[00%]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的結構圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的工作流程圖。
[0028] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的算法控制單元控制原理圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖W及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并 不限于此。
[0030] 本實施例中W知豆電動汽車作為試驗載體進行描述，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)，所述超聲波雷達傳 感器共4個，前保險杠、后保險杠上分別安裝有2個。所述輪速傳感器共4個，分別安裝在四 個車輪處，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、超聲波雷達傳感器和輪速傳感器通過CAN總線分別與泊車 控制器、驅(qū)動電機控制器相連。所述泊車控制器與驅(qū)動電機控制器通過CAN總線實現(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前行駛工況的理想車速。所述驅(qū)動電機控制 器用于實際車速的換算W及當前實際車速和理想車速之間實時的調(diào)控逼近。所述模擬電壓 信號發(fā)生器用于根據(jù)該時刻理想車速對應的實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)速信息計算車 輛的實際車速，所述實際車速計算方法為各車輪轉(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行處理，得出相應的轉(zhuǎn)矩信號控制驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩； 所述算法