CN106004724A - 一种集成化车辆智能底盘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成化车辆智能底盘系统，用于集成化控制具有无人驾驶和/或遥控驾驶功能的汽车，汽车通过模式切换方式进入集成化控制状态，包括：智能底盘控制器，位于汽车车身内部，用于作为汽车底盘的总控装置；电控驱动模块，分别与两个或四个车轮和智能底盘控制器连接，用于控制汽车启动、前进与后退；电控转向模块，分别与智能底盘控制器和汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制汽车的转向；电控制动模块，分别与两个或四个车轮和智能底盘控制器连接，用于制动汽车；信号传输模块，用于接收遥控信号并向周边环境发送汽车的状态信号。与现有技术相比，本发明具有集成程度高、节约成本、功能扩展幅度大以及数据环境友好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种集成化车辆智能底盘系统。
背景技术
目前，各类乘用车数量越来越多，其对能源的消耗及占用各类社会资源让人们越来越难以承受，无人驾驶、新能源和智能化渐成汽车未来发展方向。其中凡涉及无人驾驶和遥控驾驶技术的车辆都无疑是驱动系统、底盘和电子电控高度集成的产物，如美国谷歌公司推出的无人驾驶汽车及比亚迪、路虎等传统汽车公司陆续推出的遥控驾驶等技术。
完成此类功能需要涵盖车辆速度范围和复杂使用工况，需要具备高度集成的电子化和复杂的底盘类电控产品的协同工作，导致技术难度和开发成本、周期的大幅度提高，成为大批量使用的主要障碍。
查阅文献发现，目前集成化智能底盘的相关发明专利或技术资料都集中于实现或提升某项功能，提高系统集成度，尚无系统性提出集成化智能底盘系统的概念。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种集成程度高、节约成本、功能扩展幅度大以及数据环境友好的集成化车辆智能底盘系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种集成化车辆智能底盘系统，用于集成化控制具有无人驾驶和/或遥控驾驶功能的汽车，所述汽车通过模式切换方式进入集成化控制状态，所述集成化车辆智能底盘系统包括：
智能底盘控制器，位于汽车车身内部，用于作为汽车底盘的总控装置；
驱动模块，分别与两个或四个车轮和智能底盘控制器连接，用于控制汽车启动、前进与后退；
电控转向模块，分别与智能底盘控制器和汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制汽车的转向；
电控制动模块，分别与两个或四个车轮和智能底盘控制器连接，用于制动汽车；
信号传输模块，与智能底盘控制器连接，用于接收遥控信号、采集周边环境信息以及向周边环境发送汽车的状态信号。
所述驱动模块包括：
动力驱动单元，分别连接两个或四个车轮，用于控制车轮的前转和后转；
动力驱动单元控制器，分别连接动力驱动单元和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的驱动指令传输至动力驱动单元。
所述电控转向模块包括：
转向梯形，与汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制车轮的转向；
转向管柱，与转向梯形连接，用于通过转向梯形控制车轮转向；
转向控制器，分别连接转向管柱和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的转向指令传输至转向管柱。
所述电控制动模块包括：
制动轮边执行机构，分别与两个或四个车轮连接，用于制动车轮；
制动控制器，分别连接制动轮边执行机构和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的制动指令传输至制动轮边执行机构。
所述信号传输模块包括：
信号接收单元，与智能底盘控制器连接，用于接收遥控信号和采集周边环境信息，并将遥控信号和周边环境信息传送至智能底盘控制器；
信号发射单元，与智能底盘控制器连接，用于将汽车的状态信息发送至周边环境。
所述信号接收单元包括第一信号接收器和第二信号接收器，所述第一信号接收器位于汽车车身前端，所述第二信号接收器位于汽车车身后端。
所述集成化车辆智能底盘系统还包括自防护模块，所述自防护模块包括涂有导电层的塑料屏蔽罩。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)使用模式切换方式进入控制状态，不对车辆原有功能或性能产生影响。
(2)通过智能底盘控制器，实现了在底盘系统层级对采用无人驾驶和遥控驾驶技术的汽车的集成控制，集成程度高。
(3)基于现有车辆各系统的电控基础，采用智能底盘控制器集成开发，新增模块少，节约了成本。
(4)通过安装该集成化车辆智能底盘系统，可以对各类车辆尤其是新能源类车辆实现在无人驾驶的情况下低速自动入位和出位、低速遥控驾驶和高速无人驾驶等功能。
(5)该集成化车辆智能底盘系统对底盘系统采用模块化服务，自成系统，便于维修管理。
(6)由于该集成化车辆智能底盘系统各个功能模块化，因而便于根据车辆需求定制不同的智能化功能，同时也便于功能的扩展。
(7)由于该集成化车辆智能底盘系统包含信号传输模块，可以接收周围环境信号并发射车辆状态信号，因此该系统也可为车辆运行的大交通系统如道路管理、停车场、照明灯、信号指示灯等各类社会资源的优化管理使用提供实时数据支持。
(8)设有自防护模块，可以防止腐蚀和电磁干扰。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1为汽车车身，2为转向梯形，3为转向管柱，4为转向控制器，5为动力驱动单元，6为动力驱动单元控制器，7为第一信号接收器，8为车辆右前轮，9为车辆右后轮，10为制动控制器，11为智能底盘控制器，12为信号发射单元，13为第二信号接收器，14为车辆左后轮，15为车辆右后轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明提供的集成化车辆智能底盘系统，架设于车体架构上，该车体架构包括汽车车身1、前后左右四组车轮构成的行驶系统，该集成化车辆智能底盘系统主要由电控驱动模块、电控转向模块、电控制动模块、智能底盘控制器11、信号传输模块六部分组成。所述的电控驱动模块包括动力驱动单元5(纯电、混合驱动、燃油驱动且为自动变速装置)和动力驱动单元控制器6，动力驱动单元5分别连接两个或四个车轮，用于控制车轮的前转和后转，动力驱动单元控制器6分别连接动力驱动单元5和智能底盘控制器11，用于将智能底盘控制器11的驱动指令传输至动力驱动单元5；动力驱动单元5为现有结构。所述的电控转向系统包括转向梯形2、转向管柱3和转向控制器4，转向梯形2与汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制车轮的转向，转向管柱3与转向梯形2连接，用于通过转向梯形2控制车轮转向，转向控制器4分别连接转向管柱3和智能底盘控制器11，用于将智能底盘控制器11的转向指令传输至转向管柱3。所述的电控制动系统包括制动控制器10和制动轮边执行机构，制动轮边执行机构分别与两个或四个车轮连接，用于制动车轮；制动控制器10分别连接制动轮边执行机构和智能底盘控制器11，用于将智能底盘控制器11的制动指令传输至制动轮边执行机构。制动轮边执行机构可采用液压轮边制动执行器、安全钳制动执行器或电动制动执行器等现有结构。
所述的智能底盘控制器11包括具备数据采集和运算功能的控制器，所述的信号传输模块包括信号接收单元和信号发射单元，其中信号接收单元包括2组接收外界信号的传感器，即第一信号接收器7和第二信号接收器13，信号发送单元包括1组发送车辆状态信号的发射单元12。智能底盘控制器11与动力驱动单元控制器6、转向控制器4、制动控制器10之间直接进行双向数据通信，动力驱动单元控制器6与前后左右四组车轮行驶系统之间双向数据通信，转向控制器4与转向管柱3之间双向数据通信，制动控制器10与两个或四个制动轮边执行机构之间是单向数据通信。第一信号接收器7、第二信号接收器13、信号发射单元12与智能底盘控制器11单向通信。
上述智能底盘控制器11、动力驱动单元控制器6、转向控制器4、制动控制器10设有自防护模块，即涂有导电层的塑料屏蔽罩，可有效防止腐蚀和电磁干扰。上述第一信号接收器7、第二信号接收器13、信号发射单元12有一定的耐腐蚀、防电磁干扰和安全防护能力。上述各控制器及传感器之间的连接线必须进行高效的耐腐蚀和防电磁干扰处理。上述通信应符合车辆通信协议约定。上述各装置不影响车辆现有结构，不影响车辆的正常使用功能。
上述集成化车辆智能底盘系统以适用于任何车辆类型的车体架构为基体，在工作时，可通过车辆的遥控系统(钥匙或手机)激活系统，此时车辆由驱动模块实现前进、后退和能量回馈功能，通过电控转向模块实现转向功能，通过电控制动系统10实现车辆的制动停车和驻车功能。该集成化车辆智能底盘系统激活后，通过感知外界车位或周边交通环境提供的引导信号，第一信号接收器7、第二信号接收器13接收到信号并输入智能底盘控制器11，智能底盘控制器11采用内置算法估算车辆现有姿态与目标空间的相对位置，通过与驱动模块、电控转向模块和电控制动模块进行双向通信，通过优化计算引导电控转向模块、电控制动模块和驱动模块协同工作，调整车辆姿态，确保车辆以最优状态进入目标区域空间。当车辆达到预期位置后，当车辆驱动模块静止时，由智能底盘控制器发出指令，信号发射单元12对外部发出车辆达到预定状态的信号，电控制动模块进行停驻车制动操作，电控转向模块进行转向回正操作，智能底盘自动进入目标空间区域任务达成。本发明利用了智能底盘控制器实现对底盘的智能控制，使车辆具备低速区域内自动识别目标区域、自动进入目标区域并实现停车等一系列自动功能。车辆静止后，通过遥控钥匙或手机关闭系统或长时间后系统自动进入休眠状态，直至被遥控钥匙系统激活时，所有功能重置后重新投入使用。
Claims (7)
1.一种集成化车辆智能底盘系统，用于集成化控制具有无人驾驶和/或遥控驾驶功能的汽车，所述汽车通过模式切换方式进入集成化控制状态，其特征在于，所述集成化车辆智能底盘系统包括：
智能底盘控制器，位于汽车车身内部，用于作为汽车底盘的总控装置；
驱动模块，分别与两个或四个车轮和智能底盘控制器连接，用于控制汽车启动、前进与后退；
电控转向模块，分别与智能底盘控制器和汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制汽车的转向；
电控制动模块，分别与四个车轮和智能底盘控制器连接，用于制动汽车；
信号传输模块，与智能底盘控制器连接，用于接收遥控信号、采集周边环境信息以及向周边环境发送汽车的状态信号。
2.根据权利要求1所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述驱动模块包括：
动力驱动单元，分别连接两个或四个车轮，用于控制车轮的前转和后转；
动力驱动单元控制器，分别连接动力驱动单元和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的驱动指令传输至动力驱动单元。
3.根据权利要求1所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述电控转向模块包括：
转向梯形，与汽车车身前端的两个车轮连接，用于控制车轮的转向；
转向管柱，与转向梯形连接，用于通过转向梯形控制车轮转向；
转向控制器，分别连接转向管柱和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的转向指令传输至转向管柱。
4.根据权利要求1所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述电控制动模块包括：
制动轮边执行机构，分别与两个或四个车轮连接，用于制动车轮；
制动控制器，分别连接制动轮边执行机构和智能底盘控制器，用于将智能底盘控制器的制动指令传输至制动轮边执行机构。
5.根据权利要求1所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述信号传输模块包括：
信号接收单元，与智能底盘控制器连接，用于接收遥控信号和采集周边环境信息，并将遥控信号和周边环境信息传送至智能底盘控制器；
信号发射单元，与智能底盘控制器连接，用于将汽车的状态信息发送至周边环境。
6.根据权利要求5所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述信号接收单元包括第一信号接收器和第二信号接收器，所述第一信号接收器位于汽车车身前端，所述第二信号接收器位于汽车车身后端。
7.根据权利要求1所述的集成化车辆智能底盘系统，其特征在于，所述集成化车辆智能底盘系统还包括自防护模块，所述自防护模块包括涂有导电层的塑料屏蔽罩。
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