CN108791284A - 一种电动汽车的驾驶辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无人驾驶领域，具体涉及一种驾驶辅助系统，它包括雷达、转角传感器、转速传感器、红外线测距离传感器、判断单元、制动单元、转向单元和控制单元，当各车轮载重相等且等于预设值时，实际转向轨迹与预设转向轨迹重合，转向准确，此时选择同时转向和制动，转动速度由Vk变为Vk′，当任意两个车轮的载重不相同或各载重量相等但不等于预设值时，实际转向轨迹与预设转向轨迹不重合，转向不准确，先进行制动，转动速度由Vk变到Vk″，再进行转向，转动速度由Vk″变到Vk″′。辅助控制器根据轮胎形变量的不同，通过调整车轮的转速，实现了在各车轮载重不均的情况下对汽车的制动和转向进行联合控制，达到了车辆行驶稳定的效果。

Description

一种电动汽车的驾驶辅助系统
技术领域
本发明属于无人驾驶领域，特别涉及一种用于无人驾驶电动汽车的驾驶辅助系统。
背景技术
已知多种用于车辆的制动控制系统，其根据车辆与障碍物之间碰撞的风险自动地对车辆进行制动，例如：
丰田自动车株式会社的专利产品驾驶辅助装置，其基于死角周边环境来运算移动体的制动器避免条件，能够进行更加符合驾驶员感觉的驾驶辅助(参考专利文献CN103635946B)。
丰田自动车株式会社的专利产品车辆控制系统，其以更符合驾驶员的意图的方式来取消自动制动(参考专利文献CN105492262B)。
丰田自动车株式会社的专利产品制动控制系统,当判定有可能与所述物体碰撞并开始自动制动，并且随后判定通过所述驾驶员的转向操作避免了与所述物体的所述碰撞时，相比于当与所述物体的碰撞不是通过所述驾驶员的所述转向操作而得以避免时的情况，制动装置增大自动制动的持续时间，并且基于所检测到的转向操作速度来设定自动制动的持续时间(参考专利文献CN101500865B)。
罗伯特博世有限公司的专利产品利用再生制动实现车辆的最优减速的系统，其基于来自传感器的信息确定目标对象的速度，确定在无需应用所述车辆的物理制动器的情况下由所述再生制动系统能够实现的车辆的最大减速度，以及确定开始最大再生制动的最优制动点。(参考专利文献CN103946078B)
发明内容
本发明提供了一种用于无人驾驶电动汽车的驾驶辅助系统，其基于一个或多个来自外部的影响行车安全的因素，对汽车的制动和转向进行自动的、智能的联合控制，以便进行恰当的驾驶辅助并可靠地确保行车安全性。
一种无人驾驶电动汽车，包括：
轮边电机，其设置在当前车辆的四个车轮上；
雷达，用于实时测量当前车辆与目标车辆之间的第一距离d1；
第一角度传感器，其设置在当前车辆内，用于监测当前行驶路面的倾斜度θ；
第二角度传感器，其设置在当前车辆车轮上，用于监测当前车辆车轮的转向角度αk；
转速传感器，其设置在当前车辆车轮的轮边电机上，用于监测当前车辆车轮的转动速度Vk；
红外线测距离传感器，其设置在当前车辆车轮的中心点上，用于监测车轮中心点与路面之间的第二距离d2k，第二距离d2k反映轮胎的形变量，轮胎形变量反映车轮载重；
还包括，
驾驶辅助系统，其预设一个标准情况，当前车辆在该标准情况下的各车轮中心点与路面之间的距离d2k＝d、各车轮的载重为mk、转速为V′k，路面的倾斜度θ＝0，转向时各车轮的转向角度为αk，转向半径为rk，各车轮的离心力为其中各车轮的载重和车轮中心点与路面之间的距离之间存在确定的函数对应关系，也即mk＝f(d)，各车轮转速与转向角度之间也存在确定的函数对应关系，也即Vk′＝g(αk)；
驾驶辅助系统信号连接到轮边电机、雷达、第一角度传感器、第二角度传感器、转速传感器、红外线测距离传感器；
当第一距离d1小于第一值时，也即两车之间存在发生碰撞的可能性时，驾驶辅助系统被启动，且其被配置为：
(1)获取获第二距离d2k，转动速度Vk，倾斜度θ；
(2)判断θ的大小；
(3)当θ≠0时，实际转向半径大于预设转向半径，实际转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到Vk″′，当θ＝0时，此时根据第二距离d2k的大小做进一步判断；
(4)当d2k＝d时，也即处于标准情况下，此时直接转向离心力等于预设转向离心力，转向准确，因此直接转向并将转向时的转动速度由Vk调整到V′k，当d2k≠d或任意两个轮胎的形变量不相同时，也即处于非标准情况下，直接转向离心力与预设转向离心力大小不相等，直接转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到V″′k；
其中，V″′k的计算过程如下:
当d2k<d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
当d2k>d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
其中m′k＝f(d2k),k＝1、2、3、4。
本发明的有益效果是：辅助控制器根据轮胎形变量的不同，通过调整车轮的转速，实现了在各车轮载重不均的情况下对汽车的制动和转向进行联合控制，达到了车辆行驶稳定的效果。
附图说明
图1示出了第一距离和第二距离示意图；
图2示出了驾驶辅助系统控制框图；
图3示出了控制流程图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。
轮边电机1，其设置在当前车辆2的四个车轮上；
雷达3，用于实时测量当前车辆2与目标车辆4之间的第一距离d1；
第一角度传感器5，其设置在当前车辆2内，用于监测当前车辆2行驶路面的倾斜度θ；
第二角度传感器6，其设置在当前车辆2车轮的中心点上，用于监测当前车辆2车轮的转向角度αk；
转速传感器7，其设置在当前车辆2车轮的轮边电机1上，用于监测当前车辆2车轮的转动速度Vk；
红外线测距离传感器8，其设置在当前车辆2车轮的中心点上，用于监测车轮中心点与路面之间的第二距离d2k，第二距离d2k反映轮胎的形变量，轮胎形变量反映车轮载重；
还包括：
驾驶辅助控制器9，其预设一个标准情况，当前车辆2在该标准情况下的各车轮中心点与路面之间的距离d2k＝d、各车轮的载重为mk、转速为V′k，路面的倾斜度θ＝0，转向时各车轮的转向角度为αk，转向半径为rk，各车轮的离心力为其中各车轮的载重和车轮中心点与路面之间的距离之间存在确定的函数对应关系，也即mk＝f(d)，各车轮转速与转向角度之间也存在确定的函数对应关系，也即V′k＝g(αk)；
驾驶辅助控制器9信号连接到轮边电机1、雷达3、第一角度传感器5、第二角度传感器6、转速传感器7、红外线测距离传感器8；
当第一距离d1小于第一值时，也即两车之间存在发生碰撞的可能性时，驾驶辅助控制器9被启动；
驾驶辅助控制器9被配置为：
(1)获取获第二距离d2k，转动速度Vk，倾斜度θ；
(2)判断θ的大小；
(3)当θ≠0时，实际转向半径大于预设转向半径，实际转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到V″′k，当θ＝0时，此时根据第二距离d2k的大小做进一步判断；
(4)当d2k＝d时，也即处于标准情况下，此时直接转向离心力等于预设转向离心力，转向准确，因此直接转向并将转向时的转动速度由Vk调整到V′k，当d2k≠d或任意两个轮胎的形变量不相同时，也即处于非标准情况下，直接转向离心力与预设转向离心力大小不相等，直接转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到V″′k；
其中，V″′k的计算过程如下:
当d2k<d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
当d2k>d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
其中m′k＝f(d2k),k＝1、2、3、4。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (2)

1.一种驾驶辅助系统，其特征在于，其基于一个来自外部的影响行车安全的因素对汽车的制动和转向进行联合控制。
2.一种无人驾驶电动汽车，包括：
轮边电机，其设置在当前车辆的四个车轮上；
雷达，用于实时测量当前车辆与目标车辆之间的第一距离d1；
第一角度传感器，其设置在当前车辆内，用于监测当前行驶路面的倾斜度θ；
第二角度传感器，其设置在当前车辆车轮上，用于监测当前车辆车轮的转向角度αk；
转速传感器，其设置在当前车辆车轮的轮边电机上，用于监测当前车辆车轮的转动速度Vk；
红外线测距离传感器，其设置在当前车辆车轮的中心点上，用于监测车轮中心点与路面之间的第二距离d2k，第二距离d2k反映轮胎的形变量，轮胎形变量反映车轮载重；
其特征在于，
驾驶辅助系统，其预设一个标准情况，当前车辆在该标准情况下的各车轮中心点与路面之间的距离d2k＝d、各车轮的载重为mk、转速为Vk′，路面的倾斜度θ＝0，转向时各车轮的转向角度为αk，转向半径为rk，各车轮的离心力为其中各车轮的载重和车轮中心点与路面之间的距离之间存在确定的函数对应关系，也即mk＝f(d)，各车轮转速与转向角度之间也存在确定的函数对应关系，也即V′k＝g(αk)；
驾驶辅助系统信号连接到轮边电机、雷达、第一角度传感器、第二角度传感器、转速传感器、红外线测距离传感器；
当第一距离d1小于第一值时，也即两车之间存在发生碰撞的可能性时，驾驶辅助系统被启动，且其被配置为：
(1)获取获第二距离d2k，转动速度Vk，倾斜度θ；
(2)判断θ的大小；
(3)当θ≠0时，实际转向半径大于预设转向半径，实际转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到V″′k，当θ＝0时，此时根据第二距离d2k的大小做进一步判断；
(4)当d2k＝d时，也即处于标准情况下，此时直接转向离心力等于预设转向离心力，转向准确，因此直接转向并将转向时的转动速度由Vk调整到V′k，当d2k≠d或任意两个轮胎的形变量不相同时，也即处于非标准情况下，直接转向离心力与预设转向离心力大小不相等，直接转向轨迹与预设转向轨迹不重合，此时直接转向会导致转向不准确，因此先将各车轮的转动速度由Vk降低到V″k再进行转向控制，其中V″k＝0.75Vk，转向时各车轮的转动速度由V″k调整到V″′k；
其中，V″′k的计算过程如下:
当d2k<d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
当d2k>d时，令在不改变转向运行轨迹的情况下，根据恒等式
得出
其中m′k＝f(d2k),k＝1、2、3、4。
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