CN108973667A - 一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法，包括直线运动装置、控制系统和拉线装置，直线运动装置包括依次设于底板上的前端板、轴承支座和后端板，电机固定在后端板上，通过联轴器与丝杠一端连接，丝杠两端通过前端板和轴承支座定位安装，滑台穿设于丝杠上，底部与底板上设有的导轨相配置；控制系统包括通过线缆与PLC控制器相连的前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器，前、后接近开关设于底板侧面对应导轨两端位置，拉压力传感器设于滑台上，位移传感器设于电机上；拉线装置一端与控制系统相联，另一端与汽车离合器踏板相联。本发明可以控制离合器踏板的运动，并实现对离合器踏板位置的精确控制。

Description

一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法

技术领域

本发明属于无人驾驶车辆的技术领域，尤其涉及一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法。

背景技术

无人驾驶作为汽车未来的研究方向，其对于汽车行业甚至是交通运输业有着深远的影响。无人驾驶汽车的来临将能够解放人类的双手，降低发生交通事故发生的频率，保证了人们的安全。同时随着人工智能、传感检测等核心技术的突破和不断推进，无人驾驶必将更加智能化，同时也能够实现无人驾驶汽车的产业化。目前，无人驾驶相关研究和试验主要集中在乘用车领域，而在工程车方面的研究则相对较少。对无人驾驶技术进行研究和试验，首先要考虑的问题就是对现有的试验平台车辆进行改装，设计和制作相应的执行机构以实现对方向盘、离合器踏板、刹车踏板以及换挡杆的控制。其中在离合器踏板的控制，一般是通过步进电机或者伺服电机驱动推杆的方式。但是这种方式的弊端在于其执行机构会对驾驶员的正常驾驶产生干涉，在无人驾驶系统出现故障的情况下，驾驶员无法对车辆进行人工驾驶。本发明基于类似工程车辆改装为无人驾驶车辆的情况，设计了一种无人驾驶汽车辅助离合装置和方法，以实现预期的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法，可以控制车辆离合器踏板的下压与回位，实现对离合器踏板位置精确控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种无人驾驶汽车辅助离合装置，其特征在于，包括直线运动装置、控制系统和拉线装置，所述直线运动装置包括电机、联轴器、轴承支座、后端板、丝杠、前端板、底板、滑台及导轨，前端板、轴承支座和后端板依次设于底板上，电机固定在后端板上，通过联轴器与丝杠一端连接，丝杠两端通过前端板和轴承支座定位安装，滑台穿设于丝杠上，底部与底板上设有的导轨相配置；所述控制系统包括PLC 控制器、前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器，前、后接近开关设于底板侧面对应导轨两端位置，拉压力传感器设于滑台上，位移传感器设于电机上，前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器均通过线缆与PLC控制器相连；所述拉线装置一端与控制系统相联，另一端与汽车离合器踏板相联。

按上述方案，所述拉线装置包括拉线、拉线外壳和夹具，拉线外壳外套于拉线上，拉线一端与拉压力传感器相连，另一端通过夹具与汽车离合器踏板底部相连。

一种无人驾驶汽车辅助离合装置的控制方法，其特征在于，包括如下内容：PLC控制器控制电机旋转时，通过联轴器带动丝杠转动，从而驱动滑台沿导轨移动，进而与滑台相连的拉线拉动离合器踏板，实现离合器踏板的下压；当离合器踏板下压到底时，电机锁定，滑台停止移动，离合器踏板保持下压；PLC控制器控制电机沿相反方向旋转时，滑台沿导轨向反方向移动，离合器踏板回位。

本发明的有益效果是：提供一种无人驾驶汽车辅助离合装置及控制方法，采用拉线控制离合器踏板的位移，将离合器踏板的复杂曲线运动转变成拉线的直线运动，易于控制和测量其位移；直线运动装置在工程车辆上的安装位置非常灵活，可以尽可能的减小占用车内空间，且易于安装和固定；离合器踏板与直线运动装置采用拉线连接，不改变车辆原有结构，因此不会影响驾驶员的正常驾驶，因此在无人驾驶模式与人工驾驶模式切换时，无需对执行机构进行拆卸，节约时间，操作方便可靠，减少了切换为人工驾驶时对执行机构所必要的改变。

附图说明

图1为本发明一个实施例的主视图。

其中：1.位移传感器，2.电机，3.后端板，4.联轴器，5.轴承支座，6.丝杠，7.拉压力传感器，8.拉线外壳，9.拉线，10.前端板，11.滑台，12.导轨，13.底板，16.离合器踏板。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1所示，一种无人驾驶汽车辅助离合装置，包括直线运动装置、控制系统和拉线装置，直线运动装置包括电机2、联轴器4、轴承支座5、后端板3、丝杠6、前端板10、底板13、滑台11及导轨12，前端板、轴承支座和后端板依次设于底板上，电机固定在后端板上，通过联轴器与丝杠一端连接，丝杠两端通过前端板和轴承支座定位安装，滑台穿设于丝杠上，底部与底板上设有的导轨相配置；控制系统包括PLC控制器、前接近开关、后接近开关、拉压力传感器7和位移传感器1，前、后接近开关设于底板侧面对应导轨两端位置，拉压力传感器设于滑台上，位移传感器设于电机上，前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器均通过线缆与PLC控制器相连；拉线装置一端与控制系统相联，另一端与汽车离合器踏板16相联，位移传感器用于测量滑台相对位移，前、后接近开关布置在底板同侧滑台位移的极限位置，高度与滑台相近，用于限制滑台位移的范围，以免滑台及丝杠损坏。

拉线装置包括拉线9、拉线外壳8和夹具，拉线外壳外套于拉线上，拉线一端与拉压力传感器相连，另一端通过夹具与汽车离合器踏板底部相连，用于测量拉线所承受的拉力。

在车辆处于无人驾驶模式时，位移传感器首先将滑台位置信息反馈至PLC控制器，PLC控制器结合当前工况计算离合器踏板需要运动的位移，向电机发出信号控制电机朝某一方向运转，电机通过联轴器带动丝杠转动，从而驱动滑台沿导轨移动，进而与滑台相连的拉线拉动离合器踏板，实现离合器踏板的下压；当离合器踏板下压到底时，PLC控制器控制电机锁定，滑台停止移动，离合器踏板保持下压；PLC控制器控制电机以某一速度沿相反方向旋转时，滑台沿导轨向反方向移动，离合器踏板回位。采用丝杠滑台机构，不仅能够将电机的旋转运动转变为滑台的直线运动，同时也能起到减速增扭的作用。在滑台位移过程中，位移传感器能够对滑台的位置信息进行测量并实时反馈给PLC控制器；同时拉压力传感器实时测量拉线所受到的拉压力信息，并上传给PLC控制器；PLC控制器综合滑台的位置信号和拉线的拉力信号，判断离合器是否结合或者松开以及是否有异常情况发生；限位开关位于导轨两端滑台极限位移处，对滑台的位移范围进行限制，以免异常情况滑台位移过大损坏拉线或者其他部件。

车辆处于人工驾驶模式时，上位机根据位移编码器反馈的位置信号将离合器踏板松开，然后只需把电机断电即可。此时由于离合器踏板与本装置通过拉线连接，因此本装置不会对驾驶员的正常驾驶有任何干扰，不需要拆卸和重新安装本装置，可以十分便捷地完成两种工作模式间的切换，极大地增强了本装置的实用性。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所做的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无人驾驶汽车辅助离合装置，其特征在于，包括直线运动装置、控制系统和拉线装置，所述直线运动装置包括电机、联轴器、轴承支座、后端板、丝杠、前端板、底板、滑台及导轨，前端板、轴承支座和后端板依次设于底板上，电机固定在后端板上，通过联轴器与丝杠一端连接，丝杠两端通过前端板和轴承支座定位安装，滑台穿设于丝杠上，底部与底板上设有的导轨相配置；所述控制系统包括PLC控制器、前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器，前、后接近开关设于底板侧面对应导轨两端位置，拉压力传感器设于滑台上，位移传感器设于电机上，前、后接近开关、拉压力传感器和位移传感器均通过线缆与PLC控制器相连；所述拉线装置一端与控制系统相联，另一端与汽车离合器踏板相联。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车辅助离合装置，其特征在于，所述拉线装置包括拉线、拉线外壳和夹具，拉线外壳外套于拉线上，拉线一端与拉压力传感器相连，另一端通过夹具与汽车离合器踏板底部相连。

3.采用上述权利要求2所述的一种无人驾驶汽车辅助离合装置的控制方法，其特征在于，包括如下内容：PLC控制器控制电机旋转时，通过联轴器带动丝杠转动，从而驱动滑台沿导轨移动，进而与滑台相连的拉线拉动离合器踏板，实现离合器踏板的下压；当离合器踏板下压到底时，电机锁定，滑台停止移动，离合器踏板保持下压；PLC控制器控制电机沿相反方向旋转时，滑台沿导轨向反方向移动，离合器踏板回位。