CN111775936A - 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统 - Google Patents

一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111775936A
CN111775936A CN202010672180.3A CN202010672180A CN111775936A CN 111775936 A CN111775936 A CN 111775936A CN 202010672180 A CN202010672180 A CN 202010672180A CN 111775936 A CN111775936 A CN 111775936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
connecting rod
control system
module
formation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010672180.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111775936B (zh
Inventor
王树凤
陈满祥
孙文盛
张俊友
孙福鑫
袁亚东
刘哲
崔国臣
李志豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN202010672180.3A priority Critical patent/CN111775936B/zh
Publication of CN111775936A publication Critical patent/CN111775936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111775936B publication Critical patent/CN111775936B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/65—Data transmitted between vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征在于，该系统包括连接模块、ECU控制单元、车车通信模块。连接模块包括伸缩装置和接收装置，伸缩装置由连接杆后端、连接杆、驱动单元、弹簧、连接套筒、连接杆前端、万向节组成，接收装置由吸盘和万向节组成，吸盘配有电磁装置与锁紧装置。通过连接模块连接前车尾部和后车头部。该系统利用车车通信模块确定前后车辆的位置与速度信息，利用ECU控制单元实现编队车辆的跟随同步，减少能量消耗和降低电池损耗，该系统还可方便的实施车辆救援。

Description

一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶电动汽车的控制技术领域，具体为一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统。
背景技术
传统汽车在方便人们出行的同时也带来了道路交通事故、环境污染、道路拥堵等一系列问题。无人驾驶电动汽车能够缓解以上问题。车辆编队技术是现在重要的技术热点，使车辆以合理的编队形式通行，能在提高道路使用率、缓解交通拥堵、降低能源消耗等方面发挥重要作用。相较于传统汽车组成的车辆编队，由无人驾驶电动汽车组成的车辆编队在这些方面更具优势。
当前各大无人车公司都在加快技术研发和战略布局，力图实现无人车量产，其中不乏无人驾驶电动汽车的身影。当无人驾驶电动汽车真正进入实际道路行驶，车辆之间如何进行跟车控制，如何进行编队以及如何减少能量的损失和提高安全效能以及如何减少无人驾驶车在事故发生时造成的损失，成为我们应该进一步考虑的问题。
之前关于无人驾驶汽车的编队研究只限于软连接，没有在车辆之间通过具体装置进行连接，同时针对无人驾驶电动汽车的救援问题研究较少。本发明提出了一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统以确保合理地组成编队，该系统充分利用无人驾驶电动汽车自身结构，通过连接模块使车辆之间建立连接，对汽车编队的行驶过程以及救援过程进行优化。
发明内容
基于以上内容，本发明的目的在于实现无人驾驶车辆之间的跟车控制，对无人驾驶车辆进行编队，减少能量的损失以实现节能环保，保证安全效能以及减少无人驾驶车在事故发生时造成的损失。
本发明提出一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，包括连接模块、ECU控制单元、车车通信模块，其特征在于，连接模块包括伸缩装置和接收装置，伸缩装置由连接杆后端、连接杆、驱动单元、弹簧、连接套筒、连接杆前端、万向节组成，接收装置由吸盘和万向节组成，吸盘配有电磁装置与锁紧装置，伸缩装置与前车后端相连，接收装置与后车前端相连，车车通信模块用于车辆之间的位置、速度信息交流，ECU控制单元根据车车通信模块的信息进行决策，进而向连接模块中的驱动单元、锁紧装置发指令。
进一步的，所述的连接模块中伸缩装置包含若干根连接杆，连接杆置于连接套筒内，连接杆和连接套筒可收纳于连接杆后端，连接杆和连接套筒都与连接杆前端连接，驱动单元可以控制连接杆伸长或者缩短，驱动单元安装于连接杆后端内，弹簧安装于连接杆和连接套筒之间，弹簧具有储能功能。
进一步的，所述的连接模块中吸盘的电磁装置用于吸引连接杆前端，锁紧装置用于固定连接杆前端。
进一步的，所述的连接模块中万向节内部设有与编队车辆相连的电源线，与驱动单元以及吸盘中的电磁装置相连，用于向驱动单元和吸盘传输电能。
进一步的，多辆汽车组成编队行驶时，ECU控制单元通过连接模块将车辆之间的距离控制在较小范围内。
进一步的，所述编队控制系统可作为救援装置使用，通过车车通信模块与故障车辆进行信息交流，将连接模块作为牵引装置使用，将故障车辆牵引到安全区域。
基于以上技术方案，本发明一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统具备以下优势：本发明利用连接模块在无人驾驶电动汽车之间建立连接，进而形成车辆编队，安全可靠；本发明通过控制车辆间距离、利用弹簧进行能量回收的方法降低能耗；本发明充分利用无人驾驶电动汽车自身结构，通过外加装置，对汽车编队的行驶过程以及救援过程进行优化。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的伸缩装置和接收装置连接示意图。
图2为本发明的一个实施例的吸盘示意图。
图3为本发明的一个实施例的万向节示意图。
图4为本发明的一个实施例的连接模块工作示意图。
其中，1是连接杆后端(内含驱动单元)，2是电源线，3是连接套筒，4是弹簧，5是连接杆前端，6是连接杆，7是吸盘，9是锁紧装置，10是电磁铁，11是缓冲垫圈，12是万向节。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
连接模块包括伸缩装置和接收装置，伸缩装置由连接杆后端1，连接杆6，弹簧4，连接套筒3，连接杆前端5，驱动单元，万向节12组成，接收装置由吸盘7和万向节12组成。如图1所示，在本实例中连接杆6有5根，连接杆6置于连接套筒3内，连接杆6和连接套筒3都与连接杆前端5连接，连接杆6和连接套筒3可收纳进连接杆后端1内，驱动单元可以控制连接杆6伸长或者缩短，驱动单元安装于连接杆后端1内，弹簧4安装于连接杆6和连接套筒3之间，弹簧4具有储能功能。如图2所示，吸盘7中的锁紧装置9通过三角的形式对连接杆前端5进行锁紧。如图3所示，万向节12内设有电源线2，为电磁铁10和驱动单元传递电流。如图4所示，连接杆后端1通过万向节12与车辆后端连接，吸盘7通过万向节12与车辆前端连接，万向节12与车辆之间安装缓冲垫圈11。车车通信模块利用通信技术可将本车的速度、位置信息传输到邻近的其他车辆，实现车辆对车辆的信息传输。ECU控制单元连接驱动单元、电磁铁10、锁紧装置9和车车通信模块。
结合图1、图2、图3及图4对无人驾驶电动车之间的连接过程进行说明：车辆之间通过车车通信模块传递位置、速度信息，调整车辆位置和速度，为连接做准备，在两车进行连接时，连接杆后端1内的驱动单元使连接杆6伸长，带动连接杆前端5向目标吸盘7移动，当连接杆前端5与吸盘7组合后，电磁铁10通电产生磁力，锁紧装置9对连接杆前端5进行锁紧操作，固定完成后，电磁铁10断电。在两车解除连接时，锁紧装置9解除对连接杆前端5的锁紧，驱动单元使连接杆6收缩到原来位置。
对无人驾驶电动车组成编队的过程进行说明：通过车车通信模块，需编队的车辆进行位置、速度信息传输，ECU控制单元根据该信息计算车辆之间的距离，当车辆之间距离达到期望距离，通过上述无人驾驶电动车之间的连接过程进行连接，否则调节车辆之间的距离直至车辆之间的距离达到期望距离，然后通过上述无人驾驶电动车之间的连接过程进行连接。
对该无人驾驶电动汽车的编队控制系统的节能效果进行说明：在正常行驶中，ECU控制单元通过驱动单元调整连接杆6的长度对车辆之间的距离进行控制，由于缩短了车辆之间的距离，降低后车行驶的空气阻力，起到节能效果。在编队制动过程中，弹簧4处于压缩状态，车辆动能转化为弹簧4的势能，在编队重新启动时，弹簧4势能转化为前车动能，起到节能效果，同时降低前车启动瞬间电池输出功率，降低电池的损耗。
对无人驾驶电动车之间实施救援工作进行说明：当车辆发生故障时，两车通过车车通信模块传递位置信息，利用上述两车连接方法将故障车与非故障车连接到一起，引领故障车迅速远离事故现场，发挥保护人员和保持交通顺畅的作用。

Claims (6)

1.一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，包括连接模块、ECU控制单元、车车通信模块，其特征在于，连接模块包括伸缩装置和接收装置，伸缩装置由连接杆后端、连接杆、驱动单元、弹簧、连接套筒、连接杆前端、万向节组成，接收装置由吸盘和万向节组成，吸盘配有电磁装置与锁紧装置，伸缩装置与前车后端相连，接收装置与后车前端相连，车车通信模块用于车辆之间的位置、速度信息交流，ECU控制单元根据车车通信模块的信息进行决策，进而向连接模块中的驱动单元、锁紧装置发出指令。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征是：所述的连接模块中连接杆后端通过万向节与前车后端连接，包含若干根连接杆，连接杆置于连接套筒内，连接杆和连接套筒都与连接杆前端连接，驱动单元可以控制连接杆伸长或者缩短，驱动单元安装于连接杆后端内，弹簧安装于连接杆和连接套筒之间，弹簧具有储能功能。
3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征是：所述的连接模块中吸盘的电磁装置用于吸引连接杆前端，锁紧装置用于固定连接杆前端。
4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征是：所述的连接模块中万向节内部设有与编队车辆相连的电源线，与驱动单元以及吸盘中的电磁装置相连，用于向驱动单元和吸盘传输电能。
5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征是：多辆汽车组成编队行驶时，ECU控单元通过连接模块将车辆之间的距离控制在较小范围内。
6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统，其特征是：所述编队控制系统可作为救援装置使用，通过车车通信模块与故障车辆进行信息交流，将连接模块作为牵引装置使用，将故障车辆牵引到安全区域。
CN202010672180.3A 2020-07-14 2020-07-14 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统 Active CN111775936B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010672180.3A CN111775936B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010672180.3A CN111775936B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111775936A true CN111775936A (zh) 2020-10-16
CN111775936B CN111775936B (zh) 2021-08-03

Family

ID=72768547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010672180.3A Active CN111775936B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111775936B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5142277A (en) * 1990-02-01 1992-08-25 Gulton Industries, Inc. Multiple device control system
JPH05217096A (ja) * 1992-02-03 1993-08-27 Hitachi Ltd 連結自動車及び連結走行システム
GB2307890A (en) * 1995-12-05 1997-06-11 Kenneth Paul Whitehead Telescopic rigid tow bar
DE29816329U1 (de) * 1997-09-14 1999-04-01 Holtermann Konrad Vorrichtung zum Abschleppen von Kraftfahrzeugen
CN2392683Y (zh) * 1999-09-03 2000-08-23 杨天燕 可伸缩汽车拖车牵引杠
JP2001266287A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Toyota Motor Corp 車両交通システム及び車両の走行支援装置
CA2369192A1 (en) * 2002-01-24 2003-07-24 Jack Julicher Hitch locating device
CN201501260U (zh) * 2009-07-29 2010-06-09 张春舒 汽车用弹性牵引杆
DE102011003791A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Jost-Werke Gmbh System zum automatischen Einstellen eines Spaltraumes zwischen einem Motorwagen und einem daran angekuppelten Anhänger
CN107738647A (zh) * 2017-10-26 2018-02-27 吉林大学 一种智能车辆连接设备
CN107972428A (zh) * 2017-11-27 2018-05-01 李宁 一种多辆无人驾驶汽车自动连接结构设计
CN108682144A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 温州中佣科技有限公司 一种相同路段车辆串联行驶系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5142277A (en) * 1990-02-01 1992-08-25 Gulton Industries, Inc. Multiple device control system
JPH05217096A (ja) * 1992-02-03 1993-08-27 Hitachi Ltd 連結自動車及び連結走行システム
GB2307890A (en) * 1995-12-05 1997-06-11 Kenneth Paul Whitehead Telescopic rigid tow bar
DE29816329U1 (de) * 1997-09-14 1999-04-01 Holtermann Konrad Vorrichtung zum Abschleppen von Kraftfahrzeugen
CN2392683Y (zh) * 1999-09-03 2000-08-23 杨天燕 可伸缩汽车拖车牵引杠
JP2001266287A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Toyota Motor Corp 車両交通システム及び車両の走行支援装置
CA2369192A1 (en) * 2002-01-24 2003-07-24 Jack Julicher Hitch locating device
CN201501260U (zh) * 2009-07-29 2010-06-09 张春舒 汽车用弹性牵引杆
DE102011003791A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Jost-Werke Gmbh System zum automatischen Einstellen eines Spaltraumes zwischen einem Motorwagen und einem daran angekuppelten Anhänger
CN107738647A (zh) * 2017-10-26 2018-02-27 吉林大学 一种智能车辆连接设备
CN107972428A (zh) * 2017-11-27 2018-05-01 李宁 一种多辆无人驾驶汽车自动连接结构设计
CN108682144A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 温州中佣科技有限公司 一种相同路段车辆串联行驶系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王树凤 等: "基于人工势场和虚拟领航者的智能车辆编队控制", 《上海交通大学学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111775936B (zh) 2021-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201099262Y (zh) 多机重联技术控制装置
CN102799166B (zh) 一种改进的电动汽车网络管理装置及方法
CN103231719B (zh) 双动力铁路轨道综合巡检车
CN206664500U (zh) 一种纯电动汽车整车综合控制系统
CN103359191A (zh) 一种可组合运行的运载装置
CN113829906B (zh) 一种电动公交车的复合电源系统及其能量管理控制方法
CN102050096A (zh) 一种爆胎制动控制系统
CN103381782A (zh) 一种电动汽车空调系统及其控制方法
CN111775936B (zh) 一种无人驾驶电动汽车的编队控制系统
CN110949411A (zh) 一种动力集中动车组及可分离联动联控动力车厢
CN202694134U (zh) 一种改进的电动汽车网络管理装置
CN208993496U (zh) 一种可投切无线充电装置
CN202357797U (zh) 轴距可变的电动车
CN208881603U (zh) 一种电力车辆地面供电系统
CN109228882A (zh) 一种电力车辆地面供电系统及供电方法
CN205573660U (zh) 新型智能双动力节能环卫车
CN210416252U (zh) 一种电动车无线充电装置
CN202208271U (zh) 电动车的控制系统
CN107471932A (zh) 一种蓄电池公铁两用牵引车
CN113715603A (zh) 一种增程式动力机场专用消防车动力系统
CN204691915U (zh) 一种商用车的制动优先控制系统
CN106740903A (zh) 大功率低速电瓶牵引车机电控制系统
CN201777148U (zh) 轻型太阳能自充电城区代步车
CN218703215U (zh) 新能源两轴轨道牵引机车
CN213814982U (zh) 一种基于Arduino控制器的特殊车辆交叉口绿色通行系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant