一种电动轮汽车的全自动泊车装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动轮汽车的全自动泊车装置，包括：车轮采用独立悬架连接车身；轮毂电机，其安装在车轮内，用于驱动各车轮独立转动；锁销驱动机构，其利用锁销驱动电机选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔处的锁销，用于锁止或解锁后轴的转向功能；整车控制器，控制锁销驱动电机工作、接收各个传感器信号并根据信号制定泊车策略控制轮毂电机转动。本泊车算法自动化程度更高，在保证安全的前提下，减小了泊车所需空间，提升了便利性；在传统汽车上也具有一定的应用前景。

Automatic parking device and method for electric wheel car

The invention discloses an automatic parking device, an electric vehicle comprises wheels with independent suspension connecting body; wheel motor, mounted on wheels, used to drive the wheels rotate independently; the lock pin drive mechanism, the drive motor lock pin selectively inserted or removed from the rear axle steering cross rod line through hole for the steering function, lock or unlock the rear axle of the vehicle controller, the control pin; the driving motor, receives the signals from each sensor and signal according to the control strategy of the rotation of the motor hub set parking. The parking algorithm has a higher degree of automation, and in the premise of ensuring safety, the parking space is reduced and the convenience is improved; and the traditional automobile also has a certain application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种电动轮汽车的全自动泊车装置及方法
本专利技术涉及汽车
更具体地说，本专利技术涉及一种应用于四驱轮毂电机汽车的全自动泊车装置和方法。
技术介绍
随着日益严重的环境污染和化石能源的枯竭，汽车势必走上新能源的道路。目前常见的电动汽车有由电机集中驱动的、轮边电机驱动的以及轮毂电机驱动的。其中，轮毂电机驱动的汽车将电动机、制动系，甚至悬架、控制器集成在车轮内部，极大简化汽车底盘结构，为车内营造更大空间，一些传统汽车技术，如四轮驱动、原地转向等，在轮毂电机驱动汽车上都可轻易实现，大大降低了技术难度。可以说，轮毂电机驱动是新能源汽车的发展方向和最终形态之一。自动泊车技术是伴随着消费者提高的物质需求而诞生的一项技术。在传统汽车上，自动泊车技术利用超声波测距雷达、摄像头等手段侦测障碍物、停车线等标志物；利用轮速传感器、方向盘转角传感器等来计算车辆状态；结合开发人员制定的识别算法、路径规划算法等，来实现驾驶员只需少量干预的自动泊车功能，降低了对驾驶员驾驶技巧的要求，提升了舒适性。这种方法虽然已经应用于量产车，但是其缺点十分明显：只有前轮为转向轮，汽车转向半径大，造成了对于停车空间的苛刻要求；在车辆从停车位驶出时也同样存在这样的问题，使得停车间距不能很小，浪费了停车场的空间资源。且现在的泊车技术一般仅仅控制转向系统，而对于车速的控制是由驾驶员完成，属于半自动泊车技术，仍然存在提升的空间。根据专利(公开号CN101289095A)公开的差动助力转向技术，可实现不使用助力电机的情况下，对于轮毂电机驱动车辆进行转向驱动，并可以结合四轮转向技术极大缩小转向半径。本专利拟利用该专利公开的技术实现电动轮汽车的全自动泊车方法。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种电动轮汽车的全自动泊车装置，整车控制器利用差动助力转向模式，车辆后轴由锁销机构进行解锁，实现后轮自动泊车时能够独立转向。本专利技术还有一个目的是提供一种电动轮汽车的全自动水平泊车方法，车辆沿第一轨迹、与第一轨迹相切的直线轨迹和第二轨迹行驶，实现小半径四轮独立自动泊车。本专利技术还有一个目的是提供一种电动轮汽车的全自动垂直泊车方法，车辆外侧沿外侧轨迹、内侧沿内侧轨迹行驶，实现小半径四轮独立自动泊车。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种电动轮汽车的全自动泊车装置，包括：车轮，其采用独立悬架连接车身；轮毂电机，其安装在所述车轮内，用于驱动各车轮独立转动；其中，两个后轮的后轴上布设锁销机构，其包括：锁销，其选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔，用于锁止或解锁后轴的转向功能；锁销驱动电机，其连接锁销，用于驱动锁销选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔；光电传感器，其安装在所述后轴转向横拉杆上，用于检测后轴处于锁止或解锁状态；整车控制器，其连接光电传感器和锁销驱动电机，所述整车控制器接收光电传感器发送的后轴处于锁止或解锁状态信号，并控制锁销驱动电机工作；当车辆进行自动泊车时，如整车控制器接收后轴锁死状态信号，其控制锁销驱动电机工作，后轴解锁，后轮独立转向。优选的是，还包括：电机控制器，其连接轮毂电机，用于驱动和控制轮毂电机，并采集轮毂电机转速信号和输出轮速；转角转矩传感器，其连接方向盘，用于检测方向盘转角和转矩；转角传感器，其分别安装在各车轮的悬架上，用于检测各车轮的转角；制动踏板传感器，其连接制动踏板，用于检测踏板的开度；多个测距雷达，其布设在车的四周，用于探测车辆与车辆四周的障碍物距离；摄像头，其布设在车的四周，用于采集车四周的图像；图像处理模块，其连接摄像头，用于接收摄像头的图像并生成全景图像；车载触控显示屏，其连接图像处理模块，用于显示全景图像并输入泊车模式；CAN总线，其连接电机控制器、转角转矩传感器、制动踏板传感器和转角传感器，所述CAN总线用于和传输接收轮速信号、转角和转矩信号、踏板开度信号和各车轮的转角信号；其中，整车控制器连接测距雷达和车载触控显示屏，用于接收障碍物距离和泊车模式；其中，所述整车控制器还连接CAN总线，其接收踏板开度信号，当踏板处于未踩踏状态，所述整车控制器根据接收的轮速信号、转角、转矩信号和各车轮的转角信号生成泊车控制指令，通过CAN总线将泊车控制指令传输至电机控制器，控制轮毂电机进行自动泊车。优选的是，还包括限位机构，其包括：限位槽，其为对称布设在后轴转向横拉杆上的两个半球形槽；钢球，其可沿转向横拉杆滑动至限位槽，所述钢球与所述限位槽配合限定后轴转向角度；弹簧座，其一端固定在后轴上，另一端滑动连接所述钢球，用于支撑所述钢球沿横拉杆滑动；弹簧，其布设在弹簧座内部，两端分别固定在钢球和后轴上，用于连接钢球和弹簧座。本专利技术的目的还通过一种电动轮汽车的全自动水平泊车方法来实现，包括：判断泊车空间是否符合泊车条件；车辆调整至初始泊车位置；车轮偏转至极限位置，车辆外侧前轮沿半径为r的第一轨迹倒车；当车辆至第一位置点时，沿直线倒车，所述直线与第一轨迹相切；当车辆至第二位置点时，车辆内侧前轮沿半径为r的第二轨迹倒车，直至车辆进入泊车空间；其中，所述第二轨迹与所述直线相切；以及所述第一轨迹的圆心根据阿克曼转向定律确定并设置在所述车辆的内侧；所述第二轨迹的圆心设置在所述车辆的外侧；所述第一位置为车辆外侧的后端与泊车空间的直线距离小于1m；所述第二位置为车辆外侧的后轮进入泊车空间且与泊车空间直线距离等于20cm；当满足停泊条件，泊车完成；如否，对车辆进行微调直至满足停泊条件。优选的是，所述泊车条件为：泊车空间内无障碍物；障碍物与泊车空间的直线距离大于20公分；所述泊车空间的长度较车辆的长度不小于20cm，其宽度较车辆的宽度不小于20cm；所述初始泊车位置为：所述车辆与泊车空间的长度平行；沿车辆的长度方向，车尾距离泊车空间的距离为Xm；沿车辆的宽度方向，所述车辆与泊车空间的最近距离为40cm。优选的是，所述半径r为：且其中，L为车辆的轴距；A为车辆的轮距；b为后悬长度；αb外侧前轮的偏转角度；α为外侧前轮和后轮的偏转角度的加和。优选的是，所述极限位置的前、后轮转向角之比为6：1，且前、后轮转向方向相反。本专利技术的目的还通过一种电动轮汽车的全自动垂直泊车方法实现，包括：判断泊车空间是否符合泊车条件；车辆调整至初始泊车位置；车轮偏转至极限位置，根据阿克曼转向定律确定圆心并设置在车辆内侧；车辆外侧后端边角沿半径为r1的外侧轨迹倒车；同时，车辆内侧沿半径为r2的内侧轨迹倒车，直至车辆与泊车空间平行；当满足停泊条件，泊车完成；如否，对车辆进行微调直至满足停泊条件。优选的是，所述泊车条件为：泊车空间内无障碍物；障碍物与泊车空间的直线距离大于20公分；所述泊车空间的长度较车辆的长度不小于20cm，其宽度较车辆的宽度不小于20cm；初始泊车位置为：所述车辆车身与泊车空间垂直；沿车辆的长度方向，车尾内侧与泊车空间的垂直距离为1.8+Ym；沿车辆的宽度方向，所述车辆尾部与泊车空间的垂直距离为60cm。优选的是，所述r1满足：所述r2满足：其中，L为车辆的轴距；A为车辆的轮距；b为后悬长度；n为泊车空间的宽度；极限位置的前、后轮转向角之比为6：1，且前、后轮转向方向相反。本专利技术至少包括以下有益效果：1、用轮毂电机驱动产生的差动驱动转矩作为汽车转向力矩产生源，相比于传统汽车自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动轮汽车的全自动泊车装置，其特征在于，包括：车轮，其采用独立悬架连接车身；轮毂电机，其安装在所述车轮内，用于驱动各车轮独立转动；其中，在后轴上布设锁销机构，其包括：锁销，其选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔，用于锁止或解锁后轴的转向功能；锁销驱动电机，其连接锁销，用于驱动锁销选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔；光电传感器，其安装在所述后轴转向横拉杆上，用于检测后轴处于锁止或解锁状态；整车控制器，其连接光电传感器和锁销驱动电机，所述整车控制器接收光电传感器发送的后轴处于锁止或解锁状态信号，并控制锁销驱动电机工作；当车辆进行自动泊车时，如整车控制器接收后轴锁死状态信号，其控制锁销驱动电机工作，后轴解锁，后轮独立转向。

【技术特征摘要】
1.一种电动轮汽车的全自动泊车装置，其特征在于，包括：车轮，其采用独立悬架连接车身；轮毂电机，其安装在所述车轮内，用于驱动各车轮独立转动；其中，在后轴上布设锁销机构，其包括：锁销，其选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔，用于锁止或解锁后轴的转向功能；锁销驱动电机，其连接锁销，用于驱动锁销选择性插入或退出后轴转向横拉杆的中线通孔；光电传感器，其安装在所述后轴转向横拉杆上，用于检测后轴处于锁止或解锁状态；整车控制器，其连接光电传感器和锁销驱动电机，所述整车控制器接收光电传感器发送的后轴处于锁止或解锁状态信号，并控制锁销驱动电机工作；当车辆进行自动泊车时，如整车控制器接收后轴锁死状态信号，其控制锁销驱动电机工作，后轴解锁，后轮独立转向。2.如权利要求1所述的电动轮汽车的全自动泊车装置，其特征在于，还包括：电机控制器，其连接轮毂电机，用于驱动和控制轮毂电机，并采集轮毂电机转速信号和输出轮速；转角转矩传感器，其连接方向盘，用于检测方向盘转角和转矩；转角传感器，其分别安装在各车轮的悬架上，用于检测各车轮的转角；制动踏板传感器，其连接制动踏板，用于检测踏板的开度；多个测距雷达，其布设在车的四周，用于探测车辆与车辆四周的障碍物距离；摄像头，其布设在车的四周，用于采集车四周的图像；图像处理模块，其连接摄像头，用于接收摄像头的图像并生成全景图像；车载触控显示屏，其连接图像处理模块，用于显示全景图像并输入泊车模式；CAN总线，其连接电机控制器、转角转矩传感器、制动踏板传感器和转角传感器，所述CAN总线用于和传输轮速信号、转角和转矩信号、踏板开度信号和各车轮的转角信号；其中，整车控制器连接测距雷达和车载触控显示屏，用于接收障碍物距离和泊车模式；其中，所述整车控制器还连接CAN总线，其接收踏板开度信号，当踏板处于未踩踏状态，所述整车控制器根据接收的轮速信号、转角、转矩信号和各车轮的转角信号生成泊车控制指令，通过CAN总线将泊车控制指令传输至电机控制器，控制轮毂电机进行自动泊车。3.如权利要求2所述的电动轮汽车的全自动泊车装置，其特征在于，还包括限位机构，其包括：限位槽，其为对称布设在后轴转向横拉杆上的两个半球形槽；钢球，其可沿转向横拉杆滑动至限位槽，所述钢球与所述限位槽配合限定后轴转向角度；弹簧座，其一端固定在后轴上，另一端滑动连接所述钢球，用于支撑所述钢球沿横拉杆滑动；弹簧，其布设在弹簧座内部，两端分别固定在钢球和后轴上，用于连接钢球和弹簧座。4.一种电动轮汽车的全自动水平泊车方法，应用如权利要求1-3中任一项所述的电动轮汽车的全自动泊车装置，其特征在于，包括：判断泊车空间是否符合泊车条件；车辆调整至初始泊车位置；车轮偏转至极限位置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，褚学聪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22