一种电动汽车全自动泊车过程中的车速控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车控制领域，尤其设及一种电动汽车全自动泊车过程中的车速控制 系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济水平的发展和人民生活水平的不断提高，汽车拥有量不断增加，可利用 的泊车空间越来越少，公路交通事故数量也愈发增多，泊车难题和公路交通安全越来越受 到人们关注，自动泊车系统的出现解决日益困扰车主的泊车难题。随着电动汽车的快速发 展，电动汽车也将同样面临自动泊车的需求。
[0003] 目前市场所见的自动泊车需要驾驶员控制车速，泊车效果受制于驾驶员对车速的 操控，增加了泊车控制的不确定性因素，影响泊车效果。除此之外，当前对全自动泊车的研 究仅局限于传统汽车，且由于传统汽车与电动汽车的车速控制原理不同，所W传统汽车的 全自动泊车系统不能直接应用于电动汽车。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术存在的不足，本发明提出一种电动汽车全自动泊车过程中的车 速控制系统及方法。电动汽车在开启全自动泊车功能后，无需驾驶员控制车速，车辆即可按 照规划路径完成转向、行驶和制动，最终实现自动泊车，有利于改善泊车效果，提高泊车过 程的安全性和舒适性。 阳〇化]为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过W下技术方案来实现的：
[0006] 一种电动汽车全自动泊车过程中的车速控制系统，其特征在于，包括泊车控制器、 驱动电机控制器、模拟电压信号发生器、传感器单元、制动踏板作动器；
[0007] 所述传感器单元包括方向盘转角传感器、超声波雷达传感器和轮速传感器，所述 方向盘转角传感器安装在方向盘下方的方向柱内，所述超声波雷达传感器共4个，前保险 杠、后保险杠上分别安装有2个，所述轮速传感器共4个，分别安装在四个车轮处，方向盘转 角传感器、超声波雷达传感器和轮速传感器通过CAN总线分别与泊车控制器、驱动电机控 制器相连；所述泊车控制器与驱动电机控制器通过CAN总线实现通讯；所述模拟电压信号 发生器分别与泊车控制器、驱动电机控制器，所述制动踏板作动器与泊车控制器相连；
[0008] 所述方向盘转角传感器用于采集方向盘转角和转矩信号；所述超声波雷达传感器 用于采集本车与前后障碍物的距离信息；所述轮速传感器用于采集各车轮转速信息；所述 方向盘转角传感器、超声波雷达传感器和轮速传感器分别将各自采集的信息传送给泊车控 制器和驱动电机控制器；
[0009] 所述泊车控制器用于根据传感器模块采集的当前车辆与周围障碍物距离信息、方 向盘转角信息W及轮速脉冲信息输出当前行驶工况的理想车速，并控制泊车进程；
[0010] 所述驱动电机控制器用于实际车速的换算W及调控当前实际车速不断逼近理想 车速；
[0011] 所述模拟电压信号发生器用于根据该时刻理想车速对应的实际电压信号模拟油 口踏板电压信号，将模拟电压信号直接发送至驱动电机控制器产生端电压，W此控制汽车 行驶；
[0012] 所述制动踏板作动器用于自动泊车完成之后的车辆制动。
[0013] 优选地，所述驱动电机控制器包括数据处理单元和算法调控单元；所述数据处理 单元用于根据轮速传感器采集的各车轮转速信息计算车辆的实际车速，所述实际车速计算 方法为各车轮转速之和除W4再乘W车轮半径，此外，数据处理单元还对输出车速信号进 行处理，得出相应的转矩信号控制驱动电机的输出转矩；所述算法调控单元用于车速的调 控，使泊车过程中的实际车速不断逼近实时理想车速。
[0014] 优选地，所述制动踏板作动器采用电控伺服作动器。
[0015] 一种电动汽车全自动泊车过程中的车速控制方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0016] (1)轮速传感器探测当前的车轮转速信号并将车轮转速信号发送至驱动电机控 制器的数据处理单元，数据处理单元对车轮转速信号进行处理得出当前时刻的实际车速
其中，Vfi、Vft、VII、Vb分别为前左车轮的转速、前右车轮的转速、 后左轮的转速、后右车轮的转速，r为车轮半径，然后将实际车速信号V。传送至驱动电机控 制器的算法控制单元；泊车控制器接收方向盘转角传感器、超声波雷达传感器W及轮速传 感器传送的信号，W此确定当前车辆泊车的运行进程，由此得出当前进程中该时刻的理想 车速Vi，并将理想车速信号Vi传送至驱动电机控制器的算法控制单元和模拟电压信号发生 器；
[0017] (2)模拟电压信号发生器接收当前时刻理想车速信号Vi，并根据当前时刻理想车 速信号Vi产生相应大小的电压信号，并将电压信号传送至驱动电机控制器，电极产生端电 压，驱动电机工作，电动汽车产生车速；
[001引 （3)驱动电机控制器内置的算法调控单元利用闭环控制算法对接收到的当前理想 车速信号和实际车速信号进行对比处理和调控，使实际车速V。不断逼近理想车速V 1，从而 将泊车车速控制在理想范围内；
[0019] (4)算法调控单元将得出的车速传送至数据处理单元，数据处理单元对此车速信 号转化为转矩信号，并W转矩信号控制驱动电机的输出转矩T，进而产生相对应的理想范围 内的泊车车速。
[0020] (5)泊车控制器根据传感器模块传送的信息调用泊车控制器内置程序，确定该车 是否到达指定泊车位置，若到达指定泊车位置，泊车控制器向制动踏板作动器发出工作指 令，作动器压下制动踏板，制动停车，泊车完成。
[0021] 优选地，理想车速Vi获取方法，在泊车控制器中对泊车进程的每一步均设定了一 个当前理想车速Vi，实际泊车过程中，泊车控制器通过接收方向盘转角传感器、超声波雷达 传感器W及轮速传感器传送的信号，来确定车辆泊车的当前运行进程，通过调用泊车控制 器中数据即可输出当前理想车速Vi。
[0022] 与现有的方案相比，本发明具有W下技术效果：
[0023] 1、泊车过程中驾驶员不需要控制车速，使驾驶员获得完全的解放，提高了泊车过 程的舒适性。
[0024] 2、系统可完全代替驾驶员完成泊车操作，泊车效果不受驾驶员对车速操控的影 响，减少了泊车控制的不确定性因素，有利于改善泊车效果，提高泊车过程的安全性。
[00巧]3、本发明使用的设备简单，通用性强，在广泛应用于电机汽车。
【附图说明】
[00%]图1是本发明优选实施例的结构图。
[0027] 图2是本发明优选实施例的工作流程图。
[0028] 图3是本发明优选实施例的算法控制单元控制原理图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图W及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0030] 本实施例中W知豆电动汽车作为试验载体进行描述，制动踏板作动器采用电控伺 服作动器，车速控制方法采用模糊PID控制算法。如图1所示，本发明所述的电动汽车全自 动泊车过程中的车速控制系统，包括泊车控制器、驱动电机控制器、模拟电压信号发生器、 传感器单元、制动踏板作动器。所述传感器单元包括方向盘转角传感器、超声波雷达传感器 和轮速传感器，所述方向盘转角传感器安装在方向盘下方的方向柱内，所述超声波雷达传 感器共4个，前保险杠、后保险杠上分别安装有2个。所述轮速传感器共4个，分别安装在四 个车轮处，方向盘转角传感器、超声波雷达传感器和轮速传感器通过CAN总线分别与泊车 控制器、驱动电机控制器相连。所述泊车控制器与驱动电机控制器通过CAN总线实现通讯。 所述模拟电压信号发生器分别与泊车控制器、驱动电机控制器，所述制动踏板作动器与泊 车控制器相连；所述泊车控制器用于根据传感器模块采集的当前车辆与周围障碍物距离信 息、方向盘转角信息W及轮速脉冲信息输出当前行驶工况的理想车速。所述驱动电机控制 器用于实际车速的换算W及当前实际车速和理想车速之间实时的调控逼近。所述模拟电压 信号发生器用于根据该时刻理想车速对应的实际电压信号模拟油口踏板电压信号，将模拟 电压信号直接发送至驱动电机控制器产生端电压，W此控制汽车行驶。所述方向盘转角传 感器用于采集方向盘转角和转矩信号；所述超声波雷达传感器用于采集本车与前后障碍物 的距离信息；所述用于采集各车轮转速信息；所述方向盘转角传感器、超声波雷达传感器 和轮速传感器分别将各自采集的信息传送给泊车控制器和驱动电机控制器。所述制动踏板 作动器用于自动泊车完成之后的车辆制动。具体的，所述驱动电机控制器包括数据处理单 元和算法调控单元；所述数据处理单元用于根据轮速传感器采集的各车轮转速信息计算车 辆的实际车速，所述实际车速计算方法为各车轮转速之和除W4再乘W车轮半径，此外，数 据处理单元还对输出车速信号进行处理，得出相应的转矩信号控制驱动电机的输出转矩； 所述算法