一种用于低速园区车自动驾驶的线控底盘系统

技术领域

本发明涉及低速园区车自动驾驶的底盘线控技术领域，具体涉及一种用于低速园区车自动驾驶的线控底盘系统。

背景技术

随着大数据、互联网、5G等技术在汽车领域的不断普及和推广，自动驾驶技术也开始为人们熟知。无论是新能源汽车还是传统汽车，自动驾驶都是业界未来需要抢占的制高点，越来越多的企业在自动驾驶领域开始发力。

自动驾驶技术落地，找准场景很重要，目前必须附加一定的限制条件，如限定范围、限定速度、限定场景等。而在低速行驶时，自动驾驶车辆分析数据、做出判断的时间余地更大，有更多时间处理车辆和行人及非机动车的交互。因此，常在高速路上行驶去往港区的卡车、一般时速在30公里以内且路线基本固定的环卫车以及行驶场景固定的园区小巴车，是运用自动驾驶技术的较好选择。

针对园区低速运营小巴车的场景，因传统的园区低速电动车底盘系统为有人驾驶操作模式，要实现无人驾驶，底盘系统的转向、制动、油门、换挡四个系统都必须实现线控，才能接受无人驾驶控制器发出的各种指令并进行执行。目前，线控油门、线控换挡技术已经比较成熟，在乘用车已大量应用。要实现园区低速车的无人驾驶功能，转向系统、行车制动和驻车制动都必须实现线控，才能接受来自整车无人驾驶控制器的线控请求。

上述问题是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于低速园区车自动驾驶的线控底盘系统，通过提供线控转向系统和线控制动系统，从而实现园区低速车的无人驾驶。

为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：一种用于低速园区车自动驾驶的线控底盘系统，包括线控油门系统、线控换挡系统、线控转向系统和线控制动系统；所述线控转向系统和所述线控制动系统均与无人驾驶控制器连接；所述线控转向系统包括与所述无人驾驶控制器连接的线控转向器，所述线控转向器连接转向轴和中间轴，所述转向轴连接方向盘，所述中间轴连接齿轮齿条转向器，所述齿轮齿条转向器连接左转向轮和右转向轮；所述线控制动系统包括与所述无人驾驶控制器连接的智能助力器和线控驻车制动EPB，所述智能助力器和所述线控驻车制动EPB均连接左右前车轮制动器和左右后车轮制动器。

作为本发明的进一步改进，所述线控转向器包括与所述无人驾驶控制器连接的转向控制单元ECU，所述转向控制单元ECU依次连接有EPS电机、减速器和转向管柱。

作为本发明的进一步改进，所述转向管柱上设置有扭矩传感器和转角传感器，所述扭矩传感器和所述转角传感器均与所述转向控制单元ECU连接。

作为本发明的进一步改进，所述智能助力器包括与所述无人驾驶控制器连接的线控制动ECU，所述线控制动ECU依次连接有驱动电机、减速器和制动主缸。

作为本发明的进一步改进，所述制动主缸上设置有位置传感器和压力传感器，所述位置传感器和所述压力传感器均与所述线控制动ECU连接。

作为本发明的进一步改进，所述无人驾驶控制器通过CAN总线向线控转向器发送转角指令信号以及当前车速信号。

作为本发明的进一步改进，所述无人驾驶控制器通过CAN总线向智能助力器发送减速度信号。

作为本发明的进一步改进，所述扭矩传感器和所述转角传感器分别向所述转向控制单元ECU实时反馈扭矩信号和转角信号。

作为本发明的进一步改进，所述位置传感器和所述压力传感器分别向所述线控制动ECU实时反馈位移信号和压力信号。

本发明的有益效果：

本发明结构合理、简单，操作便捷，将线控转向系统和线控制动系统均与无人驾驶控制器连接；线控转向系统通过EPS转向器、中间轴以及齿轮齿条转向器的配合使用，能够实现汽车的线控转向；线控制动系统通过智能助力器和线控驻车制动EPB的配合使用，能够实现汽车的线控行车制动和线控驻车制动，从而实现园区低速车的无人驾驶。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明线控转向系统的结构示意图；

图3是本发明线控制动系统的结构示意图。

附图标记：1、方向盘；2、转向轴；3、线控转向器；3.1、转向控制单元ECU；3.2、EPS电机；3.3、减速器；3.4、转向管柱；3.5、扭矩传感器；3.6、转角传感器；4、中间轴；5、齿轮齿条转向器；6、智能助力器；6.1、线控制动ECU；6.2、驱动电机；6.3、减速器；6.4、制动主缸；6.5、位置传感器；6.6、压力传感器；7、线控驻车制动EPB；8、无人驾驶控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1至图3所示，为本发明的一实施例，包括线控油门系统，线控换挡系统，线控转向系统和线控制动系统；线控转向系统和线控制动系统均与无人驾驶控制器8连接；线控转向系统包括与无人驾驶控制器8连接的线控转向器3，线控转向器3连接转向轴2和中间轴4，转向轴2连接方向盘1，中间轴4连接齿轮齿条转向器5，齿轮齿条转向器5连接左转向轮和右转向轮，无人驾驶控制器8通过CAN总线向线控转向器3发送转角指令信号以及当前车速信号。线控制动系统包括与无人驾驶控制器8连接的智能助力器6和线控驻车制动EPB7，智能助力器6和线控驻车制动EPB7均连接左右前车轮制动器和左右后车轮制动器，无人驾驶控制器8通过CAN总线向智能助力器6发送减速度信号。

线控转向器3包括与无人驾驶控制器8连接的转向控制单元ECU3.1，转向控制单元ECU3.1依次连接有EPS电机3.2、减速器3.3和转向管柱3.4，转向管柱3.4上设置有扭矩传感器3.5和转角传感器3.6，扭矩传感器3.5和转角传感器3.6均与转向控制单元ECU3.1连接，扭矩传感器3.5和转角传感器3.6向所述转向控制单元ECU3.1实时反馈扭矩信号和转角信号。

智能助力器6包括与无人驾驶控制器8连接的线控制动ECU6.1，线控制动ECU6.1依次连接有驱动电机6.2、减速器6.3和制动主缸6.4，制动主缸6.4上设置有位置传感器6.5和压力传感器6.6，位置传感器6.5和所述压力传感器6.6均与线控制动ECU6.1连接，位置传感器6.5和压力传感器6.6向线控制动ECU6.1实时反馈位移信号和压力信号。

实际工作时，无人驾驶控制器8通过CAN总线向转向控制单元ECU3.1发送转角指令信号以及当前车速信号。随后，转向控制单元ECU3.1通过内部CAN网络向EPS电机3.2实时发送报文信号，该报文包含经过计算的电机转速和扭矩等参数信息，使EPS电机3.2运转并输出扭矩给减速器3.3同时，EPS电机3.2也会通过EPS内部CAN网络实时反馈电机转速、扭矩等参数给转向控制单元ECU3.1，此时的线控转向器3处于主动转向模式。减速器3.3将扭矩放大后传递给与之连接的转向管柱3.4，同时安装在转向管柱3.4上的扭矩传感器3.5和转角传感器3.6通过EPS内部CAN网络实时反馈扭矩和转角信号给转向控制单元ECU3.1。转向管柱3.4通过中间轴4将扭矩传递给齿轮齿条转向器5的输入轴，齿轮齿条转向器5通过内部的齿轮齿条机构，将旋转扭矩转换成水平方向的推力，推动左右转向轮，从而实现汽车的线控转向。同时，转向控制单元ECU3.1还会通过安装在转向管柱3.4上的扭矩传感器3.5和转角传感器3.6实时监听是否有来自方向盘1通过转向轴2传递给转向管柱3.4的人工转向力信号的介入。一旦监听到有人工转向信号的介入，则立即将EPS转向器3切换到人工转向模式，此时的EPS电机3.2将立即切换至助力模式，为人工转向提供转向助力。

实际工作时，无人驾驶控制器8通过CAN总线向智能助力器6的线控制动ECU6.1发送减速度请求信号。随后，线控制动ECU6.1通过内部CAN网络向驱动电机6.2实时发送报文信号，该报文包含经过计算的电机转速和扭矩等参数信息，使驱动电机6.2运转并输出扭矩给减速器6.3。同时，驱动电机6.2也会通过内部CAN网络实时反馈电机转速、扭矩等参数给线控制动ECU6.1，此时的智能助力器6处于主动行车制动模式。减速器6.3将扭矩放大后传递给与之连接的制动主缸6.4。同时，安装在制动主缸6.4内部的位置传感器6.5和压力传感器6.6通过内部CAN网络实时将位移信号和压力信号传输给线控制动ECU6.1。制动主缸6.4通过高压油将制动力传递给左右前车轮盘式制动器和左右后车轮鼓式制动器，从而实现汽车的线控行车制动。同时，线控制动ECU6.1还会通过安装在制动主缸6.4内部的位置传感器6.5和压力传感器6.6实时监听是否有来自制动踏板的人工制动力信号的介入。一旦监听到有人工制动力信号的介入，则立即将智能助力器6切换到人工制动模式，此时的驱动电机6.2将立即切换至助力模式，为人工行车制动提供刹车助力。无人驾驶控制器8通过CAN总线向线控驻车制动EPB7发送驻车请求信号。随后，线控驻车制动EPB7通过其EPB电机对EPB拉索施加拉力。在拉力的作用下，左右后车轮制动器工作，实现线控驻车制动。同时，线控驻车制动EPB7还保留了人工拉手刹的功能。当有人工拉手刹时，线控驻车制动EPB7首先接受人工驻车制动信号，同样由EPB电机工作对拉索施加拉力，在拉力的作用下，左右后车轮制动器工作，实现人工驻车制动。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。