本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于四驅(qū)輪轂電機(jī)汽車的全自動泊車裝置和方法。

背景技術(shù)：

隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和化石能源的枯竭，汽車勢必走上新能源的道路。目前常見的電動汽車有由電機(jī)集中驅(qū)動的、輪邊電機(jī)驅(qū)動的以及輪轂電機(jī)驅(qū)動的。其中，輪轂電機(jī)驅(qū)動的汽車將電動機(jī)、制動系，甚至懸架、控制器集成在車輪內(nèi)部，極大簡化汽車底盤結(jié)構(gòu)，為車內(nèi)營造更大空間，一些傳統(tǒng)汽車技術(shù)，如四輪驅(qū)動、原地轉(zhuǎn)向等，在輪轂電機(jī)驅(qū)動汽車上都可輕易實現(xiàn)，大大降低了技術(shù)難度。可以說，輪轂電機(jī)驅(qū)動是新能源汽車的發(fā)展方向和最終形態(tài)之一。

自動泊車技術(shù)是伴隨著消費(fèi)者提高的物質(zhì)需求而誕生的一項技術(shù)。在傳統(tǒng)汽車上，自動泊車技術(shù)利用超聲波測距雷達(dá)、攝像頭等手段偵測障礙物、停車線等標(biāo)志物；利用輪速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等來計算車輛狀態(tài)；結(jié)合開發(fā)人員制定的識別算法、路徑規(guī)劃算法等，來實現(xiàn)駕駛員只需少量干預(yù)的自動泊車功能，降低了對駕駛員駕駛技巧的要求，提升了舒適性。這種方法雖然已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)車，但是其缺點十分明顯：只有前輪為轉(zhuǎn)向輪，汽車轉(zhuǎn)向半徑大，造成了對于停車空間的苛刻要求；在車輛從停車位駛出時也同樣存在這樣的問題，使得停車間距不能很小，浪費(fèi)了停車場的空間資源。且現(xiàn)在的泊車技術(shù)一般僅僅控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而對于車速的控制是由駕駛員完成，屬于半自動泊車技術(shù)，仍然存在提升的空間。

根據(jù)專利(公開號cn101289095a)公開的差動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)，可實現(xiàn)不使用助力電機(jī)的情況下，對于輪轂電機(jī)驅(qū)動車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向驅(qū)動，并可以結(jié)合四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)極大縮小轉(zhuǎn)向半徑。本專利擬利用該專利公開的技術(shù)實現(xiàn)電動輪汽車的全自動泊車方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種電動輪汽車的全自動泊車裝置，整車控制器利用差動助力轉(zhuǎn)向模式，車輛后軸由鎖銷機(jī)構(gòu)進(jìn)行解鎖，實現(xiàn)后輪自動泊車時能夠獨立轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種電動輪汽車的全自動水平泊車方法，車輛沿第一軌跡、與第一軌跡相切的直線軌跡和第二軌跡行駛，實現(xiàn)小半徑四輪獨立自動泊車。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種電動輪汽車的全自動垂直泊車方法，車輛外側(cè)沿外側(cè)軌跡、內(nèi)側(cè)沿內(nèi)側(cè)軌跡行駛，實現(xiàn)小半徑四輪獨立自動泊車。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種電動輪汽車的全自動泊車裝置，包括：

車輪，其采用獨立懸架連接車身；

輪轂電機(jī)，其安裝在所述車輪內(nèi)，用于驅(qū)動各車輪獨立轉(zhuǎn)動；

其中，兩個后輪的后軸上布設(shè)鎖銷機(jī)構(gòu)，其包括：

鎖銷，其選擇性插入或退出后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿的中線通孔，用于鎖止或解鎖后軸的轉(zhuǎn)向功能；

鎖銷驅(qū)動電機(jī)，其連接鎖銷，用于驅(qū)動鎖銷選擇性插入或退出后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿的中線通孔；

光電傳感器，其安裝在所述后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿上，用于檢測后軸處于鎖止或解鎖狀態(tài)；

整車控制器，其連接光電傳感器和鎖銷驅(qū)動電機(jī)，所述整車控制器接收光電傳感器發(fā)送的后軸處于鎖止或解鎖狀態(tài)信號，并控制鎖銷驅(qū)動電機(jī)工作；

當(dāng)車輛進(jìn)行自動泊車時，如整車控制器接收后軸鎖死狀態(tài)信號，其控制鎖銷驅(qū)動電機(jī)工作，后軸解鎖，后輪獨立轉(zhuǎn)向。

優(yōu)選的是，還包括：

電機(jī)控制器，其連接輪轂電機(jī)，用于驅(qū)動和控制輪轂電機(jī)，并采集輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號和輸出輪速；

轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器，其連接方向盤，用于檢測方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩；

轉(zhuǎn)角傳感器，其分別安裝在各車輪的懸架上，用于檢測各車輪的轉(zhuǎn)角；

制動踏板傳感器，其連接制動踏板，用于檢測踏板的開度；

多個測距雷達(dá)，其布設(shè)在車的四周，用于探測車輛與車輛四周的障礙物距離；

攝像頭，其布設(shè)在車的四周，用于采集車四周的圖像；

圖像處理模塊，其連接攝像頭，用于接收攝像頭的圖像并生成全景圖像；

車載觸控顯示屏，其連接圖像處理模塊，用于顯示全景圖像并輸入泊車模式；

can總線，其連接電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器、制動踏板傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器，所述can總線用于和傳輸接收輪速信號、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信號、踏板開度信號和各車輪的轉(zhuǎn)角信號；

其中，整車控制器連接測距雷達(dá)和車載觸控顯示屏，用于接收障礙物距離和泊車模式；

其中，所述整車控制器還連接can總線，其接收踏板開度信號，當(dāng)踏板處于未踩踏狀態(tài)，所述整車控制器根據(jù)接收的輪速信號、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩信號和各車輪的轉(zhuǎn)角信號生成泊車控制指令，通過can總線將泊車控制指令傳輸至電機(jī)控制器，控制輪轂電機(jī)進(jìn)行自動泊車。

優(yōu)選的是，還包括限位機(jī)構(gòu)，其包括：

限位槽，其為對稱布設(shè)在后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿上的兩個半球形槽；

鋼球，其可沿轉(zhuǎn)向橫拉桿滑動至限位槽，所述鋼球與所述限位槽配合限定后軸轉(zhuǎn)向角度；

彈簧座，其一端固定在后軸上，另一端滑動連接所述鋼球，用于支撐所述鋼球沿橫拉桿滑動；

彈簧，其布設(shè)在彈簧座內(nèi)部，兩端分別固定在鋼球和后軸上，用于連接鋼球和彈簧座。

本發(fā)明的目的還通過一種電動輪汽車的全自動水平泊車方法來實現(xiàn)，包括：

判斷泊車空間是否符合泊車條件；

車輛調(diào)整至初始泊車位置；

車輪偏轉(zhuǎn)至極限位置，車輛外側(cè)前輪沿半徑為r的第一軌跡倒車；

當(dāng)車輛至第一位置點時，沿直線倒車，所述直線與第一軌跡相切；

當(dāng)車輛至第二位置點時，車輛內(nèi)側(cè)前輪沿半徑為r的第二軌跡倒車，直至車輛進(jìn)入泊車空間；其中，所述第二軌跡與所述直線相切；以及

所述第一軌跡的圓心根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定律確定并設(shè)置在所述車輛的內(nèi)側(cè)；所述第二軌跡的圓心設(shè)置在所述車輛的外側(cè)；

所述第一位置為車輛外側(cè)的后端與泊車空間的直線距離小于1m；

所述第二位置為車輛外側(cè)的后輪進(jìn)入泊車空間且與泊車空間直線距離等于20cm；

當(dāng)滿足停泊條件，泊車完成；如否，對車輛進(jìn)行微調(diào)直至滿足停泊條件。

優(yōu)選的是，所述泊車條件為：泊車空間內(nèi)無障礙物；障礙物與泊車空間的直線距離大于20公分；所述泊車空間的長度較車輛的長度不小于20cm，其寬度較車輛的寬度不小于20cm；

所述初始泊車位置為：所述車輛與泊車空間的長度平行；沿車輛的長度方向，車尾距離泊車空間的距離為xm；沿車輛的寬度方向，所述車輛與泊車空間的最近距離為40cm。

優(yōu)選的是，所述半徑r為：

且

其中，l為車輛的軸距；a為車輛的輪距；b為后懸長度；αb外側(cè)前輪的偏轉(zhuǎn)角度；α為外側(cè)前輪和后輪的偏轉(zhuǎn)角度的加和。

優(yōu)選的是，所述極限位置的前、后輪轉(zhuǎn)向角之比為6：1，且前、后輪轉(zhuǎn)向方向相反。

本發(fā)明的目的還通過一種電動輪汽車的全自動垂直泊車方法實現(xiàn)，包括：

判斷泊車空間是否符合泊車條件；

車輛調(diào)整至初始泊車位置；

車輪偏轉(zhuǎn)至極限位置，根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定律確定圓心并設(shè)置在車輛內(nèi)側(cè)；

車輛外側(cè)后端邊角沿半徑為r1的外側(cè)軌跡倒車；同時，車輛內(nèi)側(cè)沿半徑為r2的內(nèi)側(cè)軌跡倒車，直至車輛與泊車空間平行；

當(dāng)滿足停泊條件，泊車完成；如否，對車輛進(jìn)行微調(diào)直至滿足停泊條件。

優(yōu)選的是，所述泊車條件為：泊車空間內(nèi)無障礙物；障礙物與泊車空間的直線距離大于20公分；所述泊車空間的長度較車輛的長度不小于20cm，其寬度較車輛的寬度不小于20cm；

初始泊車位置為：所述車輛車身與泊車空間垂直；沿車輛的長度方向，車尾內(nèi)側(cè)與泊車空間的垂直距離為1.8+ym；沿車輛的寬度方向，所述車輛尾部與泊車空間的垂直距離為60cm。

優(yōu)選的是，所述r1滿足：

所述r2滿足：

其中，l為車輛的軸距；a為車輛的輪距；b為后懸長度；n為泊車空間的寬度；極限位置的前、后輪轉(zhuǎn)向角之比為6：1，且前、后輪轉(zhuǎn)向方向相反。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：1、用輪轂電機(jī)驅(qū)動產(chǎn)生的差動驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作為汽車轉(zhuǎn)向力矩產(chǎn)生源，相比于傳統(tǒng)汽車自動泊車技術(shù)，具有整車結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)彎半徑小、對車位尺寸要求低、整車輕量化顯著、無需轉(zhuǎn)向助力電機(jī)工作等優(yōu)點；2、泊車方法中車輛的泊車全程不必依靠駕駛員，車輛根據(jù)預(yù)設(shè)的速度低速行駛，泊車完成后，車輛自動駐車。若駕駛員在泊車途中需要接管車輛，可以自行制動接管車輛。本泊車算法自動化程度更高，在保證安全的前提下，提升了便利性；3、泊車方法采用輪轂電機(jī)驅(qū)動汽車，可以精確控制各個車輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以在可以控制各車輪轉(zhuǎn)矩的傳統(tǒng)汽車上(如裝備有電控限滑差速器的車輛)同樣具有應(yīng)用前景。此自動泊車原理也可應(yīng)用于自動駛出功能。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車裝置的連接關(guān)系圖。

圖2是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車裝置的鎖銷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車裝置的測距雷達(dá)和攝像頭的布置圖。

圖4是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車方法的流程圖。

圖5是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車方法中右側(cè)水平泊車的示意圖。

圖6是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車方法中右側(cè)水平泊車的示意圖。

圖7是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車方法中右側(cè)水平泊車的示意圖。

圖8是本發(fā)明的電動輪汽車的全自動泊車方法中右側(cè)垂直泊車的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

本發(fā)明公開了一種電動輪汽車的全自動泊車裝置，如圖1-3所示，包括前轉(zhuǎn)向器110、輪轂電機(jī)120、電機(jī)控制器130、傳感器組140、攝像及處理機(jī)構(gòu)150、車載觸控顯示屏160、can總線170、整車控制器180。

電動輪汽車包括四個車輪，每個車輪采用獨立懸架連接車身；整車擁有四輪轉(zhuǎn)向功能，即在車輛前、后軸均布置阿克曼轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，前軸設(shè)置前轉(zhuǎn)向器110，為了充分利用差動助力轉(zhuǎn)向，后軸不設(shè)轉(zhuǎn)向器，左右轉(zhuǎn)向拉桿中部固連；

輪轂電機(jī)120安裝在所述車輪內(nèi)，用于驅(qū)動車輪獨立轉(zhuǎn)動；每個輪轂電機(jī)120與其對應(yīng)的電機(jī)控制器130電氣相連，電機(jī)控制器為電機(jī)提供驅(qū)動信號，本方案中的電機(jī)控制器130用于驅(qū)動和控制各個輪轂電機(jī)，并兼具采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信號、計算輪速的功能。

輪轂電機(jī)120將轉(zhuǎn)速信號n傳回給電機(jī)控制器130，電機(jī)控制器130根據(jù)車輪減速比i計算出各個車輪的輪速信息，車輪轉(zhuǎn)速n輪計算公式為：

設(shè)車輪滾動半徑為r，則相應(yīng)車輪的水平速度v：

v＝2πr·n(2)

由于在泊車過程中，車輛屬于低速行駛，整車速度采用四個車輪的水平速度的平均值進(jìn)行估計，即整車速度v總：

其中，vfl為車輛左前輪的水平速度；vfr為車輛右前輪的水平速度；vbl為車輛左后輪的水平速度；vbr為車輛有后輪的水平速度。車輛每個車輪均采用緊湊的獨立懸架與車身連接(如麥弗遜式獨立懸架)，以最大限度地減少懸架對于車輪轉(zhuǎn)向的角度限制。

傳感器組140包括轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器141、轉(zhuǎn)角傳感器142、制動踏板傳感器143、測距雷達(dá)144。轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器141連接方向盤，用于檢測方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)角傳感器142分別安裝在各車輪的懸架上，用于檢測各車輪的轉(zhuǎn)角；制動踏板傳感器143連接車輛的制動踏板，用于檢測踏板的開度，其輸出傳感器信號1和0，當(dāng)制動踏板踩下，輸出傳感器信號1，當(dāng)制動踏板未踩下，其輸出傳感器信號0。多個測距雷達(dá)144布設(shè)在車的四周，圖3示出一種測距雷達(dá)144的布設(shè)方式，安裝于車輛四周的十個超聲波測距雷達(dá)與整車控制器180相連，用于探測車輛與周邊障礙物距離，其中，前保險杠處均勻布置3個雷達(dá)，后保險杠處均勻布置3個雷達(dá)，左右沿車輛縱向方向?qū)ΨQ布置各2個雷達(dá)，且側(cè)面兩個雷達(dá)間距不得小于1米，能夠準(zhǔn)確探測車輛與車輛四周的障礙物距離。

攝像及處理機(jī)構(gòu)150包括攝像頭151和圖像處理模塊152，攝像頭151布設(shè)在車的四周，用于采集車四周的圖像；圖3示出一種攝像頭151的布設(shè)方式。圖像處理模塊152，用于將攝像頭傳來的圖像信息進(jìn)行合成，生成全景圖像傳送至車載觸控顯示屏160進(jìn)行顯示。

車載觸控顯示屏160連接圖像處理模塊152，可以實時顯示車輛的泊車狀態(tài)，便于駕駛員觀察環(huán)境狀況并在必要時接管車輛；車載觸控顯示屏160還與整車控制器180電氣相連，在泊車開始前，駕駛員可以根據(jù)觀察到的車位情況，自主選擇垂直泊車模式或水平泊車模式。

can總線170連接電機(jī)控制器130、傳感器組140。電機(jī)控制器130根據(jù)減速比計算的輪速信號輸出到can總線上；轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器141，利用測得的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角α盤，以及車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比iω,可以計算前輪轉(zhuǎn)角α前＝α盤/iω；轉(zhuǎn)角傳感器142檢測后輪的轉(zhuǎn)角。can總線170連接制動踏板傳感器143，其接收傳感器信號1和0，即檢測駕駛員是否需要接管車輛；當(dāng)制動踏板踩下，輸出傳感器信號1，即駕駛員接管車輛，停止自動泊車；當(dāng)制動踏板未踩下，其輸出傳感器信號0，即駕駛員未接管車輛，開始或繼續(xù)進(jìn)行自動泊車。can總線160能夠傳輸輪速信號、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信號、踏板開度信號和各車輪的轉(zhuǎn)角信號。

整車控制器180連接攝像及處理機(jī)構(gòu)150和車載觸控顯示屏160，用于接收障礙物距離和泊車模式。所述整車控制器180還連接can總線170，其接收can總線170傳輸?shù)男盘?，通過can總線將泊車控制指令傳輸至電機(jī)控制器130，控制輪轂電機(jī)120進(jìn)行自動泊車。

在另一實施例中，本發(fā)明的自動泊車裝置還包括鎖銷機(jī)構(gòu)190，如圖2所示，鎖銷機(jī)構(gòu)190包括限位機(jī)構(gòu)194，鎖銷機(jī)構(gòu)190安裝在車輛后軸的轉(zhuǎn)向橫拉桿上，用于鎖止后輪轉(zhuǎn)向橫拉桿；如圖2所示，限位機(jī)構(gòu)194包括：包括彈簧座194a、彈簧194b和鋼球194c，限位槽為對稱布設(shè)在后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿上的兩個半球形槽，用以限制后軸最大轉(zhuǎn)角；鋼球194c可沿轉(zhuǎn)向橫拉桿滑動至限位槽，所述鋼球194c與所述限位槽配合限定后軸轉(zhuǎn)向角度；彈簧座194a一端固定在后軸上，另一端滑動連接所述鋼球194c，用于支撐所述鋼球194c沿橫拉桿滑動；彈簧194b布設(shè)在彈簧座194a內(nèi)部，兩端分別固定在鋼球194c和后軸上，用于連接鋼球194c和彈簧座194a。所述整車控制器180連接鎖銷機(jī)構(gòu)190，當(dāng)車輛處于自動泊車狀態(tài)，整車控制器180控制鎖銷機(jī)構(gòu)190對后輪轉(zhuǎn)向橫拉桿不進(jìn)行鎖止，后輪能夠獨立轉(zhuǎn)向。

在另一實施例中，鎖銷機(jī)構(gòu)190還包括鎖銷191、鎖銷驅(qū)動電機(jī)192、光電傳感器193，鎖銷191選擇性插入或退出后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿的中線通孔，用于鎖止后軸的轉(zhuǎn)向功能；鎖銷驅(qū)動電機(jī)192連接鎖銷191，用于驅(qū)動鎖銷191選擇性插入或退出后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿的中線通孔；光電傳感器193安裝在所述后軸轉(zhuǎn)向橫拉桿上，用于檢測鎖銷191是否鎖止后軸。在后軸轉(zhuǎn)向拉桿中線位置設(shè)計了的鎖銷機(jī)構(gòu)190，用于在不使用后軸轉(zhuǎn)向的情況下鎖止后軸，其設(shè)置一個光電傳感器193，用于探測鎖銷191狀態(tài)，光電傳感器193具有通斷兩種狀態(tài)，對應(yīng)鎖銷非鎖死和鎖死狀態(tài)。鎖銷機(jī)構(gòu)190可以防止車輛直線行駛時后軸擺振，或由于左右路面附著系數(shù)不同而導(dǎo)致車輛跑偏。

泊車過程中，整車控制器180根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器141、轉(zhuǎn)角傳感器142、電機(jī)控制器130傳來的輪速信號、以及測距雷達(dá)144傳來的與障礙物距離信號、與停車線距離信號，實時計算車輛行駛狀態(tài)，對比前述整車速度v總與目標(biāo)車速是否相同，并對車輛各個驅(qū)動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)整，以改變車輛轉(zhuǎn)向角，修正行駛軌跡；圖像處理模塊152實時將攝像頭151傳來的圖像進(jìn)行合成，生成車輛四周全景圖像傳送至觸控顯示屏160，便于駕駛員觀察。若駕駛員認(rèn)為需要人工接管車輛，可以在泊車過程中隨時踩制動踏板進(jìn)行制動，此時整車控制器180通過制動踏板位置傳感器143檢測到人為踩踏制動踏板，則自動退出自動泊車模式。

最后，需要檢查泊車效果，整車控制器180繼續(xù)讀取測距雷達(dá)144傳來的距離信息，檢查車輛是否與車位線近似平行，且車輛左右距離停車位線距離均大于20cm、車輛前后距離最近的障礙物距離大于30cm。若不滿足以上條件，則整車控制器180繼續(xù)重復(fù)上述計算轉(zhuǎn)矩、產(chǎn)生電機(jī)控制指令過程，微調(diào)車輛位置直至滿足以上所有條件。而后整車控制器180發(fā)送指令給四輪電機(jī)控制器130，使左右車輪產(chǎn)生方向相反的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，利用差動轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)向盤回正；整車控制器180檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩傳感器141和轉(zhuǎn)角傳感器142，待前后軸均回正后，整車控制器180發(fā)送指令控制后軸鎖止輪轂電機(jī)120，將后軸鎖死。整車控制器180發(fā)送提示至觸控顯示屏160，提示駕駛員泊車完成。至此，泊車過程結(jié)束。

在本發(fā)明的整車控制器180內(nèi)置泊車控制算法，整車控制器用于處理與障礙物距離信息、計算各個輪轂電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩并發(fā)送電機(jī)控制指令、根據(jù)輪速信號和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角信號計算車輛姿態(tài)、控制雷達(dá)和攝像頭的開閉等，該控制器掛接到車載can總線上。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)置泊車控制算法一種實現(xiàn)形式，包括以下步驟：

步驟1、選擇泊車模式，泊車模式包括水平泊車模式和垂直泊車模式；

步驟2、判斷泊車空間是否符合泊車條件。

所述泊車條件為泊車空間內(nèi)無障礙物；障礙物與泊車空間的直線距離大于20公分；所述泊車空間的長度較車輛的長度不小于20cm，其寬度較車輛的寬度不小于20cm。

步驟3、車輛調(diào)整至所選泊車模式的初始泊車位置。

步驟4、車輛按照所選泊車模式的泊車軌跡進(jìn)行泊車；

步驟5、當(dāng)泊車位置滿足停泊條件，泊車完成；如否，對車輛進(jìn)行微調(diào)直至滿足停泊條件。

圖5-7示出了右側(cè)水平泊車模式的流程，具體如下：

步驟1、駕駛員按下泊車按鈕，并選擇右側(cè)水平泊車模式。

步驟2、車輛通過分布于四角的攝像頭及測距雷達(dá)讀取環(huán)境信息，識別地面停車線及車輛與四周障礙物距離，判斷車位內(nèi)及四周障礙物情況。若車位尺寸大于車輛尺寸且四周都比車輛尺寸大20cm以上，且距離車位線最近的障礙物皆存有20公分以上余量，且車位內(nèi)無障礙物阻擋，則認(rèn)為車輛可以泊入。

步驟3：所述水平泊車模式的初始泊車位置為：所述車輛與泊車空間的長度平行；沿車輛的長度方向，車尾距離泊車空間的距離為xm；沿車輛的寬度方向，所述車輛與泊車空間的最近距離為40cm；停車準(zhǔn)備入位。開始泊車后，整車控制器首先檢查后軸鎖死狀態(tài)，讀取后軸鎖銷位置信號，若后軸處于鎖死狀態(tài)，需要首先將后軸解鎖。

步驟4、轉(zhuǎn)向盤打至右極限位置(前、后輪轉(zhuǎn)向角之比為6：1，且前、后輪轉(zhuǎn)向方向相反)，算出當(dāng)將前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)至右極限位置時所需的差動轉(zhuǎn)矩和所需的后輪轉(zhuǎn)角下的差動轉(zhuǎn)矩。將此轉(zhuǎn)矩與車速為3kph下所需的驅(qū)動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩求代數(shù)和后，作為四個車輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。整車控制器根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩生成電機(jī)控制指令輸出給電機(jī)控制器，由電機(jī)控制器控制四個輪轂電機(jī)進(jìn)行泊車。具體的泊車過程如下：

車輛后端距車位左側(cè)線距離小于1m，轉(zhuǎn)向盤回正；待左后輪進(jìn)入停車線內(nèi)且與邊線距離大于20cm時，轉(zhuǎn)向盤打至左極限位置，前、后輪轉(zhuǎn)向角之比為6：1，且前、后輪轉(zhuǎn)向方向相反；待車輛左后端點與車位后側(cè)線距離小于15cm，對車輛進(jìn)行制動。

泊車軌跡為：

如圖5所示，車輛外側(cè)前輪沿半徑為r的第一軌跡倒車，車輛行至第一位置，所述第一軌跡的圓心根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定律確定并設(shè)置在所述車輛的內(nèi)側(cè)；所述第一位置為車輛外側(cè)的后端與泊車空間的直線距離小于1m；

根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定律，做兩個外側(cè)車輪的中垂線的交點，其交點為車輛的轉(zhuǎn)向中心，兩垂線夾角設(shè)為α，

α＝αf+αb(4)

其中，α為外側(cè)前輪和后輪的偏轉(zhuǎn)角度的加和，單位為度；αf為外側(cè)后輪的偏轉(zhuǎn)角度；αb外側(cè)前輪的偏轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)正弦定理，車輛外側(cè)前輪沿半徑為r，滿足：

為避免泊車過程中汽車后部剮蹭障礙物，應(yīng)做校核：由于后輪轉(zhuǎn)角很小(小于5°)，近似車輛轉(zhuǎn)向中心在后軸連線上，車輛外側(cè)前輪沿半徑為r應(yīng)滿足：

其中，l為車輛的軸距，單位cm；a為車輛的輪距，單位cm；b為后懸長度。單位cm；αb外側(cè)前輪的偏轉(zhuǎn)角度；α為外側(cè)前輪和后輪的偏轉(zhuǎn)角度的加和。其中x為調(diào)整量，初始為0，若公式(3)不滿足，則車輛在整車控制器控制下向后退一定距離x，直到滿足上式為止，再進(jìn)行泊車過程，滿足此式即可滿足停車時車身距離車位線的最小距離大于15cm。

如圖6所示，當(dāng)車輛至第一位置點k1時，沿直線倒車，所述直線與第一軌跡相切，直至車輛行至第二位置，所述第二位置為車輛外側(cè)的后輪進(jìn)入泊車空間且與泊車空間直線距離等于20cm。

如圖7所示，當(dāng)車輛至第二位置點k2時，車輛內(nèi)側(cè)前輪沿半徑為r的第二軌跡倒車，直至車輛進(jìn)入泊車空間；其中，所述第二軌跡與所述直線相切；以及所述第二軌跡的圓心設(shè)置在所述車輛的外側(cè)；

步驟5、檢測車輛是否與車位線近似平行，且車輛左右距離停車位線距離均大于20cm、車輛前后距離最近的障礙物距離大于30cm；若不滿足以上條件，則控制各個輪轂電機(jī)，對于車輛進(jìn)行微調(diào)，直到滿足上述所有條件后，整車控制器發(fā)送指令給電機(jī)控制器，制動車輛；待車輛停穩(wěn)后，發(fā)送提示至觸控顯示屏，提示駕駛員接管車輛。至此，泊車過程結(jié)束。

在上述泊車過程中，車輛與車位線近似平行的指標(biāo)是，任何同一側(cè)面的兩個雷達(dá)探測其距離停車線或障礙物的距離的差值小于10cm。

其中，本說明中的外側(cè)定義為：車輛遠(yuǎn)離泊車空間的一側(cè)，內(nèi)側(cè)為車輛靠近泊車空間的一側(cè)。

圖8示出了右側(cè)垂直泊車模式的流程，具體為：

步驟1、駕駛員按下泊車按鈕，選擇右側(cè)垂直泊車模式。

步驟2、車輛通過分布于四角的攝像頭及測距雷達(dá)讀取環(huán)境信息，識別地面停車線及車輛與四周障礙物距離，判斷車位內(nèi)及四周障礙物情況。若車位尺寸大于車輛尺寸且四周都比車輛尺寸大20cm以上，且距離車位線最近的障礙物皆存有20公分以上余量，且車位內(nèi)無障礙物阻擋，則認(rèn)為車輛可以泊入。

步驟3、若車位可以泊入，則車輛行駛到垂直泊車模式的初始泊車位置，初始泊車位置滿足：車輛車身與泊車空間垂直；沿車輛的長度方向，車尾內(nèi)側(cè)與泊車空間的垂直距離為1.8+ym；沿車輛的寬度方向，所述車輛尾部與泊車空間的垂直距離為60cm。停車準(zhǔn)備泊車。

步驟4、轉(zhuǎn)向盤打至右極限位置，車輛以3kph的速度倒車行駛。當(dāng)檢測到車輛與停車位近似平行時，回正所有車輪。車輛沿直線倒車入位，待車輛后端距離車位后端距離約30cm時，制動車輛。

泊車軌跡為：

車輪偏轉(zhuǎn)右極限位置，前、后輪轉(zhuǎn)向角之比為6：1，且前、后輪轉(zhuǎn)向方向相反，根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定律確定圓心并設(shè)置在車輛內(nèi)側(cè)；

車輛外側(cè)后端邊角沿半徑為r1的外側(cè)軌跡倒車；同時，車輛內(nèi)側(cè)沿半徑為r2的內(nèi)側(cè)軌跡倒車，直至車輛與泊車空間平行；

所述r1滿足：

所述r2滿足：

其中，n為泊車空間的寬度。

步驟5、最后檢測車輛是否仍與車位近似平行，且車輛距離左右車位線距離均大于20cm、車輛前后距離最近障礙物距離均大于30cm。若不滿足上述條件，則控制輪轂電機(jī)對車輛進(jìn)行微調(diào)。直至滿足上述所有條件后，制動車輛并發(fā)送提示至顯示屏，提示駕駛員接管車輛。至此，泊車過程結(jié)束。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。