程泊靜 李治國 譚慧 陳標

湖南汽車工程職業(yè)學院 湖南省株洲市 412000

隨著科技的發(fā)展，自動駕駛技術得到了社會越來越多的關注。現(xiàn)代高科技與汽車技術相結合，無人駕駛汽車已成為當今國內外汽車業(yè)發(fā)展的熱點。實現(xiàn)汽車自動駕駛的關鍵技術包括環(huán)境感知、導航定位、軌跡規(guī)劃和底層線控等。那么在底層線控技術框架中，制動系統(tǒng)的自動控制無疑是非常關鍵的，因為制動系統(tǒng)直接關系到了自動駕駛汽車的安全性能。本項目依托湖南汽車工程職業(yè)學院-李德毅院士專家工作站針對純電動自動駕駛觀光車進行改造，依據(jù)目前的有人駕駛的純電動觀光車駕駛平臺進行自動駕駛的純電動觀光車駕駛平臺改造工程，對自動駕駛技術發(fā)展具有重要意義。

1 自動駕駛汽車發(fā)展背景

美、日等國研究自動駕駛起步較早、基礎較好，并在近年來研究制定了許多政策為自動駕駛技術發(fā)展保駕護航。我國也正在通過“中國制造2025”等一系列規(guī)劃，讓自動駕駛技術得到國家層面的大力支持。從汽車行業(yè)來說，目前國內外主要的汽車制造商均涉足自動駕駛領域，另外互聯(lián)網等其他科技企業(yè)也參與進來。如2017年，寶馬牽手百度進行自動駕駛汽車的技術研發(fā)。在學術界，國內外各科研機構、院校在國家政策的支持下，自主開發(fā)或與企業(yè)合作探索無人駕駛技術。例如，李德毅院士在國內首次完成北京至天津高速公路的全程無人駕駛，率先實現(xiàn)世界第一輛無人駕駛公交車鄭州至開封的開放道路無人駕駛。

2 純電動自動駕駛觀光車的制動系統(tǒng)改造方案

2.1 自動駕駛整體方案設計

通過查詢知網，發(fā)現(xiàn)在國內目前針對自動駕駛制動系統(tǒng)的改造已經有了一些可供借鑒的案例。尤其是針對液壓制動系統(tǒng)改造的方案相對比較成熟，對其進行的自動駕駛改造不會干擾到原有平臺功能的實現(xiàn)。

為使純電動觀光車能夠自動駕駛，首先需要給出整體方案設計（圖1）。通常來說，自動駕駛車輛為了能夠讓上位機正確的做出路徑規(guī)劃和決策需要一個強大的環(huán)境感知系統(tǒng)。目前本項目采用的是一線激光雷達和毫米波雷達來完成外部環(huán)境的探測，通過雷達的信息融合，得到當前環(huán)境的行駛現(xiàn)狀。同時為了保證觀光車能夠完成在既定路線、特定區(qū)域進行自動駕駛，本項目中還為實驗平臺配備的GPS導航設備。

圖1 自動駕駛整體方案設計

在底層控制平臺上，為保證決策指令的正確執(zhí)行，本項目針對轉向、制動和傳動系統(tǒng)都進行專門的改造，并設計的專用的控制ECU。

2.2 制動系統(tǒng)改造方案

目前針對制動系統(tǒng)的改造方案已經有較多案例，雙回路系統(tǒng)、電液控制等等。在參考了大量案例和結合本項目實際情況后，本項目以下圖的純電動觀光車（圖2）為實驗平臺進行自動駕駛改造。改造的設計目的是為了形成日后可行的產業(yè)化套件方案，因此主要考慮以下兩個指標。

圖2 觀光車實物圖

2.2.1 可靠性高

2.2.2 成本低

根據(jù)設計方案的要求，通過設計制造專用連接推桿、加裝直流電動機、設計專用制動控制ECU的方式。設計出的執(zhí)行機構示意圖如圖3所示。

圖3 執(zhí)行機構示意圖

在該系統(tǒng)中，核心部件是專門設計加工而成的連接推桿機構和電機。為了保證設計的初衷，電機的選擇應盡量成本低、故障率低、執(zhí)行可靠的。專用連接推桿機構因為會頻繁的被使用，因此應該針對不同的工況進行力學仿真分析，以保證高可靠性。本方案的最終實物圖如圖4所示。

圖4 執(zhí)行機構實物圖

3 結語

本文中所提到的方案經過實際測試發(fā)現(xiàn)可靠有效，是一種低成本高可靠性的自動駕駛制動系統(tǒng)設計方案，為未來自動駕駛技術產業(yè)化落地有較大幫助。