[发明专利]用于自动驾驶车辆的转向系统

说明书

一种用于乘客的自动驾驶车辆，其包括四个可转向车轮，其中每个可转向车轮通过具有一组两个致动器的转向系统来进行转向。每组致动器中的一个致动器由第一动力源来提供动力，而该组致动器中的另一个致动器由第二动力源来提供动力。四个控制器均控制每组致动器中的一个致动器以及来自另一组致动器中的一个致动器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月20日提交的美国专利申请62/951,414的优先权或权益，该专利申请说明书的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及自动驾驶车辆领域。更具体地，本发明涉及一种用于自动驾驶车辆的线控转向的转向系统，具有高度的冗余和完整性。

背景技术

在汽车领域中，尤其是随着自动驾驶车辆的出现，越来越多地使用线控转向的转向系统。这种线控转向通常使用传感器来检测转向盘的旋转，并将表示检测到的旋转的信号发送到作用于转向齿条的致动器，转向齿条连接转向车轮。

在其他类型的自动驾驶车辆中，使用线控转向系统的另一版本，其中自动驾驶车辆的每个可转向车轮分配有单独的转向致动器。这种变型允许对每个可转向车轮的转向角度进行独立控制。有利地，这种线控转向系统可以根据阿克曼原理使可转向车轮定向，或者使其定向为在所有车轮平行地转向时允许车辆的横移运动(crabbing movement)。

正如产品设计中经常出现的情况一样，目的之一通常是保持尽可能低的车辆成本，以使得这两种设计中的传感器和致动器的数量保持在可接受的最小值。然而，在一些其他类型的自动驾驶车辆中，诸如在公共交通市场中使用的自动驾驶车辆，汽车安全等级不足且上述线控转向系统可能无法满足安全要求，需要更高的安全等级，其通常需要更高的可用性和完整性。因此，需要满足更严格的安全要求的自动驾驶公共交通车辆。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自动驾驶车辆的转向系统，该转向系统克服或缓解了用于自动驾驶车辆的已知转向系统的一个或更多个缺点，或者至少提供了一种有用的替代方案。

本发明提供的优点是满足了至少一些类别的自动驾驶公共交通车辆的安全要求。

根据本发明的实施例，提供了一种自动驾驶车辆，其包括具有乘客舱的主体、四个转向系统、至少两个控制器、第一动力源和第二动力源。每个转向系统配备有车轮和将车轮连接到主体以使车轮转向的第一致动器。四个车轮中的每个支撑所述主体的不同端和不同侧。至少两个控制器可操作性地连接到第一致动器以控制它们的致动。第一动力源为第一致动器的第一子组提供动力，而第二动力源为第一致动器的第二子组提供动力。

可选地，自动驾驶车辆的四个转向系统可以是右前转向系统、左前转向系统、右后转向系统和左后转向系统。自动驾驶车辆还包括分别在右前转向系统与左前转向系统之间的以及在右后转向系统与左后转向系统之间的耦合连杆。耦合连杆可操作性地分别将转向运动从耦合的转向系统中的第一个传递到耦合的转向系统中的第二个。

可选地，耦合连杆中的每个可以包括弹簧元件和阻尼元件，其中每个弹簧元件允许相应的耦合的转向系统的车轮之间的一转向角度差。耦合连杆可以是机械耦合连杆或液压耦合连杆中的一种。

替代地，自动驾驶车辆的四个转向系统可以是右前转向系统、左前转向系统、右后转向系统和左后转向系统。自动驾驶车辆还可以包括分别在右前转向系统与右后转向系统之间的以及在左前转向系统与左后转向系统之间的耦合连杆。

可选地，耦合连杆中的每个可以包括弹簧元件和阻尼元件，其中每个弹簧元件允许相应的耦合转向系统的车轮之间的一转向角度差。耦合连杆可以是机械耦合连杆或者液压耦合连杆中的一种。