CN107963116A - 一种车辆驾驶模式的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆驾驶模式的切换方法，应用于具有自动驾驶系统的汽车中，其中，所述方法包括：ECU检测方向盘传动的转矩；当所述转矩大于预设值时，所述ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈；所述内部线圈停止产生磁场，所述磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置；所述转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置，以实现自动驾驶模式人为接管模式的切换。通过本发明提供的车辆驾驶模式的切换方法，利用磁流变离合器的特性，离合器内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置，从而提高了在切换驾驶模式时的可靠性和安全性。

Description

一种车辆驾驶模式的切换方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，更具体地，涉及一种车辆驾驶模式的切换方法。

背景技术

汽车是人们日常工作生活中不可缺少的交通工具。庞大汽车市场的兴衰也在很大程度上左右着全球经济发展。自动驾驶汽车技术的研发，在20世纪也已经有数十年的历史，于21世纪初呈现出接近实用化的趋势，比如，谷歌自动驾驶汽车于2012年5月获得了美国首个自动驾驶车辆许可证，预计于2015年至2017年进入市场销售。

自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。自动驾驶汽车对社会、驾驶员和行人均有益处。自动驾驶汽车的交通事故发生率几乎可以下降至很低，即使受其他汽车交通事故发生率的干扰，自动驾驶汽车市场份额的高速增长也会使整体交通事故发生率稳步下降。自动驾驶汽车的行驶模式可以更加节能高效，因此交通拥堵及对空气的污染将得以减弱。

然而，在现代汽车中，驾驶员仍然是汽车的控制系统的关键组成部分。在智能自动驾驶系统出现瓶颈时，驾驶员可以人为接管汽车并做出以车辆的安全行驶为目标的各种决策，包括速度，转向，障碍物和危险识别，及障碍物和危险的躲避，进一步保证车内人员及自动驾驶汽车的安全性。但是，当遇到在自动驾驶过程中需要司机人为接管转向的情况往往会出现一些问题。

在自动驾驶过程中，如果需要人为接管，往往都是十分紧急突发的情况。存在自动驾驶系统按照错误的指令控制车辆转向的同时，司机需要对抗自动驾驶的控制并且接管车辆保证车辆行驶安全的情况。现有的解决方案往往是通过加装离合器来达到司机人为接管的目的。但是如果系统不能自动识别接管行为，离合器不能自动开关，并且司机又没能来的及人工开关离合器，就会使对抗长时间存在。这样长时间的对抗有可能会损坏车辆的转向系统。转向系统的损坏有可能使整车系统处于瘫痪。

发明内容

本发明提供了一种车辆驾驶模式的切换方法，以解决现有技术中存在的，具有自动驾驶系统的车辆在进行驾驶模式的切换时安全性和可靠性低的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种车辆驾驶模式的切换方法，应用于具有自动驾驶系统的汽车中，所述方法包括：ECU检测方向盘传动的转矩；当所述转矩大于预设值时，所述ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈；所述内部线圈停止产生磁场，所述磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置；所述转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置，以实现自动驾驶模式人为接管模式的切换。

优选地，在所述行车控制单元ECU接收方向盘发送的转矩步骤之前，所述方法还包括：ECU发送车辆控制信号至电子助力转向系统EPS；所述EPS依据所述车辆控制信号输出助力转矩至磁流变离合器的主动装置；依据所述助力转矩，所述磁流变离合器的从动装置输出离合器转矩至所述转矩处理装置；依据所述离合器转矩，所述转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置。

优选地，所述内部线圈停止产生磁场，所述磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置的步骤，包括：所述线圈停止产生磁场；所述磁流变离合器内部磁流变液的剪应力随所述磁场的消失而消失；依据所述剪应力，所述磁流变液由固态变为液态，所述磁流变离合器的所述从动装置不受主动装置控制，以使磁流变离合器停止输出力矩。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例提供的一种车辆驾驶模式的切换方法，将磁流变离合器接入到自动驾驶车辆的转向控制系统中，通过行车控制单元ECU检测方向盘传动的转矩，当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。利用磁流变离合器的特性，离合器内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置，从而提高了在切换驾驶模式时的可靠性和安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一的一种自动驾驶系统的结构示意图；

图2为本发明的一种磁流变离合器的结构示意图；

图3为本发明实施例三的一种车辆驾驶模式的切换方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例四的一种车辆驾驶模式的切换方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种自动驾驶系统的结构示意图。

本发明实施例的自动驾驶系统用于实现后续方法实施例中的车辆驾驶模式的切换方法，本发明实施例的自动驾驶系统包括：

方向盘101、行车控制单元ECU 102、电子助力转向系统EPS 103、转矩处理装置104、磁流变离合器105、车辆转向控制装置106。

ECU包括：行车控制信号接口1021、磁流控制接口1022、接管转矩接口1023；EPS包括：助力转矩输出接口1031、行车控制信号输入接口1032；转矩处理装置包括：方向盘转矩接口1041、离合器接口1042以及合成转矩接口1043；磁流变离合器包括：线圈1051、磁流变液1052、主动装置1053、从动装置1054。

方向盘101分别连接接管转矩接口1023和方向盘转矩接口1041，行车控制信号接口1021连接行车控制信号输入接口1032，磁流控制接口1022连接线圈1051，助力转矩输出接口1031连接主动装置1053；从动装置1054连接离合器接口1042，合成转矩接口1043连接车辆转向控制装置106。

本发明实施例提供的自动驾驶系统，将磁流变离合器接入到自动驾驶车辆的转向控制系统中，通过行车控制单元ECU检测方向盘传动的转矩，当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。利用磁流变离合器的特性，离合器内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置，从而提高了在切换驾驶模式时的可靠性和安全性。

实施例二

依然参照图1，示出了本发明实施例二的一种自动驾驶系统的结构示意图。

本发明实施例的自动驾驶系统用于实现后续方法实施例中的车辆驾驶模式的切换方法，本发明实施例的自动驾驶系统包括：

方向盘101、行车控制单元ECU 102、电子助力转向系统EPS 103、转矩处理装置104、磁流变离合器105、车辆转向控制装置106。

ECU包括：行车控制信号接口1021、磁流控制接口1022、接管转矩接口1023；EPS包括：助力转矩输出接口1031、行车控制信号输入接口1032；转矩处理装置包括：方向盘转矩接口1041、离合器接口1042以及合成转矩接口1043；磁流变离合器包括：线圈1051、磁流变液1052、主动装置1053、从动装置1054。

方向盘101分别连接接管转矩接口1023和方向盘转矩接口1041，行车控制信号接口1021连接行车控制信号输入接口1032，磁流控制接口1022连接线圈1051，助力转矩输出接口1031连接主动装置1053；从动装置1054连接离合器接口1042，合成转矩接口1043连接车辆转向控制装置106。

具体地，本发明实施例所示的连接关系中：

行车控制信号接口1021与行车控制信号输入接口1032之间的连接，以及磁流控制接口1022与线圈1051之间的连接，均为电气连接；

方向盘101与接管转矩接口1023以及方向盘转矩接口1041之间的连接，助力转矩输出接口1031与主动装置1053之间的连接；从动装置1054与离合器接口1042之间的连接，合成转矩接口1043与车辆转向控制装置106之间的连接，均为机械连接。

具体地，磁流变离合器的结构参照图2，本发明实施例所示的，磁流变液的剪应力与所受磁场成正比，当剪应力增大到预设值时，磁流变液由液态变为固态。

其中，预设值可以由本领域技术人员根据实际需求进行设置，本发明实施例中对此不作具体限制。

优选地，在自动驾驶状态下，ECU102的磁流控制接口1022输出电流至线圈1051，线圈1051产生磁场，磁流变液1052由液态变为固态；在非自动驾驶状态下，ECU102的磁流控制接口1022停止输出电流至线圈1051，线圈1051不产生磁场，磁流变液1052由液态变为固态。

优选地，接管转矩接口1023在检测方向盘传动的转矩时，ECU102的磁流控制接口1022停止输出电流至磁流变离合器105。

本发明实施例提供的一种自动驾驶系统，除了具有实施例一中的自动驾驶系统所具有的有益效果外，还通过控制磁流变离合器磁场强度的输入电流，来控制车辆是否由自动驾驶系统来控制。主动和从动装置之间的液体连接，所以可以在保证主动装置输出转矩的情况下，从动装置可以单独的工作，不受到主动装置的干预，从而进一步保证了整个车辆系统的安全性，使驾驶员有充足的时间来做接管的其他步骤。

实施例三

参照图3，示出了本发明实施例三的一种车辆驾驶模式的切换方法的流程图。

本发明实施例的车辆驾驶模式的切换方法包括以下步骤：

步骤301：ECU检测方向盘传动的转矩。

步骤302：当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。

磁流变离合器是利用磁流变液特性所诞生的一种离合器。磁流变液在通常状况下会呈现出一般液体的特性，一旦将液体置于磁场当中，液体的剪应力就会随着磁场的增强而加大。一旦剪应力加大到一定的程度，液体本身就会呈现出固体的特性。如图2所示，磁流变离合器简单来说可以由以下部件组成，磁流变离合器包括：主动机构201和从动机构204，以及存在于两者之间的磁流变液203，还有产生磁场的线圈202。

剪应力是应力的一种，定义为单位面积上所承受的剪力，且力的方向与受力面的法线方向正交。

步骤303：内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置。

参照图2，当线圈202不产生磁场的情况下，磁流变液203呈现出液体的特性，隔绝了主动和从动结构。当输入电流给线圈202，线圈202产生磁场。磁流变液203在磁场的作用下改变自己的剪应力，从而使主动机构201上的转矩传递到从动机构204上。因为主动和从动机构之间是这样的液体连接，所以可以在保证主动机构输出转矩的情况下，保证从动机构可以单独的工作，不受到主动机构的干预。

步骤304：转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置，以实现自动驾驶模式人为接管模式的切换。

本发明实施例提供的车辆驾驶模式的切换方法，将磁流变离合器接入到自动驾驶车辆的转向控制系统中，通过行车控制单元ECU检测方向盘传动的转矩，当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。利用磁流变离合器的特性，离合器内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置，从而提高了在切换驾驶模式时的可靠性和安全性。

实施例四

参照图4，示出了本发明实施例四的一种车辆驾驶模式的切换方法的流程图。

本发明实施例的车辆驾驶模式的切换方法包括以下步骤：

步骤401：ECU发送车辆控制信号至电子助力转向系统EPS。

步骤402：EPS依据车辆控制信号输出助力转矩至磁流变离合器的主动装置。

带有EPS系统的车辆上可以在EPS的助力输出后接入一个磁流变离合器，用来隔离EPS的输出和车辆的底层转向控制。控制磁流变离合器磁场强度的输入电流可以由自动驾驶系统来控制。

步骤403：依据助力转矩，磁流变离合器的从动装置输出离合器转矩至转矩处理装置。

当车辆在自动驾驶状态下，系统会激活离合器内部的磁场，使EPS的输出转矩可以通过离合器达到控制车辆底层控制的目的。

步骤404：依据离合器转矩，转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置。

步骤405：ECU检测方向盘传动的转矩。

步骤406：当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。

步骤407：内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置。

系统识别到了接管的行为之后，磁场就会消失，保证人为的输入接管车辆，这样既保证了车辆系统的正常工作，又可以让司机安全的接管转向控制。

优选地，内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理时的具体方式如下：

S1：线圈停止产生磁场；

S1：磁流变离合器内部磁流变液的剪应力随磁场的消失而消失；

S2：依据剪应力，磁流变液由固态变为液态，磁流变离合器的从动装置不受主动装置控制，以使磁流变离合器停止输出力矩。

步骤408：转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置，以实现自动驾驶模式人为接管模式的切换。

在司机接管之后，系统可以检测保证EPS的输出正确之后，再次激活磁流变离合器，使助力接入方向控制。

在系统并没有检测到人为接管的行为时，司机通过自身的判断认为需要人为接管。这时司机直接控制方向盘虽然也会与EPS的助力产生对抗，但是因为磁流变液的特性，保证了这种对抗的存在既不会损害EPS的输出结构，也不会损坏司机的输出结构。保证了整个车辆系统的安全性，司机有充足的时间来做接管的其他步骤。

本发明实施例提供的车辆驾驶模式的切换方法，将磁流变离合器接入到自动驾驶车辆的转向控制系统中，通过行车控制单元ECU检测方向盘传动的转矩，当转矩大于预设值时，ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈。利用磁流变离合器的特性，离合器内部线圈停止产生磁场，磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置，从而提高了在切换驾驶模式时的可靠性和安全性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种车辆驾驶模式的切换方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的实施步骤及实现进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干的单元权利要求中，这些中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

Claims (3)

1.一种车辆驾驶模式的切换方法，应用于具有自动驾驶系统的汽车中，其特征在于，所述方法包括：

ECU检测方向盘传动的转矩；

当所述转矩大于预设值时，所述ECU停止输出电流至磁流变离合器的内部线圈；

所述内部线圈停止产生磁场，所述磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置；

所述转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置，以实现自动驾驶模式人为接管模式的切换。

2.根据权利要求1所述的车辆驾驶模式的切换方法，其特征在于，在所述行车控制单元ECU接收方向盘发送的转矩步骤之前，所述方法还包括：

ECU发送车辆控制信号至电子助力转向系统EPS；

所述EPS依据所述车辆控制信号输出助力转矩至磁流变离合器的主动装置；

依据所述助力转矩，所述磁流变离合器的从动装置输出离合器转矩至所述转矩处理装置；

依据所述离合器转矩，所述转矩处理装置输出控制转矩至车辆转向控制装置。

3.根据权利要求1所述的车辆驾驶模式的切换方法，其特征在于，所述内部线圈停止产生磁场，所述磁流变离合器停止输出力矩至转矩处理装置的步骤，包括：

所述线圈停止产生磁场；

所述磁流变离合器内部磁流变液的剪应力随所述磁场的消失而消失；

依据所述剪应力，所述磁流变液由固态变为液态，所述磁流变离合器的所述从动装置不受主动装置控制，以使磁流变离合器停止输出力矩。