CN108278361A - 用于自动驾驶车辆的变速控制系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动驾驶车辆的变速控制系统及其运行方法。根据本发明，限制器还可以借助代替制动信号的允许信号而允许针对变速杆的特定的一部分操作，而所述限制器原本必须接收到制动切换器进行操作时产生的制动信号才能允许针对变速杆的特定的一部分操作。因此即使没有制动器的操作，也能够自动实现针对变速杆的特定的一部分操作，因此运行方便性得以提高。

Description

用于自动驾驶车辆的变速控制系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种能够采用于即使没有驾驶员的驾驶操作也能够进行自动驾驶的车辆(自动驾驶车辆)的变速控制系统。

背景技术

通过近来的大量的研究和技术进展，即使没有驾驶员的操作也能够行驶的自动驾驶车辆实现了商业化。

为了使车辆进行自动驾驶，需要应用各种感测技术或自动转向技术等，尤其必须应用基于驾驶情况的自动变速技术。

韩国公开专利10-2016-0028657号(以下，称之为“现有技术”)提出了一种如下的技术：通过驾驶员或外部输入而接收用于进行车辆的变速的输入信号，从而执行停车挡(P)、倒车挡(R)、空挡(N)、前进挡(D)等用于确定车辆的驾驶方向和状态的变速杆的操作。

然而，通常，车辆的变速杆被设定为限制任意地从停车状态操作为前进、倒车、或空挡状态，或者从空挡状态操作为倒车状态。而且，被某些生产者生产的车辆还限制了从空挡状态操作为前进状态。为此，配备自动变速器的大部分车辆在变速杆控制系统中配备限制器，用于限制针对变速杆的多种操作中的上述提及的特定的一部分操作。

如果限制器接收到当驾驶员踩制动踏板时进行操作的从制动切换器产生的制动信号，则解除针对特定的部分操作的限制。

因此，搭载有配备限制器的变速杆控制系统的自动驾驶车辆具有如下的不便：为了进行针对变速杆的特定的一部分操作，驾驶员必须踩制动踏板。

例如，在欲要使处于停车状态的车辆出发的情况下，驾驶员必须在踩着制动踏板的状态下命令自动驾驶模式，或者在命令自动驾驶模式之后踩制动踏板，这样才能使变速杆移动并使车辆出发。

因此，虽然现有技术提到了自动驾驶模式下的变速杆的自动变速，但是由于对限制器没有任何提及，因此现有技术只不过是在如上所述的特定的一部分操作中必须承受不便的技术而已。

发明内容

本发明的目的在于提供一种如下的技术：使只有产生制动信号才被允许的特定的操作在没有可产生制动信号的制动切换器的运行的情况下也能够得以允许。

根据本发明的用于自动驾驶车辆的变速控制系统包括：变速杆，在手动驾驶模式下，被欲确定车辆的驾驶方向或状态的驾驶员手动操作，在自动驾驶模式下，被自动操作；限制器，为了根据车辆的当前状态而将针对所述变速杆的多个操作中的特定的一部分操作禁止而限制所述变速杆的移动，并为了借助被驾驶员操作的制动切换器的运行来实现所述特定的一部分操作而允许所述变速杆的移动；致动器，固定所述变速杆的被操作的当前位置，并且在自动驾驶模式下自动操作所述变速杆；变速器，如果所述变速杆由于驾驶员的操作或所述致动器的操作而被进行操作，则基于被操作的所述变速杆的当前位置来执行车辆的驾驶方向或状态；变速控制器，用于控制所述限制器及致动器，其中，所述变速控制器控制为，在自动驾驶模式下，当需要进行所述特定的一部分操作时，即使没有所述制动切换器的运行，也使所述特定的一部分操作能够实现。

如果接收到通过运行所述制动切换器而产生的制动信号，或者从所述变速控制器接收到代替所述制动信号的允许信号，则所述限制器允许所述变速杆的移动以实现所述特定的一部分操作。

所述致动器包括：驱动马达，产生用于使所述变速杆移动的驱动力；传递链，一端链式结合于所述驱动马达的驱动轴，另一端链式结合于所述变速杆，从而将所述驱动马达的驱动力传递给所述变速杆，并且借助所述驱动马达，基于驱动状态来固定位置，从而将所述变速杆的位置固定。

所述特定的一部分操作是用于从停车状态转换为前进状态、倒车状态或者空挡状态的操作。

所述特定的一部分操作是用于从空挡状态转换成前进状态和倒车状态中的任意一种状态的操作。

此外，根据本发明的用于自动驾驶车辆的变速控制系统的运行方法包括：信号产生步骤，接收到要求以自动驾驶模式进行驾驶的驾驶员的命令的变速控制器产生允许信号以代替制动信号；信号传输步骤，将在所述信号产生步骤产生的允许信号传输到限制器；移动允许步骤，接收到在所述信号传输步骤中由所述变速控制器而产生的允许信号的限制器允许所述变速杆的移动，以实现针对所述变速杆的多个操作中的特定的一部分操作，其中，所述特定的一部分操作在所述限制器接收到通过运行制动切换器而产生的制动信号时被允许，在所述变速控制器产生的允许信号是如下的命令信号：只在自动驾驶模式下产生，而使所述限制器允许所述变速杆的移动，以实现所述特定的一部分操作。

所述特定的一部分操作是用于从停车状态转换为前进状态、倒车状态或空挡状态的操作。

所述特定的一部分操作是用于从空挡状态转换成前进状态和倒车状态中的任意一种状态的操作。

根据本发明，在自动驾驶模式下，能够借助代替制动信号的允许信号而允许针对位于移动被限制位置的变速杆的移动，因此具有进一步提高自动驾驶的方便性的效果。

附图说明

图1是针对根据本发明的一实施例的用于自动驾驶车辆的变速控制系统的示意性的构成图。

图2及图3是用于说明能够采用于图1的用于自动驾驶车辆的变速控制系统的根据两例的限制器的参照图。

符号说明

100：用于自动驾驶车辆的变速控制系统

110：变速杆

120：限制器

130：致动器

131：驱动马达 132：传递链

140：变速器

150：变速控制器

B/S：制动信号

A/S：允许信号

具体实施方式

参照附图对根据本发明的优选实施例进行说明，并且为了确保说明的简洁性，将尽可能省略或压缩公知或重复的说明。

图1是针对根据本发明的一实施例的用于自动驾驶车辆的变速控制系统100(以下，简称为“变速控制系统”)的示意性的构成图。

根据本实施例的变速控制系统包括：变速杆110、限制器120、致动器(actuator)130、变速器140和变速控制器150。

变速杆110在手动驾驶模式下被欲要确定车辆的行驶方向或状态的驾驶员手动操作，并且在自动驾驶模式下借助基于变速控制器150的控制的致动器130的驱动力而被自动操作。这种变速杆110具有手柄111，以在手动驾驶模式下使驾驶员能够进行操作。驾驶员可以向前后方向移动手柄111，从而以旋转轴R为旋转中心而使杆112进行旋转移动。当然，基于驾驶员针对杆112的旋转移动操作，变速杆110可以每次旋转移动预设的角度而将其位置确定在停车挡位置P、倒车挡位置R、空档位置N、前进挡位置D中的任意一个位置。而且，如果杆112的当前位置被确定，则识别该位置的变速器150执行基于杆112的当前位置的变速。

在本实施例中，变速杆110的操作可以如同下面的[表1]，由12个组合构成。

[表1]

操作前位置		操作后位置1	操作后位置2	操作后位置3
					P	→	R	N	D
R	→	P	N	D
					N	→	D	R	P
D	→	N	R	P

限制器120根据车辆的当前状态，为了禁止变速杆的多个操作中的特定的一部分操作，而限制变速杆110的旋转移动。而且，如果用户踩制动踏板BP时进行操作的制动切换器(Brake Switch)BS(包括感测制动状态的感测器)产生制动信号B/S，则借助限制器120的变速杆110的旋转移动的限制得以解除。

参照上述的[表1]，如果想要实现总共为12个的针对变速杆110的操作中的从P移动到R或者经由R的操作(P→N、P→D)，则必须产生制动信号B/S。在此情况下，限制器120接收制动信号B/S才会允许变速杆110的旋转移动。

而且，虽然取决于各种控制方式，但是根据实施方式，将变速杆110从N移动到D的操作或者从N移动到R的操作也可被包括在限制器120接收制动信号B/S才会允许的特定的操作中。

限制器120可以以多样的方式实现，其中，如图2所示，可以利用重力和电磁体原理而由电磁线圈121、永磁体122、限制突起123、约束切换器124简单地实现。

电磁线圈121借助电流的输入而变成电磁体。

永磁体122借助由被输入电流的电磁线圈121所产生的磁力而上升，或者借助重力而下降。

限制突起123结合于永磁体122。

约束切换器124如果接收到制动信号B/S，则使电流输入到电磁线圈121，或者阻断通向电磁线圈121的电流的输入。

与此对应地，变速杆110配备有结合于杆112而与杆112一起移动的限制板113。在限制板113中形成有：第一插入孔113a，与P的位置对应；第二插入孔113b，与第一插入孔113a相隔预设间距，并对应于N的位置。

如果限制突起123借助永磁体122的下降而被插入到第一插入孔113，则变速杆110的移动将以固定于P的位置的状态被限制，而且如果限制突起123被插入到第二插入孔113b，则变速杆110的移动将以固定于N的位置的状态被限制。而且，如果电流被施加到电磁线圈121而导致限制突起123从第一插入孔113a或第二插入孔113b被拔出，则变速杆110的移动限制被解除，从而使变速杆110的旋转移动得以允许。作为参考，图2示出了由于限制突起123从第一插入孔113a被拔出，而使变速杆110能够从P位置移动到另一位置的状态；图3示出了由于限制突起123被插入到第一插入孔113a，而使变速杆110从P位置到另一位置的移动被限制的状态。

致动器130将变速杆110的被操作后的当前位置固定，并且在自动驾驶模式下，将变速杆110自动操作。为此，致动器130具有驱动马达131和传递链132。

驱动马达131产生用于使变速杆110移动的驱动力。

传递链132的一端与驱动马达131的驱动轴131a的下端部位链式结合，另一端与变速杆110的下端部位链结合。据此，如果驱动马达131的驱动轴131a每次以预设的角度正逆旋转，则传递链132向前后方向移动，从而使驱动马达131的驱动力被传递至变速杆110。而且，如果驱动轴131a根据驱动马达131的运行状态而在预设的位置停止，则传递链132的位置也被固定，从而变速杆110的当前位置也被固定。在此，驱动轴131a的位置可以根据如何设定借助驱动马达131的驱动轴131a的旋转位置值而得以确定。

变速器140在手动驾驶模式下被驾驶员手动操作，或者在自动驾驶模式下，识别基于变速控制器150的控制而被致动器130操作的变速杆110的当前位置，并执行与此对应的车辆的驾驶方向或状态。当然，根据实施方式，还可以实现为，在自动驾驶模式下，变速控制器150直接命令变速器140而使其执行车辆的驾驶方向或状态。

变速控制器150基本地控制限制器120、致动器130及与致动器的动作联动的变速杆110的移动，尤其，在自动驾驶模式下控制限制器120而实现：在需要进行上述提到的特定的一部分操作时，即使没有制动切换器BS的运行也能够实现特定的一部分操作。

接着，按各个驾驶模式来分类说明具有上述结构的变速控制系统100。

<手动驾驶模式>

在手动驾驶模式下，驾驶员根据周围的情况而确定行驶方向或状态，并以手动方式直接操作变速杆110。

变速杆110根据驾驶员的操作而进行位置移动，而且变速杆110的被操作的当前位置被传递至变速器140。据此，变速器140实行变速而执行基于变速杆110的当前位置的车辆的驾驶方向或状态。

在这种手动驾驶模式下，如果需要上文中提到的针对变速杆110的特定的操作，则驾驶员需要踩制动踏板BP而使在制动切换器BS产生的制动信号B/S传输到限制器120。即，如果接收到在制动切换器BS产生的制动信号B/S，则限制器120可以将在特定位置P、N被限制移动的变速杆110的移动限制解除，从而允许变速杆110进行移动。

<自动驾驶模式>

在自动驾驶模式下，即使驾驶员未乘坐或乘坐车辆，除了驾驶员选择自动驾驶模式的行为以外，不执行用于确定行驶方向或状态的任何的操作行为。

因此，包含转向系统(未示出)、制动系统(未示出)及变速控制系统100的配备于车辆的各种系统借助自动驾驶控制器(未示出)来实现。当然，在上述的实施例中提到的变速控制器150优选地体现为构成自动驾驶控制器的一部分。

在上述的自动驾驶模式下，借助变速控制器150而实现限制器120的操作和变速杆110的操作，据此而实现变速器140的运行。

变速控制器150利用借助搭载于车辆的各种传感器而感测的信息等来确定当前的驾驶方向或状态，并控制限制器和致动器130以执行基于这种确定的命令。当然，如在上文中提到的，还可以实现为使变速控制器150与变速杆110的操作无关地直接控制变速器140的运行。

在根据本发明的自动驾驶模式下，制动踏板BP不会被驾驶员操作。即，在根据本发明的自动驾驶模式下不会产生由于制动切换器BS的制动信号B/S。在如上所述的不产生制动信号B/S的情况下，变速控制器150有必要实现上述特定的一部分操作。

因此，在根据情况判断而需要特定的一部分操作的情况下，变速控制器150产生允许信号A/S来代替制动信号B/S。当然，变速控制器150在手动驾驶模式下不产生允许信号A/S，而只在自动驾驶模式下产生允许信号A/S。

在变速控制器150产生的允许信号A/S被传输到限制器120。

接收到允许信号A/S的限制器120识别为与踩到制动踏板BP的情形相同的状态，并允许变速杆110的移动而能够实现特定的一部分操作。

为了帮助对于如上所述的在自动驾驶模式下允许特定的一部分操作的方式的理解，对从停车状态转换为驾驶状态的具体的示例进行说明。

车辆处于停车状态，而且驾驶员选择自动驾驶模式。

变速控制器150产生允许信号A/S以使处于停车状态的车辆出发。此时，车辆的移动可能由于停车固定器(parking holder，未示出)而不被允许。

所产生的允许信号A/S被发送到限制器120。

接收到允许信号A/S的限制器120将直流电流输入到电磁线圈121，从而使限制突起123从第一插入孔113a被拔出。而且，变速控制器150控制致动器130而使位于作为停车位置的P位置的变速杆110移动到作为前进位置的D的位置。据此，变速器140识别变速杆110的当前位置，并从停车状态执行变速为前进状态。当执行变速时，停车固定器转换为允许车辆的移动的状态，并且车辆出发。当然，根据实施方式，在自动驾驶模式下还可以以如下方式实现：变速控制器150一同控制变速器140和变速杆110的移动，而不是在变速器140识别变速杆110的当前位置之后执行变速，从而与针对变速杆110的当前位置的识别的实现无关地使变速器140执行变速。

如上所述，已根据参照附图的实施例而进行了针对本发明的具体的说明，但是在上述的实施例中，仅将本发明的优选示例作为一例而进行了说明，因此不应理解为本发明仅仅局限于上述的实施例，本发明的权利范围应被理解成权利要求书的范围以及与此等同的范围。

Claims (8)

1.一种用于自动驾驶车辆的变速控制系统，其中，包括：

变速杆，在手动驾驶模式下，被欲确定车辆的驾驶方向或状态的驾驶员手动操作，在自动驾驶模式下，被自动操作；

限制器，为了根据车辆的当前状态而将针对所述变速杆的多个操作中的特定的一部分操作禁止而限制所述变速杆的移动，并为了借助被驾驶员操作的制动切换器的运行来实现所述特定的一部分操作而允许所述变速杆的移动；

致动器，固定所述变速杆的被操作后的当前位置，并且在自动驾驶模式下自动操作所述变速杆；

变速器，如果所述变速杆由于驾驶员的操作或所述致动器的操作而被操作，则基于被操作后的所述变速杆的当前位置来执行车辆的驾驶方向或状态；

变速控制器，用于控制所述限制器及致动器，其中，

所述变速控制器控制为，在自动驾驶模式下，当需要进行所述特定的一部分操作时，即使没有所述制动切换器的运行，也使所述特定的一部分操作能够实现。

2.如权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统，其中，

如果接收到由于所述制动切换器的运行而产生的制动信号，或者从所述变速控制器接收到代替所述制动信号的允许信号，则允许所述变速杆的移动以实现所述特定的一部分操作。

3.如权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统，其中，

所述致动器包括：

驱动马达，产生用于使所述变速杆移动的驱动力；

传递链，一端链式结合于所述驱动马达的驱动轴，另一端链式结合于所述变速杆，从而将所述驱动马达的驱动力传递给所述变速杆，并且借助所述驱动马达，基于操作状态来固定位置，从而将所述变速杆的位置固定。

4.如权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统，其中，

所述特定的一部分操作是用于从停车状态转换成前进状态、倒车状态或者空挡状态的操作。

5.如权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统，其中，

所述特定的一部分操作是用于从空挡状态转换成前进状态和倒车状态中的任意一种状态的操作。

6.一种用于自动驾驶车辆的变速控制系统的运行方法，其中，包括：

信号产生步骤，接收到要求以自动驾驶模式进行驾驶的驾驶员的命令的变速控制器产生代替制动信号的允许信号；

信号传输步骤，将在所述信号产生步骤中产生的允许信号传输到限制器；

移动允许步骤，接收到在所述信号传输步骤中由所述变速控制器产生的允许信号的限制器允许所述变速杆的移动，以实现针对所述变速杆的多个操作中的特定的一部分操作，其中，

所述特定的一部分操作在所述限制器接收到由于制动切换器的运行而产生的制动信号时被允许，

在所述变速控制器产生的允许信号是如下的命令信号：只在自动驾驶模式下产生，而使所述限制器允许所述变速杆的移动，以实现所述特定的一部分操作。

7.如权利要求6所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统的运行方法，其中，

所述特定的一部分操作是用于从停车状态转换成前进状态、倒车状态或空挡状态的操作。

8.如权利要求6所述的用于自动驾驶车辆的变速控制系统的运行方法，其中，

所述特定的一部分操作是用于从空挡状态转换成前进状态和倒车状态中的任意一种状态的操作。