CN110126809B - 一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆，设置在柴油变速箱上的线控TCU接收换档指令，控制切换档位系统进行档位切换，档位包括N档、R档及D档，D档包括D1档至DX档，DX中的X大于或者等于2；线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，根据车速数据与转速数据在D1档至DX档之间切换；本发明实现了变速柴油箱在N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档，即实现了柴油变速箱的线控控制，从而实现柴油车的无人驾驶。

Description

一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆

技术领域

本发明涉及无人驾驶车辆领域，特别涉及一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆。

背景技术

无人驾驶车辆是汽车领域今后发展的主要趋势。无人驾驶车辆开发的关键技术主要有两个方面：车辆定位和车辆控制技术。这两方面相辅相成共同构成无人驾驶车辆的基础。车辆定位技术是无人驾驶车辆行驶的基础。目前常用的技术包括磁导航和视觉导航等。车辆控制技术是无人驾驶车辆的核心，主要包括档位控制、速度控制和方向控制等几个部分。

现如今的无人驾驶车辆，还处于研发设计探索阶段，大部分用于开发无人驾驶的车辆是电动车辆或者汽油车，而柴油车辆基本属于空白。柴油车在某些特定情况下具有较大的优势，例如在山路、沙漠等道路上其动力有着明显的优势。而要实现柴油车的无人驾驶离不开柴油变速箱的线控，如何实现柴油变速箱的线控控制也成为了当下无人驾驶车辆的研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆，以实现柴油车的无人驾驶。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，包括步骤：

S1、设置在柴油变速箱上的线控TCU接收换档指令，控制切换档位系统进行档位切换，所述档位包括N档、R档及D档，所述D档包括D1档至DX档，所述DX中的X大于或者等于2；

S2、线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，根据所述车速数据与所述转速数据在D1档至DX档之间切换。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种无人驾驶车辆，包括柴油变速箱、切换档位系统、设置在柴油变速箱的输出轴上的车速传感器以及设置在发电机上的转速传感器，所述柴油变速箱上设置有线控TCU，所述线控TCU连接有切换电机，所述切换电机与所述切换档位系统连接；

所述车速传感器用于检测并发送车速数据至线控TCU；

所述转速传感器用于检测并发送转速数据至线控TCU；

所述线控TCU用于接收换档指令，生成并发送在N档、R档及D档之间切换的控制指令至切换电机；用于接收车速数据以及转速数据，并根据所述车速数据与所述转速数据生成并发送在D1档至DX档之间切换的控制指令至切换电机，所述DX中的X大于或者等于2；

所述切换电机接收并响应所述控制指令，以控制所述切换档位系统进行档位切换。

本发明的有益效果在于：一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆，设置在柴油变速箱上的线控TCU通过接收换档指令，来控制切换档位系统进行档位切换，通过接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据来实现在D1档至DX档之间的切换，实现了变速柴油箱在N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档，即实现了柴油变速箱的线控控制，从而实现柴油车的无人驾驶。

附图说明

图1为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法的时序示意图；

图3为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的结构示意图；

图4为本发明实施例涉及的线控TCU以及切换电机之间的框架示意图。

标号说明：

1、一种无人驾驶车辆；2、柴油变速箱；3、线控TCU；4、车速传感器；

5、切换电机；6、切换档位系统；7、发电机；8、转速传感器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下接合实施方式并配合附图予以说明。

在此之前，为了便于理解本发明的技术方案，对于本发明中涉及的英文缩写、设备等进行说明如下：

(1)、TCU：在本发明中为Transmission Control Unit的英文简称，其中文解释为自动变速箱控制单元，常用于AMT、AT、DCT、CVT等自动变速器。它是用来实现自动变速控制，以使得驾驶更加简单。

(2)、CPU：在本发明中为Central Processing Unit的英文缩写，其中文解释为中央处理器，它主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。

请参照图1至图2，一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，包括步骤：

S1、设置在柴油变速箱上的线控TCU接收换档指令，控制切换档位系统进行档位切换，所述档位包括N档、R档及D档，所述D档包括D1档至DX档，所述DX中的X大于或者等于2；

S2、线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，根据所述车速数据与所述转速数据在D1档至DX档之间切换。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：设置在柴油变速箱上的线控TCU通过接收换档指令，来控制切换档位系统进行档位切换，通过接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据来实现在D1档至DX档之间的切换，实现了变速柴油箱在N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档，即实现了柴油变速箱的线控控制，从而实现柴油车的无人驾驶。

进一步地，所述步骤S1包括：

线控TCU接收切换D档指令，控制所述切换档位系统切换至D1档；

所述步骤S2包括：

线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，判断所述车速数据与所述转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则所述线控TCU控制离合电机以使得离合器分离、控制选档电机以选择DN档以及控制换档电机将当前的DM档切换至DN档，所述DM中的M与所述DN中的N均小于X且所述DM中的M与所述DN中的N之间相差1；

线控TCU接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，控制离合电机以使得离合器接合。

从上述描述可知，提供一种实现N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档的较佳技术方案。

进一步地，所述步骤S1中控制所述切换档位系统进行档位切换具体如下：

线控TCU控制离合电机进行分离操作，判断所述离合齿轮断开之后立即驱动选档电机进行选档操作；

线控TCU判断所述选档推杆脱离之后立即驱动换档电机进行换档操作；

所述离合电机继续完成所述分离操作，所述选档电机继续完成选档操作，所述换档电机继续完成换档操作；

线控TCU判断所述换档操作完成之后立即驱动所述离合电机进行接合操作，以完成档位切换。

从上述描述可知，通过上述步骤，使得离合电机、换档电机以及选档电机在一定时间内为并行执行操作，同时以离合齿轮断开以及选档推杆脱离作为时序点，从而提供了一种最佳时序，按照最佳时序进行执行，不仅能避免因串行执行操作所造成的变速箱伤害；而且缩短了档位切换的时间，从而加快了挂档的速度；同时，也能极大地减小了挂档过程中的顿挫感。

进一步地，所述步骤S1判断所述切换档位系统的执行状态具体如下：

线控TCU接收位于切换电机上的角度传感器所返回的当前角度数据，判断所述当前角度数据是否达到执行角度数据，若是，则认为所述切换档位系统处于所述执行状态；

所述切换电机为选档电机、换档电机或离合电机；所述执行状态为离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成；所述执行角度数据为所述切换档位系统处于所述执行状态时的预设角度数据。

从上述描述可知，当切换电机在转动时，切换电机上的角度传感器实时采集当前角度数据，当前角度数据达到执行角度数据，则认为切换档位系统处于执行状态，从而可以确定离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成等执行状态，以使得线控TCU能够根据获取的执行状态来进行及时的线控操作；其中，采用角度传感器来获取切换档位系统所处的执行状态，相对于现有直接采取运动组件来判断执行状态的技术方案来说，更加简便快速，有利于上述最佳时序的实现。

进一步地，所述步骤S1中控制所述切换档位系统进行档位切换时包括：

所述切换电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，所述Y为所述切换电机的运转速度，所述X为所述切换电机的当前行程，所述a为负数，所述s为所述切换电机的最大行程，所述Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]；

所述切换电机为选档电机、换档电机或离合电机。

其中，当切换电机为选档电机，则是选档电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，Y为选档电机的运转速度，X为选档电机的当前行程，s为选档电机的最大行程；其中，行程可以为角度、距离等等，选档电机的当前行程是指选档电机在当前时间内所处的位置与起始位置之间的行程，比如转动了多少角度，转动了多少距离等等，选档电机的最大行程是指切换档位系统中对应的换档子系统在执行一次选档操作时所走过的最大行程，该最大行程限制了选档电机的转动范围，加上在换档子系统设置的限位装置，从而更好的保护切换档位系统的安全。

从上述描述可知，切换电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，经过原点，由于a为负数，则整个抛物线的开口朝下，即在有效区间内的前半段行程，电机的运转速度为递增过程，在有效区间内的后半段行程，电机的运转速度为递减过程，以平滑电机的运动过程，避免了急启和急停的危害，也减少了电机启动和停止过程的顿挫感。

请参照图3至图4，一种无人驾驶车辆，包括柴油变速箱、切换档位系统、设置在柴油变速箱的输出轴上的车速传感器以及设置在发电机上的转速传感器，所述柴油变速箱上设置有线控TCU，所述线控TCU连接有切换电机，所述切换电机与所述切换档位系统连接；

所述车速传感器用于检测并发送车速数据至线控TCU；

所述转速传感器用于检测并发送转速数据至线控TCU；

所述线控TCU用于接收换档指令，生成并发送在N档、R档及D档之间切换的控制指令至切换电机；用于接收车速数据以及转速数据，并根据所述车速数据与所述转速数据生成并发送在D1档至DX档之间切换的控制指令至切换电机，所述DX中的X大于或者等于2；

所述切换电机接收并响应所述控制指令，以控制所述切换档位系统进行档位切换。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：设置在柴油变速箱上的线控TCU通过接收换档指令，来控制切换档位系统进行档位切换，通过接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据来实现在D1档至DX档之间的切换，实现了变速柴油箱在N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档，即实现了柴油变速箱的线控控制，从而实现柴油车的无人驾驶。

进一步地，所述切换电机包括选档电机、换档电机以及离合电机；

所述线控TCU具体用于接收切换D档指令，生成并发送切换至D1档切换的档位控制指令至切换电机；用于接收车速数据以及转速数据，判断所述车速数据与所述转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则发送将当前的DM档切换至DN档的D档控制指令至切换电机，所述DM中的M与所述DN中的N均小于X且所述DM中的M与所述DN中的N之间相差1；用于接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，发出接合控制指令；

所述离合电机用于接收并响应所述D档控制指令或所述档位控制指令，控制所述切换档位系统内的离合器分离；接收并响应所述接合控制指令，控制所述切换档位系统内的离合器接合；

所述选档电机用于接收并响应所述档位控制指令，控制所述切换档位系统以选择D1档，用于接收并响应所述D档控制指令，控制所述切换档位系统以选择DN档；

所述换档电机用于接收并响应所述档位控制指，控制所述切换档位系统切换至D1档，用于接收并响应所述D档控制指令，控制所述切换档位系统将当前的DM档切换至DN档。

从上述描述可知，提供一种实现N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档的较佳技术方案。

进一步地，所述切换档位系统包括离合器以及选档推杆，所述离合器包括离合齿轮；

所述线控TCU还用于接收离合齿轮状态消息，并在判断所述离合齿轮断开之后立即发出选档控制指令；还用于接收选档推杆状态消息，并在判断所述选档推杆脱离之后立即发出换档控制指令；还用于接收当前档位状态信息，并在判断所述当前档位状态信息为换档操作完成时，发出接合控制指令。

从上述描述可知，通过上述步骤，使得离合电机、换档电机以及选档电机在一定时间内为并行执行操作，同时以离合齿轮断开以及选档推杆脱离作为时序点，从而提供了一种最佳时序，按照最佳时序进行执行，不仅能避免因串行执行操作所造成的变速箱伤害；而且缩短了档位切换的时间，从而加快了挂档的速度；同时，也能极大地减小了挂档过程中的顿挫感。

进一步地，所述线控TCU包括由第一CPU和第二CPU组成的TCU控制器、选档电机驱动电路、换档电机驱动电路、离合电机驱动电路、车速采集电路、转速采集电路以及保护电路，所述保护电路包括过流过载保护电路以及堵转保护电路；所述切换电机包括选档电机、换档电机以及离合电机；所述选档电机上设置有第一角度传感器，所述换档电机设置有第二角度传感器，所述离合电机设置有第三角度传感器；

所述TCU控制器分别与选档电机驱动电路、所述换档电机驱动电路、所述离合电机驱动电路、所述车速采集电路、所述转速采集电路、所述第一角度传感器、所述第二角度传感器、所述第三角度传感器一一连接；所述选档电机驱动电路与所述选档电机、所述换档电机驱动电路与所述换档电机以及所述离合电机驱动电路与所述离合电机之间均连接有保护电路；

所述第一角度传感器用于采集所述选档电机的当前选档角度数据；

所述第二角度传感器用于采集所述换档电机的当前换档角度数据；

所述第三角度传感器用于采集所述离合电机的当前离合角度数据；

所述线控TCU还用于接收当前角度数据，判断所述当前角度数据是否达到执行角度数据，若是，则认为所述切换档位系统处于所述执行状态；

所述当前角度数据为当前选档角度数据、当前换档角度数据或当前离合角度数据；所述执行状态为离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成；所述执行角度数据为所述切换档位系统处于所述执行状态时的预设角度数据。

从上述描述可知，当切换电机在转动时，切换电机上的角度传感器实时采集当前角度数据，当前角度数据达到执行角度数据，则认为切换档位系统处于执行状态，从而可以确定离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成等执行状态，以使得线控TCU能够根据获取的执行状态来进行及时的线控操作；其中，采用角度传感器来获取切换档位系统所处的执行状态，相对于现有直接采取运动组件来判断执行状态的技术方案来说，更加简便快速，有利于上述最佳时序的实现。

进一步地，所述切换电机还用于按照Y＝a*X²-a*s*X进行运转速度的变换，所述Y为所述切换电机的运转速度，所述X为所述切换电机的当前行程，所述a为负数，所述s为所述切换电机的最大行程，所述Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]。

从上述描述可知，切换电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，经过原点，由于a为负数，则整个抛物线的开口朝下，即在有效区间内的前半段行程，电机的运转速度为递增过程，在有效区间内的后半段行程，电机的运转速度为递减过程，以平滑电机的运动过程，避免了急启和急停的危害，也减少了电机启动和停止过程的顿挫感。

请参照图1至图2，本发明的实施例一为：

一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，包括步骤：

S1、设置在柴油变速箱上的线控TCU接收换档指令，控制切换档位系统进行档位切换，档位包括N档、R档及D档，D档包括D1档至DX档，DX中的X大于或者等于2；

S2、线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，根据车速数据与转速数据在D1档至DX档之间切换。

若执行的N档、R档及D档之间的切换，比如，N档切换至D档，则步骤S1为：

线控TCU接收切换D档指令，控制切换档位系统将当前的N档切换至D1档。

若执行的是D1档至DX档之间的切换，则步骤S2为：

线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，判断车速数据与转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则线控TCU控制离合电机以使得离合器分离、控制选档电机以选择DN档以及控制换档电机将当前的DM档切换至DN档，DM中的M与DN中的N均小于X且DM中的M与DN中的N之间相差1；

线控TCU接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，控制离合电机以使得离合器接合。

在本实施例中，X为5，即包括D1档、D2档、D3档、D4档以及D5档，当刚切换至D档时，档位自动处于D1档，当车速传感器返回的车速数据到达20KM/H以及转速传感器返回的转速数据达到2400转/分钟，则线控TCU则认为到达了升至D2档的时机，此时，通过上述步骤S2，使得将当前的D1档切换至D2档，至此完成一次档位自动升档。其他档位自动升档原理相同，区别只在于升档时机不同，即车速信息和转速信息不同。降档逻辑与上述的升档逻辑相同，只是升档是车速数据和转速数据从低到高的反馈，而降档是车速数据和转速数据从高降到低的反馈。

其中，预设DN档数据根据不同型号发电机来进行匹配，故而并未是上述所限制的固定值，可以根据实际使用的发电机来进行匹配。

请参照图1至图2，本发明的实施例二为：

一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，在上述实施例一的基础上，参照图2，步骤S1中控制切换档位系统进行档位切换具体如下：

线控TCU控制离合电机进行分离操作，判断离合齿轮断开之后立即驱动选档电机进行选档操作；

线控TCU判断选档推杆脱离之后立即驱动换档电机进行换档操作；

离合电机继续完成分离操作，选档电机继续完成选档操作，换档电机继续完成换档操作；

线控TCU判断换档操作完成之后立即驱动离合电机进行接合操作，以完成档位切换。

其中，步骤S1判断切换档位系统的执行状态具体如下：

线控TCU接收位于切换电机上的角度传感器所返回的当前角度数据，判断当前角度数据是否达到执行角度数据，若是，则认为切换档位系统处于执行状态；

切换电机为选档电机、换档电机或离合电机；执行状态为离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成；执行角度数据为切换档位系统处于执行状态时的预设角度数据。

由此可知，离合电机的角度传感器返回当前角度数据，以判断是否到达离合齿轮断开；选档电机的角度传感器返回当前角度数据，以判断是否到达选档推杆脱离；换档电机的角度传感器返回当前角度数据，以判断是否到达换档操作完成，从而在到达执行状态时及时做出下一步的控制。

如图2所示，分离操作、选档操作以及换档操作在部分时间内三个并行操作或者是前两个并行操作或者是后两个并行操作，从而有效地避免因串行执行操作所造成的变速箱伤害；而且缩短了档位切换的时间，从而加快了挂档的速度；同时，也能极大地减小了挂档过程中的顿挫感。

请参照图1至图2，本发明的实施例三为：

一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，在上述实施例一的基础上，步骤S1中控制切换档位系统进行档位切换时包括：

切换电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，Y为切换电机的运转速度，X为切换电机的当前行程，a为负数，s为切换电机的最大行程，Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]；换电机为选档电机、换档电机或离合电机。

其中，当切换电机为选档电机，则是选档电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，Y为选档电机的运转速度，X为选档电机的当前行程，s为选档电机的最大行程；其中，行程可以为角度、距离等等，选档电机的当前行程是指选档电机在当前时间内所处的位置与起始位置之间的行程，比如转动了多少角度，转动了多少距离等等，选档电机的最大行程是指切换档位系统中对应的换档子系统在执行一次选档操作时所走过的最大行程，该最大行程限制了选档电机的转动范围，加上在换档子系统设置的限位装置，从而更好的保护切换档位系统的安全，其换档电机或离合电机与上述同理。

其中，在本实施例中a＝-0.05，另外X为切换电机的旋转角度，其最大角度为120°。

即对电机驱动进行平滑处理，避免了急启和急停的危害，也减少了电机启动和停止过程的顿挫感。

请参照图3至图4，本发明的实施例四为：

一种无人驾驶车辆1，包括柴油变速箱2、切换档位系统6、设置在柴油变速箱2的输出轴上的车速传感器4以及设置在发电机7上的转速传感器8。

如图3所示，柴油变速箱2上设置有线控TCU3，线控TCU3连接有切换电机5，切换电机5与切换档位系统6连接。

如图4所示，切换电机5包括选档电机、换档电机以及离合电机，选档电机上设置有第一角度传感器，换档电机设置有第二角度传感器，离合电机设置有第三角度传感器；切换档位系统6包括离合器以及选档推杆，离合器包括离合齿轮；线控TCU3包括由第一CPU和第二CPU组成的TCU控制器、选档电机驱动电路、换档电机驱动电路、离合电机驱动电路、车速采集电路、转速采集电路以及保护电路，保护电路包括过流过载保护电路以及堵转保护电路。

如图4所示，TCU控制器分别与选档电机驱动电路、换档电机驱动电路、离合电机驱动电路、车速采集电路、转速采集电路、第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器一一连接；选档电机驱动电路与选档电机、换档电机驱动电路与换档电机以及离合电机驱动电路与离合电机之间均连接有保护电路，车速传感器4与车速采集电路连接，转速传感器8与转速采集电路连接。

其中，推动离合器需要比较大的扭力，若单靠离合电机输出巨大的扭力，则对离合电机的负担很大，同时也会大大增加工作电流，因此在本实施例中，在离合电机和离合器之间还设置有一个液压装置，即通过离合电机驱动液压装置来推动离合器，以减小了离合电机的负担并降低了功耗。

在执行档位切换时，车速传感器4用于检测并发送车速数据至线控TCU3；转速传感器8用于检测并发送转速数据至线控TCU3；线控TCU3用于接收换档指令，生成并发送在N档、R档及D档之间切换的控制指令至切换电机5；用于接收车速数据以及转速数据，并根据车速数据与转速数据生成并发送在D1档至DX档之间切换的控制指令至切换电机5，DX中的X大于或者等于2；切换电机5接收并响应控制指令，以控制切换档位系统6进行档位切换。

在执行档位切换时，线控TCU3具体用于接收切换D档指令，生成并发送切换至D1档切换的档位控制指令至切换电机5；用于接收车速数据以及转速数据，判断车速数据与转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则发送将当前的DM档切换至DN档的D档控制指令至切换电机5，DM中的M与DN中的N均小于X且DM中的M与DN中的N之间相差1；用于接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，发出接合控制指令；离合电机用于接收并响应D档控制指令或档位控制指令，控制切换档位系统6内的离合器分离；接收并响应接合控制指令，控制切换档位系统6内的离合器接合；选档电机用于接收并响应档位控制指令，控制切换档位系统6以选择D1档，用于接收并响应D档控制指令，控制切换档位系统6以选择DN档；换档电机用于接收并响应档位控制指，控制切换档位系统6切换至D1档，用于接收并响应D档控制指令，控制切换档位系统6将当前的DM档切换至DN档。

在实现最佳时序时，第一角度传感器用于采集选档电机的当前选档角度数据；第二角度传感器用于采集换档电机的当前换档角度数据；第三角度传感器用于采集离合电机的当前离合角度数据；线控TCU3用于接收当前离合角度数据，判断当前离合角度数据是否达到离合齿轮断开角度数据，若是，则认为切换档位系统6处于离合齿轮断开，此时立即发出选档控制指令；线控TCU3用于接收当前选档角度数据，判断当前选档角度数据是否达到选档推杆脱离角度数据，若是，则认为切换档位系统6处于选档推杆脱离，此时立即发出换档控制指令；线控TCU3用于接收当前换档角度数据，判断当前换档角度数据是否达到换档操作完成角度数据，若是，则认为切换档位系统6处于换档操作完成，此时立即发出接合控制指令；线控TCU3还用于接收当前离合角度数据，判断当前离合角度数据是否达到离合接合完成角度数据，若是，则认为切换档位系统6处于离合接合完成，则完成一次档位切换操作。

在对电机驱动进行平滑处理时，切换电机5还用于按照Y＝a*X²-a*s*X进行运转速度的变换，Y为切换电机5的运转速度，X为切换电机5的当前行程，a为负数，s为切换电机5的最大行程，Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]。

综上所述，本发明提供的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法及无人驾驶车辆，设置在柴油变速箱上的线控TCU通过接收换档指令，来控制切换档位系统进行档位切换，通过接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据来实现在D1档至DX档之间的切换，实现了变速柴油箱在N档、D档以及R档的自由切换以及在D档上的自动升降档，即实现了柴油变速箱的线控控制，从而实现柴油车的无人驾驶；通过让离合电机、换档电机以及选档电机进行并行执行操作，同时以离合齿轮断开以及选档推杆脱离作为时序点，从而提供了一种最佳时序，按照最佳时序进行执行，不仅能避免因串行执行操作所造成的变速箱伤害；而且缩短了档位切换的时间，从而加快了挂档的速度；同时，也能极大地减小了挂档过程中的顿挫感；采用角度传感器来获取切换档位系统所处的执行状态，相对于现有直接采取运动组件来判断执行状态的技术方案来说，更加简便快速，有利于上述最佳时序的实现；通过对电机的平滑，避免了急启和急停的危害，也减少了电机启动和停止过程的顿挫感。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，其特征在于，包括步骤：

S1、设置在柴油变速箱上的线控TCU接收换档指令，控制切换档位系统进行档位切换，所述档位包括N档、R档及D档，所述D档包括D1档至DX档，所述DX中的X大于或者等于2；

S2、线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，根据所述车速数据与所述转速数据在D1档至DX档之间切换；

所述步骤S1包括：

线控TCU接收切换D档指令，控制所述切换档位系统切换至D1档；

所述步骤S2包括：

线控TCU接收车速传感器返回的车速数据以及转速传感器返回的转速数据，判断所述车速数据与所述转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则所述线控TCU控制离合电机以使得离合器分离、控制选档电机以选择DN档以及控制换档电机将当前的DM档切换至DN档，所述DM中的M与所述DN中的N均小于X且所述DM中的M与所述DN中的N之间相差1；

线控TCU接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，控制离合电机以使得离合器接合。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，其特征在于，所述步骤S1中控制所述切换档位系统进行档位切换具体如下：

线控TCU控制离合电机进行分离操作，判断所述离合齿轮断开之后立即驱动选档电机进行选档操作；

线控TCU判断所述选档推杆脱离之后立即驱动换档电机进行换档操作；

所述离合电机继续完成所述分离操作，所述选档电机继续完成选档操作，所述换档电机继续完成换档操作；

线控TCU判断所述换档操作完成之后立即驱动所述离合电机进行接合操作，以完成档位切换。

3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，其特征在于，所述步骤S1判断所述切换档位系统的执行状态具体如下：

线控TCU接收位于切换电机上的角度传感器所返回的当前角度数据，判断所述当前角度数据是否达到执行角度数据，若是，则认为所述切换档位系统处于所述执行状态；

所述切换电机为选档电机、换档电机或离合电机；所述执行状态为离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成；所述执行角度数据为所述切换档位系统处于所述执行状态时的预设角度数据。

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的柴油线控控制方法，其特征在于，所述步骤S1中控制所述切换档位系统进行档位切换时包括：

所述切换电机的运转速度按照Y＝a*X²-a*s*X进行变换，所述Y为所述切换电机的运转速度，所述X为所述切换电机的当前行程，所述a为负数，所述s为所述切换电机的最大行程，所述Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]；

所述切换电机为选档电机、换档电机或离合电机。

5.一种无人驾驶车辆，包括柴油变速箱、切换档位系统、设置在柴油变速箱的输出轴上的车速传感器以及设置在发电机上的转速传感器，其特征在于：所述柴油变速箱上设置有线控TCU，所述线控TCU连接有切换电机，所述切换电机与所述切换档位系统连接；

所述车速传感器用于检测并发送车速数据至线控TCU；

所述转速传感器用于检测并发送转速数据至线控TCU；

所述线控TCU用于接收换档指令，生成并发送在N档、R档及D档之间切换的控制指令至切换电机；用于接收车速数据以及转速数据，并根据所述车速数据与所述转速数据生成并发送在D1档至DX档之间切换的控制指令至切换电机，所述DX中的X大于或者等于2；

所述切换电机接收并响应所述控制指令，以控制所述切换档位系统进行档位切换；

所述切换电机包括选档电机、换档电机以及离合电机；

所述线控TCU具体用于接收切换D档指令，生成并发送切换至D1档切换的档位控制指令至切换电机；用于接收车速数据以及转速数据，判断所述车速数据与所述转速数据是否均达到预设DN档数据，若是，则发送将当前的DM档切换至DN档的D档控制指令至切换电机，所述DM中的M与所述DN中的N均小于X且所述DM中的M与所述DN中的N之间相差1；用于接收当前档位信息，判断当前档位信息为DN档时，发出接合控制指令；

所述离合电机用于接收并响应所述D档控制指令或所述档位控制指令，控制所述切换档位系统内的离合器分离；接收并响应所述接合控制指令，控制所述切换档位系统内的离合器接合；

所述选档电机用于接收并响应所述档位控制指令，控制所述切换档位系统以选择D1档，用于接收并响应所述D档控制指令，控制所述切换档位系统以选择DN档；

所述换档电机用于接收并响应所述档位控制指，控制所述切换档位系统切换至D1档，用于接收并响应所述D档控制指令，控制所述切换档位系统将当前的DM档切换至DN档。

6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶车辆，其特征在于：所述切换档位系统包括离合器以及选档推杆，所述离合器包括离合齿轮；

所述线控TCU还用于接收离合齿轮状态消息，并在判断所述离合齿轮断开之后立即发出选档控制指令；还用于接收选档推杆状态消息，并在判断所述选档推杆脱离之后立即发出换档控制指令；还用于接收当前档位状态信息，并在判断所述当前档位状态信息为换档操作完成时，发出接合控制指令。

7.根据权利要求5所述的一种无人驾驶车辆，其特征在于，所述线控TCU包括由第一CPU和第二CPU组成的TCU控制器、选档电机驱动电路、换档电机驱动电路、离合电机驱动电路、车速采集电路、转速采集电路以及保护电路，所述保护电路包括过流过载保护电路以及堵转保护电路；所述切换电机包括选档电机、换档电机以及离合电机；所述选档电机上设置有第一角度传感器，所述换档电机设置有第二角度传感器，所述离合电机设置有第三角度传感器；

所述TCU控制器分别与选档电机驱动电路、所述换档电机驱动电路、所述离合电机驱动电路、所述车速采集电路、所述转速采集电路、所述第一角度传感器、所述第二角度传感器、所述第三角度传感器一一连接；所述选档电机驱动电路与所述选档电机、所述换档电机驱动电路与所述换档电机以及所述离合电机驱动电路与所述离合电机之间均连接有保护电路；

所述第一角度传感器用于采集所述选档电机的当前选档角度数据；

所述第二角度传感器用于采集所述换档电机的当前换档角度数据；

所述第三角度传感器用于采集所述离合电机的当前离合角度数据；

所述线控TCU还用于接收当前角度数据，判断所述当前角度数据是否达到执行角度数据，若是，则认为所述切换档位系统处于所述执行状态；

所述当前角度数据为当前选档角度数据、当前换档角度数据或当前离合角度数据；所述执行状态为离合齿轮断开、选档推杆脱离或换档操作完成；所述执行角度数据为所述切换档位系统处于所述执行状态时的预设角度数据。

8.根据权利要求5所述的一种无人驾驶车辆，其特征在于：所述切换电机还用于按照Y＝a*X²-a*s*X进行运转速度的变换，所述Y为所述切换电机的运转速度，所述X为所述切换电机的当前行程，所述a为负数，所述s为所述切换电机的最大行程，所述Y＝a*X²-a*s*X的有效区间为[0，s]。

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