CN118056722A - 车辆操作装置、车辆系统和车辆制动系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供车辆操作装置以及包括该车辆操作装置的车辆及车辆制动系统。其中，车辆操作装置包括：受力部件，配置为接收驾驶员施加在其上的用于操作车辆的力；连接部件，配置为第一端机械连接至受力部件，第二端机械连接至车辆的安装表面；传感器，配置为感测与驾驶员所施加的力相关联的信息，并将信息转换为电信号，车辆能够响应于电信号而进行与驾驶有关的操作；以及驱动部件，配置为根据车辆的当前驾驶状态来驱动连接部件，使得受力部件保持在特定位置。

Description

车辆操作装置、车辆系统和车辆制动系统

技术领域

本公开涉及车辆领域。更具体地，本公开涉及一种车辆操作装置、车辆系统和车辆制动系统。

背景技术

车辆操作装置用于对车辆的驾驶进行各种操作，例如包括加速操作、减速操作和制动操作，因此，车辆操作装置是车辆的重要组成部分，其性能直接决定了车辆行驶过程的安全性和操控性。

然而，传统的车辆操作装置由于受到汽油车自身的结构限制以及需要满足现有的安全标准等因素，导致制动踏板的安装位置或油门踏板的连接方式等与结构有关的配置往往受到限制，进而存在车辆空间浪费、驾驶操控性差等问题。另一方面，随着新能源汽车技术的不断发展和电动车的迅速普及，针对新型车辆及其相应标准设计制动系统的需求同样与日俱增。

鉴于以上，需要一种改进的车辆操作装置来解决现有技术中的至少上述问题，并且能够适用于新的安全标准和新型车辆。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种车辆制动装置，包括：受力部件，配置为接收驾驶员施加在其上的用于操作车辆的力；连接部件，配置为第一端机械连接至所述受力部件，第二端机械连接至所述车辆的安装表面；传感器，配置为感测与所述驾驶员所施加的力相关联的信息，并将所述信息转换为电信号，所述车辆能够响应于所述电信号而进行相应的驾驶操作；以及驱动部件，配置为根据所述车辆的当前驾驶状态来驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置。

根据本公开的一个实施例，其中，所述驱动部件根据所述车辆的当前驾驶状态来驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置包括：响应于所述车辆处于第一状态，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的主体部分保持在容纳空间外；以及响应于所述车辆处于第二状态，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的所述主体部分保持在所述容纳空间内；其中，所述容纳空间位于所述安装表面之下。

根据本公开的一个实施例，其中，所述第一状态包括：所述车辆处于手动驾驶模式、所述车辆处于半自动驾驶模式、所述车辆处于启动状态、所述车辆的行驶速度在第一范围内；以及所述第二状态包括：所述车辆处于自动驾驶模式、所述车辆处于熄火或停止状态、所述车辆的行驶速度在与所述第一范围不同的第二范围内。

根据本公开的一个实施例，其中，所述容纳空间还包括：盖板，配置为在所述连接部件被驱动之前或之时被打开，使得所述车辆操作装置的所述主体部分穿过所述容纳空间，并且其余时间保持关闭。

根据本公开的一个实施例，其中，在所述车辆操作装置的主体部分保持在容纳空间期间，响应于驾驶员输入的激活指示，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的主体部分移动至容纳空间外。

根据本公开的一个实施例，其中，所述连接部件的所述第二端被安装在所述车辆的非防火墙区域。

根据本公开的一个实施例，其中，所述连接部件还包括：反馈部件，配置为在驾驶员施加在所述受力部件的所述力的作用下产生反作用力，其中，所述反作用力的方向与所述受力部件在驾驶员施加的所述力的作用下进行运动的方向在同一直线上。

根据本公开的一个实施例，其中，所述车辆操作装置包括制动装置和加速装置中的至少一者，其中：所述制动装置响应于所述电信号而对所述车辆进行制动操作；以及所述加速装置响应于所述电信号而对所述车辆进行加速操作。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种车辆系统，包括：上述实施例中所述的车辆操作装置；以及车辆控制系统，配置为根据所述车辆的当前驾驶状态来对所述车辆操作装置进行控制。

根据本公开的一个实施例，其中，所述车辆控制系统，包括：总线，经由所述总线传输与车辆驾驶有关的车辆信息；控制模块，与所述总线耦接并且配置为根据所述车辆信息来确定所述车辆的当前驾驶状态，并且根据所述车辆的当前驾驶状态来控制所述车辆操作装置的所述驱动部件驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置。

根据本公开的一个实施例，其中，所述控制模块包括主控制器和从控制器，其中：所述主控制器和所述从控制器配置为经由所述总线同步地接收所述车辆信息；所述主控制器进一步配置为基于所述车辆信息确定所述车辆的当前驾驶状态，并且根据所述车辆的当前驾驶状态来控制所述车辆操作装置，以及周期性地将指示自身状态的第一状态信息和与控制所述车辆操作装置有关的操作信息发送至所述从控制器；以及所述从控制器进一步配置为根据所述第一状态信息来确定所述主控制器的状态，以及当所述主控制器的状态被确定为异常时，在下一个工作周期基于所接收操作信息接管对所述车辆的所述车辆操作装置的控制，以及向所述车辆提供警告，其中，所述警告进一步包括与所述异常有关的诊断信息。

根据本公开的一个实施例，其中，所述从控制器进一步配置为周期性地将指示自身状态的第二状态信息发送至所述主控制器；以及所述主控制器进一步配置为根据所述第二状态信息来确定所述从控制器的状态，以及当所述从控制器的状态被确定为异常时，向所述车辆提供警告，其中，所述警告进一步包括与所述异常有关的诊断信息。

根据本公开的又一个方面，还提供了一种车辆制动系统，包括：制动装置，用于对车辆进行制动操作；控制器，用于确定所述车辆的当前驾驶状态，并且响应于所述车辆处于第一状态而控制所述制动装置的主体部分保持在容纳空间外，以及响应于车辆处于第二状态而控制所述制动装置的主体部分保持在容纳空间内，其中，所述容纳空间位于所述车辆的安装表面之下。

根据本公开的用于车辆的操作装置，能够更加灵活地配置该操作装置的安装位置，使得车辆空间的利用率提高，并且改进的操作装置在保证安全性的同时还兼具更好的操控性。

附图说明

从下面结合附图对本公开实施例的详细描述中，本公开的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1示出了传统的制动装置的示意图；

图2示出了根据本公开实施例的制动装置的示意图；

图3示出了根据本公开实施例的制动装置的示意图，其中制动装置作为车辆操作装置的示例；

图4示出了根据本公开实施例的制动系统的示例的配置图；

图5示出了根据本公开实施例的用于车辆控制系统的处理的示例流程图；

图6示出了根据本公开实施例的控制模块的示例的配置图；以及

图7示出了根据本公开实施例的车辆系统的示例的配置图。

应理解，这些附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

具体实施方式

为了更好地阐述本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。应理解，基于本发明中描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其他实施例都应落入本发明的保护范围之内，并且本文描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，这些实施例仅仅是说明性和示例性的，因此不应被解释为限制本发明的范围。

首先，在本公开所描述的实施例中，车辆的操作装置是指用于对车辆的行驶进行操作的装置，也即驾驶员通过车辆操作装置可以实现对车辆的诸如加速、减速或制动的驾驶动作，典型地，根据本公开的实施例，操作装置可以是制动装置(或宽泛地称为刹车)或加速装置(或宽泛地称为油门)，其中该制动装置响应于驾驶员发出的指令而对车辆进行制动(或减速)操作；以及加速装置响应于驾驶员发出的指令而对车辆进行加速操作，此外，在一些实施例中，操作装置还可以集成上述制动装置和加速装置两者的功能作为单独的装置而对车辆的行驶进行操作。

首先，对传统的制动系统和加速系统的基本原理进行简单描述。

以在汽油车中最常见的液压制动系统为例进行说明，在此类制动系统中通常包括封闭的制动液回路，制动液回路中注有制动液，当制动液受到压力时将在回路中运动，并且由于制动液的体积在受力后基本不被压缩，从而能够经由路将压力传递到相应车轮的制动卡钳的活塞上，再由活塞驱动制动卡钳来夹紧制动盘，从而产生使车辆制动的摩擦力。另外，汽油车中的加速系统通常是将驾驶员踩踏力度经由拉杆、摇臂、滑轮等构件传递到发动机，从而调节发动机节气门开度以控制进气量，当节气门开度增大，会使进气道进入的空气流量增加，使得可燃混合气燃烧放热也会增加，致使气体对活塞做功增加，其结果是使发动机转速增加，即车辆动力增加而加速，反之，当节气门开度减少，会使发动机转速降低，车辆动力减少而减速。由此可见，传统的操作装置是利用力的传动来实现对车辆的行驶进行操作的。而本公开将提出一种区别与传统操作装置的改进的操作装置。

在下文中，出于说明而非限制的目的，本公开将主要以制动装置(制动系统)作为车辆的操作装置的示例对本公开的技术构思进行阐述。

图1示出了传统的制动系统的示意图，如上所述，在此类制动系统中，由于是通过力的传动来产生使车辆制动的摩擦力，因此需要制动踏板与后端的制动部件之间进行硬性的机械连接，并且如图1所示，制动踏板需要采用悬挂式杠杆制动踏板的形式安装在车辆的防火墙上，以此方式来放大驾驶员踩踏所施加的力矩，然而，这种安装方式将使得制动装置及其连接部件占据驾驶员的座舱空间，同时也可能引发驾驶员在行驶过程中对制动踏板的误触，存在安全隐患。同理，对于诸如加速系统的其他车辆操作装置而言，也存在上述问题。

有鉴于此，本公开提出了一种改进的电子式车辆操作装置，该电子式车辆操作装置采用与传统的力传动方式完全不同的操作原理，并且改进后的操作装置的安装位置并不受限于车辆的防火墙区域，并且该操作装置的部件可以根据车辆的驾驶状态而处于不同的位置，从而在扩展驾驶员的座舱空间的同时还能够兼具安全性。

接下来，对本公开所提出的电子式制动装置的基本思想进行简要的概述。为了使说明书更加清楚简洁，以下将省略对本领域熟知的功能和构造的详细描述，并且还将省略对步骤和元件的重复解释说明。

本公开提出一种用于车辆的电子式操作装置，以制动装置为例，不同于上述传统车辆中的液压制动系统进行制动的原理，该电子式制动装置整体上是通过将驾驶员用于制动操作所施加的力转换为电信号，并使得车辆响应于该电信号而进行制动操作而无需通过制动液的力传动。同理，响应于与驾驶员的加速操作相对应的电信号，可以使得车辆进行加速操作而无需将驾驶员的踩踏力传动到发动机的节气门。因此，这种电子式的操作装置不需要在踏板与后端的传动机构之间存在硬性机械连接，提高了系统的控制效率和容错率。另一方面，通过以电信号控制代替液压或气压传动的方式，车辆可以省去传动介质的回路系统和悬挂式安装的必要，简化了车辆系统的结构并节省了座舱空间，并且使得制动装置的安装和维护更加便捷。

图2示出了根据本公开实施例的制动系统的示意图，相比于图1可以看出，图2所示的制动装置的尺寸更加小巧、且结构更为简单，并且安装方式更加节省空间。以下结合附图和示例，将详细介绍本公开提供的用于制动车辆的制动装置和方法。

首先，参照图3来描述根据本公开实施例的车辆操作装置的示例的示意图。如图3所示，以制动装置300作为车辆操作装置的示例，该制动装置300至少可以包括制动踏板301、传感器302和驱动电机303。应理解，所示结构只是示例性的，而非限制性的，除上述这些部件以外，本公开的制动装置还可以包括其他合适的部件，由于与本公开的当前实施例的内容关联较少或已在本领域中较为熟知，因此将省略这些部件的图示和具体描述。

具体而言，制动装置300的制动踏板301进一步可包含作为受力部件的踏板本体和与其连接的作为连接部件的制动推杆，其中，受力部件与连接部件可以是一体成形的，也可以是独立的部件，并且受力部件被配置为接收驾驶员施加在其上的力，车辆响应于该力而进行制动操作；制动推杆被配置为一端机械连接至受力部件，另一端机械连接至车辆以将制动装置固定在期望的位置。根据本公开的一个实施例，制动装置300可以安装在车辆的防火墙304上，替代地，制动装置300也可以安装在车辆的非防火墙区域，例如，安装在驾驶员的座舱空间的地板305上或者汽车中控面板区域或其他驾驶员可操作的区域。取决于制动装置300的安装位置，制动踏板301的受力部件可以由驾驶员的不同身体部分进行操作，并且受力部件可以相应地具有不同样式。例如，对于制动装置300位于驾驶员的脚部空间的情形，受力部件可以采用传统的踏板结构，由驾驶员脚踩来进行操作；而对于制动装置300位于汽车中控面板区域或其他驾驶员的手部空间的情形，受力部件可以采用按钮或拉杆或诸如此类便于手部操作的样式。

在制动踏板上或内部中还装有传感器302，配置为感测与驾驶员所施加的力相关联的信息，并将感测的信息转换为电信号，车辆可响应于该电信号而进行制动操作，例如，可通过处理器(诸如CPU、MCU等处理单元)接收该电信号并指示车辆进行制动动作。根据本公开的一个实施例，由传感器302感测的与驾驶员所施加的力相关联的信息可以是驾驶员所施加的压力大小，或者是制动推杆或相关部件在力的作用下移动的距离和/或角度，而取决于传感器302所感测的信息，该传感器可以与制动装置中的相应部件耦接，以接收与该部件有关的感测信息。

另外，根据本公开的一个实施例，传感器302还可以包含反馈部件3021，该反馈部件3021附接在制动推杆上，并在被施加在受力部件上的力的作用下产生作为反馈的反作用力，并且所产生的反作用力与施加在受力部件上的力在同一直线上(但方向相反)，并且该反作用力的大小随施加的力的增加而增加。例如，该反馈部件3021可由一个或多个弹簧/弹簧组构成，替代地，也可以选择其他更加复杂的装置(诸如油压缸，可通过气压缸搭配控制装置来提供不同踏板力感觉)。当驾驶员对制动踏板301的受力部件施加压力后，制动推杆被推动并压缩附接在其上的弹簧组，弹簧组经压缩而产生与驾驶员施加的压力方向相反的反作用力，并且该反作用力的大小随着制动推杆的行程距离而线性地改变，从而为驾驶员提供力反馈。

由于本公开的制动装置不是通过力传动的方式来实施制动操作，故不需要采用杠杆机构来放大驾驶员施加的力矩，因此，与传统的悬挂式杠杆制动踏板不同，根据本公开的制动装置在驾驶员施加的力的作用下沿着制动推杆所在的方向(如图2中实线箭头所示)进行运动，并且其运动方向与由反馈部件产生的反作用力的方向(如图2中虚线箭头所示)在同一直线上，使得反馈部件3021能够为驾驶员提供更加线性的力反馈，从而实现对车辆更好的可操控性。另一方面，由于根据本公开的制动装置不需要承受大量的力矩，其对踏板装置的刚度和强度要求不高，因而在制动踏板的选材方面更加灵活，便于实现轻量化的设计。

此外，根据本公开的制动装置可取决于车辆的当前状态而出于特定的形态，如图所示，驱动电机303用于驱动制动踏板301进行运动，优选地，该驱动电机303可受控于指示车辆进行制动动作的处理器进行驱动操作。

具体而言，驱动电机303可以根据车辆的当前驾驶状态来驱动制动踏板301的连接部件进行运动，使得制动踏板301(包括受力部件)保持在期望的位置。例如，当车辆正在行驶时，制动踏板301可被驱动而处于驾驶员可以操作的位置，如驾驶员的脚部空间，而当车辆停车并熄火时，制动踏板301可被驱动隐藏在车辆的内部。替代地，取决于驾驶员的驾驶习惯或偏好，可将车辆设置在不同的驾驶模式，并相应地驱动制动踏板301进行伸缩或旋转，使得制动踏板301可调节为具有不同的可操作长度和/或角度，从而为具有不同偏好的驾驶员提供灵活的可操控性。

此外，根据本公开的一个优选实施例，响应于车辆的第一状态，驱动电机303驱动作为连接部件的制动推杆，使得制动踏板301处于图中的第一位置，而响应于车辆的与第一状态不同的第二状态，驱动电机303驱动连接部件，使得制动踏板301处于图中的第二位置。例如，如图3所示，在第一位置处，制动踏板301的受力部件和制动推杆两者或此两者的大部分体积均保持在地板305之上。相应地，在第二位置处，制动踏板301的受力部件和制动推杆两者或此两者的大部分体积收纳于地板305的表面之下的空间内。

在本公开中，容纳制动踏板301的主体部分的空间可被称为容纳空间，该容纳空间优选地位于非防火墙区域，并且可以容纳制动踏板301的至少大部分体积，从而提高车辆空间的利用率。另外，在本公开中，制动踏板301被容纳近容纳空间的部分(即，制动踏板301的受力部件和制动推杆两者或此两者的大部分体积)可被称为制动踏板301的主体部分。

优选地，当车辆处于手动驾驶模式、或处于半自动驾驶模式、或处于启动状态(即，车辆上电/点火后的状态)，也即，上述实施例中的第一状态，制动踏板301的主体部分可被驱动保持在容纳空间外，而当车辆处于自动驾驶模式、或处于熄火或停止状态(诸如在拔出钥匙后或锁车后)，也即，上述实施例中的第二状态，制动踏板301的主体部分可被驱动保持在容纳空间内，替代地，也可以根据车辆的行驶速度所处的区间而驱动制动踏板301的主体部分进入或退出容纳空间。另外，根据本公开的一个实施例，当制动踏板301的位置进行切换时，车辆可通过可视或可听的方式对驾驶员进行提示，或征求驾驶员关于制动踏板301的位置切换的准许，在获得准许后再进行切换，从而实现更加智能的操作。

此外，至少出于美观和安全性的考虑，容纳空间优选地还包括盖板，用以封闭该容纳空间或至少部分地封闭该容纳空间，例如，当该盖板关闭时，完全遮蔽容纳空间，或部分地遮蔽容纳空间，使该容纳空间是半封闭的。另外，该盖板被配置为在连接部件被驱动之前或在连接部件运动的同时被打开，使得制动装置的主体部分可穿过容纳空间，例如从容纳空间伸出，并且在连接部件在到达期望的位置而停止运动后保持关闭。盖板可以由驱动电机303进行驱动或有单独的驱动器驱动，也可以与制动踏板301的运动进行联动。另外，在本公开的一个实施例中，制动踏板301的受力部件可作为容纳空间的盖板，例如，制动踏板301进入容纳空间后，受力部件能够覆盖该容纳空间从而使得制动踏板301的其余部分被封闭在容纳空间内部，从而进一步简化并美观制动装置。

另外，结合车辆行驶过程中的可能发生的事件来进一步描述上述实施例。例如，在车辆启动后，制动踏板301的主体部分被驱动而从容纳空间中伸出，驾驶员以默认的手动驾驶模式来驾驶车辆，在此情形下，驾驶员可通过对制动踏板301施加力来进行车辆的制动操作。此后，当驾驶员将车辆切换为自动驾驶模式时，制动踏板301的主体部分被驱动而退回到容纳空间内部，从而为驾驶员提供更多的空间，同时防止误操作，并由车辆自动进行制动、加速等操作。此后，当驾驶员将车辆从自动驾驶模式再次切换回手动驾驶模式或半自动驾驶模式时，制动踏板301的主体部分可以再次从容纳空间中伸出。另外，在制动踏板301的主体部分保持在容纳空间的情形下，出于安全性考虑，当车辆的行驶速度超过阈值或其他特定条件时，或者响应于驾驶员主动输入的特定指令，制动踏板301的主体部分也可以从容纳空间中伸出，以供驾驶员随时手动进行制动或介入车辆的自动驾驶，或半自动驾驶模式行驶。

此外，如上所述，根据本公开的实施例，车辆的操作装置也可以是车辆的加速装置。换言之，上述结合图3所描述的关于制动装置300的各实施例也均可以适用于车辆的加速装置，也即，可将图3中所示的制动踏板301替换作为油门踏板的图示，该油门踏板相应地包括根据上述各实施例的受力部件和作为连接部件的油门推杆，并且加速装置还包括根据上述各实施例的传感器和驱动电机，相应地，传感器配置为感测与驾驶员所施加的用于加速操作的力相关联的信息，并将感测的信息转换为电信号，车辆可响应于该电信号而进行加速操作。另外，根据本公开的优选实施例，车辆的的制动装置和加速装置布置在不同的物理位置处(例如，分别位于驾驶员的左脚位置和右脚位置)，并且布置为具有不同的形态(例如，两者装置与安装表面所呈的角度或高度不同)，从而便于驾驶员区分地进行操作。由此可见，通过本公开的至少上述实施例，能够当车辆处于特定的驾驶状态时，使车辆的诸如制动装置或加速装置或此两者的操作装置收纳于隐藏空间之内，从而提高了座舱空间的利用率，另一方面，通过改进操作装置的结构，还进一步提高了对车辆的加速、减速或制动等操作的操控性。

接下来，对根据本公开实施例的车辆操作装置进行整体说明。图4示出了根据本公开实施例的车辆操作装置的示例结构的配置图。如图4所示，传感器401(例如，可以是图3中的传感器302)感测与驾驶员所施加在操作装置上的力相关联的信息，并将感测的信息转换为电信号，以及将该电信号发送到控制器402(例如，可以是诸如通用处理器、微型控制单元(MCU)、数据信号处理器(DSP)等控制器)，控制器402进而将该电信号发送到CAN总线403，以指示车辆进行与驾驶有关的操作。通过CAN总线可以将车辆内的各个部件作为通信节点进行连接，使得车辆的各个部件可以相同通信。

另一方面，控制器402还从CAN总线403接收指示车辆的当前驾驶状态的信号，例如包括指示如上所述的关于车辆的驾驶模式、启停模式或行驶速度等的信号，响应于车辆的当前状态，控制器402向驱动部件404发送相应的控制命令，以通过控制驱动部件的驱动电路的开关元件来实现对电机(例如，可以是图3中的驱动电机303)的控制。例如，该驱动电路可以是H桥电路，该H桥电路可用于驱动直流电机，典型的单个H桥电路可以包括作为开关元件的多个晶体管(诸如PNP型三极管和NPN型三极管)，在工作时，处理器可以控制开关元件的导通和关断，使得H桥同一侧的晶体管不同时导通来控制流经电机的电流方向，进而实现对电机的正反方向旋转的驱动，并且可以通过调节电流大小来控制电极的转速。此类H桥驱动器可以是电路的形式也可以是包含该电路的驱动芯片或集成电路。驱动部件404收到的来自控制器402的控制命令来驱动操作装置405(例如，可以是图3中的制动装置300或是加速装置)进行运动而保持在特定位置(例如，可以是图3中的第一位置和第二位置)，以及可以同时驱动盖板406的打开和关闭。

根据本公开的实施例，还提供一种车辆控制系统，用于控制根据上述实施例的车辆操作装置，该车辆控制系统可以包括总线(诸如可以是CAN总线403)和控制模块(诸如可以是或包括控制器402)，其中，该控制器系统可以根据与车辆有关的车辆信息来确定车辆的当前驾驶状态，并且根据所确定的车辆的当前驾驶状态来控制所述车辆操作装置保持在特定位置，例如，控制器系统的控制模块控制车辆操作装置的驱动部件对连接部件进行驱动，使得受力部件保持在特定保持在特定位置，如上述结合图3所描述的。

接下来，参照图5来描述根据本公开实施例的用于车辆控制系统的处理的示例流程图。

本公开实施例的的处理的各个步骤可以借助于如上所述的操作装置中的相应部件而执行，因此为了避免重复，在下文中仅对该方法进行简要的描述，而省略对相同细节的详细描述。

图5示出了根据本公开实施例的用于车辆控制系统的处理500的示例流程图。

如图5所示，在步骤S501，车辆进入第一状态。例如，驾驶员在驾驶车辆过程中操作该车辆使之进入第一状态，或者车辆未通过驾驶员的操作而自动处于第一状态。根据本公开的实施例，该第一状态包括：车辆处于手动驾驶模式、车辆处于半自动驾驶模式、车辆处于启动状态、车辆的行驶速度在第一范围内。

在步骤S502，响应于车辆的第一状态，该车辆的操作装置的连接部件和容纳空间的盖板被驱动，使得该操作装置的主体部分保持在容纳空间外。根据本公开的实施例，该容纳空间的盖板被配置为在连接部件被驱动之前或之时被打开，使得操作装置的主体部分穿过容纳空间。另外，根据本公开的实施例，操作装置的主体部分保持在容纳空间外期间，盖板可被驱动关闭，以封闭或部分地封闭该容纳空间。

在步骤S503，该车辆进入第二状态。例如，驾驶员在驾驶车辆过程中操作该车辆使之进入第二状态，或者车辆未通过驾驶员的操作而自动处于第二状态。根据本公开的实施例，该第二状态包括：车辆处于自动驾驶模式、车辆处于熄火或停止状态、车辆的行驶速度在与第一范围不同的第二范围内。

在步骤504，响应于车辆的第二状态，驱该车辆的操作装置的连接部件和容纳空间的盖板被驱动，使得该操作装置的主体部分进入容纳空间并且由盖板封闭在该容纳空间内。

可选地，根据本公开实施例的用于车辆控制系统的操作500还可以包括以下步骤：

在步骤505，在操作装置的主体部分保持在容纳空间期间接收激活指示。根据本公开的实施例，该激活指示可以是基于特定条件而自动生成的，例如，车辆的行驶速度超过阈值，车辆行驶在特定路段或诸如此类，也可以是来自驾驶员主动输入的特定指令。

在步骤506，响应于激活指示，该车辆的操作装置的连接部件和容纳空间的盖板被驱动，使得该操作装置的主体部分保持在容纳空间外。根据本公开的实施例，响应于激活指示，使得该车辆的至少制动装置的主体部分保持在容纳空间外。

需说明的是，上述操作步骤是针对根据车辆的当前状态使操作装置保持在特定位置的过程而描述的，并且是以操作装置先保持在容纳空间外(步骤S501至S502)，然后在保持在容纳空间内(步骤S503至S504)的顺序进行的描述。应理解，上述步骤的顺序是可以互换的、重复的、且可以作为单独的过程而独立地执行。

并且应理解，在上述操作步骤之前、之后或在步骤执行期间，驾驶员还可以对操作装置施加力而对车辆进行诸如加速、减速或制动等与驾驶相关的操作，如上所述，传感器将驾驶员所施加的力相关联的信息转换为电信号，使得车辆响应于该电信号而进行相应的操作，并且根据本公开的一个实施例，操作装置(或者说，操作装置的受力部件)在驾驶员施加的力的作用下进行直线运动，并且所施加的力和驾驶员获得的反作用力在同一直线上。

此外，根据本公开的实施例，车辆控制系统还可以配置为具有冗余架构的控制系统。图6示出了根据本公开实施例的控制模块的示例的配置图。

如图6所示，车辆控制系统600可以包括耦接至总线603的主控制器601和从控制器602，并且该车辆信息可被主控制器和从控制器同步地接收，其中，主控制器601和从控制器602均经由总线603接收与驾驶有关的车辆信息。更具体地，主控制器601在正常工作状态下用于基于所接收的车辆信息来确定车辆的驾驶状态，从而根据车辆的驾驶状态对车辆的操作装置进行控制，使得操作装置根据车辆的驾驶状态而保持在特定位置，具体可如本公开的上述实施例所描述的。

另外，从控制器602则作为备用控制器，即该从控制器602在主控制器601正常工作时不处理所接收的车辆信息，而是仅当主控制器601发生异常(例如，掉电、控制器故障等无法正常工作的情形)时，替代该主控制器601对车辆的操作装置继续进行控制，以实现连续的控制。更具体地，主控制器601可以在每个工作周期(诸如每隔100ms或200ms)周期性地将指示自身状态的第一状态信息和与控制车辆操作装置有关的操作信息发送至从控制器602，使得从控制器602可以根据该第一状态信息来确定主控制器601的状态(是否发生异常)，并在该主控制器601发生异常之后(例如，下一个工作周期)投入工作。其中，与控制车辆操作装置有关的操作信息是指控制器对车辆的操作装置进行控制所产生的信息，例如，指示操作装置当前所处的位置(在容纳空间之外或之内)以及盖板的打开和关闭状态的信息。以此方式，可以在主控制器601突发异常时快速切换到备用控制器以持续对车辆的控制，而切换过后原备用控制器将改为单机工作模式，直到主控制器恢复正常，由于主控制器601与从控制器602在每个工作周期都会进行同步，使得备用控制器的整个切换过程将不超过工作周期的长度，保证了对车辆操作装置的控制的连续性，提高了驾驶的安全性。另外，当主控制器的恢复正常后，可以生成指示其已恢复工作的指示信号并向从控制器发送该指示信号，或者通过主控制器重新向从控制器周期性地发送状态信息来进行指示，响应于主控制器恢复正常的指示，从控制器可以将对车辆操作装置的控制继续交由主控制器来执行。

此外，根据本公开的优选实施例，从控制器也可以在每个工作周期将指示自身状态的第二状态信息发送至主控制器，使得主控制器和从控制器可以实时地互相检测对方的状态，并且当主控制器和从控制器之一的状态为异常时，操作控制系统可以向车辆(车辆的驾驶员)发出警告，例如，以视觉或听觉的方式进行通知，并且根据本公开的优选实施例，警告可以包括与所述异常有关的诊断信息，通过该诊断信息可以查明控制器出现异常的原因。此外，根据本公开的实施例，用于指示控制器的状态的状态信息中可以包含特定的字段，字段中使用预定义的比特来表示其对应的控制器的状态(例如，0表示正常，1表示异常)，或者通过其他本领域中常用的方式。替代地，控制器之间也可以通过接收彼此的信息的间隔来确定对方是否发生异常，例如，当从控制器在超过多个工作周期(例如，5个工作周期)仍未接收到主控制器发送的与控制车辆操作装置有关的操作信息时，即可确定主控器发生异常，从而接管对车辆操作装置的控制。

此外，根据公开的实施例，作为备用控制器的从控制器的数量并不限于一个，还可以设置有多个从控制器，从而进一步提高车辆的安全性。

图7示出了根据本公开实施例的车辆系统的示例的配置图。其中，该车辆系统700可以是车辆的整车系统，或者是由车辆中由仅与特定功能有关的部件、装置或系统组成的部分系统，如图7所示，该示例的车辆系统700可以包括车辆操作装置701和车辆控制系统702。例如，车辆操作装置701可以是根据本公开上述实施例的车辆操作装置，以及车辆控制系统702可以是或包括根据本公开上述实施例的控制器或控制器模块。可选的，该示例的车辆系统700中的车辆操作装置701可以仅指代用于对车辆进行制动操作的制动装置，而车辆控制系统702可以仅指代用于对制动装置进行控制的控制器，该控制器用于确定车辆的当前驾驶状态，并且响应于车辆处于第一状态而控制制动装置的主体部分保持在容纳空间外，以及响应于车辆处于第二状态而控制制动装置的主体部分保持在容纳空间内，其中，容纳空间位于车辆的安装表面之下。

以上已经结合各附图对根据本公开实施例的车辆操作装置、车辆系统以及用于车辆的各种操作进行了描述。通过本公开的各方面和实施例，能够在扩展驾驶员的座舱空间的同时还能够兼具安全性，并且进一步改进了驾驶员对车辆的可操控性。

此外，以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开的实施例中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

本公开的实施例中涉及的器件、设备、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域操作人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、设备、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

还需要指出的是，在本公开的设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

对本领域的普通操作人员而言，能够理解本公开的方法和设备的全部或者任何部分，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现。所述硬件可以是利用被设计用于进行在此所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。所述软件可以存在于任何形式的计算机可读的有形存储介质中。通过例子而不是限制，这样的计算机可读的有形存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他有形介质。如在此使用的，盘包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和蓝光盘。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何操作人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域操作人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域操作人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (14)

1.一种车辆操作装置，包括：

受力部件，配置为接收驾驶员施加在其上的用于操作车辆的力；

连接部件，配置为第一端机械连接至所述受力部件，第二端机械连接至所述车辆的安装表面；

传感器，配置为感测与所述驾驶员所施加的力相关联的信息，并将所述信息转换为电信号，所述车辆能够响应于所述电信号而进行相应的驾驶操作；以及

驱动部件，配置为根据所述车辆的当前驾驶状态来驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置。

2.如权利要求1所述的操作装置，其中，

所述驱动部件根据所述车辆的当前驾驶状态来驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置包括：

响应于所述车辆处于第一状态，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的主体部分保持在容纳空间外；以及

响应于所述车辆处于第二状态，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的所述主体部分保持在所述容纳空间内；

其中，所述容纳空间位于所述安装表面之下。

3.如权利要求2所述的车辆操作装置，其中，

所述第一状态包括：所述车辆处于手动驾驶模式、所述车辆处于半自动驾驶模式、所述车辆处于启动状态、所述车辆的行驶速度在第一范围内；以及

所述第二状态包括：所述车辆处于自动驾驶模式、所述车辆处于熄火或停止状态、所述车辆的行驶速度在与所述第一范围不同的第二范围内。

4.如权利要求2所述的车辆操作装置，其中，所述容纳空间还包括：

盖板，配置为在所述连接部件被驱动之前或之时被打开，使得所述车辆操作装置的所述主体部分穿过所述容纳空间，并且其余时间保持关闭。

5.如权利要求2所述的车辆操作装置，其中，

在所述车辆操作装置的主体部分保持在容纳空间期间，响应于驾驶员输入的激活指示，驱动所述连接部件，使得所述车辆操作装置的主体部分移动至容纳空间外。

6.如权利要求1所述的车辆操作装置，其中，所述连接部件的所述第二端被安装在所述车辆的非防火墙区域。

7.如权利要求1所述的车辆操作装置，其中，所述连接部件还包括：

反馈部件，配置为在驾驶员施加在所述受力部件的所述力的作用下产生反作用力，其中，所述反作用力的方向与所述受力部件在驾驶员施加的所述力的作用下进行运动的方向在同一直线上。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车辆操作装置，其中，

所述车辆操作装置包括制动装置和加速装置中的至少一者，其中：

所述制动装置响应于所述电信号而对所述车辆进行制动操作；以及

所述加速装置响应于所述电信号而对所述车辆进行加速操作。

9.一种车辆系统，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的车辆操作装置；以及

车辆控制系统，配置为根据所述车辆的当前驾驶状态来对所述车辆操作装置进行控制。

10.如权利要求9所述的车辆系统，其中，所述车辆操作装置包括制动装置和加速装置中的至少一者，并且其中：

所述制动装置响应于所述电信号而对所述车辆进行制动操作；以及

所述加速装置响应于所述电信号而对所述车辆进行加速操作。

11.如权利要求9所述的车辆系统，其中，所述车辆控制系统，包括：

总线，经由所述总线传输与车辆驾驶有关的车辆信息；

控制模块，与所述总线耦接并且配置为根据所述车辆信息来确定所述车辆的当前驾驶状态，并且根据所述车辆的当前驾驶状态来控制所述车辆操作装置的所述驱动部件驱动所述连接部件，使得所述受力部件保持在特定位置。

12.如权利要求11所述的车辆系统，其中，所述控制模块包括主控制器和从控制器，其中：

所述主控制器和所述从控制器配置为经由所述总线同步地接收所述车辆信息；

所述主控制器进一步配置为基于所述车辆信息确定所述车辆的当前驾驶状态，并且根据所述车辆的当前驾驶状态来控制所述车辆操作装置，以及周期性地将指示自身状态的第一状态信息和与控制所述车辆操作装置有关的操作信息发送至所述从控制器；以及

所述从控制器进一步配置为根据所述第一状态信息来确定所述主控制器的状态，以及当所述主控制器的状态被确定为异常时，在下一个工作周期基于所接收操作信息接管对所述车辆的所述车辆操作装置的控制，以及向所述车辆提供警告，其中，所述警告进一步包括与所述异常有关的诊断信息。

13.如权利要求12所述的车辆系统，其中，

所述从控制器进一步配置为周期性地将指示自身状态的第二状态信息发送至所述主控制器；以及

所述主控制器进一步配置为根据所述第二状态信息来确定所述从控制器的状态，以及当所述从控制器的状态被确定为异常时，向所述车辆提供警告，其中，所述警告进一步包括与所述异常有关的诊断信息。

14.一种车辆制动系统，包括：

制动装置，用于对车辆进行制动操作；

控制器，用于确定所述车辆的当前驾驶状态，并且响应于所述车辆处于第一状态而控制所述制动装置的主体部分保持在容纳空间外，以及响应于车辆处于第二状态而控制所述制动装置的主体部分保持在容纳空间内，其中，所述容纳空间位于所述车辆的安装表面之下。