TWI751859B - 具自我診斷功能的自動駕駛車輛之模態控制方法及底盤控制模組 - Google Patents

Abstract

一種自動駕駛車輛之模態控制方法，藉由一底盤控制模組估算出多個分別對應多個車輪的輪胎力裕度資料集及多個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資料集，並判定該自動駕駛車輛是否能根據一決策指令行駛。當判定出該自動駕駛車輛不能根據該決策指令行駛時，輸出一指示調整該決策指令的請求訊號至一決策模組。當該底盤控制模組未接收到一調整後決策指令時，根據該等輪胎力裕度資料集、該等動態底盤裕度資料集、多個所需側滑角，及由該自動駕駛車輛的一槓桿質心計算之一致動裕度訊號組，令一致動器控制器模組根據該致動裕度訊號組使一動態驅動系統驅使該自動駕駛車輛移動。

Description

具自我診斷功能的自動駕駛車輛之模態控制方法及底盤控制模組

本發明是有關於一種車輛模態控制方法，特別是指一種自動駕駛車輛之模態控制方法及底盤控制模組。

隨著自動駕駛車輛(autonomous vehicles)的技術發展，已經設計了許多方法來規劃自動駕駛路線。根據國際汽車工程師學會(the Society of Automotive Engineers,SAE International)的定義，商用車可分為0~5級，從0級的完全手動(即無自動化)且需要人工控制以提供動態駕駛，到5級的完全自動不需要人工控制。在較為進階的車輛(例如3到5級，亦可以稱為自動駕駛車輛)中，規劃自動駕駛車輛路線可能需要多方面考慮(例如車輛周圍的物體、路況等)。所規劃的路線被轉換成多個指令，發送給自動駕駛車輛的車輛控制器單元執行。

然而，自動駕駛車輛的底盤可能不具有執行某些指令的能力(例如急轉彎、急剎車等)，因此，自動駕駛車輛的實際模態 可能與規劃的路線不同。此外，部分指令可能導致坐在車輛中的人員(例如駕駛、乘客等)不適。

因此，本發明的目的，即在提供一種可以減輕現有技術的至少一個缺點的方法。

於是，本發明自動駕駛車輛之模態控制方法，該自動駕駛車輛包括一底盤、一動態驅動系統、一資訊平台、一決策模組、一底盤控制模組，及一致動器控制器模組，該動態驅動系統包括安裝在該自動駕駛車輛的該底盤的多個車輪、一馬達、一轉向子系統、一動力系統，及一煞車子系統，該資訊平台包括多個設置於該自動駕駛車輛的該等車輪及多個零件上的感測器組，該等感測器組用以在該自動駕駛車輛行駛時獲得多個車輛動態資料集，該決策模組用以計算及產生一用以操縱該自動駕駛車輛的決策指令，該底盤控制模組與該資訊平台及該決策模組耦合，該致動器控制器模組與該底盤控制模組及該動態驅動系統耦合，該方法包含以下步驟：(A)該底盤控制模組根據該等車輛動態資料集及該動態驅動系統的多個可執行性能值，執行一車輛操作裕度估算，以估算出多個分別對應該等車輪的輪胎力裕度資料集及多個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資料集；(B)該底盤控制模組在接收到一來自該決策模組的決策 指令後，計算多個該決策指令的所需性能值，並根據該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛；(C)當判定出該自動駕駛車輛能根據該決策指令行駛時，該底盤控制模組根據該決策指令計算一致動訊號組，並將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組根據該決策指令致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動；(D)當判定出該自動駕駛車輛無法根據該決策指令行駛時，該底盤控制模組輸出一指示調整該決策指令的請求訊號至該決策模組；及(E)在步驟(D)後，當該底盤控制模組在一預定時段內未接收到一調整後決策指令時，藉由該底盤控制模組，估算多個分別對應該等車輪的所需側滑角，並根據該等輪胎力裕度資料集、該等動態底盤裕度資料集、該等所需側滑角，及該自動駕駛車輛的一槓桿質心計算之一致動裕度訊號組，並輸出該致動裕度訊號組至該致動器控制器模組，令該致動器控制器模組能夠根據該致動裕度訊號組來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動。

本發明的另一目的，即在提供一種用以執行該自動駕駛車輛之模態控制方法的底盤控制模組。

本發明的該底盤控制模組，適用於控制一自動駕駛車輛 的模態，該自動駕駛車輛包括一底盤、一動態驅動系統、一資訊平台、一決策模組，及一致動器控制器模組，該動態驅動系統包括安裝在該自動駕駛車輛的該底盤的多個車輪、一馬達、一轉向子系統、一動力系統，及一煞車子系統，該資訊平台包括多個設置於該自動駕駛車輛的該等車輪及多個零件上的感測器組，該等感測器組用以在該自動駕駛車輛行駛時獲得多個車輛動態資料集，該決策模組用以計算及產生一用以操縱該自動駕駛車輛的決策指令該底盤控制模組與該資訊平台及該決策模組耦合，該致動器控制器模組與該底盤控制模組及該動態驅動系統耦合，該底盤控制模組包含：一動態裕度識別器，根據該等車輛動態資料集及該動態驅動系統的多個可執行性能值，執行一車輛操作裕度估算，以估算出多個分別對應該等車輪的輪胎力裕度資料集及多個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資料集；一連接該動態裕度識別器的整合式控制器，用以接收該決策指令計算多個該決策指令的所需性能值，並根據該動態裕度識別器估算出的該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛，當判定出該自動駕駛車輛能根據該決策指令行駛時，根據該決策指令計算一致動訊號組，並將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠根據該決策指令來致動該動態驅動系統使該自 動駕駛車輛移動；當判定出該自動駕駛車輛無法根據該決策指令行駛時，該整合式控制器輸出一指示調整該決策指令的請求訊號至該決策模組；及在輸出該請求訊號之後的一預定時段之後，當該整合式控制器在該預定時段內未接收到一調整後決策指令時，該整合式控制器估算多個分別對應該等車輪的所需側滑角，並根據該等輪胎力裕度資料集、該等動態底盤裕度資料集、該等所需側滑角，及一相關於該自動駕駛車輛的槓桿質心計算一致動裕度訊號組，並輸出該致動裕度訊號組至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠根據該致動裕度訊號組來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動。

200:資訊平台

210:定位模組

220:車輛狀態感測器模組

300:決策模組

400:底盤控制模組

410:動態裕度識別器

412:底盤裕度估計器

414:輪胎力裕度估計器

420:整合式控制器

422:自我診斷單元

424:模態控制器

430:參考訊號制定器

440:模組通訊單元

450:舒適度調節單元

500:動態驅動系統

600:致動器控制器模組

610:轉向致動器控制器

612:角度控制器

614:角速度控制器

616:電流控制器

620:動力致動器控制器

622:速度控制器

624:加速度控制器

630:煞車致動器控制器

632:加速控制器

634:電流控制器

636:壓力控制器

700:底盤自檢模組

圖1是一方塊圖，說明本發明的一實施例的一自動駕駛車輛的元件；圖2A至2C是一流程圖，說明本發明自動駕駛車輛之模態控制方法的一實施例；圖3是一示意圖，說明沿不同方向施加到一輪胎的多個輪胎力；圖4是一示意圖，說明一包含一決策指令的多個路徑點且根據 該等路徑點擬合的規定軌跡曲線

圖5是一流程圖，說明本發明估計一輪胎力裕度資料集的操作；圖6是一流程圖，說明本發明估計多個動態底盤裕度資料集的操作；圖7是一示意圖，說明本發明車輛行駛於規劃的該規定軌跡曲線和該規定軌跡曲線的一曲率；圖8是一方塊圖，說明本發明在一正常模式下控制該自動駕駛車輛的模態的操作；圖9是一方塊圖，說明本發明在一極限模式下控制該自動駕駛車輛模態的操作；及圖10到13是一方塊圖，說明根據本發明的一實施例的一致動器控制器模組的元件之間的控制連接和介面。

在詳細描述本發明之前，需先說明以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

在本發明中，術語“耦合”可以指經由導電材料(例如，電線)在多個電器設備/裝置之間的直接連接，或者通過另至少一設備/裝置的多種有線連接技術，例如校園區域網路(Campus Area Network,CAN)、區域網路(Local Area Networks,LAN)或乙 太網路(Ethernet)，或無線通訊，在兩個電器設備/裝置/之間的間接連接。

參閱圖1，示出本發明的一實施例的一自動駕駛車輛100的方塊圖。在本實施例中，該自動駕駛車輛100例如以自動駕駛化方式(例如，SAE等級3至5)操作，其中SAE國際分類如下表1所示。

在該實施例中，該自動駕駛車輛100包括一資訊平台200、一決策模組300、一底盤控制模組400、一動態驅動系統500，及一底盤自檢模組700。

該動態驅動系統500包括安裝在該自動駕駛車輛的該底 盤的多個車輪(圖未示)、一馬達(圖未示)、一轉向子系統(圖未示)、一動力系統(圖未示)，及一煞車子系統(圖未示)。每一車輪包括一圓形框架(圖未示)及一安裝在該圓形框架(圖未示)上的輪胎。該動態驅動系統500的該等子系統與該等元件被安裝在該自動駕駛車輛100的一底盤(圖未示)上，統稱為一底盤模組。在一些實施例中，該馬達包含於該轉向子系統和該動力系統中。

該轉向子系統可包含一方向盤(圖未示)、一引導前輪的齒條(圖未示)、連接該方向盤與該齒條間的一轉向柱(圖未示)與一轉向軸(圖未示)，以及一驅動該自動駕駛車輛100以自駕方式運行時的轉向馬達(圖未示)。該轉向馬達包含一電動輔助轉向(Electric Power Steering,EPS)模組。在自動駕駛車輛100支援SAE等級4或5的操作情況下，可以省略該方向盤、該轉向柱及該轉向軸。

該轉向子系統可進一步包括一轉向控制器(圖未示)，該轉向控制器用以控制該轉向馬達，且可透過一微處理器及可執行的軟體輸出一邏輯指令組並儲存在一機器或電腦可讀取的記憶體(例如：隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、電子控制器(Electronic Control Unit,ECU)、唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、可程式化唯讀記憶體(programmable ROM)、韌體，及快閃記憶體等)；可程式化邏輯(例如：可程式化邏輯陣列(programmable logic arrays,PLA)、現場可程式化邏輯閘陣列 (field programmable gate arrays,FPGA)、複雜可程式化邏輯裝置(complex programmable logic device,CPLD)等)；透過電路傳輸之固定功能邏輯硬體(例如：特殊應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)、電晶體-電晶體邏輯(transistor-transistor logic,TTL)等技術)；或其他相關功能之任何組合。

舉例來說，該微處理器可以包括但不限於一單核心處理器一多核心處理器、一雙核心行動處理器、一微處理器、一微控制器、一數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、一可程式化邏輯閘陣列、一特殊應用積體電路、及/或一射頻積體電路(radio-frequency integrated circuit,RFIC)等。

該動力系統可利用一包含控制馬達的馬達控制器(圖未示)及一連接該馬達控制器的油門踏板(圖未示)。該油門踏板用於回應使用者的操作，向該動力系統傳輸一加速請求訊號(即，電動馬達功率需求)。在一些實施例中，該馬達可以被納入該動力系統中。在該自動駕駛車輛100支援SAE等級4或5的操作情況下，可以省略油門踏板。如上所述，可以一微處理器及可執行的軟體輸出一邏輯指令組並儲存在一機器或電腦可讀取的記憶體來實現該動力系統。

該煞車子系統可包含多個分別與該等車輪緊密連接的碟煞(碟盤)(圖未示)、多個分別卡鉗在該等碟煞的卡鉗元件(圖未示)、一驅動該等卡鉗元件以煞住該等碟煞的煞車踏板(圖未示)、及一用以自動致動該等卡鉗元件的煞車控制器(圖未示)。在該自動駕駛車輛100支援SAE等級4或5的操作的情況下，可以省略該煞車踏板。如上所述，可以一微處理器及可執行的軟體作為一儲存在一記憶體的機器或電腦可讀儲存介質中的邏輯指令組來實現該煞車控制器。

該資訊平台200用以在該自動駕駛車輛行駛時獲得多個車輛動態資料集，且其包含一定位模組210及一車輛狀態感測器模組220。該定位模組210可以類似上述該轉向子系統以一微處理器及可執行的軟體作為一儲存在一記憶體的機器或電腦可讀儲存介質中的邏輯指令組來實現。

該定位模組210可以進一步包括一定位元件，例如全球定位系統(global positioning system,GPS)元件。該定位模組210的記憶體儲存有一電子地圖及多個軟體指令，當該微處理器執行該等軟體指令時，該等軟體指令使該微處理器執行對該電子地圖執行同步定位與地圖構建(simultaneous localization and mapping,SLAM)。在使用過程中，該定位模組210提供關於該自動駕駛車輛100關於全球位置和狀態的資訊，例如該自動駕駛車 輛100的方向角。

該車輛狀態感測器模組220包括多個設置在該等車輪的感測器組，該等感測器組用以獲得該自動駕駛車輛100的該等車輪資訊。在本實施例中，該車輛狀態感測器模組220還包括用以在該自動駕駛車輛100行駛時獲得該自動駕駛車輛100之動態資訊的一慣性測量單元(inertial measurement unit,IMU)及一即時動態(real-time kinematic,RTK)單元。在使用中，該慣性測量單元和該即時動態單元可以彼此互補並且在各種條件下協作地提供該動態資訊。舉例來說，當該自動駕駛車輛100在外部通訊可能受到限制的區域行駛時(例如，在隧道中駕駛)，該即時動態單元無法提供動態資訊，則由該慣性測量單元提供該自動駕駛車輛100的動態資訊。

在一實施例中，該車輛狀態感測器模組220可包括設置在該自動駕駛車輛100的其他部分(例如該底盤，該馬達，該轉向子系統，該煞車子系統等)上以獲取其他資料，例如該自動駕駛車輛100的一速度(例如，轉速計)、一齒輪比等的附加感測器(圖未示)。

該資訊平台200獲得的該等車輛動態資料集可以包括各種類別的資料。

對於每一車輪，在該車輪上的感測器組用以感測多個特 定資料集，並根據該等特定資料集估算多個沿不同方向施加到該車輪的輪胎力。如圖3所示，該等輪胎力可包括一徑向力，一側向力，及一向前/向後力等。此外，估算該等感測器感測出的該等特定資料集，獲得該車輪與地面之間的一摩擦力、該車輪產生的一扭矩、該車輪的一轉向角(當該車輪為前輪時)、一輪速等。

在該馬達上的感測器可用以感測該馬達的輸出功率(即，EPS馬達扭矩)

在該轉向子系統上的感測器可用以感測該方向盤的一角速度、該方向盤的一轉向角等。

在該動力系統上的感測器可用以感測該自動駕駛車輛100的一速度、一加速度等。

在該煞車子系統上的感測器可用以感測一煞車踏板(若該自動駕駛車輛設有該煞車踏板)、一施加於該碟煞(碟盤)的煞車壓力等。

該決策模組300可以使用一微處理器及一儲存軟體指令的物理儲存器(例如快閃記憶體)。當該軟體指令由該微處理器執行時，該軟體指令使該微處理器計算多個用於該自動駕駛車輛100的一速度規劃及一軌跡規劃。詳細而言，當該自動駕駛車輛100處於一自動駕駛模式時，該決策模組300產生一包括多個連續的目標路徑點及一相關於該自動駕駛車輛100行駛的目標速度的決策指令。 該等連續的目標路徑點可組成用於使自動駕駛車輛100沿著其移動的路徑。該決策指令的產生可以根據一預定路徑、多個由該資訊平台200偵測到的物件，或者其他與該自動駕駛車輛100及/或周圍環境有關的方面。

該底盤控制模組400與該資訊平台200及該決策模組300耦合，以從該資訊平台200及該決策模組300接收資料。且該底盤控制模組400與一致動器控制器模組600耦合，以向該致動器控制器模組600傳輸訊號。

要特別注意的是，如上所述，該底盤控制模組400中包括的每一元件可以使用一微處理器和可執行的軟體作為一儲存在一記憶體的機器或電腦可讀儲存介質中的邏輯指令組來實現。

在本實施例中，該底盤控制模組400包括一動態裕度識別器410、一整合式控制器420、一參考訊號制定器430、一模組通訊單元440，及一舒適度調節單元450。值得注意的是，該底盤控制模組400中包括的每一元件可以使用一微處理器及一儲存軟體指令的物理儲存器(例如快閃記憶體)來實現。當該軟體指令由該微處理器執行時，該軟體指令使該微處理器執行如以下段落中所述的各種操作。

該動態裕度識別器410與該車輛狀態感測器模組220耦合，並包括一底盤裕度估計器412及一輪胎力裕度估計器414。該 動態裕度識別器410與該決策模組300耦合，以向其傳輸訊息。

該整合式控制器420包括一自我診斷單元422及一模態控制器424。

該參考訊號制定器430與該定位模組210及該決策模組300耦合，以接收資料及處理該資料。該參考訊號制定器430與該整合式控制器420耦合，向該整合式控制器420傳送處理後的該資料。要注意的是，該參考訊號制定器430可用以傳送現有技術中已知的其他資料(例如緊急標誌)，並且為了簡潔在此省略其細節。

該模組通訊單元440與該底盤自檢模組700、該整合式控制器420及該決策模組300耦合，且該模組通訊單元440用以在該底盤自檢模組700、該整合式控制器420和該決策模組300之間進行資料傳輸。

一般而言，該底盤控制模組400用以判定由該決策模組300生成的該決策指令是否可以由該自動駕駛車輛100的該動態驅動系統500執行，並且根據該判斷結果來做出回應。

該致動器控制器模組600連接至該底盤控制模組400以從其接收訊號，且該致動器控制器模組600連接該動態驅動系統500用以根據該訊號致動該動態驅動系統500使該自動駕駛車輛100行駛。

該底盤自檢模組700與該動態驅動系統500及該車輛狀 態感測器模組220的該等感測器組耦合，以對該自動駕駛車輛100的各個部分執行一檢查操作，並根據該等感測器組判定該自動駕駛車輛100的各個部分的資料是否正常運行。例如，該底盤自檢模組700可以判定該底盤是否正常運行。

參閱圖2A至2C，為一流程圖說明本發明的實施例之一用以控制一自動駕駛車輛的模態的方法的步驟。要注意的是，該方法是使用連接該自動駕駛車輛100元件的該底盤控制模組400來實現。

在本實施例中，當該自動駕駛車輛100以一自駕模式模態時，該資訊平台200用以檢測該等車輛動態資料集，並且該決策模組300用以產生該決策指令。

在步驟800中，該底盤控制模組400對該動態驅動系統500的各種元件及該自動駕駛車輛100的該底盤控制模組400進行一初步檢查。

具體而言，在本實施例中，如以下子步驟中所述，該初步檢查包括許多操作。要特別注意的是，在本實施例中，該資訊平台200、該決策模組300、該底盤控制模組400，及該動態驅動系統500的每個元件可配備有一自我診斷元件(圖未示)，以判定該元件是否正作動，並向該模組通訊單元440發送一狀態訊號和/或旗標，以指示該元件是否正常工作。

在子步驟802中，該底盤控制模組400的該模組通訊單元440判定該決策模組300是否正常工作。可以通過該模組通訊單元440判定是否已經從該決策模組300接收到該狀態訊號和/或旗標來判定該決策模組300是否正常工作。

當判定出該決策模組300正常工作時，流程進行到子步驟804。否則，該模組通訊單元440產生指示出該自動駕駛車輛100不能以該自動駕駛模式操作的消息以通知司機。

在子步驟804中，該自我診斷單元422判定該底盤控制模組400的元件是否被啟用並且正常工作。可以通過該模組通訊單元440是否從該底盤控制模組400的每個元件獲得一狀態訊號來判定該底盤控制模組400的元件是否被啟用且正常工作。當判定出該底盤控制模組400被啟用並且正常工作時，流程進行到子步驟806。否則(即該底盤控制模組400未被啟用(未啟用狀態)或無法正常工作(異常狀態))，該整合式控制器420產生一指示出該自動駕駛車輛100無法在該自動駕駛模式下行駛的消息，以通知司機，並且該整合式控制器420啟動一故障排除操作。

在子步驟806中，該整合式控制器420判定該動態驅動系統500是否正常操作。當根據來自該底盤自檢模組700的資料判定出該動態驅動系統500正常運行時，流程進行子步驟808。否則(例如，該動態驅動系統500處於未啟用狀態或異常狀態)，該整合式 控制器420產生一指示出該自動駕駛車輛100繼續行駛可能不安全的消息，以通知司機，並且該模態控制器424產生一停止致動訊號並輸出該停止致動訊號至該致動器控制器模組600，以控制該致動器控制器模組600停止該自動駕駛車輛100，例如在減速至停止的過程中，向路邊移動。

在子步驟808中，該整合式控制器420判定該底盤控制模組400的該動態裕度識別器410是否被啟用並且正常工作。當根據來自該底盤控制模組400的資料判定出該動態裕度識別器410被啟用並且正常工作時，流程進行到步驟810。否則，該整合式控制器420產生一指示出該自動駕駛車輛100繼續行駛可能不安全的消息，以通知司機，並且該模態控制器424產生一停止致動訊號並輸出該停止致動訊號至該致動器控制器模組600，以控制該致動器控制器模組600停止該自動駕駛車輛100，例如在減速至停止的過程中，向路邊移動。

在步驟810中，該動態裕度識別器410從該資訊平台200收集該等車輛動態資料集，並且該整合式控制器420獲得該等車輛動態資料集並根據該等車輛動態資料集執行一車輛操作裕度估算。具體而言，該車輛操作裕度估算是先估計該動態驅動系統500中的多個可執行性能值，然後根據該等車輛動態資料集及該等可執行性能值，估計多個分別對應該等車輪的輪胎力裕度資料集，及多 個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資料集。

如圖5所示的每一車輪，估計對應該車輪的輪胎力裕度資料集可分為三個階段。在第一階段中，根據該等車輛動態資料集，該動態裕度識別器410的該輪胎力裕度估計器414獲得一車輪垂直力(即，沿一垂直軸施加在該車輪上的徑向力)並估算一負荷分佈(即施加在該車輪上的該車輪垂直力的分佈)，獲得一車輪側向力(即沿一側向軸施加在該車輪上的側向力)，獲得該自動駕駛車輛100的一速度以及每一車輪的轉速，並估算該車輪的一側滑角，並獲得一車輪縱向力(即沿一縱向軸施加在該車輪上的向前/向後力)，並估算該車輪的一側滑比例(也稱為“縱向側滑”)。

之後，在第二階段中，可以將上述資料集和在第一階段中獲得的參數用於計算該車輪的一回正力矩，並根據該車輪的該回正力矩來估計一道路黏著係數。此外，該車輪的該等可執行性能值可被表示為該車輪(輪胎)可產生的一最大力值，該最大力值是根據該車輪的一旋轉角度和該車輪與地面之間的一接觸長度來計算的。

然後，在第三階段中，該輪胎力裕度估計器414根據該等驅動資料集、該回正力矩，及該道路黏著係數來計算該車輪的該輪胎力裕度資料集。該輪胎力裕度資料集表示達到該等可執行性能值之前可以在該車輪上(在該縱向軸及該側向軸上)所施加的力。

在該實施例中，該輪胎力裕度估計器414可使用以下式來計算該輪胎力裕度資料集。

其中，

及

表示該輪胎力裕度資料集的分量，

表示利用該等車輛動態資料集包括的多個參數及該車輪的該回正力矩所計算該道路黏著係數，

、

及

分別表示在不同方向上向該輪胎施加的力的平方。

然後，該輪胎力裕度估計器414將該等車輪的該等輪胎力裕度資料集傳送至該整合式控制器420，並且將該道路黏著係數及該回正力矩傳送至該底盤裕度估計器412。

如圖6所示的該等動態底盤裕度資料集，該動態裕度識別器410的該底盤裕度估計器412用以從該車輛狀態感測器模組220獲得該等車輛動態資料集，並根據該等車輛動態資料集估算該等動態底盤裕度資料集。詳細而言，該等車輛動態資料集可以包括一施加至該煞車踏板的壓力(或煞車壓力)、一由該馬達輸出的功率、該自動駕駛車輛100的一速度、一齒輪比等。

在第一階段中，該底盤裕度估計器412從該車輛狀態感測器模組220獲得的該等車輛動態資料集並執行一預處理操作，以便濾除潛在的雜訊。

在本實施例的第二階段中，該底盤裕度估計器412估計 該等動態底盤裕度資料集，該等動態底盤裕度資料集包括一轉向裕度子資料集、一馬達動力裕度子資料集，及一煞車扭矩裕度子資料集。該轉向裕度子資料集具有一角速度裕度及一電流-扭矩裕度，該馬達動力裕度子資料集具有一速度裕度及一加速度裕度，而該煞車扭矩裕度子資料集具有一壓力裕度及一煞車壓力。該電流-轉矩裕度可指示出該動態驅動系統500可以輸出的電流或轉矩的一附加量。該底盤裕度估計器412可以根據由該資訊平台200的該車輛狀態感測器模組220獲得該等車輛動態資料集、一地面的當前路況(例如，潮濕或乾燥，通過該等車輪與地面之間的摩擦力來表示)、該等輪子的物理屬性(例如，每一車輪的車輪的圓形框架的一有效轉動半徑)等來計算該等動態底盤裕度資料集的分量。

要注意的是，通常該等動態底盤裕度資料集的計算涉及計算多個相關元件的多個當前值(當前速度、方向盤的角速度等)，並使用該當前值及所對應的該等可執行性能值來計算該等動態底盤裕度資料集。其中，還可以考慮其他參數，例如該回正力矩、一地面與輪胎之間的摩擦扭矩、該等車輪的一有效轉動半徑等。

在本實施例中，該底盤裕度估計器412根據由該馬達輸出的該功率、該齒輪比、該道路黏著係數，及該回正力矩來估算該轉向裕度子資料集，根據由該馬達輸出的該功率、該齒輪比，及該道路黏著係數來估算該馬達動力裕度子資料集，並根據該馬達輸出 的該功率、該齒輪比，及施加在該煞車踏板上的該壓力來估算該煞車扭矩裕度子資料集。

要注意的是，對於該轉向子系統、該馬達和該煞車子系統中之每一者，可以該馬達的T-N曲線來推導該等可執行性能值，並且可以通過從該等可執行性能值中減去電流輸出來獲得相關的裕度。其他參數，例如該馬達的一齒輪比，該馬達的一牽引力，一反電動勢係數，該馬達的一轉速、該馬達的一效率等，可用於推導該等可執行性能值。

因此，該動態裕度識別器410用以根據該馬達動力裕度子資料集和該煞車扭矩裕度子資料集來計算一縱向加速度裕度，並且根據該轉向裕度子資料集來計算一側向加速度裕度。

要特別說明的是，該資訊平台200用以連續獲取該等車輛動態資料集，且該動態裕度識別器410用以連續進行該車輛操作裕度估算，以致該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集可以即時更新。

在步驟812中，該整合式控制器420從該資訊平台200接收該等資料集，並判定在步驟810中估計的該等輪胎力裕度資料集和該等動態底盤裕度資料集的值是否隨著時間收斂。當感測器首先被啟動並且隨著時間逐漸穩定時，感測器的輸出可能與初始狀態下的感測器輸出具有偏差，因此在步驟810中估計的該等輪胎力裕度 資料集和該等動態底盤裕度資料集的值可能一開始可能不準確，但隨著時間的推移收斂，變為更準確。當判定出該等輪胎力裕度資料集的值和該等動態底盤裕度資料集的值已收斂時，流程進行到步驟814。否則，流程進行到步驟808。

在步驟814中，該參考訊號制定器430從該決策模組300接收一決策指令。在本實施例中，該決策指令包括多個路徑點及一指定速度(如圖4其中標記X代表路徑點)。每一路徑點可以採用地理座標系(geographic coordinate system,GCS)中一地理座標組的形式，以指示一特定地理位置，並回應接收到該等路徑點，該參考訊號制定器430執行一變換操作，以將該地理座標組中的每一地理座標變換為與該自動駕駛車輛100相關的局部座標組，以進行後續計算。

該參考訊號制定器430在該等路徑點上執行一多項式曲線擬合以獲得一規定軌跡曲線。具體而言，在本實施例中，該多項式曲線擬合可以是最小平方擬合，並且在該規定軌跡曲線可如下三階多項式的形式表示：y=a ₀+a ₁ x+a ₂ x ²+a ₃ x ³，其中，x和y表示多個在GCS的一路徑點的地理座標，a ₀、a ₁、a ₂，及a ₃表示通過該多項式曲線擬合獲得的係數。

接著，該參考訊號制定器430將該規定軌跡曲線傳送至 該整合式控制器420。

然後，該整合式控制器420至少根據估算之最大側向加速度、該指定速度，和該規定軌跡曲線的一曲率，決定行駛於該規定軌跡曲線的一縱向速度，並計算該決策指令的多個所需性能值。計算該規定軌跡曲線可以得出該自動駕駛車輛100所需的一側向運動量和該前輪轉向角。

在本實施例中，該等所需性能值包括該縱向速度(即該自動駕駛車輛100向前行駛的速度)以及該前輪的一應用轉向角，並可以進一步透過該方向盤的一角位移計算該前輪的該應用轉向角。

在該決策指令要求該自動駕駛車輛100以相對較高的速度轉彎、定量的增加該馬達的輸出、定量的增加煞車壓力到該等碟煞等情況下，該所需性能可指示出一定量的動力。該轉向動力可以是一提供該轉向馬達的電流，以驅動該齒條以該應用轉向角旋轉該前輪。

在步驟816中，該自我診斷單元422的該模態控制器424根據該動態裕度識別器410估算出的該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛100是否能夠根據該決策指令行駛。

具體而言，在步驟816中，在一縱向方向和一側向方向 進行關於該自動駕駛車輛100是否能夠根據該決策指令行駛的判定。步驟816包括以下操作。

該自我診斷單元422根據當前計算的該側向加速度裕度及該規定軌跡曲線的該曲率來計算一縱向速度門檻值。要注意的是，在本實施例中，在該縱向速度門檻值的計算中也可以採用其他參數，例如該等車輪與地面之間的摩擦力、該等車輪的有效轉動半徑等。

在本實施例中，當根據該規定軌跡曲線來進行轉彎時，將出現一曲率(如圖7所示)，並且可以推導得到該曲率的一曲率半徑。在這種情況下，該縱向速度門檻值可以表示為：

其中，V_x表示該縱向速度門檻值，a_y表示該側向加速度裕度，R表示該曲率半徑。

然後，該自我診斷單元422比較該縱向速度門檻值及該縱向速度。當判定出該縱向速度門檻值大於該縱向速度時，該自動駕駛車輛100能夠根據該決策指令行駛，並且流程進行到步驟820。否則，當判定出該縱向速度門檻值不大於該縱向速度時，該自動駕駛車輛100不能根據該決策指令行駛，並且流程進行到步驟830。

在步驟820中，該底盤控制模組400根據該決策指令產生 一致動訊號組，並將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組600，以使該致動器控制器模組600根據該決策指令來致動該動態驅動系統500使該自動駕駛車輛100移動。在省略該舒適度調節單元450的一些實施例中，該模態控制器424將該致動訊號組直接傳送到該致動器控制器模組600。在存在該舒適度調節單元450的一些實施例中，該模態控制器424利用該舒適度調節單元450產生該致動訊號組。

再參閱圖8，在本實施例中，步驟820的操作包括以下子步驟。

在子步驟822中，該底盤控制模組400的該參考訊號制定器430在該等路徑點上執行該多項式曲線擬合以獲得該規定軌跡曲線。

在子步驟824a中，該底盤控制模組400的該模態控制器424根據該應用轉向角及該指定速度產生一轉向指令。要注意的是，在本實施例中，該模態控制器424根據該規定軌跡曲線、該指定速度，及其他參數(例如一預視偏差、一偏航率、一轉向不足係數、該轉向子系統的一控制增益等)計算該應用轉向角。

在子步驟824b中，該模態控制器424根據該指定速度與該自動駕駛車輛的一當前速度之間的關係，將該指定速度輸入到一比例-積分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控 制器(圖未示)中，以獲一相關於該動力系統及該煞車子系統之其中一者的施加加速度或減速度(θ_throttle or θ_brake)。然後，該模態控制器424產出該施加加速度的一加速指令。此外，該模態控制器424計算可根據該自動駕駛車輛100的一慣性矩、該自動駕駛車輛100的一質量，及一從一後輪到該自動駕駛車輛100質心之間的長度來計算的該自動駕駛車輛100的一槓桿質心(center of percussion,COP)。

在子步驟826中，該模態控制器424產生包括該轉向指令及該加速指令的該致動訊號組。

要注意的是，在圖8的操作中，相關技術中已知的其他操作(例如超前距離計算、併入超前距離的側向誤差、施加操作限制等)及多個相關於該自動駕駛車輛100的速度及加速度的參數(例如△x_cmd ,△Vx,)可用以產生該致動訊號組，為了簡潔，在此省略其細節。

要注意的是，在存在該舒適度調節單元450的實施例中，在步驟820中，該舒適度調節單元450根據一由該自動駕駛車輛100根據該致動訊號組產生的多個預期動作產生的預期振動資料集，對該致動訊號組執行一駕駛舒適度調節，並將該預期振動資料集傳送至該自動駕駛車輛100中的乘客。在本實施例中，該舒適度調節單元450可以判定該預期振動資料集是否構成可能對該自動駕駛車輛100中的乘客不舒服的全身振動(whole body vibration, WBV)，如國際標準化組織(International Organization for Standardization,ISO)2631-1中所定義的。在該舒適度調節單元450判定出該預期振動資料集可能造成該自動駕駛車輛100中的乘客不舒服的情況下，該舒適度調節單元450可以相應地調節該致動訊號組，以產生一調節後致動訊號組，這有助於減少該預期振動資料集。

之後，在步驟829中，該致動訊號組(或該調節後致動訊號組)被輸出到該致動器控制器模組600，該致動器控制器模組600又根據該(調節後)致動訊號組控制該動態驅動系統500的元件操作，從而根據該決策指令移動自動駕駛車輛100。

要注意的是，由於該自動駕駛車輛100能夠根據該決策指令行駛，因此步驟820的操作可以被稱為“正常模式”。

另一方面，在步驟830中，該模態控制器424經由該模組通訊單元440將一調整該決策指令的請求訊號輸出至該決策模組300。具體而言，用以調整該決策指令的該請求訊號可以包括該側向加速度裕度及該縱向速度門檻值，以請求該決策模組300根據更新的資料來產生該多個調整後的規劃路徑點。

在步驟832中，該模態控制器424判定在輸出了用以調整該決策指令的該請求訊號之後一預定時段(例如0.5秒)內該底盤控制模組400是否已經接收到一調整後決策指令。

當判定出在該預定時段內已經接收到該調整後決策指令時，流程進行到步驟820。

否則，當該底盤控制模組400在該預定時段內未接收到該調整後決策指令時，流程進行到步驟840。

在步驟840中，該底盤控制模組400根據該決策指令、該等動態底盤裕度資料集、該等車輛動態資料集，及該自動駕駛車輛的該槓桿質心計算一致動裕度訊號組。

再參閱圖9，在本實施例中，步驟840的操作包括以下子步驟。

在子步驟842中，該底盤控制模組400的該參考訊號制定器430在該決策指令的該等路徑點上執行該多項式曲線擬合，以獲得該規定軌跡曲線。

在子步驟844中，該底盤控制模組400的該模態控制器424計算由該自動駕駛車輛100的當前動作產生的一對該自動駕駛車輛100的施加側向力，並產生一指示出該施加側向力的側向力指令。

具體而言，對於每一車輪，該模態控制器424至少根據該自動駕駛車輛100的該當前速度及沿著該垂直軸施加在該車輪的車輪垂直力來估算一所需側滑角。要注意的是，術語“側滑角”是車輪指向的方向與車輪實際行進的方向之間的角度。要再注意的 是，該所需側滑角表示車輛的一側滑角，該側滑角“試圖”根據該規定軌跡曲線移動自動駕駛車輛100(但是不能如該規定軌跡曲線所指示的那樣精確地移動)，且通過調節該自動駕駛車輛100的該縱向速度來實現。

在計算該等車輪的該等所需側滑角時，可以採用包括在該等車輛動態資料集中的其他資料，例如該等輪胎的一轉彎剛性、該道路黏著係數等。該自動駕駛車輛100的該當前速度可被分解為一縱向速度分量及一側向速度分量。

然後，該模態控制器424根據該等車輪的該等所需側滑角及該轉彎剛性來計算對自動駕駛車輛100的該施加側向力。該施加側向根據該等車輪的該等所需側滑角及該自動駕駛車輛100的該當前速度指示該自動駕駛車輛100沿著該規定軌跡曲線移動需要多少側向力。

在子步驟846中，該模態控制器424計算該自動駕駛車輛100的一所需縱向加速度，並產生一指示出該所需縱向加速度的縱向加速度指令。

具體而言，該模態控制器424計算該自動駕駛車輛100的該槓桿質心與該規定軌跡曲線之間的一距離。該距離可以包括一縱向分量及一側向分量。

然後，該模態控制器424根據該距離、該施加側向力所， 及該規定軌跡曲線的該曲率來計算該所需縱向加速度。要注意的是，在計算該所需縱向加速度時，可以考慮其他參數，例如該規定軌跡曲線的一弧長，該自動駕駛汽車100中的一速度控制子系統(圖未示)的一阻尼和一自然頻率。

在子步驟848中，該模態控制器424產生該致動裕度訊號組，並計算該側向力指令及該縱向加速度指令。

在步驟850中，該模態控制器424將該致動裕度訊號組輸出至該致動器控制器模組600，以使致該動器控制器模組600能夠控制該動態驅動系統500的元件，以根據該致動裕度訊號組來移動該自動駕駛車輛100。

要注意的是，步驟840和848的操作可以被稱為“極限操作模式”，因為該自動駕駛車輛100不能夠根據該決策指令移動(例如，該決策指令指示超過該自動駕駛車輛100能力的突然轉彎、地面很滑並且限制了該自動駕駛車輛100的能力等)，並且必須被控制為在該自動駕駛車輛100的限制內操作。如圖9所示，該致動裕度訊號組可以使該自動駕駛車輛100“試圖”沿著該決策模組300最初計劃的路徑行駛。

參閱圖10及圖13，在一實施例中，該致動器控制器模組600包括一轉向致動器控制器610、一動力致動器控制器620，及一煞車致動器控制器630。該轉向致動器控制器610，該動力致動器 控制器620，及該煞車致動器控制器630之每一者包含一回饋迴路控制系統結構。該轉向致動器控制器610、該動力致動器控制器620，及煞車致動器控制器630可分別用以控制該轉向子系統的該轉向控制器、該動力系統的該馬達控制器，及該煞車子系統的該煞車控制器。

該轉向致動器控制器610包括一角度控制器612，一角速度控制器614，及一電流控制器616。該角度控制器612、該角速度控制器614，及該電流控制器616中之每一者可接收該致動訊號組(或該調節後致動訊號組)，並將該些訊號分別轉換為該轉向子系統的該方向盤的一轉角、該方向盤的一角速度，及輸出到該轉向馬達的一電流之其中一者，並將其分別輸出到用於驅動由該致動訊號組帶動該齒條的該轉向馬達。

要注意的是，其他參數(例如，從該決策指令獲得的該致動訊號組的一部分(例如δc、ωc及i_c)、從該致動訊號組的一部分產生的多個回饋訊號(例如δf、ωf及i_f)(例如一馬達扭矩係數(K_t)、一扭矩損失(T_L)、該回正力矩等)可以結合在該轉向致動器控制器610的操作中。

由於該轉向致動器控制器610包括能夠針對多個不同的轉向致動器的多個不同的車輛產生各種形式的訊號的多個控制器，所以該致動器控制器模組600的該轉向致動器控制器610可以 運用於採用不同種類的轉向子系統的各種自動駕駛車輛100上。

該動力致動器控制器620包括一速度控制器622及一加速度控制器624。該速度控制器622及該加速度控制器624之每一者可接收該致動訊號組，並將該致動訊號組分別轉換成由該致動訊號組表示的該自動駕駛車輛100的一速度及一加速度。

要注意的是，其他參數(例如，從該決策指令獲得的該致動訊號組的一部分(例如Vx及a_x)、從該致動訊號組的一部分產生的多個回饋訊號(例如Vx,f及a_x,f)、一摩擦力(例如F_friction)及一電源輸出扭矩(F_power)等)可以合併到該動力致動器控制器620的操作中。

由於該動力致動器控制器620包括能夠針對具有多個不同的動力致動器的多個不同車輛產生各種形式的訊號的多個控制器，所以該致動器控制器模組600的該動力致動器控制器620可以運用於採用不同種類的動力致動器控制器620的各種自動駕駛車輛100上。

該煞車致動器控制器630包括一加速控制器632、一電流控制器634，及一壓力控制器636。該加速控制器632、該電流控制器634及該壓力控制器636之每一者可接收該致動訊號組，並將該致動訊號組分別轉換成一動力系統減速度、一用於控制該煞車子系統減速的該致動訊號組指示的電流數量，以及一施加在該煞車踏板 上的壓力之其中一者。

要注意的是，其他參數(例如，從該決策指令獲得的該致動訊號組的一部分(例如a_x及i_c)，從該致動訊號組的一部分產生的多個回饋訊號(例如Vx,f及a_x,f)、另一摩擦力(P_c)、另一電源輸出扭矩(P_f)、一煞車扭矩(T)等)可以合併到該煞車致動器控制器630的操作中。

該致動器控制器模組600的該煞車致動器控制器630可運用於採用不同種類的煞車子系統的各種自動駕駛車輛。

要注意的是，該致動器控制器模組600可以做為該底盤控制模組400及該動態驅動系統500之間的多功能介面，使得該底盤控制模組400及該致動器控制器模組600可以被容易地裝設到現有的自動駕駛車輛。

綜上所述，本發明實施例提供了一種控制自動駕駛車輛模態的方法及底盤控制模組。在本實施例中，該底盤控制模組400用以從該資訊平台200獲得該等車輛動態資料集，以執行該裕度估計以判定該輪胎力裕度資料集和該等動態底盤裕度資料集，並回應於接收到該決策指令，根據該動態裕度識別器410估算出的該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛100是否能夠根據該決策指令行駛。當判定出該自動駕駛車輛100可根據該決策指令行駛時，該底盤控制模組400以一正常模式操 作，其中該底盤控制模組400根據該決策指令產生一致動訊號組。當判定出該自動駕駛車輛100無法根據該決策指令行駛時，該底盤控制模組400通知該決策模組300調整該決策指令。當該底盤控制模組400沒有從該決策模組300接收到一調整後決策指令時，該底盤控制模組400以一極限模式操作，其中，該底盤控制模組400根據該決策指令、該輪胎力裕度資料集，該等動態底盤裕度資料集，該等車輪的多個所需側滑角，及該自動駕駛車輛100的一槓桿質心產生的一致動裕度訊號組。之後，該底盤控制模組400將該致動訊號組或該致動裕度訊號組輸出至該致動器控制器模組600，以使該致動器控制器模組600致動該動態驅動系統500驅動該自動駕駛車輛100移動。在此配置中，本發明的實施例可以被用在更先進的自動駕駛車輛中(例如，支持SAE等級4和5操作)，以確保先進自動駕駛車輛的模態不僅根據先進自動駕駛車輛行駛的環境，而且還根據先進自動駕駛車輛本身的能力，特別是關於先進的自動駕駛車輛的底盤模組的能力。

在以上描述中，基於解釋的目的，已經闡述許多具體細節以便於提供對該等實施例的透徹理解。然而，對於本領域的技術人員，可以在沒有這些特定細節中的一些情況下實踐一個或多個其他實施例。還需要理解的是，在整份說明書中，對於一個實施例、一實施例、具有順序指示的實施例的引用代表在實踐中可以包括特 定的特徵，結構或特性。理當進一步理解的是，在說明書中，有時將各種特徵組合在單一實施例、圖式，或描述中，以簡化本公開並幫助理解各種發明方面，並且在適當情況下，在本發明的實踐中，可以將一個實施例的一或多個特徵或特定細節與另一個實施例的一或多個特徵或特定細節一起實踐。

儘管已經結合示例性實施例描述了本公開，但應當理解的是，本公開不限於所公開的實施例，而是旨在覆蓋包括最廣泛的解釋的精神和範圍內的各種佈置，以涵蓋所有此類修改和等效安排。

800~812:步驟

Claims (20)

1. 一種自動駕駛車輛之模態控制方法，該自動駕駛車輛包括一底盤、一動態驅動系統、一資訊平台、一決策模組、一底盤控制模組，及一致動器控制器模組，該動態驅動系統包括安裝在該自動駕駛車輛的該底盤的多個車輪、一馬達、一轉向子系統、一動力系統，及一煞車子系統，該資訊平台包括多個設置於該自動駕駛車輛的多個不同零件上的感測器組，該等零件包括該等車輪，該等感測器組用以在該自動駕駛車輛行駛時獲得多個車輛動態資料集，該決策模組用以計算及產生一用以操縱該自動駕駛車輛的決策指令，該底盤控制模組與該資訊平台及該決策模組耦合，該致動器控制器模組與該底盤控制模組及該動態驅動系統耦合，該方法包含以下步驟：(A)藉由該底盤控制模組，根據該等車輛動態資料集及該動態驅動系統的多個可執行性能值，執行一車輛操作裕度估算，以估算出多個分別對應該等車輪的輪胎力裕度資料集及多個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資料集；(B)藉由該底盤控制模組，在接收到一來自該決策模組的決策指令後，計算多個該決策指令的所需性能值，並根據該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛；(C)當判定出該自動駕駛車輛能行駛時，藉由該底盤控制模組，根據該決策指令計算一致動訊號組，並將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制 器模組能夠根據該決策指令來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動；(D)當判定出該自動駕駛車輛不能行駛時，藉由該底盤控制模組，輸出一指示調整該決策指令的請求訊號至該決策模組；及(E)在步驟(D)後，當該底盤控制模組在一預定時段內未接收到一調整後決策指令時，藉由該底盤控制模組，估算多個分別對應該等車輪的所需側滑角，並根據該等輪胎力裕度資料集、該等動態底盤裕度資料集、該等所需側滑角，及該自動駕駛車輛的一槓桿質心計算之一致動裕度訊號組，並輸出該致動裕度訊號組至該致動器控制器模組，令該致動器控制器模組根據該致動裕度訊號組致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動。
2. 如請求項1所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，還包含以下步驟：(F)藉由該底盤控制模組，對該動態驅動系統及該底盤控制模組進行一初步檢查；及(G)當該初步檢查指示出該動態驅動系統及該底盤控制模組之其中一者處於一未啟用狀態及一異常狀態之其中一者時，藉由該底盤控制模組，產生一停止致動訊號，並將該停止致動訊號輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠致動該動態驅動系統以停止該自動駕駛車輛。
3. 如請求項1所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，其中， 在步驟(D)後，當該底盤控制模組在該預定時段內接收到該調整後決策指令時，該底盤控制模組針對該調整後決策指令重複步驟(C)。
4. 如請求項1所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，其中，在步驟(A)中，用以估算該等輪胎力裕度資料集的該等車輛動態資料集包括多個分別沿著一垂直軸、一縱向軸，及一側向軸施加在該等輪胎的力；該底盤控制模組還計算一從該等車輛動態資料集計算出的回正力矩，及一根據該回正力矩計算出的道路黏著係數；及該底盤控制模組還根據該回正力矩及該道路黏著係數估算出該等輪胎力裕度資料集。
5. 如請求項4所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，其中，在步驟(A)中，該等動態底盤裕度資料集包括：一轉向裕度子資料集，具有一角速度裕度及一電流-扭矩裕度；一馬達動力裕度子資料集，具有一速度裕度及一加速度裕度；及一煞車扭矩裕度子資料集，具有一壓力裕度及一煞車壓力。
6. 如請求項5所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，該決策指令包括多個路徑點及一指定速度，其中，步驟(B)包括以下子步驟： (B-1)藉由該底盤控制模組，對該等路徑點執行一多項式曲線擬合以獲得一規定軌跡曲線；(B-2)藉由該底盤控制模組，決定該規定軌跡曲線的一曲率；及(B-3)藉由該底盤控制模組，至少根據該指定速度及該規定軌跡曲線的該曲率，計算該等所需性能值。
7. 如請求項6所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，該等所需性能值包括一縱向速度，其中，在步驟(B)中的判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛包括以下子步驟：(B-4)藉由該底盤控制模組，從該指定速度決定該縱向速度；(B-5)藉由該底盤控制模組，根據該轉向裕度子資料集及馬達動力裕度子資料集，計算一側向加速度裕度；(B-6)根據(B-5)計算出的該側向加速度裕度及該規定軌跡曲線的該曲率，計算一縱向速度門檻值；及(B-7)比較該縱向速度門檻值及該縱向速度，當該縱向速度門檻值大於該縱向速度時，判定該自動駕駛車輛能行駛。
8. 如請求項6所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，該等所需性能值包括一應用轉向角，其中，步驟(C)包括以下子步驟：(C-1)藉由該底盤控制模組，根據該應用轉向角及該指定速度產生一轉向指令； (C-2)藉由該底盤控制模組，將該指定速度輸入至一比例-積分-微分控制器，以獲得一相關於該動力系統及該煞車子系統之其中一者的施加加速度，並產生一指示出該施加加速度的加速度指令；及(C-3)藉由該底盤控制模組，產生包括該轉向指令及該加速度指令的該致動訊號組。
9. 如請求項6所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，其中，步驟(E)包括以下子步驟：(E-1)藉由該底盤控制模組，對於每一車輪，至少根據該自動駕駛車輛之一當前速度及沿著該垂直軸施加在該車輪的力，來估算該車輪的該所需側滑角；及(E-2)藉由該底盤控制模組，計算該致動裕度訊號組，其中步驟(E-2)包括以下子步驟：(E-2-1)藉由該底盤控制模組，至少根據該等車輪的該等所需側滑角，計算該自動駕駛車輛的一施加側向力，並產生一指示出該施加側向力的側向力指令，(E-2-2)藉由該底盤控制模組，計算該自動駕駛車輛的該槓桿質心與該規定軌跡曲線之間的一距離，(E-2-3)藉由該底盤控制模組，根據該距離、該施加側向力，及該規定軌跡曲線的該曲率計算該自動駕駛車輛之一所需縱向加速度，並產生出一對應該所需縱向加速度的縱向加速度指令，及 (E-2-4)藉由該底盤控制模組，產生包括該側向力指令及該縱向加速度指令的該致動裕度訊號組。
10. 如請求項1所述的自動駕駛車輛之模態控制方法，其中，在步驟(C)中的計算該致動訊號組包括根據一由該自動駕駛車輛根據該致動訊號組產生的多個預期動作產生的預期振動資料集，對該致動訊號組執行一駕駛舒適度調節。
11. 一種底盤控制模組，適用於控制一自動駕駛車輛的模態，該自動駕駛車輛包括一底盤、一動態驅動系統、一資訊平台、一決策模組，及一致動器控制器模組，該動態驅動系統包括安裝在該自動駕駛車輛的該底盤的多個車輪、一馬達、一轉向子系統、一動力系統，及一煞車子系統，該資訊平台包括多個設置於該自動駕駛車輛的多個零件上的感測器組，該等零件包括該等車輪，該等感測器組用以在該自動駕駛車輛行駛時獲得多個車輛動態資料集，該決策模組用以計算及產生一用以操縱該自動駕駛車輛的決策指令，該底盤控制模組與該資訊平台及該決策模組耦合，該致動器控制器模組與該底盤控制模組及該動態驅動系統耦合，該底盤控制模組包含：一動態裕度識別器，被設計為接收到由該資訊平台獲得的該等車輛動態資料集，根據該等車輛動態資料集及一相關於該動態驅動系統的多個可執行性能值，執行一車輛操作裕度估算，以估算出多個分別對應該等車輪的輪胎力裕度資料集及多個分別對應該等車輪的動態底盤裕度資 料集；一連接該動態裕度識別器的整合式控制器，用以接收到的該決策指令，計算多個該決策指令的所需性能值，並根據該動態裕度識別器估算出的該等輪胎力裕度資料集及該等動態底盤裕度資料集判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛，當判定出該自動駕駛車輛能根據該決策指令行駛時，根據該決策指令計算一致動訊號組，並將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠根據該決策指令來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動；其中，當判定出該自動駕駛車輛無法根據該決策指令行駛時，該整合式控制器輸出一指示調整該決策指令的請求訊號至該決策模組；及在輸出該請求訊號之後的一預定時段之後，當該整合式控制器在該預定時段內未接收到一調整後決策指令時，該整合式控制器估算多個分別對應該等車輪的所需側滑角，並根據該等輪胎力裕度資料集、該等動態底盤裕度資料集、該等所需側滑角，及一相關於該自動駕駛車輛的槓桿質心計算一致動裕度訊號組，並輸出該致動裕度訊號組至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠根據該致動裕度訊號組來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動。
12. 如請求項11所述的底盤控制模組，該自動駕駛車輛還包 括一底盤自檢模組，該底盤控制模組還包含一自我診斷單元，該自我診斷單元連接該底盤自檢模組，且對該動態驅動系統和該底盤控制模組執行一初步檢查，其中，當該初步檢查指示出該動態驅動系統及該底盤控制模組之其中一者處於一未啟用狀態及一異常狀態之其中一者時，該自我診斷單元控制該整合式控制器，以產生一停止致動訊號，並將該停止致動訊號輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠致動該動態驅動系統以停止該自動駕駛車輛。
13. 如請求項11所述的底盤控制模組，其中，當該整合式控制器在輸出該請求訊號後的該預定時段內接收到該調整後決策指令時，該整合式控制器根據該調整後決策指令計算該致動訊號組，及將該致動訊號組輸出至該致動器控制器模組，以使該致動器控制器模組能夠根據該決策指令來致動該動態驅動系統使該自動駕駛車輛移動。
14. 如請求項11所述的底盤控制模組，其中，該動態裕度識別器用以估算該等輪胎力裕度資料集的該等車輛動態資料集包括多個分別沿著一垂直軸、一縱向軸，及一側向軸施加在該等輪胎的力；該動態裕度識別器還計算一從該等車輛動態資料集計算出的回正力矩，及一從該回正力矩計算出的道路黏著係數；及該動態裕度識別器還根據該回正力矩及該道路黏著係數估算出該等輪胎力裕度資料集。
15. 如請求項14所述的底盤控制模組，其中，該動態裕度識別器計算出的該等動態底盤裕度資料集包括：一轉向裕度子資料集，具有一角速度裕度及一電流-扭矩裕度；一馬達動力裕度子資料集，具有一速度裕度及一加速度裕度；及一煞車扭矩裕度子資料集，具有一壓力裕度及一煞車壓力。
16. 如請求項15所述的底盤控制模組，該決策指令包括多個路徑點及一指定速度，其中，該整合式控制器：對該等路徑點執行一多項式曲線擬合以獲得一規定軌跡曲線；決定該規定軌跡曲線的一曲率；及至少根據該指定速度及該規定軌跡曲線的該曲率，計算該等所需性能值。
17. 如請求項16所述的底盤控制模組，該等所需性能值包括一縱向速度，其中，該整合式控制器被設計為通過以下方式，判定該自動駕駛車輛是否能根據該決策指令行駛：從該指定速度決定該縱向速度；根據該轉向裕度子資料集及馬達動力裕度子資料集，計算一側向加速度裕度；根據該側向加速度裕度及該規定軌跡曲線的該曲率，計算一縱向速度門檻值；及比較該縱向速度門檻值及該縱向速度，當該縱向速 度門檻值大於該縱向速度時，判定該自動駕駛車輛能行駛。
18. 如請求項16所述的底盤控制模組，該等所需性能值包括一應用轉向角，其中，該整合式控制器通過以下方式，計算該致動訊號組：根據一應用轉向角及該指定速度產生一轉向指令；將該指定速度輸入至一比例-積分-微分控制器，以獲得一相關於該動力系統及該煞車子系統之其中一者的施加加速度，並產生一指示出該施加加速度的加速度指令；及產生包括該轉向指令及該加速度指令的該致動訊號組。
19. 如請求項16所述的底盤控制模組，其中：該整合式控制器對於每一車輪，至少根據該自動駕駛車輛之一當前速度及沿著該垂直軸施加在該車輪的力，來估算該車輪的該所需側滑角；該整合式控制器通過以下方式計算該致動裕度訊號組：至少根據該等車輪的該等所需側滑角，計算該自動駕駛車輛的一施加側向力，並產生一指示出該施加側向力的側向力指令，計算該自動駕駛車輛的該槓桿質心與該規定軌跡曲線之間的一距離，根據該距離、該施加側向力，及該規定軌跡曲 線的該曲率計算該自動駕駛車輛之一所需縱向加速度，並產生出一對應該所需縱向加速度的縱向加速度指令，及產生包括該側向力指令及該縱向加速度指令的該致動裕度訊號組。
20. 如請求項16所述的底盤控制模組，還包含一連接該整合式控制器及該致動器控制器模組的舒適度調節單元，該舒適度調節單元回應從該整合式控制器接收到的該致動訊號組，根據一由該致動訊號組產生的預期振動資料集，對該致動訊號組執行一駕駛舒適度調節，以產生一調節後致動訊號組，並將該調節後致動訊號組輸出至該致動器控制器模組。

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