用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法。所述方法包括：當駕駛者作出將車輛模式從自主行駛模式轉換到手動行駛模式的轉換請求時，由控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作；以及響應于確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作，由控制器順次地關閉用于執(zhí)行車輛自主行駛的多個功能，以將車輛模式轉換為手動行駛模式。
【專利說明】用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法，并且更特別地涉及一種用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法，其能夠切換車輛的自主行駛狀態(tài)和駕駛者的手動行駛狀態(tài)。
【背景技術】
[0002]近年來，美國的各個州(例如，內華達州)已經通過了允許無人自主式車輛在一般道路上行駛的法律。根據該法律，當駕駛者需要時，自主式車輛必須將駕駛控制切換回給駕駛者，并且駕駛者可以容易地將駕駛控制切換給車輛以便以自主行駛模式操作車輛。
[0003]在車輛和駕駛者之間交換駕駛控制的方法必須容易地執(zhí)行以遵守相關法律，并且交換應該具有安全機制以便不被孩子或不能夠駕駛車輛的人操作。
[0004]例如，根據內華達洲的法律，要求自主式車輛包括可由駕駛者在駕駛的同時操作而無需從道路上轉移注意力的自主行駛電源開關，并且還要求自主式車輛通過至少包括制動踏板、加速踏板或方向盤的機制來將駕駛控制交換到駕駛者。
[0005]提供作為該【背景技術】部分描述的各項內容只是為了幫助理解本發(fā)明的背景，并且不應解釋為是對所述各項內容構成本發(fā)明所屬領域的技術人員已知的技術的承認。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于自主式車輛的駕駛控制交換系統(tǒng)和方法，通過該系統(tǒng)和方法可以容易地在駕駛者和自主式車輛之間交換駕駛控制，從而防止駕駛控制權被孩子或不能駕駛的人獲得、并且遵守相關法律，使得可以安全且便利地管理自主式車輛。
[0007]在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種用于自主式車輛的駕駛控制交換方法，其包括:當從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求被作出時，由包括存儲器和處理器的控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的最低限度操作；以及當確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的最低限度操作時，由控制器順次地關閉用于車輛自主行駛期間的多個功能，以將車輛模式轉換為手動行駛模式。
[0008]在另一實施例中，本發(fā)明提供了一種用于自主式車輛的駕駛控制交換方法，其包括:由控制器接收駕駛者對模式轉換開關的輸入；由控制器確定所述輸入對應于從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求、還是對應于從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求；當從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求被作出時，由控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的最低限度操作；當確定駕駛者能夠執(zhí)行用于行駛的最低限度操作時，由控制器順次地關閉車輛自主行駛期間的多個功能以將車輛的模式轉換為手動行駛模式；響應于控制器確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出，確認是否存在對執(zhí)行車輛自主行駛所必需的功能進行控制的模塊，并執(zhí)行必要的初始化操作；以及響應于初始化操作，由控制器順次地開啟用于執(zhí)行車輛自主行駛的模塊、并將車輛的模式轉換為自主行駛模式。[0009]根據本發(fā)明，可以容易地在駕駛者和自主式車輛之間交換駕駛控制，可以防止由孩子或不能駕駛的人執(zhí)行駕駛控制，并且可以遵守相關法律，從而使得可以安全且便利地
管理自主式車輛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]現在將參考附圖中示出的本發(fā)明的示例性實施例詳細描述本發(fā)明的上述及其它特征、目的和其它優(yōu)點，其中附圖將在下文中僅通過例證的方式給出，并且因此并非對本發(fā)明進行限制，其中:
[0011]圖1是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于自主式車輛的駕駛控制的示例性流程圖；
[0012]圖2是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的當執(zhí)行操作能力確定步驟時的顯示內容的示例圖；
[0013]圖3是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的可以在操作能力確定步驟中提出的需操作的裝置的順序組合的示例圖；
[0014]圖4是根據本發(fā)明的示例性實施例的多階段手動轉換步驟的示例性表格；
[0015]圖5是根據本發(fā)明的示例性實施例的多階段自動轉換步驟的示例性表格；
[0016]圖6是示出執(zhí)行根據本發(fā)明的示例性實施例的用于自主式車輛的駕駛控制交換方法的電子控制單元的示例圖。
[0017]應理解的是，附圖不一定要依比例，而是呈現出說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的稍微簡化的表示。本文中公開的本發(fā)明的特定設計特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形狀，將部分地由期望的特定應用和使用環(huán)境來確定。
[0018]在附圖中，附圖標記在附圖的幾幅圖中始終指代本發(fā)明的相同或等效部分。
【具體實施方式】
[0019]應理解的是，本文中使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。
[0020]盡管示例性實施例被描述為使用多個單元來執(zhí)行示例性處理，但應理解的是，所述示例性處理也可以由一個或多個模塊來執(zhí)行。另外，應理解的是，術語“控制器”是指包括存儲器和處理器的硬件裝置。所述存儲器被配置成存儲各模塊，并且所述處理器被具體地配置成執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行下面進一步描述的一個或多個處理。
[0021]此外，本發(fā)明的控制邏輯可以實施為包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的非暫時性計算機可讀介質。計算機可讀介質的實例包括但不限于ROM、RAM、壓縮盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅動器、智能卡和光學數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可以分布在網絡連接的計算機系統(tǒng)中，使得計算機可讀介質以分布式方式(例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(CAN))被存儲和執(zhí)行。
[0022]本文中所用的術語僅用于描述特定實施例的目的，并且并非旨在對本發(fā)明進行限制。如本文中所使用的那樣，單數形式的“一”旨在也包括復數形式，除非文中清楚地指出。還應理解的是，術語“包括”在本說明書中被使用時，指的是所陳述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而并不排除一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或附加。如本文中使用的那樣，術語“和/或”包括一個或多個相關列出條目的任何和全部組合。
[0023]參考圖1，根據本發(fā)明實施例的用于自主式車輛的駕駛控制交換方法包括:模式轉換請求確定步驟(Sio)，由控制器接收駕駛者對模式轉換開關的輸入，并且由控制器將該輸入確定為從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求或者從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求；操作能力確定步驟(S20)，當從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求被作出時，由控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的最低限度操作；多階段手動模式轉換步驟(S30)，響應于確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的最低限度操作，由控制器順次地關閉用于執(zhí)行車輛自主行駛的多個功能以便將模式轉換為手動行駛模式；模塊初始化步驟(S40)，響應于確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出，由控制器確認是否存在對執(zhí)行車輛自主行駛所必需的功能進行控制的模塊，并且由控制器執(zhí)行初始化操作；以及多階段自主轉換步驟(S50)，響應于模塊初始化步驟(S40)，由控制器順次地開啟用于執(zhí)行車輛自主行駛的模塊，并將車輛的模式轉換為自主行駛模式。
[0024]換言之，如果駕駛者操作了模式轉換開關，則在當前狀態(tài)為自主行駛狀態(tài)時，這可以由控制器確定為是轉換到手動行駛模式的轉換請求，并且在當前狀態(tài)為手動行駛狀態(tài)時，這可以被確定為是轉換到自主行駛模式的轉換請求。當確定結果對應于轉換到手動行駛模式的轉換請求時，可以防止孩子或不能駕駛的人獲得駕駛控制，使得相關法律可以通過操作能力確定步驟(S20)而得以遵守，并且駕駛控制可以逐漸移交給駕駛者，使得車輛的模式可以通過多階段手動轉換步驟(S30)而被轉換為手動行駛模式，而當確定結果對應于轉換到自主行駛模式的轉換請求時，可以由控制器確定車輛的模式是否可以通過模塊初始化步驟(S40)轉換為自主行駛模式、以及車輛的狀態(tài)是否可以通過多階段自主轉換步驟(S50)逐漸轉換為自主行駛狀態(tài)，使得車輛的駕駛控制可以安全移交給車輛。
[0025]在操作能力確定步驟(S20)中，控制器可以根據駕駛者按照特定順序操作至少兩個裝置的狀況來確定駕駛者是否能夠執(zhí)行使車輛行駛的操作，所述至少兩個裝置包括制動踏板、加速踏板和方向盤中的至少一者。換言之，控制器可以根據駕駛者是否按特定順序操作了制動踏板、加速踏板和方向盤中的至少一者、獨立開關或車輛的其它裝置，來確定駕駛者是否能夠執(zhí)行使車輛行駛的操作。
[0026]此外，駕駛者操作的特定順序可以是由駕駛者預先確定并已知的順序，或者可以是每當控制器確定作出了轉換到手動行駛模式的轉換請求時隨機地向駕駛者提出的順序，于是車輛可以提出需操作的裝置及其順序，并且駕駛者可以根據提出的順序來操作所提出的裝置。
[0027]例如，在操作能力確定步驟(S20)中，需操作的裝置及其順序可以由控制器通過諸如圖2所例示的平視顯示器(HUD)之類的顯示單元向駕駛者提出。如圖2所示，方向盤、制動踏板和加速踏板可以順次地顯示在顯示單元上、并且可以被點亮和熄滅，使得駕駛者可以根據所確定的順序操作各裝置。此外，當駕駛者根據駕駛者所提出的順序順次地操作了制動踏板、加速踏板和方向盤時，控制器可以確定駕駛者能夠操作車輛。
[0028]因此，車輛的駕駛控制可以僅被切換給能夠至少根據對駕駛者確定或提出的執(zhí)行手動操作的順序操作制動踏板、加速踏板和方向盤的人，而不會將車輛的駕駛控制切換給孩子或不能操作對駕駛而言所必需的裝置的人。然而，在操作能力確定步驟(S20)中，由駕駛者操作的制動踏板、加速踏板和方向盤的操作不會控制車輛的運動，而是僅被用來確定駕駛者是否能執(zhí)行操作。
[0029]作為參考，圖3示出需由駕駛者操作的提出裝置及其順序的各種實例的表格。表示制動踏板、加速踏板和方向盤的符號以各種順序被列在多個行中，并且控制器可以任意地選擇其中一行并將所選擇的行顯示給駕駛者，并且可以確定駕駛者是否根據所選擇的行中所列的符號的順序而順次地操作了各裝置，以便執(zhí)行操作能力確定步驟(S20)。
[0030]如圖4所示，在多階段手動模式轉換步驟(S30)中，控制器順次地執(zhí)行整體自動模塊關閉步驟(S31)、轉向自動模塊關閉步驟(S32)、以及加速和減速自動模塊關閉步驟(S33)，其中所述整體自動模塊關閉步驟是:在車輛的轉向、加速和減速操作期間關閉全自主行駛功能，從而將車輛狀態(tài)轉換為沒有車道改變控制的自主行駛狀態(tài)；所述轉向自動模塊關閉步驟是:關閉自動轉向功能，并將車輛狀態(tài)轉換為僅自動執(zhí)行車輛的加速和減速的狀態(tài)；所述加速和減速自動模塊關閉步驟是:關閉自動加速和減速功能，并將車輛模式轉換為全手動模式。
[0031]此外，當控制器執(zhí)行整體自動模塊關閉步驟(S31)時，車輛狀態(tài)可以由控制器從包括車道改變的全自主行駛狀態(tài)轉換為沒有車道改變控制的自主行駛狀態(tài)，在該自主行駛狀態(tài)下控制器執(zhí)行車道保持輔助系統(tǒng)(LKAS)功能和智能巡航控制(SCC)功能。
[0032]此外，當由控制器執(zhí)行轉向自動模塊關閉步驟(S32)時，可以停止LKAS功能并且僅保持SCC功能，同時車輛僅保持自動加速和減速功能。此外，當由控制器執(zhí)行加速和減速自動模塊關閉步驟(S33)時，可以關閉SCC功能以將車輛模式轉換為全手動行駛模式，使得駕駛控制可以逐漸移交給駕駛者以允許駕駛者執(zhí)行轉向、加速和減速操作，同時防止由于駕駛控制的突然轉換而造成的不穩(wěn)定狀態(tài)。
[0033]此外，當控制器在模式轉換請求確定步驟(SlO)中確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出時，控制器執(zhí)行模塊初始化步驟(S40)和多階段自主轉換步驟
(550)，使得車輛模式被轉換為自主行駛模式。具體地，控制器對加速和減速自動模塊、用于保持車道控制的轉向自動模塊、和無需駕駛者控制的整體自動模塊執(zhí)行模塊初始化步驟(S40)。
[0034]因此，由于在控制器確定在加速和減速自動模塊、轉向自動模塊、以及整體自動模塊中是否存在任何錯誤、并且車輛狀態(tài)由控制器初始化為加速和減速自動模塊、轉向自動模塊、以及整體自動模塊可被立即操作的狀態(tài)之后，才將車輛的駕駛控制切換給車輛，所以可以防止由于恰好在車輛的不適當狀態(tài)下移交駕駛控制而造成的危險。
[0035]如圖5所示，在多階段自主轉換步驟(S50)中，在控制器開啟加速和減速自動模塊
(551)以自動地加速和減速車輛之后，控制器可以開啟轉向自動模塊(S52)、并且車輛可以在保持車道控制的同時被自主地駕駛。此外，控制器可以通過開啟整體自動模塊(S53)來將車輛的狀態(tài)轉換為全自主行駛狀態(tài)。
[0036]另外，由于控制器分階段逐漸地將車輛模式從手動行駛模式轉換為自主行駛模式，所以可以更安全地轉換行駛模式。
[0037]此外，圖6示出配置成執(zhí)行根據本發(fā)明的用于自主式車輛的駕駛控制交換方法的控制器100的實例，其包括:模式轉換請求確定單元101，用于接收模式轉換開關的輸入，并根據當前車輛行駛模式是自主行駛模式還是手動行駛模式來確定所述輸入是否對應于轉換到相反模式的轉換請求；操作能力確定單元102，用于執(zhí)行操作能力確定步驟(S20);多階段手動轉換單元103，用于執(zhí)行多階段手動轉換步驟(S30);模塊初始化單元104，用于執(zhí)行模塊初始化步驟(S40);以及多階段自主轉換單元105，用于執(zhí)行多階段自主轉換步驟(S50)。
[0038]當然，各個部分可以以任意組合被封裝在相互獨立的電子控制芯片中，或者所有部分可以被封裝在單個電子控制芯片中。
[0039]盡管已經參考示例性實施例舉例說明和描述了本發(fā)明，但是對本發(fā)明所屬領域的技術人員明顯的是，本發(fā)明可以以各種方式被改進和變更，而不脫離本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種用于自主式車輛的駕駛控制交換方法，包括: 當駕駛者作出將車輛模式從自主行駛模式轉換到手動行駛模式的轉換請求時，由控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作；以及 響應于確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作，由所述控制器順次地關閉用于執(zhí)行車輛自主行駛的多個功能，以將車輛模式轉換為手動行駛模式。
2.如權利要求1所述的駕駛控制交換方法，其中由所述控制器確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作的步驟包括:確定駕駛者是否根據特定順序操作了從以下裝置中選出的至少兩個裝置:制動踏板，加速踏板，和方向盤。
3.如權利要求2所述的駕駛控制交換方法，其中所述控制器設定裝置的所述特定順序、并將所述順序顯示在顯示單元上。
4.如權利要求2所述的駕駛控制交換方法，其中當駕駛者按照所述駕駛者所設定的順序操作了制動踏板、加速踏板和方向盤時，所述控制器確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作。
5.如權利要求1所述的駕駛控制交換方法，還包括: 由所述控制器在車輛的轉向、加速和減速操作期間關閉全自主行駛功能，并在保持車道控制的同時將車輛狀態(tài)轉換為自主行駛狀態(tài)； 由所述控制器關閉自動轉向功能，并將車輛狀態(tài)轉換為僅自動執(zhí)行加速和減速功能的狀態(tài)；以及 由所述控制器關閉自動加速和減速功能，并將車輛模式轉換為手動模式。
6.如權利要求1所述的駕駛控制交換方法，還包括: 由所述控制器接收駕駛者對模式轉換開關的輸入；以及 由所述控制器確定所述輸入對應于從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求、還是對應于從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求。
7.如權利要求6所述的駕駛控制交換方法，其中還包括: 響應于所述控制器確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出，由所述控制器確認是否存在用于執(zhí)行自主行駛的多個模塊； 由所述控制器執(zhí)行初始化操作； 由所述控制器開啟執(zhí)行自主行駛的所述模塊；以及 由所述控制器將車輛模式轉換為自主行駛模式。
8.如權利要求7所述的駕駛控制交換方法，其中所述控制器對加速和減速自動模塊、轉向自動模塊、以及整體自動模塊執(zhí)行所述初始化操作。
9.如權利要求8所述的駕駛控制交換方法，其中響應于開啟加速和減速自動模塊、以及轉向自動模塊，所述控制器通過開啟整體自動模塊來將車輛模式轉換為自主行駛模式。
10.一種用于自主式車輛的駕駛控制交換方法，包括: 由控制器接收駕駛者對模式轉換開關的輸入； 由所述控制器確定所述輸入是否對應于從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求、以及所述輸入是否對應于從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求； 當將車輛模式從自主行駛模式轉換到手動行駛模式的轉換請求被作出時，由所述控制器確定駕駛者是否能 夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作；響應于確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作，由所述控制器順次地關閉用于執(zhí)行車輛自主行駛的多個功能，以將車輛模式轉換為手動行駛模式； 響應于確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出，由所述控制器確認是否存在執(zhí)行車輛自主行駛的多個模塊； 由所述控制器對所述多個模塊執(zhí)行初始化操作； 由所述控制器順次地開啟用于執(zhí)行車輛自主行駛的所述多個模塊；以及 將車輛模式轉換為自主行駛模式。
11.如權利要求10所述的駕駛控制交換方法，其中所述控制器設定需操作的多個裝置及其順序，以確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作。
12.如權利要求11所述的駕駛控制交換方法，還包括: 由所述控制器關閉自主行駛功能； 由所述控制器在保持車道控制的同時將車輛狀態(tài)轉換為自主行駛狀態(tài)； 由所述控制器關閉自動轉向功能； 由所述控制器將車輛狀態(tài)轉換為自動執(zhí)行車輛的加速和減速的狀態(tài)； 由所述控制器關閉自動加速和減速功能；以及 由所述控制器將車輛模式轉換為全手動模式。
13.如權利要求10所述的駕駛控制交換方法，其中由所述控制器對加速和減速自動模塊、轉向自動模塊、以及整體自動模塊執(zhí)行所述初始化操作。
14.如權利要求13所述的駕駛控制交換方法，其中響應于開啟加速和減速自動模塊、以及轉向自動模塊，所述控制器通過開啟整體自動模塊來將車輛模式轉換為自主行駛模式。
15.一種交換自主式車輛的駕駛控制的系統(tǒng)，包括: 控制器，其被配置成: 當駕駛者作出將車輛模式從自主行駛模式轉換到手動行駛模式的轉換請求時，確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作；以及 響應于確定駕駛者能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作，順次地關閉用于執(zhí)行車輛自主行駛的多個功能，以將車輛模式轉換為手動行駛模式。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中確定駕駛者是否能夠執(zhí)行用于車輛行駛的操作的處理包括:確定駕駛者是否根據特定順序操作了從以下裝置中選出的至少兩個裝置:制動踏板，加速踏板，和方向盤。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置成: 在車輛的轉向、加速和減速操作期間關閉全自主行駛功能，并在保持車道控制的同時將車輛狀態(tài)轉換為自主行駛狀態(tài)； 關閉自動轉向功能，并將車輛狀態(tài)轉換為僅自動執(zhí)行加速和減速功能的狀態(tài)；以及 關閉自動加速和減速功能，并將車輛模式轉換為手動模式。
18.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置成: 接收駕駛者對模式轉換開關的輸入；以及 確定所述輸入對應于從自主行駛模式到手動行駛模式的轉換請求、還是對應于從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求。
19.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置成: 響應于確定從手動行駛模式到自主行駛模式的轉換請求被作出，確認是否存在用于執(zhí)行自主行駛的多個模塊； 執(zhí)行初始化操作； 開啟執(zhí)行自主行駛的所述模塊；以及 將車輛模式轉換為自主行駛模式。
20.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成對加速和減速自動模塊、轉向自動模塊、以及整體自動模塊執(zhí)行所述初始化操作。
21.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置成響應于開啟加速和減速自動模塊、以及轉向自 動模塊，通過開啟整體自動模塊來將車輛模式轉換為自主行駛模式。
【文檔編號】B60W40/08GK103661364SQ201210599248
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權日:2012年9月24日
【發(fā)明者】俞炳墉, 吳榮哲 申請人:現代自動車株式會社