CN108791296B - 一种车辆控制***及车辆控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆控制***及车辆控制方法，用于具备自动驾驶的车辆，所述车辆控制***包括：检测模块，用于检测驾驶员的行为能力；以及控制模块，用于判断所述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止所述车辆的手动驾驶控制部件并进入自动驾驶模式。本发明提供的车辆控制***及车辆控制方法，通过判断驾驶员是否具有驾驶的能力及时调整车辆的手动驾驶与自动驾驶模式，使车辆始终处于安全可靠的控制中，有效避免由于驾驶员不具有驾驶能力而操控车辆造成的危险驾驶并可能引发的交通事故。

Description

一种车辆控制***及车辆控制方法

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及带有自动驾驶功能的车辆控制领域。

背景技术

随着技术的进步，无人驾驶汽车飞速发展。2013年，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA, National Highway Traffic Safety Administration）发布了汽车自动化的五级标准，以应对汽车主动安全技术的爆发增长，具体的：Level 0：无自动驾驶：完全由驾驶员时刻操控汽车的行驶，包括制动、转向、油门以及动力传动。任何驾驶辅助技术，只要仍需要人控制汽车，都属于Level 0。

Level 1：具有特定功能的自动驾驶，驾驶员仍然对行车安全负责，但某些功能已经自动进行，比如常见的自适应巡航（Adaptive Cruise Control，ACC），应急刹车辅助（Emergency Brake Assist，EBA），车道保持（Lane-Keep Support，LKS）。特点是Level 1只有单一功能，驾驶员无法做到手和脚同时不操控。

Level 2：具有复合功能的自动驾驶，驾驶员在某些预设环境下可以不操作汽车，即手脚同时离开控制，但驾驶员仍然需要对驾驶安全负责，并随时准备在短时间里接管汽车驾驶权。比如结合了ACC和LKS形成的跟车功能。Level 2的核心不在于要有两个以上的功能，而在于驾驶员可以不再作为主要操作者。

Level 3：具有限制条件的无人驾驶，在预设的路段（如高速和人流较少的城市路段），汽车自动驾驶并承担架势安全的责任，驾驶员仍需要在某些时候接管汽车，但有足够的预警时间，如即将进入修路的路段(Road work ahead)。Level 3将解放驾驶员，即对行车安全不再负责，不必监视道路状况。

Level 4：全工况无人驾驶。不再有驾驶员，仅需起点和终点信息，汽车将在全程负责行车安全，并完全不依赖驾驶员干涉。行车时可以没有人乘坐（如空车货运）。

美国机动车工程师协会（SAE，Society of Automotive Engineers）2013年发布了类似的汽车自动化的标准，细化了NHTSA发布的Level3到Level4之间的状态，具体的：Level0（无自动化）：由人类驾驶者全权操作汽车，在行驶过程中可以得到警告和保护***的辅助。

Level 1（驾驶支援）：通过驾驶环境对方向盘和加减速中的一项操作提供驾驶支援，对其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作。

Level 2（部分自动化）：通过驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支援，其他的驾驶动作都由人类驾驶员进行操作。

Level 3（有条件自动化）：由无人驾驶***完成所有的驾驶操作。根据***请求，人类驾驶者提供适当的应答

Level 4（高度自动化）：由无人驾驶***完成所有的驾驶操作。根据***请求，人类驾驶者不一定需要对所有的***请求做出应答，限定道路和环境条件等。

Level 5（完全自动化）：由无人驾驶***完成所有的驾驶操作。人类驾驶者在可能的情况下接管。在所有的道路和环境条件下驾驶。

在具备无人驾驶功能，尤其是在配置了L3或L4甚至以上级别的无人驾驶功能的汽车，在使用过程中，若驾驶员出现酒驾、醉驾、疲劳驾驶等情况，让驾驶员介入驾驶操控车辆反而容易造成危险驾驶，这种情况下，不适宜驾驶员介入控制车辆行驶，因此，亟需要一种汽车控制***以及控制方法，能够判断驾驶员是否具有驾驶能力，并在出现不适宜驾驶员介入的情况下，阻止驾驶员手动控制车辆，切换至自动控制车辆模式。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了达到上述目的，防止不具有驾驶能力的驾驶员操作车辆，本发明提供了一种车辆控制装置，一种车辆控制***，用于具备自动驾驶的车辆，上述车辆控制***包括：检测模块，用于检测驾驶员的行为能力；以及控制模块，用于判断上述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止上述车辆的手动驾驶控制部件并进入自动驾驶模式。

如上述的车辆控制***，可选的，上述检测模块包括：酒精检测单元，用于检测驾驶员体内的酒精含量，上述控制模块基于上述酒精含量大于第一预设阈值而判断上述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

如上述的车辆控制***，可选的，上述酒精检测单元包括呼气酒精检测子单元和/或皮肤酒精检测单元。

如上述的车辆控制***，可选的，上述检测模块包括：疲劳驾驶检测单元，用于检测驾驶员的精神疲劳指数，上述控制模块基于上述驾驶员的疲劳指数大于第二预设阈值而判断上述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

如上述的车辆控制***，可选的，上述疲劳驾驶检测单元包括面部识别传感器，用于检测驾驶员的面部表情特征并基于上述面部表情特征计算上述精神疲劳指数。

如上述的车辆控制***，可选的，上述手动驾驶控制部件包括连接在上述车辆的方向盘与转向机之间的转向管柱结构，若不符合手动驾驶要求，上述控制模块锁止上述转向管柱结构。

如上述的车辆控制***，可选的，上述转向柱结构包括转向柱管和穿过上述转向柱管的转向轴，上述转向轴表面带有花键结构，上述转向轴包括分离的第一转向轴和第二转向轴，上述第一转向轴与上述方向盘耦接，上述第二转向轴与上述转向机耦接，上述转向柱管内设有滑套管，上述滑套管的内表面带有与上述转向轴表面对应的花键结构，上述滑套管在上述转向柱管内具有轴向上的第一位置和第二位置，上述滑套管位于上述第一位置时，上述滑套管通过上述花键结构分别与上述第一转向轴与上述第二转向轴耦接，上述第一转向轴与上述第二转向轴联动以形成转向柱结构的联动状态，若不符合手动驾驶要求，上述控制模块控制上述滑套管运动至上述第二位置，上述滑套管通过上述花键结构与上述第一转向轴和上述第二转向轴的其中之一耦接，上述第一转向轴与上述第二转向轴分离以形成转向柱结构的分离状态。

如上述的车辆控制***，可选的，上述手动驾驶控制部件包括制动踏板结构，若不符合手动驾驶要求，上述控制模块锁止上述制动踏板结构。

如上述的车辆控制***，可选的，上述制动踏板结构包括踏板臂，上述踏板臂上设置有可旋转的挡块，上述制动踏板结构包括带有通孔的挡板，上述通孔的形状与上述挡块的轮廓形状一致，上述制动踏板结构包括解锁状态与锁定状态，当上述挡块旋转至与上述通孔相匹配对应的预定位置时，上述挡块随上述踏板臂的运动穿过上述通孔，形成上述解锁状态，若不符合手动驾驶要求，上述控制模块控制上述挡块旋转至偏离上述预定位置，上述挡块被上述挡板阻挡，从而阻止上述踏板臂运动，形成上述锁定状态。

如上述的车辆控制***，可选的，上述控制模块包括VCU控制器。

本发明还提供了一种车辆控制方法，用于具备自动驾驶的车辆，上述车辆包括检测模块，上述车辆控制方法包括：控制检测模块检测驾驶员的行为能力；以及判断上述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止上述车辆的手动驾驶控制部件并进入自动驾驶模式。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述检测模块包括酒精检测单元，上述控制检测模块检测驾驶员的行为能力包括控制上述酒精检测单元检测驾驶员体内的酒精含量，上述判断上述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于上述酒精含量大于第一预设阈值而判断上述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述检测模块包括疲劳驾驶检测单元，上述控制检测模块检测驾驶员的行为能力包括控制上述疲劳驾驶检测单元检测驾驶员的精神疲劳指数，上述判断上述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于上述驾驶员的疲劳指数大于第二预设阈值而判断上述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述疲劳驾驶检测单元包括面部识别传感器，上述控制上述疲劳驾驶检测单元检测驾驶员的精神疲劳指数包括控制上述面部识别传感器检测驾驶员的面部表情特征并基于上述面部表情特征计算上述精神疲劳指数。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述手动驾驶控制部件包括连接在上述车辆的方向盘与转向机之间的转向管柱结构，上述锁止上述车辆的手动驾驶控制部件包括锁止上述转向管柱结构。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述转向柱结构包括转向柱管和穿过上述转向柱管的转向轴，上述转向轴表面带有花键结构，上述转向轴包括分离的第一转向轴和第二转向轴，上述第一转向轴与上述方向盘耦接，上述第二转向轴与上述转向机耦接，上述转向柱管内设有滑套管，上述滑套管的内表面带有与上述转向轴表面对应的花键结构，上述滑套管在上述转向柱管内具有轴向上的第一位置和第二位置，上述滑套管位于上述第一位置时，上述滑套管通过上述花键结构分别与上述第一转向轴与上述第二转向轴耦接，上述第一转向轴与上述第二转向轴联动以形成转向柱结构的联动状态，上述锁止上述转向管柱结构包括控制上述滑套管运动至上述第二位置，上述滑套管通过上述花键结构与上述第一转向轴和上述第二转向轴的其中之一耦接，上述第一转向轴与上述第二转向轴分离以形成转向柱结构的分离状态。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述手动驾驶控制部件包括制动踏板结构，上述锁止上述车辆的手动驾驶控制部件包括锁止上述制动踏板结构。

如上述的车辆控制方法，可选的，上述制动踏板结构包括踏板臂，上述踏板臂上设置有可旋转的挡块，上述制动踏板结构包括带有通孔的挡板，上述通孔的形状与上述挡块的轮廓形状一致，上述制动踏板结构包括解锁状态与锁定状态，当上述挡块旋转至与上述通孔相匹配对应的预定位置时，上述挡块随上述踏板臂的运动穿过上述通孔，形成上述解锁状态，上述锁止上述制动踏板结构包括控制上述挡块旋转至偏离上述预定位置，上述挡块被上述挡板阻挡，从而阻止上述踏板臂运动，形成上述锁定状态。

本发明还提供了一种车辆控制装置，用于具备自动驾驶的车辆，包括处理器和耦合至上述处理器的存储器，上述存储器上存储有计算机指令，上述处理器在执行上述计算机指令时实施如上述车辆控制方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，上述计算机可读指令在由处理器执行时实施如上述车辆控制方法的步骤。

根据本发明所提供的车辆控制***和车辆控制方法，通过判断驾驶员是否具有驾驶的能力及时调整车辆的手动驾驶与自动驾驶模式，使车辆始终处于安全可靠的控制中，有效避免由于驾驶员不具有驾驶能力而操控车辆造成的危险驾驶并可能引发的交通事故。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1A示出了本发明提供的车辆控制***的示意图。

图1B示出了本发明提供的车辆控制方法的流程示意图。

图2示出了本发明提供的检测模块一实施例示意图。

图3示出了本发明提供的控制模块一实施例示意图。

图4示出了本发明提供的手动驾驶部件一实施例示意图。

图5示出了本发明提供的制动踏板的主视图。

图6A示出了本发明提供的制动踏板第一实施例解锁状态时的局部放大示意图。

图6B示出了本发明提供的制动踏板第一实施例锁定状态时的局部放大示意图。

图7A示出了本发明提供的制动踏板第二实施例解锁状态时的局部放大示意图。

图7B示出了本发明提供的制动踏板第二实施例锁定状态时的局部放大示意图。

图8A示出了本发明提供的制动踏板第三实施例解锁状态时的局部放大示意图。

图8B示出了本发明提供的制动踏板第三实施例锁定状态时的局部放大示意图。

图9A示出了本发明提供的制动踏板第四实施例解锁状态时的局部放大示意图。

图9B示出了本发明提供的制动踏板第四实施例锁定状态时的局部放大示意图。

图10A示出了本发明提供的制动踏板第五实施例解锁状态时的局部放大示意图。

图10B示出了本发明提供的制动踏板第五实施例锁定状态时的局部放大示意图。

图11示出了本发明提供的转向柱结构分离状态的结构示意图。

图12示出了本发明提供的转向柱结构联动状态的结构示意图。

图13A示出了本发明提供的滑套管一实施例的结构示意图。

图13B示出了本发明提供的滑套管一实施例的局部放大图。

附图标记

检测模块100

酒精检测单元110

疲劳驾驶检测单元120

控制模块200

VCU控制器210

手动驾驶部件300

制动踏板400

制动踏板底座 411

踏板臂 412

挡块 413、423、433、443、453、463

主体部 4231

止动块 4232

挡板 414、424、434、444、454、464

通孔 4241、4341、4441、4541、4641

挡块转轴 425

旋转电机 426

转向管柱500

第一转向轴511

第二转向轴512

转向柱管520

止动块521

滑套管530

滑套内管531

滑套外管532

轴承533

止动齿534

驱动机构540

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

如上所述，本发明提供了一种车辆控制***，用于具备自动驾驶的车辆。图1A示出了本发明提供的车辆控制***的示意图，车辆控制***包括：检测模块100，用于检测驾驶员的行为能力；以及控制模块200，用于判断驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止车辆的手动驾驶控制部件300并进入自动驾驶模式。

图1B示出了本发明提供的车辆控制方法的流程示意图。在步骤S101车辆准备就绪的情况下，执行步骤S102，控制检测模块检测驾驶员的行为能力，并将检测结果传送给控制模块，随后执行步骤S102控制模块根据检测数据判断驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若符合，则回到步骤S101，并准备在形式过程中再次检测驾驶员的行为能力。若不符合，则执行步骤S104，控制模块控制锁止车辆的手动驾驶控制部件，使车辆进入自动驾驶模式。

具体的，本发明提供的检测模块100可以包括酒精检测单元110和/或疲劳驾驶检测单元120，如图2所示。

在检测模块100包括酒精检测单元110的实施例中，步骤S102中，控制模块200控制检测模块100检测驾驶员的行为能力包括控制酒精检测单元110检测驾驶员体内的酒精含量。步骤S103中，判断驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于所检测的酒精含量大于第一预设阈值而判断驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。更具体的，酒精检测单元110可以是预先设置的呼气酒精检测子单元和/或皮肤酒精检测单元。本领域技术人员应当知道，酒精检测单元110还可以通过其他现有或将有的用以检测人体酒精含量浓度的装置，而不限于上述举例。

在检测模块100包括疲劳驾驶检测单元120的实施例中，步骤S102中，控制模块200控制检测模块100检测驾驶员的行为能力包括控制疲劳驾驶检测单元120检测驾驶员的精神疲劳指数。步骤S103中，判断驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于驾驶员的疲劳指数大于第二预设阈值而判断驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。更具体的，疲劳驾驶检测单元120可以是面部识别传感器，在疲劳驾驶检测单元120是面部识别传感器的实施例中，步骤S102中，控制模块200控制疲劳驾驶检测单元230检测驾驶员的精神疲劳指数包括控制面部识别传感器检测驾驶员的面部表情特征并基于面部表情特征计算精神疲劳指数。本领域技术人员应当知道，疲劳驾驶检测单元120还可以通过其他现有或将有的用以检测人体精神疲劳程度的装置，而不限于上述举例。

如图3所示，本发明提供的控制模块200可以是VCU控制器210。VCU控制器210是可以实现整车控制决策的核心电子控制单元。VCU控制器210可以通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图。可以通过监测车辆状态(车速、温度等)信息，由VCU控制器210判断处理后，向动力***、动力电池***发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力***的工作模式。VCU控制器210还具有整车***故障诊断保护与存储功能。

如图4所示，本发明提供的手动驾驶部件300可以包括制动踏板400和/或转向管柱500。制动踏板400具有对应于允许手动驾驶状态的解锁状态和对应于不允许手动驾驶的锁定状态。转向管柱500具有对应于允许手动驾驶状态的联动状态和对应于不允许手动驾驶的分离状态。

请结合图5-图10B，来理解本发明提供的制动踏板400的具体细节。图5示出了本发明提供的制动踏板的主视图。如图5所示，制动踏板结构设置在制动踏板底座411上，制动踏板臂412响应于驾驶员的踩踏往复运动，根据运动的程度，转化为车轮对地面的摩擦力，从而起到制动的作用。可旋转的挡块413设置在踏板臂412上，随踏板臂412一起响应于驾驶员的踩踏往复运动，同时，挡块413可在挡块413所在平面内旋转。制动踏板结构包含带有通孔的挡板414，挡板414上设置的通孔的形状与挡块413的轮廓形状一致。制动踏板结构包括解锁状态与锁定转态，当挡块413旋转至与通孔相匹配对应的预定位置时，挡块413随踏板臂412的运动穿过通孔，形成解锁状态；当挡块413旋转至偏离预定位置时，挡块413被挡板414阻挡，从而阻止踏板臂412运动，形成锁定状态。

上述解锁状态对应于如前所述的允许驾驶员介入驾驶控制车辆的状态，上述锁定状态对应于如前所述的驾驶员出现酒驾、醉驾、疲劳驾驶等不允许驾驶员介入驾驶控制车辆的状态。

当挡块413处于上述预定位置时，挡块413投影在挡板414平面内的形状能够完全被设置在挡板414上的通孔形状覆盖，因而，在上述预定位置，挡块413与通孔的位置相匹配对准，从而在上述预定位置，挡块413能够在踏板臂412的带动下顺利地穿过上述通孔。在解锁状态下，挡块413不起阻挡踏板臂412运动的作用。当挡块偏离413偏离上述预定位置时，挡块413投影在挡板414平面内的形状不能够完全被设置在挡板414上的通孔形状覆盖，因而，偏离上述预定位置的情况下，没有被通孔形状覆盖的挡块413部分被挡板414阻挡，从而阻止踏板臂412运动。

图6A和图6B分别为本发明提供的制动踏板结构第一实施例解锁状态和锁定状态时的局部放大示意图。在如图6A和图6B所示的制动踏板结构的第一实施例中，挡块423的形状设置为包括主体部4231和两个止动块4232，止动块4232设置在主体部4231上，并沿主体部4231向外延伸。

如图6A所示，设置在挡板424上的通孔4241的形状与挡块423的轮廓一致，在解锁状态下，挡块423在如图示的预定位置顺利地随踏板臂412的运动而穿过通孔4241。

如图6B所示，当挡块423偏离预定位置时，止动块4232与通孔4241处的挡板424相抵，从而阻止挡块423从通孔4241中穿过，阻止踏板臂412的运动。

本领域技术人员应当知道，止动块4232的数量不限于实施例中的两个，可以根据需要，设置至少一个制动块4232，在挡块423旋转至偏离预定位置时，能够使止动块4232与通孔4241处的挡板424相抵。本领域技术人员也应当知道，当止动块4232为两个时，其设置的位置与延伸的方向并不限于如图6A或6B所示的位于一条直线上。并且，在止动块4232数量不为2个时，止动块4232设置的位置以及延伸的方向同样可以根据需要设置。

在如图6A和图6B所示的实施例中，示出了挡块423通过挡块转轴425连接在旋转电机426，从而设置在踏板臂412上。旋转电机426通过控制挡块转轴425的旋转带动挡块423在挡块423所在平面内旋转至预定位置或偏离预定位置，从而实现在特定情况下，锁定制动踏板臂412的运动，防止出现危险驾驶的情况。

具体的，旋转电机426通过线缆与控制模块200连接。控制模块200通过检测模块100的感测信号判断驾驶员的状态是否允许介入控制车辆，并将结果输出给旋转电机426，以控制旋转电机426旋转挡块423至对应的预定位置或偏离预定位置，形成制动踏板的解锁或锁定状态。

在上述的实施例中，挡块423与挡块转轴425可以是一体结构，亦可以通过焊接或轴承连接。挡块423与挡块转轴425的连接方式可以根据需要设定，为制造工艺带来便利。当挡块423通过焊接或轴承的方式与挡块转轴425连接时，连接的强度较一体结构的挡块423与挡块转轴425弱，但在应该由驾驶员介入的场景，如果出现旋转电机426误操作，挡块423被旋转至锁定状态，驾驶员无法控制踏板时，可以通过施加较大的外力，猛踩制动踏板的方式使连接强度相对较弱的挡块423脱离挡块转轴425，从而使制动踏板***。

同样地，挡板424固定在制动踏板底座上可以采用一体成型的方式固定，亦可以采用焊接的方式固定。挡板424与制动踏板底座的连接方式可以根据需要设定，为制造工艺带来便利。当挡板424通过焊接的方式与制动踏板底座连接，连接的强度较一体结构的挡板424与制动踏板底座弱，但在应该由驾驶员介入的场景，如果出现旋转电机426误操作，挡块423旋转至锁定状态，驾驶员无法控制踏板时，可以通过施加较大的外力，猛踩制动踏板的方式使连接强度相对较弱的挡板424脱离制动踏板底座，从而使制动踏板上的挡块423不会被挡板424所阻挡，制动踏板***。

图7A、7B分别示出了本发明提供的制动踏板结构第二实施例解锁状态和锁定状态时的局部放大示意图。在本实施例中，挡板434上设置有椭圆形的通孔4341，挡块433的形状为椭圆形，对应于通孔4341的形状。

图8A、8B分别示出了本发明提供的制动踏板结构第三实施例解锁状态和锁定状态时的局部放大示意图。在本实施例中，挡板444上设置有三角形的通孔4441，挡块443的形状为三角形，对应于通孔4441的形状。

图9A、9B分别示出了本发明提供的制动踏板结构第四实施例解锁状态和锁定状态时的局部放大示意图。在本实施例中，挡板454上设置有矩形的通孔4541，挡块453的形状为矩形，对应于通孔4541的形状。

图10A、10B分别示出了本发明提供的制动踏板结构第五实施例解锁状态和锁定状态时的局部放大示意图。在本实施例中，挡板464上设置有菱形的通孔4641，挡块463的形状为菱形，对应于通孔4641的形状。

本领域技术人员应当知道，挡块的形状除了正圆形的形状外，可以根据实际的需要任意设置，而不限于上述所列举的实施例中所提及的形状。由于挡板的通孔形状与挡块的轮廓形状一致，始终存在预定位置，使挡块随踏板臂的运动穿过上述通孔。同时挡块可以旋转，当挡块偏离预定位置时，挡块与通孔的位置错开，使得挡块与通孔处的挡板相抵，近而挡块被挡板阻挡，阻止踏板臂运动。挡块的形状可以根据需要设定，为制造工艺带来便利。

请结合图11-图13B，来理解本发明提供的转向管柱500的具体细节。如图11所示，转向柱结构连接在汽车的方向盘与转向机之间，包括转向柱管520和转向轴，转向轴在转向柱管520内旋转以将来自方向盘的转向力传递给转向机，以控制车轮转向。

在本发明中，所提供的转向轴为分离的第一转向轴511和第二转向轴512，第一转向轴511和第二转向轴512的表面带有花键结构。其中，第一转向轴511与方向盘耦接，第二转向轴512与转向机耦接，本领域技术人员应当知道，第一转向轴511与方向盘以及第二转向轴512与转向机之间的连接方式包括但不限于花键或轴承连接，同时，第一转向轴511与方向盘之间以及第二转向轴512与转向机之间包括但不限于直接连接。

转向柱管520内设置有滑套管530，滑套管530内表面带有与转向轴表面对应的花键结构。滑套管530可以在转向柱管520内沿轴向运动，图11示出了滑套管530通过驱动机构540在转向柱管520内运动至分离状态的第二位置。如图11所示，滑套管530通过内表面的花键结构与第一转向轴511耦接，与第二转向轴512断开连接，因此，第一转向轴511与第二转向轴512处于分离状态，来自方向盘的转向力被中止传递。

图12示出了本发明提供的转向柱结构联动状态的结构示意图。在如图12所示的转向柱结构中，滑套管530通过驱动机构540在转向柱管520内运动至联动状态的第一位置，滑套管530通过内表面的花键结构分别与第一转向轴511和第二转向轴512耦接，从而将来自方向盘的转向力经由第一转向轴511通过滑套管530传递给第二转向轴512，第一转向轴511通过滑套管530与第二转向轴512实现联动。

上述联动状态对应于如前所述的允许驾驶员介入驾驶控制车辆的状态，上述分离状态对应于如前所述的驾驶员出现酒驾、醉驾、疲劳驾驶等不允许驾驶员介入驾驶控制车辆的状态。

具体的，驱动机构540通过线缆与控制模块200连接。控制模块200通过检测模块100的感测信号判断驾驶员的状态是否允许介入控制车辆，并将结果输出给驱动机构540，以控制驱动机构540带动滑套管至对应的第一位置或第二位置，形成转向柱结构的联动或分离状态。在一实施例中，驱动机构540被设置为在第一转向轴没有旋转的时候驱动滑套管530沿轴向运动。

更具体地，图13A示出了本发明提供的滑套管一实施例的结构示意图。在如图13A所示的本实施例中，所提供的滑套管为双层的滑套管，包括滑套内管531和滑套外管532，滑套内管531与滑套外管532之间通过轴承533连接，因此，滑套内管531通过轴承533在滑套外管532内旋转的同时可以与滑套外管532沿轴向同步运动。

在上述的滑套管为双层的实施例中，驱动机构与滑套外管耦接，以驱动滑套外管532沿轴向运动，同时，如上所述，通过轴承533，滑套内管531同步地与滑套外管沿轴向运动。因此，在上述的实施中，驱动机构可以被设置为在任意时候均可驱动滑套管的轴向运动，不用区分第一转向轴是否处于旋转的状态。

更具体的，驱动机构可以包括推拉伺服机构和驱动轴，推拉伺服机构具有沿轴线推和拉的功能，驱动轴分别与推拉伺服机构以及滑套外管连接，以使推拉伺服机构的轴向推拉转化为滑套外管的轴向运动。在上述实施例中，驱动机构可以设置在管线柱管的外部，驱动轴穿过转向柱管连接推拉伺服机构以及滑套外管。

如图13A所示的滑套管，滑套内管531被设置为长于滑套外管532，并且，在长于滑套外管532的滑套内管531A部分，滑套内管531A的外表面设置有止动齿，图13B示出了放大的滑套内管531A部分的结构示意图，若干止动齿534设置在滑套内管531的外表面。

在上述设置了止动齿534的实施例中，可参考图11、图12，转向柱管520的内表面配合地设置有至少一与止动齿534卡合的止动块521。更具体地的，结合图1，在分离状态，止动块521卡入相邻的止动齿534之间，以阻止滑套内管旋转；结合图2，在联动状态，止动块521与止动齿534相互错开，不影响滑套内管的旋转。

本领域技术人员应当知道，上述止动齿包括但不限于设置在具有双层滑套管的实施例中的滑套内管的外表面上，亦可设置在单层的滑套管的外表面。

在上述滑套管外表面设置有止动齿的实施例中，在分离状态下，滑套管与第一转向轴耦接，与上述止动齿配合使用的止动块设置在靠近方向盘一侧的转向柱管内表面。通过上述方式，在分离状态下，通过控制止动滑套管的方式止动第一转向轴以及与第一转向轴耦接的方向盘，使得在分离状态下，驾驶员没有办法转动方向盘。方向盘不能够被任意转动的情况下，因而中控仪表盘的相关车辆信息不会被转动后的方向盘所遮挡，驾驶员仍然能够查看中控仪表盘上车辆信息。

本领域技术人员应当知道，在滑套管外表面设置有止动齿、转向柱管内具有配合使用的止动块的情况下，连接方向盘与转向机的转向轴可以被设置为系一根完整的转向轴，而本发明所提供的分离式的转向轴能够更好地保证分离传动的效果，为更优的实施例。

根据本发明所提供的转向柱结构，通过设置分离的转向轴和滑套管，使滑套管在联动状态和分离状态切换，从而使得在分离状态下，来自方向盘的转向力被中断，驾驶员无法通过转动方向盘从而控制车辆的转向，进而防止由于驾驶员危险驾驶出现车辆***的情况，造成危险。

本发明还提供了一种车辆控制装置，用于具备自动驾驶的车辆，包括处理器和耦合至处理器的存储器，存储器上存储有计算机指令，处理器在执行计算机指令时实施如本发明提供车辆控制方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时实现上述方法中的步骤。

其中，车辆控制装置以及计算机可读存储介质以及其中的具体模块的具体实现方式和技术效果均可参见上述车辆控制装置和控制方法的实施例，在此不再赘述。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体***的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (16)

1.一种车辆控制***，用于具备自动驾驶的车辆，所述车辆控制***包括：

检测模块，用于检测驾驶员的行为能力；以及

控制模块，用于判断所述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止所述车辆的手动驾驶控制部件并进入自动驾驶模式；其中

所述手动驾驶控制部件包括连接在所述车辆的方向盘与转向机之间的转向管柱结构，若不符合手动驾驶要求，所述控制模块锁止所述转向管柱结构；和/或

所述手动驾驶控制部件包括制动踏板结构，若不符合手动驾驶要求，所述控制模块锁止所述制动踏板结构。

2.如权利要求1所述的车辆控制***，其特征在于，所述检测模块包括：

酒精检测单元，用于检测驾驶员体内的酒精含量，

所述控制模块基于所述酒精含量大于第一预设阈值而判断所述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

3.如权利要求2所述的车辆控制***，其特征在于，所述酒精检测单元包括呼气酒精检测子单元和/或皮肤酒精检测单元。

4.如权利要求1所述的车辆控制***，其特征在于，所述检测模块包括：

疲劳驾驶检测单元，用于检测驾驶员的精神疲劳指数，

所述控制模块基于所述驾驶员的疲劳指数大于第二预设阈值而判断所述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

5.如权利要求4所述的车辆控制***，其特征在于，所述疲劳驾驶检测单元包括面部识别传感器，用于检测驾驶员的面部表情特征并基于所述面部表情特征计算所述精神疲劳指数。

6.如权利要求1所述的车辆控制***，其特征在于，所述转向管柱结构包括转向柱管和穿过所述转向柱管的转向轴，所述转向轴表面带有花键结构，所述转向轴包括分离的第一转向轴和第二转向轴，所述第一转向轴与所述方向盘耦接，所述第二转向轴与所述转向机耦接，所述转向柱管内设有滑套管，所述滑套管的内表面带有与所述转向轴表面对应的花键结构，所述滑套管在所述转向柱管内具有轴向上的第一位置和第二位置，

所述滑套管位于所述第一位置时，所述滑套管通过所述花键结构分别与所述第一转向轴与所述第二转向轴耦接，所述第一转向轴与所述第二转向轴联动以形成转向管柱结构的联动状态，

若不符合手动驾驶要求，所述控制模块控制所述滑套管运动至所述第二位置，所述滑套管通过所述花键结构与所述第一转向轴和所述第二转向轴的其中之一耦接，所述第一转向轴与所述第二转向轴分离以形成转向管柱结构的分离状态。

7.如权利要求1所述的车辆控制***，其特征在于，所述制动踏板结构包括踏板臂，所述踏板臂上设置有可旋转的挡块，所述制动踏板结构包括带有通孔的挡板，所述通孔的形状与所述挡块的轮廓形状一致，所述制动踏板结构包括解锁状态与锁定状态，当所述挡块旋转至与所述通孔相匹配对应的预定位置时，所述挡块随所述踏板臂的运动穿过所述通孔，形成所述解锁状态，

若不符合手动驾驶要求，所述控制模块控制所述挡块旋转至偏离所述预定位置，所述挡块被所述挡板阻挡，从而阻止所述踏板臂运动，形成所述锁定状态。

8.如权利要求1所述的车辆控制***，其特征在于，所述控制模块包括VCU控制器。

9.一种车辆控制方法，用于具备自动驾驶的车辆，所述车辆包括检测模块，所述车辆控制方法包括：

控制检测模块检测驾驶员的行为能力；以及

判断所述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求，若不符合手动驾驶要求，则锁止所述车辆的手动驾驶控制部件并进入自动驾驶模式；其中

所述手动驾驶控制部件包括连接在所述车辆的方向盘与转向机之间的转向管柱结构，所述锁止所述车辆的手动驾驶控制部件包括锁止所述转向管柱结构；和/或

所述手动驾驶控制部件包括制动踏板结构，所述锁止所述车辆的手动驾驶控制部件包括锁止所述制动踏板结构。

10.如权利要求9所述的车辆控制方法，其特征在于，所述检测模块包括酒精检测单元，

所述控制检测模块检测驾驶员的行为能力包括控制所述酒精检测单元检测驾驶员体内的酒精含量，

所述判断所述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于所述酒精含量大于第一预设阈值而判断所述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

11.如权利要求9所述的车辆控制方法，其特征在于，所述检测模块包括疲劳驾驶检测单元，

所述控制检测模块检测驾驶员的行为能力包括控制所述疲劳驾驶检测单元检测驾驶员的精神疲劳指数，

所述判断所述驾驶员的行为能力是否符合手动驾驶要求包括基于所述驾驶员的疲劳指数大于第二预设阈值而判断所述驾驶员的行为不符合手动驾驶能力。

12.如权利要求11所述的车辆控制方法，其特征在于，所述疲劳驾驶检测单元包括面部识别传感器，

所述控制所述疲劳驾驶检测单元检测驾驶员的精神疲劳指数包括控制所述面部识别传感器检测驾驶员的面部表情特征并基于所述面部表情特征计算所述精神疲劳指数。

13.如权利要求9所述的车辆控制方法，其特征在于，所述转向管柱结构包括转向柱管和穿过所述转向柱管的转向轴，所述转向轴表面带有花键结构，所述转向轴包括分离的第一转向轴和第二转向轴，所述第一转向轴与所述方向盘耦接，所述第二转向轴与所述转向机耦接，所述转向柱管内设有滑套管，所述滑套管的内表面带有与所述转向轴表面对应的花键结构，所述滑套管在所述转向柱管内具有轴向上的第一位置和第二位置，所述滑套管位于所述第一位置时，所述滑套管通过所述花键结构分别与所述第一转向轴与所述第二转向轴耦接，所述第一转向轴与所述第二转向轴联动以形成转向管柱结构的联动状态，

所述锁止所述转向管柱结构包括控制所述滑套管运动至所述第二位置，所述滑套管通过所述花键结构与所述第一转向轴和所述第二转向轴的其中之一耦接，所述第一转向轴与所述第二转向轴分离以形成转向管柱结构的分离状态。

14.如权利要求9所述的车辆控制方法，其特征在于，所述制动踏板结构包括踏板臂，所述踏板臂上设置有可旋转的挡块，所述制动踏板结构包括带有通孔的挡板，所述通孔的形状与所述挡块的轮廓形状一致，所述制动踏板结构包括解锁状态与锁定状态，当所述挡块旋转至与所述通孔相匹配对应的预定位置时，所述挡块随所述踏板臂的运动穿过所述通孔，形成所述解锁状态，

所述锁止所述制动踏板结构包括控制所述挡块旋转至偏离所述预定位置，所述挡块被所述挡板阻挡，从而阻止所述踏板臂运动，形成所述锁定状态。

15.一种车辆控制装置，用于具备自动驾驶的车辆，包括处理器和耦合至所述处理器的存储器，所述存储器上存储有计算机指令，所述处理器在执行所述计算机指令时实施如权利要求9-14中任一项所述的方法的步骤。

16.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时实施权利要求9-14中任一项所述的方法的步骤。

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