CN117048592A - 用于道路车辆的控制***和相关控制方法 - Google Patents

用于道路车辆的控制***和相关控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117048592A
CN117048592A CN202310535151.6A CN202310535151A CN117048592A CN 117048592 A CN117048592 A CN 117048592A CN 202310535151 A CN202310535151 A CN 202310535151A CN 117048592 A CN117048592 A CN 117048592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
handle
road vehicle
driver
along
sensor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310535151.6A
Other languages
English (en)
Inventor
马尔科·古列尔莫·里比吉尼
马泰奥·兰扎韦基亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferrari Co ltd
Original Assignee
Ferrari Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ferrari Co ltd filed Critical Ferrari Co ltd
Publication of CN117048592A publication Critical patent/CN117048592A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12—Hand levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/007—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/22—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of suspension systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18145—Cornering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/133—Multidirectional input devices for instruments
    • B60K2360/135—Joysticks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/01—Arrangements of two or more controlling members with respect to one another
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

一种用于道路车辆(1)的控制***(12)包括设置有第一手柄(14)和用于检测驾驶员沿着第一方向(TD)和第二方向(LD)施加的运动值或力的第一传感器元件(15)的第一操纵杆(13)；和/或设置有第二手柄(17)和用于检测沿着第一方向(TD)和第二方向(LD)施加的运动值或力的第二传感器元件(18)的第二操纵杆(16)；被构造为根据第一手柄(14)和/或第二手柄(17)沿着第一方向(TD)检测到的运动值或力来控制道路车辆(1)的转向以及根据第一传感器元件(15)和/或第二传感器元件(18)沿着第二方向(LD)检测到的运动值或力来控制道路车辆(1)的姿态的控制单元(19)。

Description

用于道路车辆的控制***和相关控制方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2022年5月12日提交的意大利专利申请第102022000009836号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于道路车辆的控制***和一种相关控制方法。
特别地，本发明有利地但非排他性地应用于高性能汽车，在以下说明中将明确参考这种汽车但是不会因此而丧失一般性。
背景技术
众所周知，汽车通常由方向盘控制。过去仅仅由于风格上的原因，制造商曾经提供具有轭式形状的方向盘(例如，飞行器中使用的类型)，但是不允许该方向盘前后移动，因为其显然不能控制汽车的俯仰。
方向盘的构造在历史上归因于减小驾驶员手臂在控制前轮时承受的应力的需求。几十年来，引入了伺服机构来控制转向，所述伺服机构最初是液压式的并且近年来是电动式的。因此，能够减小方向盘的尺寸、即直径。
在工业领域中，操纵杆是公知的，其用于控制叉车。然而，这些车辆具有与汽车、尤其是跑车十分不同的动态，因此相关控制***被设计为使叉车在十分小的空间中并且以十分低的速度移动。
意大利专利申请第102018000004929号描述了一种使用操纵杆来控制汽车的方法，其允许控制汽车的运动/停止以及汽车跟随的轨迹；特别地，操纵杆的前后倾角产生汽车的相应的前后加速度(向前增大汽车的速度或者向后减小汽车的速度)，而操纵杆的侧向倾角(向右或向左)产生汽车的相应的转向。
在高性能车辆的情况下，从单一操纵杆开始控制汽车可能会变得特别复杂，尤其是在需要将汽车应用于赛道的情况下。
意大利专利申请第102018000021097号公开了一种用于汽车的控制方法，其使用操纵杆来控制车辆的轨迹并且使用踏板来控制其姿态。
然而，即使通过踏板调整姿态(类似于直升机的情况)在功能和结构上是有效的，但是申请人想到其可以进一步改进，特别是在简化从设置有方向盘的常规车辆转换到通过操纵杆控制的高性能车辆的驾驶员的学习方面。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于道路车辆的控制***和一种相关控制方法，它们至少部分地不具有上述缺陷并且同时制造和实施起来简单且经济。
根据本发明，提供了在所附的独立权利要求中并且优选在直接或间接地从属于这些独立权利要求的任何一个从属权利要求中要求保护的一种用于道路车辆的控制***和一种相关控制方法。
所附权利要求描述了本发明的优选实施方式并且形成本说明书的整体部分。
附图说明
现在将参考示出了本发明的一些非限制性实施方式的附图来描述本发明，其中：
图1是设置有根据本发明的控制***的车辆的示意性立体图；
图2是根据本发明的控制***的示意性立体图；
图3是被容纳在图1的车辆的乘坐室内的图2的控制***在驾驶舱的区域中的示意性平面图；
图4和图5分别示出了图2和图3的控制***的部分的前视图和侧视图；并且
图6是图1的汽车在沿着弯道行驶时的示意图，突出显示了轨迹、行驶速度和姿态角。
附图标记列表
1-道路车辆；2-前轮；3-后轮；4-动力***；5-乘坐室；6-驾驶舱；7-座椅；8-后侧部分；9-前侧部分；10-右侧部分；11-左侧部分；12-控制***；13-第一操纵杆；14-第一手柄；15-第一传感器元件；16-第二操纵杆；17-第二手柄；18-第二传感器元件；19-控制单元；20-致动***；21-控制组件；22-踏板；23-踏板；B-后；C-重心；F-前；K-球形节点；L-左；LD-第二方向；R-右；T-轨迹；TD-第一方向；V-行驶速度；X-纵向轴线；Y-横向轴线；Z-竖直轴线；α-横向倾角；β-姿态角；γ-纵向倾角；δ-转向角。
具体实施方式
在图1中，附图标记1一般总体上表示设置有两个前轮2和两个后轮3的道路车辆，这些车轮中的至少一对(或全部)从动力***4接收扭矩。动力***4可以是完全基于热的***(即，仅包括内燃热机)、混合***(即，包括内燃热机和至少一个电动马达)或者是电动***(即，仅包括一个或多个电动马达)。
在附图中，相同的数字和相同的参考字母表示具有相同功能的相同的元件或部件。
针对本发明的目的，术语“第二”部件并非暗含存在“第一”部件。事实上，这些术语仅作为用于提高清晰度的称谓来使用，不应以限制的方式来解释。
包含在不同的优选实施方式(包括附图)中的元件和特征可彼此组合，不会因此而超出下文描述的本专利申请的保护范围。
道路车辆1包括乘坐室5，其中形成有驾驶舱6(更好地在图3中示出)，其适于容纳道路车辆1的驾驶员。特别地，驾驶舱6包括座椅7(在图3中示出)。
根据图1的优选但非限制性的实施方式，道路车辆1在纵向上沿着纵向轴线X延伸，该轴线从后侧部分8到前侧部分9穿过车辆。此外，特别地，道路车辆1在横向上沿着横向轴线Y延伸，该轴线从右侧部分10到左侧部分11穿过车辆。最后，道路车辆1在竖向上沿着竖直轴线Z延伸，该轴线从乘坐室5的地板到顶棚穿过车辆。
此外，车辆1包括控制***12，其在图2至图5中以非限制性的方式示意性示出。
控制***12包括第一操纵杆13，其设置有被构造为由道路车辆1的驾驶员的右手握住的第一手柄14。
在图3的非限制性实施方式中，第一操纵杆13设置在座椅7的右侧，使得其可以被坐在座椅7上的驾驶员的右手容易且舒适地握持。
特别地，第一操纵杆13包括第一传感器元件15，其用于检测驾驶员至少沿着第一方向TD和第二方向LD在第一手柄13上施加的运动值或力。
优选地但非限制性地，第一方向TD沿着道路车辆1的横向轴线Y延伸，而第二方向LD沿着道路车辆1的纵向轴线X延伸。因此，特别地，第一方向TD和第二方向LD彼此垂直。
有利地但非必须地，控制***12还包括第二操纵杆16，其也设置有被构造为由道路车辆1的驾驶员的左手握住的第二手柄17。
在图3的非限制性实施方式中，第二操纵杆16设置在座椅7的左侧，使得其可以被坐在座椅7上的驾驶员的左手容易且舒适地握持。
特别地，第二操纵杆16包括第二传感器元件18，其用于检测驾驶员至少沿着第一方向TD和第二方向LD在第二手柄上施加的运动值或力。
根据一些优选的非限制性例子，运动值是第一手柄14或第二手柄17围绕球形节点K的角位置。换句话说，传感器元件15和18被构造为检测手柄14和17的运动、特别是至少这些手柄的角位置。优选地但非限制性地，传感器元件15、18被构造为还检测驾驶员在第一手柄13和/或第二手柄16上施加的速度和加速度。
换句话说，如图2至图5的非限制性实施方式中所示，操纵杆13和16分别设置有可被抓握并且可沿着方向LD在纵向上倾斜(即，向前或向后)或者沿着方向TD在横向上倾斜(即，向右或向左)的手柄14、17。因此，手柄14、17可向前倾斜(根据图2、图3和图5中箭头F指示的方向)、手柄14、17可向后倾斜(根据图2、图3和图5中箭头B指示的方向)、手柄14、17可向右倾斜(根据图2、图3和图4中箭头R指示的方向)并且手柄14、17可向左倾斜(根据图2、图3和图4中箭头L指示的方向)。
显然，手柄14、17各自还可将纵向运动与横向运动组合来倾斜，即，手柄14、17各自可在包含于水平面中的所有方向上自由倾斜。
***12还包括控制单元19(在附图中示意性示出)，其被构造为根据驾驶员在第一手柄14和/或第二手柄17上施加的运动值(例如，角位置)或力来调整道路车辆1的运动。
特别地，控制单元19连接至操纵杆13、16(即，连接至操纵杆13、16的用于检测施加在各个手柄14、17上的位置或力的传感器元件15、18)并且根据驾驶员通过操纵杆13、16中的至少一个发出的指令来控制动力***4、制动***、可能的主动悬架***以及前轮2的转向***。
优选地但非限制性地，控制单元19是电子控制单元(“ECU”)，其特别是处理多个数据项并且在道路车辆1沿着平直道路行驶和沿着弯道行驶这两种情况下例如(如下面更详细地描述的那样)通过在动力***4输送给驱动轮2或3的扭矩上起作用并且在需要时与主动减震器和制动***协作来调整道路车辆1的表现。控制单元19可在物理上包括单一的装置或者彼此分离且通过道路车辆1的CAN网络彼此通信的不同的装置。
有利地，控制单元19被构造为根据根据第一手柄14和/或第二手柄17沿着第一方向TD、即沿着道路车辆1的横向轴线Y检测到的运动值(例如，角位置)或力来控制道路车辆1的转向(即，前轮2向右或向左旋转)。
因此，操纵杆13、16的手柄14、17可向右或向左移动(图2至图4中的箭头R和L)来控制道路车辆1的轨迹(图6)，即控制道路车辆1的转向度。
根据一个非限制性实施方式，控制单元19控制道路车辆1的运动，以使转向角δ对应于驾驶员沿着第一方向TD在第一手柄14和/或第二手柄17上施加的角位置或力的值。换句话说，操纵杆13、16的手柄14、17的横向倾角α(图4)直接对应于转向角δ(图6)。
特别地，比例因子、即将操纵杆13、16的手柄14、17的角α与转向角δ关联的函数可以变为不进行详细描述的多个已知车辆参数的函数。
根据一个不同的实施方式，操纵杆13、16的手柄14、17的横向倾角α确定了转向***的致动器的介入的迅速度。因此，释放操纵杆13、16的手柄14、17使转向角δ保持不变。
优选地但非限制性地，操纵杆13、16的手柄14、17的横向倾角α与转向角δ的改变的迅速度之间的比例因子还与道路车辆1的速度V成比例地减小，以使转向控制的操作“参数化”。
根据本发明的另一个变型，可基于双稳态或单稳态按钮或者基于行驶速度V的阈值交替地实现两种转向角控制模式(特别地，当超出行驶速度阈值时，***从角度控制切换到转向角δ的改变的迅速度的控制)。例如，可将上述按钮包含在操纵杆13、16中，即装在手柄14、17上，如附图所示。
此外，控制单元19有利地被构造为根据第一传感器元件15和/或第二传感器元件18沿着第二方向LD检测到的运动值(例如，角位置)或力来控制道路车辆1的姿态(特别是姿态角β)或横摆。
在一些非限制性例子中，控制单元19被构造为控制道路车辆1的运动，以使姿态角β或横摆角对应于驾驶员沿着第二方向LD施加在第一手柄14和/或第二手柄17上的角位置(例如，角γ)或力的值。
根据图6，当沿着弯道行驶时，控制单元19被构造为根据第一传感器元件15和/或第二传感器元件18沿着第二方向LD检测到的运动值(即，角位置)或力来控制(调整、改变、设置)道路车辆1的姿态角β(即，道路车辆1的纵向轴线X与道路车辆1的行驶速度V的方向之间在重心C处的夹角)。
换句话说，控制单元19根据驾驶员在至少一个手柄14、17上施加的运动值(例如，图5所示的角γ)或力来控制道路车辆1沿着弯道行驶时的姿态角β，使得姿态角β例如随手柄14和17的角位置(在它们围绕横向轴线Y、沿着纵向轴线X旋转时)而变化。
应指出的是，当沿着弯道行驶时，驱动轮2、3的纵向滑动(打滑)与道路车辆1的姿态角β关联；实际上，当沿着弯道行驶时，发生例如后驱动轮3的纵向滑动(打滑)意味着道路车辆1具有非零的姿态角β。
举例来说，在道路车辆1为后轮驱动的情况下，当沿着弯道行驶时其具有基本上转向过度的表现：通过使后驱动轮3在沿着弯道移动时打滑，允许道路车辆1自身以指定的姿态角β沿着弯道行驶(即，使道路车辆1朝向弯道内侧旋转)并且使车轮2和3的轮胎朝向弯道外侧滑动。在驱动轮2、3打滑时沿着弯道行驶是一种十分复杂的操作，因为在这种情况下道路车辆1的动态平衡极为不稳定并且会轻易导致180°旋转；因此，这种行驶操作(其是十分壮观的并且深受驾驶员欢迎)通常仅由职业或半职业的驾驶员来执行。另一方面，通过使用手柄14和17，即使相对缺乏经验的驾驶员也可以简单且安全地将道路车辆1设置为非零的姿态角β。
应指出的是，姿态角β不同于横摆角(即，道路车辆1的纵向轴线X与固定地面参照物之间的夹角)，因为道路车辆1可在平面中呈现出相同的横摆角但是呈现出非常不同的姿态角β，反过来也是一样。
根据此处没有示出的一些非限制性实施方式，控制单元19不是控制姿态角β，而是根据操纵杆13、16沿着第二方向LD检测到的运动值或力来控制横摆角。本说明书中针对姿态角β做出的所有考虑显然也适用于控制单元19控制横摆角的情况。
根据一个优选实施方式，当手柄14和17被驾驶员操作来获得非零的姿态角β时，控制单元19例如根据手柄14和17的纵向倾角位置γ来确定期望的姿态角β，并且控制扭矩的产生来在沿着弯道行驶时为道路车辆1赋予该期望的姿态角β；例如，控制单元19可根据期望的姿态角β来确定驱动轮3和/或2的期望的纵向滑动，因此其可以控制扭矩的产生来在沿着弯道行驶时为驱动轮2、3赋予该期望的纵向滑动。
根据一个优选实施方式，控制单元19确定沿着每条弯道行驶时的最大姿态角βMAX，以防止道路车辆1失去控制(显然具有适当的安全裕度，允许道路车辆1保持稳定状态)并因此使零姿态角β对应于驾驶员没有在第二方向LD上操作手柄14、17并且使最大姿态角βMAX对应于驾驶员在第二方向LD上在手柄14、17上的最大操作。
因此，非限制性地，在第一弯道中，驾驶员在第二方向LD上在手柄14、17上的最大操作可表示4°的姿态角β(因为针对该弯道以及这些动态条件下的最大姿态角βMAX为4°)，然而，在第二弯道中，驾驶员在第二方向LD上在手柄14、17上的最大操作可表示20°的姿态角β(因为针对该弯道以及这些动态条件下的最大姿态角βMAX为20°)。
应指出的是，将手柄14、17上在第二方向LD上的操作的位置(例如，角γ)与姿态角β关联的规则可以是线性的并且成正比，或者其可以是不同的类型(例如，抛物线)；即，通过在第二方向LD上在手柄14、17上操作，首先姿态角β以相对较快的方式从零值增大，随后随着接近最大姿态角βMAX而更缓慢地增大。
在一些优选的非限制性例子中，第一操纵杆13和第二操纵杆16包括致动***20，其被构造为向第一手柄14和第二手柄17中的一个下达与另一个手柄17、14的传感器元件15、18检测到的指令对应(即，与驾驶员在第二手柄和第一手柄中的另一个上施加的操作对应)的指令。
优选地但非必须地，并且如图2至图5的箭头R和L的颜色所示，第一手柄14和第二手柄17被构造为沿着第一方向TD朝向同一侧操作。换句话说，第一手柄14在箭头R指示的方向上朝向右侧的运动对应于第二手柄17在箭头R指示的方向上朝向右侧的相同运动，反过来也是一样。以这种方式，驾驶员单手和双手都可直观地控制道路车辆1的转向，增大了手势的精度，因为每一种手势相对于推动运动在拉动运动中具有不同的灵敏度(因此给予驾驶员更高的运动精度)。
有利地但非必须地，并且如图2至图5的箭头F和B的颜色所示，第一手柄14和第二手柄17被构造为沿着第二方向LD朝向相反侧操作。换句话说，第一手柄14在箭头F指示的方向上的朝前运动对应于第二手柄17在箭头B指示的方向上相同的朝后运动，反过来也是一样。以这种方式，驾驶员单手和双手都可直观地控制道路车辆1的姿态或横摆，增大了手势的精度，因为每一种手势相对于推动运动在拉动运动中具有不同的灵敏度(因此给予驾驶员更高的运动精度)。
特别地，控制单元19被构造为根据驾驶员沿着第二方向LD对手柄14和17给出的指令来改变姿态角β。优选地但非限制性地，在驾驶员向前(箭头F)操作右手柄14(和/或向后操作左手柄17，箭头B)的情况下，控制单元19被构造为控制姿态角β，以使道路车辆1在逆时针方向上旋转，即，使道路车辆1的右侧部分10向前移动并且使左侧部分11向后移动(相对于道路车辆1的重心C)。
类似地，在驾驶员向前(箭头F)操作左手柄17(和/或向后操作右手柄14，箭头B)的情况下，控制单元19被构造为控制姿态角β，以使道路车辆1在顺时针方向上旋转，即，使道路车辆1的左侧部分11向前移动并且使右侧部分10向后移动(相对于道路车辆1的重心C)。
根据一些非限制性实施方式，控制***12还包括至少设置有加速控制器和制动控制器的纵向控制组件21。
在一些优选的非限制性例子中，如图3所示那样，加速控制器是踏板22并且制动控制器是踏板23。踏板22和23根据公知技术来制造，因此下面将不做详细描述。
在其他的非限制性例子中，加速控制器和/或制动控制器是不同的，例如，它们是安装在操纵杆13和/或16上的按钮或扳机。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于根据上述说明的道路车辆1的控制方法。
该控制方法包括通过第一传感器元件15和/或第二传感器元件18来检测驾驶员沿着第一方向TD或第二方向LD在第一手柄14和/或第二手柄17上施加的运动值或力的步骤；特别地，驾驶员用右手握住第一手柄14和/或用左手握住第二手柄。
此外，根据本说明书的其他部分的公开内容，该方法包括基于驾驶员在第一和/或第二手柄上施加的运动值或力来调整道路车辆1的运动(借助于控制单元19)的步骤。
另外，该方法包括另外的步骤：根据第一传感器元件15和/或第二传感器元件18沿着第一方向TD检测到的运动值(例如，角α)或力来控制道路车辆1的转向；以及根据第一传感器元件15和/或第二传感器元件18沿着第二方向LD检测到的运动值(例如，角γ)或力来控制道路车辆1的姿态(特别是，角β)或横摆。
特别地，如上所述，根据驾驶员沿着第一方向TD、即沿着道路车辆1的横向轴线Y施加的运动值或力，控制单元19控制道路车辆1的转向角δ。
优选地，根据驾驶员沿着第二方向TD、即沿着道路车辆1的纵向轴线X施加的运动值或力，控制单元19在沿着弯道行驶时控制道路车辆1的姿态角β，使得姿态角β随沿着第二方向LD施加在第一手柄14和/或第二手柄17上的运动值(例如，角γ)或力而变化。
有利地但非必须地，该方法包括另外的步骤：根据沿着第二方向LD施加在第一手柄14和/或第二手柄17上的运动值(α)或力来确定期望的姿态角β；以及针对至少一个驱动轮2和/或3(潜在地单独针对所有的驱动轮)控制驱动或制动扭矩的产生(或者操作主动悬架)，以在沿着弯道行驶时向道路车辆1施加期望的姿态角β。特别地，上述针对最大姿态角βMAX做出的考虑也适用于所述方法。
优选地但非限制性地，该方法还包括在第一手柄14和第二手柄17中的一个上下达与由第二传感器元件18和第一传感器元件15检测到并且由驾驶员在第二手柄17和第一手柄14中的另一个上下达的指令对应的指令。特别地，如上所述，第一手柄14和第二手柄17通过相应的致动***20沿着第一方向TD朝向同一侧操作并且沿着第二方向LD朝向相反侧操作。
根据此处没有示出的一些非限制性实施方式，手柄14和17沿着方向LD没有彼此关联，并且，为了控制姿态角β，它们可以同时被使用，即，汽车1在沿着弯道行驶时的姿态角β根据手柄14和17二者的位置来控制。在这种情况下，在沿着弯道行驶时能够根据两个手柄14和17在纵向方向LD上的偏移来改变姿态角β，使得两个手柄14和17的偏移越大，姿态角β越大；换句话说，当两个手柄14和17具有相同位置时姿态角β为零，并且随着两个手柄14和17的位置之间的差异增大而变得越来越大。
如上所述那样在沿着弯道行驶时使用手柄14和17二者来控制姿态角β(特别是在致动***20操作为保持倾角γ相反且彼此相等的情况下)是特别具有人机功效的，因为驾驶员可简单且更直观地在左转弯时向前推动右手柄14并且向后拉动左手柄，与道路车辆1的两侧一致，并且反过来在左转弯的情况下也是一样。
根据一个可行的实施方式，在手柄14和17沿着方向LD完全静止的位置中(不考虑其是否竖直或水平)假设制动力分配的变化为零，并且在手柄14和17沿着方向LD完全向前或后退的位置中假设制动力分配的变化为最大。
同样的推论显然也适用于力控制器的情况。
在使用中，通过使操纵杆13、16中的一个或二者向左或向右倾斜(手柄14和17“实际上是一体的”，即，通过仅操作两个手柄14和17中的一个，另一个沿着方向TD相应地移动至同一侧)来产生道路车辆1的转向(即，转向角δ)。
特别地，控制单元19能够以不同的方式控制道路车辆1的运动，例如通过采用线控转向驱动***(是公知类型并且下面将不做详细描述)，其完全在机械上脱离传统的方向盘(理想不存在)，并且例如可通过公用电动操作***或通过位于每个前轮2上并且在需要时也位于每个后轮3上(例如，在4WS车辆中的后转向轮的情况下)的分开的转向角控制***来控制。总体上，控制单元19在被设计为执行道路车辆1的转向功能的***上起作用。
此外，在使用中，优选通过使操纵杆13、16中的一个或二者向前或向后倾斜来产生道路车辆1在沿着弯道行驶时的姿态的控制(在这种情况下，再次，手柄14和17“实际上是一体的”，但是，与方向TD上下达的指令不同，通过仅操作两个手柄14和17中的一个，另一个沿着方向LD相应地移动至相反侧)。
特别地，控制单元19能够以不同的方式控制道路车辆1的运动，例如通过向车辆的逻辑分配操作动态***的任务，从而例如通过控制与车轮2、3连接的一个或多个电动马达的扭矩或者通过操作一个或多个制动器、一个或多个悬架等等来设置期望姿态角β和/或期望横摆角。
虽然上述的发明涉及一个特定实施方式，但其不应认为是受限于所述实施方式，其保护范围也包括所附权利要求覆盖的所有那些变型、修改或简化，例如不同类型的操纵杆、用于改变姿态角或横摆角的不同的致动、手柄的不同的静止构造、不同类型的车辆等等。
上述的装置、机器和方法具有许多优点。
首先，上述的控制方法允许以简单且直观的方式(即，以人机工效的方式)提高控制道路车辆的运动的能力(特别是在赛道上的运动驾驶模式中)。
此外，上述的控制***允许驾驶员在即使不一定是专业驾驶员的情况下也能在安全条件下调整姿态角。
另外，上述的控制***实施起来特别简单且经济，因为踏板保持它们的功能、车辆的转向由右侧/左侧控制器执行并且姿态的调整跟随车辆的动态(特别是重量的转移)，因为其与车辆相应两侧的期望位置一致。

Claims (15)

1.一种用于道路车辆(1)的控制***(12)，所述***包括：
第一操纵杆(13)，其又包括被构造为由所述道路车辆(1)的驾驶员的右手握住的第一手柄(14)，其中所述第一操纵杆(13)包括用于检测驾驶员至少沿着第一方向(TD)和第二方向(LD)在所述第一手柄(14)上施加的运动值或力的第一传感器元件(15)；和/或
第二操纵杆(16)，其又包括被构造为由所述道路车辆(1)的驾驶员的左手握住的第二手柄(17)，其中所述第二操纵杆(16)包括用于检测驾驶员至少沿着所述第一方向(TD)和所述第二方向(LD)在所述第二手柄(17)上施加的运动值或力的第二传感器元件(18)；
控制单元(19)，其被构造为根据驾驶员在所述第一手柄(14)和/或所述第二手柄(17)上施加的运动值或力来调整所述道路车辆(1)的运动，
其特征在于，所述控制单元(19)被构造为：
根据所述第一传感器元件(15)和/或所述第二传感器元件(18)在所述第一方向(TD)上检测到的运动值或力来控制所述道路车辆(1)的转向；以及
根据所述第一传感器元件(15)和/或所述第二传感器元件(18)在所述第二方向(LD)上检测到的运动值或力来控制所述道路车辆(1)的姿态或横摆。
2.根据权利要求1所述的***(12)，其特征在于，所述第一方向(TD)沿着所述道路车辆(1)的横向轴线(Y)延伸并且所述第二方向(LD)沿着所述道路车辆(1)的纵向轴线(X)延伸，特别地，其中所述第一方向(TD)和所述第二方向(LD)彼此垂直。
3.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述运动值是所述第一手柄和/或所述第二手柄(17)围绕球形节点(K)的角位置。
4.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述第一操纵杆(13)和所述第二操纵杆(16)包括致动***(20)，其被构造为向所述第一手柄和所述第二手柄(17)中的一个下达与驾驶员在所述第二手柄(17)和所述第一手柄(14)中的另一个上下达的指令对应的指令。
5.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述第一手柄(14)和所述第二手柄(17)被构造为沿着所述第一方向(TD)以相似方式被驱动。
6.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述第一手柄(14)和所述第二手柄(17)被构造为沿着所述第二方向(LD)以相反方式被驱动。
7.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述控制单元(19)被构造为控制所述道路车辆(1)的运动，以使转向角(δ)对应于驾驶员沿着所述第一方向(TD)在所述第一手柄(14)和/或所述第二手柄(17)上施加的角位置或力的值。
8.根据权利要求1或2所述的***(12)，其特征在于，所述控制单元(19)被构造为控制所述道路车辆(1)的运动，以使姿态角(β)或横摆角对应于驾驶员沿着所述第二方向(LD)在所述第一手柄(14)和/或所述第二手柄(17)上施加的角位置或力的值。
9.一种道路车辆(1)，其包括：
四个车轮(2，3)，它们中的至少两个是驱动轮；
动力***(4)，其被构造为向所述驱动轮(2，3)输送扭矩，
其特征在于，所述道路车辆(1)包括根据权利要求1或2所述的控制***(12)。
10.一种用于道路车辆(1)的控制方法，其包括以下步骤：
通过第一传感器元件(17)和/或第二传感器元件(18)检测驾驶员至少沿着第一方向(TD)和第二方向(LD)在第一操纵杆(13)的第一手柄(14)和/或第二操纵杆(16)的第二手柄(17)上施加的运动值或力，其中所述第一手柄(14)由所述道路车辆(1)的驾驶员的右手握住和/或所述第二手柄(17)由驾驶员的左手握住；
根据驾驶员在所述第一手柄(14)和/或所述第二手柄(17)上施加的运动值或力来调整所述道路车辆(1)的运动，
其特征在于，所述控制方法包括以下另外的步骤：
根据所述第一传感器元件(15)和/或所述第二传感器元件(18)沿着所述第一方向(TD)检测到的运动值或力来控制所述道路车辆(1)的转向；以及
根据所述第一传感器元件(15)和/或所述第二传感器元件(18)沿着所述第二方向(LD)检测到的运动值或力来控制所述道路车辆(1)的姿态或横摆。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据驾驶员沿着所述第一方向(TD)施加的运动值或力控制所述道路车辆(1)的转向角(δ)。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，根据驾驶员沿着所述第二方向(LD)施加的运动值或力在行驶时控制所述道路车辆(1)的姿态角(β)，使得所述姿态角(β)随沿着所述第二方向(LD)施加在所述第一手柄(14)和/或所述第二手柄(17)上的运动值或力而变化。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，其包括以下另外的步骤：
根据沿着所述第二方向(LD)施加在所述第一手柄和/或所述第二手柄(17)上的运动值或力来确定期望的姿态角(β)；以及
针对至少一个驱动轮(2，3)来引导驱动或制动扭矩的产生，以在转弯时向所述道路车辆(1)施加所述期望的姿态角(β)。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，其包括在所述第一手柄(14)和所述第二手柄(17)中的一个上下达与驾驶员在所述第二手柄(17)和所述第一手柄(14)中的另一个上下达的指令对应的指令的另外的步骤。
15.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第一手柄(14)和所述第二手柄(17)沿着所述第一方向(TD)以相似方式被驱动，并且其中所述第一手柄(14)和所述第二手柄(17)沿着所述第二方向(LD)以相反方式被驱动。
CN202310535151.6A 2022-05-12 2023-05-12 用于道路车辆的控制***和相关控制方法 Pending CN117048592A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102022000009836A IT202200009836A1 (it) 2022-05-12 2022-05-12 Sistema di controllo per un veicolo stradale e relativo metodo di controllo
IT102022000009836 2022-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117048592A true CN117048592A (zh) 2023-11-14

Family

ID=83081438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310535151.6A Pending CN117048592A (zh) 2022-05-12 2023-05-12 用于道路车辆的控制***和相关控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230365188A1 (zh)
EP (1) EP4276571A1 (zh)
JP (1) JP2023168269A (zh)
CN (1) CN117048592A (zh)
IT (1) IT202200009836A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10153987B4 (de) * 2001-11-06 2018-05-30 Daimler Ag Informationssystem in einem Fahrzeug
JP2004050978A (ja) * 2002-07-19 2004-02-19 Honda Motor Co Ltd タイヤの線形領域判定装置及びタイヤの線形領域判定プログラム、並びに車両の運転操作装置及びステアバイワイヤ車両の転舵制御方法
DE102009012857B4 (de) * 2008-03-31 2016-05-19 Advics Co., Ltd. Lenksteuervorrichtung für ein Fahrzeug
US20110224872A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Genie Industries, Inc. System And Method To Control Vehicle Steering
US9254866B2 (en) * 2013-11-08 2016-02-09 GM Global Technology Operations LLC Method of controlling steering of a ground vehicle
US10061343B2 (en) * 2016-08-29 2018-08-28 Caterpillar Sarl Motion coupling of multiple electronic control inputs
IT201800004929A1 (it) 2018-04-27 2019-10-27 Metodo e dispositivo di controllo di un'automobile, in particolare un'auto sportiva
DE102018214502A1 (de) * 2018-08-28 2020-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Steuerhebel zum Steuern eines Fahrzeugs
IT201800021097A1 (it) 2018-12-27 2020-06-27 Ferrari Spa Metodo e sistema di controllo di un'automobile
US11001141B2 (en) * 2019-08-05 2021-05-11 Ford Global Technologies, Llc Joystick for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
IT202200009836A1 (it) 2023-11-12
US20230365188A1 (en) 2023-11-16
EP4276571A1 (en) 2023-11-15
JP2023168269A (ja) 2023-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107531305B (zh) 车辆
JP6476235B2 (ja) 三輪自動車のための操舵および制御システム
CN109641620B (zh) 车辆和用于车辆转向的方法
WO2011052076A1 (ja) 車両運動制御システム
KR101413854B1 (ko) 조향 휠과 피조향 휠 사이에 기계식 연동기를 갖지 않는차량 조향 제어 시스템
WO2010113439A1 (ja) 車両
KR20070043702A (ko) 차량의 제어 장치
CN112406853B (zh) 轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法
EP3674172B1 (en) Car control method and system
CN114179905B (zh) 双模式后轮主动转向***控制方法
CN115003586B (zh) 借助于后轴处差动驱动扭矩在低速下控制机动车辆的方法
JP4026131B2 (ja) 車両用電動ステアリング
JP5229193B2 (ja) 車両
JP4692170B2 (ja) 車両用操舵装置
KR20230020965A (ko) 전방향 차량(omnidirectional vehicle)
JP5157306B2 (ja) 車輪位置可変車両
CN117048592A (zh) 用于道路车辆的控制***和相关控制方法
JP2018144646A (ja) 姿勢制御装置
JP2008086159A (ja) 電動カート
JP2001106103A (ja) 車両用操舵装置
JP7460513B2 (ja) 車両運動制御装置、および、車両運動制御方法
JP2009107459A (ja) タイヤ位置可変車両およびタイヤ力変化抑制方法
JP2008109833A (ja) 電動カート
Itakura Vehicle Motion Control with Jerk Constraint by Nonlinear Model Predictive Control
CN112706756A (zh) 轮毂电机驱动越野车横摆稳定性控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication