JP2023168269A - 道路車両用の制御システムおよび関連する制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造および実行が簡単で経済的な道路車両用の制御システムを提供する。
【解決手段】第1のレバー(14)と、第1の方向(TD)および第2の方向(LD)に沿って運転者によって与えられた運動学的値または力を検出するための第1のセンサ素子とが設けられた第1のジョイスティック(13)、および第2のレバー(17)と、第1の方向および第2の方向に沿って与えられた運動学的値または力を検出するための第2のセンサ素子とが設けられた第2のジョイスティック(16)と、第1の方向に沿って第1のレバーおよび第2のレバーによって検出された運動学的値または力の関数として道路車両のステアリングと、第2の方向に沿って第1のセンサ素子および第2のセンサ素子によって検出された運動学的値または力の関数としての道路車両の姿勢とを制御する制御ユニットと、を備える道路車両用の制御システム(12)。
【選択図】図3
【解決手段】第1のレバー(14)と、第1の方向(TD)および第2の方向(LD)に沿って運転者によって与えられた運動学的値または力を検出するための第1のセンサ素子とが設けられた第1のジョイスティック(13)、および第2のレバー(17)と、第1の方向および第2の方向に沿って与えられた運動学的値または力を検出するための第2のセンサ素子とが設けられた第2のジョイスティック(16)と、第1の方向に沿って第1のレバーおよび第2のレバーによって検出された運動学的値または力の関数として道路車両のステアリングと、第2の方向に沿って第1のセンサ素子および第2のセンサ素子によって検出された運動学的値または力の関数としての道路車両の姿勢とを制御する制御ユニットと、を備える道路車両用の制御システム(12)。
【選択図】図3
Description
本特許出願は、2022年5月12日に出願されたイタリア特許出願第102022000009836号の優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、道路車両用の制御システムおよび関連する制御方法に関する。
特に、本発明は、高性能車における排他的ではないが有利な用途を見出しており、これは一般性を失うことなく以下の説明において明示的に参照される。
知られているように、自動車は、一般にステアリングホイールによって制御される。過去には、単に様式的な問題のために、製造業者は、明らかに自動車のピッチを制御することができないため、ステアリングホイールを前後に動かすことを許容することなく、(例えば、航空機において使用される種類の)ヨークの形状を有するステアリングホイールを提供することがあった。
ステアリングホイールは、歴史的に、前輪を制御する際に運転者の腕が受ける応力を低減する必要性にその形状が起因する。数十年にわたって、ステアリングを制御するためにサーボ機構が導入されており、前記サーボ機構は、最初は油圧式であり、より最近では電気式である。したがって、ステアリングホイールのサイズ、すなわち直径の縮小が可能であった。
産業分野では、フォークリフトを制御するために使用されるジョイスティックが知られている。しかしながら、これらの車両は、自動車、特にスポーツカーの動力学とは非常に異なる動力学を特徴としており、したがって、相対制御システムは、非常に狭い空間および非常に低速でフォークリフトを移動させるように設計されている。
イタリア特許出願第102018000004929号は、ジョイスティックを使用して自動車を制御する方法を記載しており、これにより、自動車の移動/停止および自動車が追従する軌道の双方が制御されることを可能にする。特に、ジョイスティックレバーの前傾斜角度または後傾斜角度は、自動車の対応する前方または後方加速(自動車の速度を増加させるために前方へ、または自動車の速度を低下させるために後方へ)を引き起こすが、ジョイスティックレバーの横方向傾斜角度(右または左へ)は、自動車の対応するステアリングを引き起こす。
高性能車両の場合、特にレーシングトラックで自動車が使用されなければならない場合、唯一のジョイスティックから始まる自動車の制御は、特に複雑になる可能性がある。
イタリア特許出願第102018000021097号は、ジョイスティックを使用して車両の軌道を制御し、ペダルを使用してその姿勢を制御する自動車の制御方法を開示している。
しかしながら、(ヘリコプターで起こることと同様に)ペダルによる姿勢の調整は、機能的および構造的に有効であるにもかかわらず、本出願人は、特にステアリングホイールを備えた一般的な車両からジョイスティックによって制御される高性能車両にシフトしなければならない運転者の学習の簡単さの点で、それがさらに改善されることができると考える。
本発明の目的は、少なくとも部分的に上述した欠点がなく、同時に製造および実行が簡単で経済的な道路車両用の制御システムおよび関連する制御方法を提供することである。
本発明によれば、本明細書に添付の独立請求項、好ましくは、独立請求項に直接または間接的に従属する従属請求項のいずれか1つに記載の道路車両用の制御システムおよび関連する制御方法が提供される。
添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を説明し、本発明の不可欠な部分を形成するものである。
ここで、本発明のいくつかの非限定的な実施形態を示す、添付の図面を参照して、本発明の説明を行う。
図1において、番号1は、全体として、2つの前輪2および2つの後輪3を備え、それらの少なくとも一対(または全て)がパワートレインシステム4からトルクを受ける道路車両を一般的に示している。パワートレインシステム4は、専ら熱ベースのシステム(すなわち、内燃熱機関のみを備える)、ハイブリッドシステム(すなわち、内燃熱機関と、少なくとも1つの電気モータとを備える)、または電気システム(すなわち、1つまたは複数の電気モータのみを備える)とすることができる。
各図面において、同一の番号および参照文字は、同一の機能を有する、同一の構成部品または構成要素を示す。
本発明の目的に対し、「第2の」構成要素という用語は、「第1の」構成要素が存在することを暗に示すものではない。実際のところ、これらの用語は、明瞭性を向上させるための符号としてのみ使用されるものであり、限定するものと解釈されるべきではない。
以下に記載されるように、様々な好ましい実施形態、含まれた図面における要素および特徴は、互いに組み合わせられることができ、その理由のために本特許出願の保護範囲を超えることはない。
道路車両1は、道路車両1の運転者を収容するのに適したコクピット6(図3によりよく示されている)が得られる乗員室5を備える。特に、コクピット6は、シート7(図3に示す)を備える。
図1の好ましいが非限定的な実施形態によれば、道路車両1は、後部8から前部9まで車両を通る縦軸Xに沿って長手方向に延在する。特に、さらにまた、道路車両1は、右部10から左部11まで車両を通過する横軸Yに沿って横方向に延在する。最後に、道路車両1は、床板から乗員室5の屋根まで車両を通る垂直軸Zに沿って垂直に延在する。
さらに、車両1は、図2から図5に非限定的に概略的に示されている制御システム12を備える。
制御システム12は、道路車両1の運転者の右手によって把持されるように構成された第1のレバー14を備えた第1のジョイスティック13を備える。
図3の非限定的な実施形態では、第1のジョイスティック13は、シート7に座っている運転者の右手によって容易且つ快適に保持されることができるように、シート7の右側に配置される。
特に、第1のジョイスティック13は、少なくとも第1の方向TDおよび第2の方向LDに沿って運転者によって第1のレバー14に与えられた運動学的値または力を検出するための第1のセンサ素子15を備える。
限定するものではないが、好ましくは、第1の方向TDは、道路車両1の横軸Yに沿って延在し、第2の方向LDは、道路車両1の縦軸Xに沿って延在する。したがって、特に、第1の方向TDと第2の方向LDとは互いに垂直である。
有利には、必ずしもそうとは限らないが、制御システム12は、道路車両1の運転者の左手によって把持されるように構成された第2のレバー17も設けられた第2のジョイスティック16をさらに備える。
図3の非限定的な実施形態では、第2のジョイスティック16は、シート7に座っている運転者の左手によって容易且つ快適に保持されることができるように、シート7の左側に配置される。
特に、第2のジョイスティック16は、少なくとも第1の方向TDおよび第2の方向LDに沿って運転者によって第2のレバーに与えられた運動学的値または力を検出するための第2のセンサ素子18を備える。
いくつかの好ましい非限定的な場合によれば、運動学的値は、球形節点Kの周りの第1または第2のレバー14、17の角度位置である。換言すれば、センサ素子15および18は、レバー14および17の運動学、特に少なくともレバーの角度位置を検出するように構成されている。好ましくは、限定するものではないが、センサ素子15、18は、運転者によって第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた速度および加速度も検出するように構成されている。
換言すれば、図2から図5の非限定的な実施形態に示すように、ジョイスティック13および16には、それぞれ、把持されることができ、且つ方向LD(すなわち、前または後)に沿って長手方向に、または方向TD(すなわち、右または左に)に沿って横方向に傾斜されることができるレバー14、17が設けられている。したがって、レバー14、17は、前(図2、図3、および図5の矢印Fによって示される方向にしたがって)に傾斜されることができ、レバー14、17は、後(図2、図3、および図5の矢印Bによって示される方向にしたがって)に傾斜されることができ、レバー14、17は、右(図2、図3、および図4の矢印Rによって示される方向にしたがって)に傾斜されることができ、レバー14、17は、左(図2、図3、および図4の矢印Lによって示される方向にしたがって)に傾斜されることができる。
明らかに、各レバー14、17はまた、縦方向の動きと横方向の動きとを組み合わせて傾斜されることができ、すなわち、各レバー14、17は、水平面に含まれる全ての方向に自由に傾斜されることができる。
システム12は、運動学的値(例えば、角度位置)、または運転者によって第1のレバー14および/または第2のレバー17に加えられる力に応じて、道路車両1の動きを調整するように構成された制御ユニット19(添付の図に概略的に示されている)をさらに備える。
特に、制御ユニット19は、ジョイスティック13、16に(すなわち、各レバー14、17に与えられた位置または力を検出するジョイスティック13、16のセンサ素子15、18に)接続され、ジョイスティック13、16の少なくとも一方を介して運転者によって与えられた指令に応じて、パワートレインシステム4、制動システム、可能なアクティブサスペンションシステム、および前輪2のステアリングシステムを制御する。
好ましくは、限定するものではないが、制御ユニット19は、電子制御ユニット(「ECU」)であり、これは、とりわけ、複数のデータ項目を処理し、道路車両が直線道路に沿って走行している間、および道路車両がカーブに沿って走行している間の双方で、以下により詳細に説明するように、例えば、パワートレインシステム4によって駆動輪2または3に供給されるトルクに、および必要に応じて、アクティブショックアブソーバおよび制動システムと協働して作用することによって道路車両1の挙動を調整する。制御ユニット19は、物理的には、単一の装置、または互いに別個であり、道路車両1のCANネットワークを介して互いに通信することができる、各種の装置から構成されることができる。
有利には、制御ユニット19は、運動学的値(例えば、角度位置)、または第1の方向TDに沿って、すなわち道路車両1の横軸Yに沿って第1のレバー14および/または第2のレバー17によって検出された力に応じて、道路車両1のステアリング(すなわち、前輪2の右回転または左回転)を制御するように構成されている。
したがって、ジョイスティック13、16のレバー14、17は、左右に移動されることができ(図2から図4の矢印RおよびL)、道路車両1の軌道(図6)を制御する、すなわち道路車両1のステアリングの程度を制御する。
非限定的な実施形態によれば、制御ユニット19は、ステアリング角δが、第1の方向TDに沿って運転者によって第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた角度位置または力の値に対応させるように、道路車両1の動きを制御する。換言すれば、ジョイスティック13、16のレバー14、17の横方向傾斜角度α(図4)は、ステアリング角δ(図6)に直接対応する。
特に、比例係数、すなわちジョイスティック13、16のレバー14、17の角度αをステアリング角δに関連付ける関数は、複数の既知の車両パラメータの関数になることができ、詳細には説明されていない。
異なる実施形態によれば、ジョイスティック13、16のレバー14、17の横方向傾斜角度αは、ステアリングシステムのアクチュエータが介入する急峻さを識別する。したがって、ジョイスティック13、16のレバー14、17の解放は、ステアリング角δを変化させないままにする。
限定するものではないが、好ましくは、ジョイスティック13、16のレバー14、17の横方向傾斜角度αとステアリング角δが変化する急峻さとの間の比例係数もまた、道路車両1の速度Vに比例して低減され、ステアリング制御の動作を「パラメトリック」にする。
本発明のさらなる変形例によれば、2つのステアリング角制御モードは、双安定または単安定ボタンに基づいて、または走行速度Vの閾値(特に、走行速度閾値を超えると、システムは、角度制御からステアリング角δの変化の急峻さの制御に切り替わる)に基づいて代替的に有効にされることができる。例えば、前述のボタンは、添付の図に示すように、ジョイスティック13、16に、すなわちレバー14、17に搭載されることができる。
さらにまた、制御ユニット19は、有利には、運動学的値(例えば、角度位置)、または第2の方向LDに沿って第1のセンサ素子15および/または第2のセンサ素子18によって検出された力に応じて、道路車両1の姿勢(特に、姿勢角β)またはヨーを制御するように構成されている。
いくつかの非限定的な場合には、制御ユニット19は、姿勢角βまたはヨー角が角度位置(例えば、角度γ)または運転者によって第2の方向LDに沿って第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた力の値に対応するように、道路車両1の動きを制御するように構成されている。
図6によれば、カーブに沿って走行している場合、制御ユニット19は、第2の方向LDに沿って第1のセンサ素子15および/または第2のセンサ素子18によって検出された運動学的値(すなわち、角度位置)または力に応じて、道路車両1の姿勢角β(すなわち、道路車両1の縦軸Xと、重心Cにおける道路車両1の走行速度Vの方向との間に含まれる角度)を制御(調整、変更、設定)するように構成されている。
換言すれば、制御ユニット19は、運動学的値(例えば、図5に示す角度γにおいて)または運転者によって少なくとも1つのレバー14、17に与えられた力に応じて、カーブに沿って走行している間の道路車両1の姿勢角βを制御し、その結果、姿勢角βは、例えば、レバー14、17の角度位置の関数である(それらの横軸Yを中心とした回転において、縦軸Xに沿って)。
カーブに沿って走行している場合、駆動輪2、3の長手方向の滑り(スリップ)と道路車両1の姿勢角βとがリンクされることに留意されたい。実際に、カーブに沿って走行している場合、例えば後駆動輪3の長手方向の滑り(スリップ)の発生は、道路車両1がゼロ以外の姿勢角βを有することを意味する。
例として、道路車両1が後輪駆動を有する場合、カーブに沿って走行している間、それは実質的に過操舵挙動を有し、カーブに沿って移動しているときに後駆動輪3のスリップを引き起こすことによって、道路車両1は、所定の姿勢角β(すなわち、道路車両1がカーブの内側に向かって回転される)で、且つ車輪2および3のタイヤがカーブの外側に向かって滑りながら、カーブ自体に沿って走行することを可能にされる。駆動輪2、3がスリップしているときにカーブに沿って走行することは、この状態では、道路車両1の動的バランスが特に不安定であり、容易に180°のスピンにつながる可能性があるため、特に複雑な動作である。結果として、この運転動作(非常に見栄えがよく、運転者によって高く評価される)は、通常、専門的または半専門的な運転者によってのみ実行される。一方、レバー14、17を使用することにより、比較的経験の浅い運転者であっても、道路車両1に姿勢角βをゼロ以外に設定するように簡単且つ安全に求めることができる。
道路車両1は、大きく異なる姿勢角βを想定しているが、平面内で同じヨー角を想定することができ、その逆も同様であるため、姿勢角βは、ヨー角(すなわち、道路車両1の縦軸Xと固定地面基準との間の角度)とは異なることを指摘しておきたい。
本明細書に示されていないいくつかの非限定的な実施形態によれば、制御ユニット19は、姿勢角βを制御する代わりに、第2の方向LDに沿ってジョイスティック13、16によって検出される運動学的値または力に応じてヨー角を制御する。姿勢角βに関する本明細書で行われる全ての考慮事項は、制御ユニット19がヨー角を制御する場合にも適用されることは明らかである。
好ましい実施形態によれば、レバー14および17がゼロ以外の姿勢角βを得るために運転者によって操作されると、制御ユニット19は、例えばレバー14および17の縦方向傾斜角度位置γの関数として所望の姿勢角βを決定し、カーブに沿って走行するときに所望の姿勢角βを道路車両1に与えるようにトルクの発生を制御する。例えば、制御ユニット19は、所望の姿勢角βの関数として駆動輪3および/または2の所望の長手方向滑りを決定することができ、したがって、カーブに沿って走行しながら駆動輪2、3に所望の長手方向滑りを与えるようにトルクの発生を制御することができる。
好ましい実施形態によれば、制御ユニット19は、道路車両1が制御を失うのを防止する(明らかに、適切な安全マージンで、道路車両1が安定した状態を維持することを可能にする)ように、各カーブに沿って走行しながら最大姿勢角βMAXを決定し、したがって、ゼロ姿勢角βを、レバー14、17に対する第2の方向LDにおける運転者の作用がないことに対応させ、最大姿勢角βMAXを、レバー14、17に対する第2の方向LDにおける運転者の最大作用に対応させる。
したがって、限定するものではないが、第1のカーブでは、運転者のレバー14、17に対する第2の方向LDの最大動作は、4°の姿勢角βを示すことができ(最大姿勢角βMAXは、そのカーブについておよびそれらの動的条件において4°である)、第2のカーブでは、運転者のレバー14、17に対する第2の方向LDの最大動作は、20°の姿勢角βを示すことができる(最大姿勢角βMAXは、そのカーブについておよびそれらの動的条件において20°である)。
第2の方向LD(例えば、角度γ)におけるレバー14、17への作用の位置を姿勢角βに結び付ける法則は、線形且つ正比例とすることができるか、または異なるタイプ(例えば、放物線)とすることができることが指摘されるべきである。すなわち、レバー14、17に対して第2の方向LDに作用することによって、最初に、姿勢角βは、ゼロ値から比較的迅速に増加し、最大姿勢角βMAXに近付くにつれてよりゆっくりと増加する。
いくつかの好ましい非限定的な事例では、第1のジョイスティック13および第2のジョイスティック16は、第1のレバー14および第2のレバー17のうちの一方に、他方のレバー17、14のセンサ素子15、18によって検出された指令に対応する指令(すなわち、第2のレバーおよび第1のレバーのうちの他方に対して運転者によって加えられる動作に対応して)を与えるように構成されたアクチュエータシステム20を備える。
有利には、必ずしもそうとは限らないが、図2から図5の矢印RおよびLの着色によって示されるように、第1のレバー14および第2のレバー17は、第1の方向TDに沿って同じ側に操作されるように構成されている。換言すれば、第1のレバー14の矢印Rによって示される方向への右方への移動は、第2のレバー17の矢印Rによって示される方向への右方への同じ移動に対応し、逆もまた同様である。このようにして、運転者は、片手と両手の双方で道路車両1のステアリングを直感的に制御することができ、押し動作に対する引き動作の感度がそれぞれ異なるため、ジェスチャの精度を高めることができる(したがって、運転者により高い動作精度を可能にする)。
有利には、必ずしもそうとは限らないが、図2から図5の矢印FおよびBの着色によって示されるように、第1のレバー14および第2のレバー17は、第2の方向LDに沿って反対側に操作されるように構成されている。換言すれば、第1のレバー14の矢印Fによって示される方向への前進は、第2のレバー17の矢印Bによって示される方向への同じ後退に対応し、逆もまた同様である。このようにして、運転者は、片手と両手の双方で道路車両1の姿勢またはヨーを直感的に制御することができ、押し動作に対する引き動作の感度がそれぞれ異なるため、ジェスチャの精度を高めることができる(したがって、運転者により高い動作精度を可能にする)。
特に、制御ユニット19は、運転者によってレバー14、17に対して第2の方向LDに沿って与えられた指令に応じて、姿勢角βを変化させるように構成されている。好ましくは、限定するものではないが、運転者が右レバー14を前方に操作する場合(矢印F)(および/または左レバー17を後方に、矢印B)、制御ユニット19は、道路車両1を反時計回り方向に回転させるように、すなわち、(道路車両1の重心Cに対して)道路車両1の右部10を前方に移動させ、左部11を後方に移動させることによって、姿勢角βを制御するように構成されている。
同様に、運転者が左レバー17を前方に操作する場合(矢印F)(および/または右レバー14を後方に、矢印B)、制御ユニット19は、道路車両1を時計回り方向に回転させるように、すなわち、(道路車両1の重心Cに対して)道路車両1の左部11を前方に移動させ、右部10を後方に移動させることによって、姿勢角βを制御するように構成されている。
いくつかの好ましい非限定的な実施形態によれば、制御システム12はまた、少なくともアクセル制御装置およびブレーキ制御装置を備えた長手方向制御アセンブリ21を備える。
図3に示すもののようないくつかの好ましい非限定的な場合では、アクセル制御装置はペダル22であり、ブレーキ制御装置はペダル23である。ペダル22、23は、公知の技術によって製造されるため、詳細な説明は省略する。
他の非限定的な事例では、アクセル制御装置および/またはブレーキ制御装置は異なり、例えば、それらはジョイスティック13および/または16に設置されたボタンまたはトリガである。
本発明のさらなる態様によれば、上記の説明にかかる道路車両1の制御方法が提供される。
制御方法は、第1のセンサ素子15および/または第2のセンサ素子18によって、運転者によって第1の方向TDまたは第2の方向LDに沿って第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた運動学的値または力を検出するステップを含む。特に、運転者は、右手で第1のレバー14を把持し、および/または左手で第2のレバーを把持する。
さらにまた、本方法は、本明細書の他の部分の開示によれば、運転者によって第1のレバーおよび/または第2のレバーに与えられた運動学的値または力に基づいて(制御ユニット19によって)道路車両1の動きを調整するステップを含む。
さらに、本方法は、第1の方向TDに沿って第1のセンサ素子15および/または第2のセンサ素子18によって検出された運動学的値(例えば、角度α)または力に基づいて道路車両1のステアリングを制御するさらなるステップと、第2の方向LDに沿って第1のセンサ素子15および/または第2のセンサ素子18によって検出された運動学的値(例えば、角度γ)または力に基づいて、道路車両1の姿勢(特に、角度β)またはヨーを制御するステップとを含む。
特に、上述したように、第1の方向TD、すなわち道路車両1の横軸Yに沿って運転者によって与えられた運動学的値、または力に応じて、制御ユニット19は、道路車両1のステアリング角δを制御する。
好ましくは、第2の方向TDに沿って、すなわち道路車両1の縦軸Xに沿って運転者によって与えられた運動学的値または力に応じて、制御ユニット19は、カーブに沿って走行している間に道路車両1の姿勢角βを制御し、その結果、姿勢角βは、第2の方向LDに沿って第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた運動学的値(例えば、角度γ)、または力の関数である。
有利には、必ずしもそうとは限らないが、本方法は、第2の方向LDに沿って第1のレバー14および/または第2のレバー17に与えられた運動学的値(α)または力に基づいて、所望の姿勢角βを決定するさらなるステップと、カーブに沿って走行している間に道路車両1に所望の姿勢角βを与えるように、駆動輪2および/または駆動輪3のうちの少なくとも一方(潜在的には全ての駆動輪に独立して)への駆動トルクまたは制動トルクの発生を制御するステップと、を含む。特に、最大角度βMAXに関する上記の考慮事項は、本方法にも適用される。
好ましくは、限定するものではないが、本方法は、第1のレバー14および第2のレバー17のうちの一方に、第2のセンサ素子18または第1のセンサ素子15によって検出され、運転者によって第2のレバー17および第1のレバー14のうちの他方に与えられたものに対応する指令を与えるさらなるステップを含む。特に、上述したように、第1のレバー14および第2のレバー17は、第1の方向TDに沿った同じ側および第2の方向LDに沿った反対側にそれぞれのアクチュエータシステム20によって操作される。
本明細書に示されていないいくつかの非限定的な実施形態によれば、レバー14および17は、方向LDに沿って互いに連結されず、姿勢角βを制御するために、双方が使用されることができ、すなわち、カーブに沿って走行している間の自動車1の姿勢角βは、双方のレバー14および17の位置に応じて制御される。この場合、カーブに沿って走行しながら、長手方向LDにおける2つのレバー14、17の位置ずれに応じて姿勢角βを変化させることができ、その結果、2つのレバー14、17の位置ずれが大きいほど、姿勢角βを大きくすることができる。換言すれば、姿勢角βは、レバー14、17がともに同じ位置にあるときはゼロであり、2つのレバー14、17の位置の差が大きくなるほど大きくなる。
カーブに沿って走行しながら、上記のように姿勢角βを制御するための双方のレバー14および17の使用(特にアクチュエータシステム20が傾斜角度γを互いに反対で等しく保つことによって作用する場合)は、運転者が左折中に右レバー14を前方に押し、道路車両1の側面にしたがって左レバーを後方に引くこと、および左折の場合はその逆がより容易で直感的であるため、特に人間工学的である。
可能な実施形態によれば、制動の配分の変化は、方向LDに沿ってレバー14、17の完全に静止した位置(垂直であるか水平であるかにかかわらず)においてゼロであると仮定され、制動の配分の変化は、方向LDに沿ってレバー14、17の完全に前進または後退した位置において最大であると仮定される。
力制御の場合も同様の推論が明らかに当てはまる。
使用時に、道路車両1のステアリング(すなわち、ステアリング角δ)は、一方または双方のジョイスティック13、16を左または右に傾斜させることによって行われる(レバー14および17は、「実質的に一体」であり、すなわち、2つのレバー14および17のうちの一方のみを操作することによって、他方はそれに応じて方向TDに沿って同じ側に移動する)。
特に、制御ユニット19は、従来のステアリングホイール(理想的には存在しない)から完全に機械的に切断され、例えば、共通の電動システムによって、または各前輪2および必要に応じて各後輪3(例えば、4WS車両の後ステアリングホイールの場合)の分割ステアリング角制御システムによって制御されることができる、例えば(既知の種類の、詳細には後述しない)ステアバイワイヤ駆動システムの採用により、道路車両1の動きを様々な方法で制御することができる。一般に、制御ユニット19は、道路車両1のステアリング機能を実行するように設計されたシステムに作用する。
さらにまた、使用時に、カーブに沿って走行している間の道路車両1の姿勢の制御は、好ましくは、一方または双方のジョイスティック13、16を前方または後方に傾斜させることによって行われる(この場合も、レバー14および17は、「実質的に一体」であるが、方向TDに与えられた指令によって起こることとは異なり、2つのレバー14および17のうちの一方のみを操作することによって、他方はそれに応じて方向LDに沿って反対側に移動する)。
特に、制御ユニット19は、例えば車輪2、3に接続された1つまたは複数の電気モータのトルクを制御することによって、または1つまたは複数のブレーキ、1つまたは複数のサスペンションなどに作用することによって、所望の姿勢角βおよび/または所望のヨー角を設定するように動的システムを動作させるタスクを車両のロジックに割り当てることによって、道路車両1の動きを様々な方法で制御することができる。
上述した本発明は特定の実施形態に関するものであるが、その保護範囲は、例えば異なるタイプのジョイスティック、姿勢角またはヨー角を変更するための異なる作動、レバーの異なる残りの構成、異なるタイプの車両など、添付の特許請求の範囲によってカバーされる全ての変形、変更、または簡略化も含むため、前記実施形態に限定されると見なされるべきではない。
上述した装置、機械、および方法は、多くの利点を有する。
第1に、上述した制御方法は、簡単で直感的な方法で道路車両の動きを制御する能力の向上を可能にする(すなわち、人間工学的に)。
さらにまた、上記で開示された制御システムは、必ずしも熟練した運転者でなくても安全な状態で、運転者が姿勢角を調整することを可能にする。
さらに、上述した制御システムは、ペダルがその機能を維持し、車両のステアリングが右/左制御によって実行され、車両の各側の所望の位置と一致するため、姿勢の調整が車両の動力学(特に、ウエイトの移動)にしたがうため、実施されるのに特に簡単で経済的である。
1 道路車両
2 前輪
3 後輪
4 パワートレインシステム
5 乗員室
6 コクピット
7 シート
8 後部
9 前部
10 右部
11 左部
12 制御システム
13 第1のジョイスティック
14 第1のレバー
15 第1のセンサ素子
16 第2のジョイスティック
17 第2のレバー
18 第2のセンサ素子
19 制御ユニット
20 アクチュエータシステム
21 制御アセンブリ
22 ペダル
23 ペダル
B 後
C 重心
F 前
K 球形節点
L 左
LD 第2の方向
R 右
T 軌道
TD 第1の方向
V 走行速度
X 縦軸
Y 横軸
Z 垂直軸
α 横方向傾斜角度
β 姿勢角
γ 縦方向傾斜角度
δ ステアリング角
2 前輪
3 後輪
4 パワートレインシステム
5 乗員室
6 コクピット
7 シート
8 後部
9 前部
10 右部
11 左部
12 制御システム
13 第1のジョイスティック
14 第1のレバー
15 第1のセンサ素子
16 第2のジョイスティック
17 第2のレバー
18 第2のセンサ素子
19 制御ユニット
20 アクチュエータシステム
21 制御アセンブリ
22 ペダル
23 ペダル
B 後
C 重心
F 前
K 球形節点
L 左
LD 第2の方向
R 右
T 軌道
TD 第1の方向
V 走行速度
X 縦軸
Y 横軸
Z 垂直軸
α 横方向傾斜角度
β 姿勢角
γ 縦方向傾斜角度
δ ステアリング角
Claims (15)
- 道路車両(1)用の制御システム(12)であって、
前記道路車両(1)の運転者の右手によって把持されるように構成された第1のレバー(14)を備える、第1のジョイスティック(13)であって、少なくとも第1の方向(TD)および第2の方向(LD)に沿って前記運転者によって前記第1のレバー(14)に与えられた運動学的値または力を検出するための第1のセンサ素子(15)を備える第1のジョイスティック(13)、および/または
前記道路車両(1)の運転者の左手によって把持されるように構成された第2のレバー(17)を備える第2のジョイスティック(16)であって、少なくとも前記第1の方向(TD)および前記第2の方向(LD)に沿って前記運転者によって前記第2のレバー(17)に与えられた前記運動学的値または前記力を検出するための第2のセンサ素子(18)を備える第2のジョイスティック(16)と、
前記運転者によって前記第1のレバー(14)および/または前記第2のレバー(17)に与えられた前記運動学的値または前記力にしたがって前記道路車両(1)の動きを調整するように構成された制御ユニット(19)と、を備え、
前記制御システム(12)は、前記制御ユニット(19)が、
前記第1の方向(TD)における前記第1のセンサ素子(15)および/または前記第2のセンサ素子(18)によって検出された前記運動学的値または前記力の関数としての前記道路車両(1)のステアリング、および
前記第2の方向(LD)に沿って前記第1のセンサ素子(15)および/または前記第2のセンサ素子(18)によって検出された前記運動学的値または前記力の関数としての前記道路車両(1)の姿勢またはヨー、を制御するように構成されていることを特徴とする、制御システム。 - 前記第1の方向(TD)が、前記道路車両(1)の横軸(Y)に沿って延在し、前記第2の方向(LD)が、前記道路車両(1)の縦軸(X)に沿って延在し、特に、前記第1の方向(TD)および前記第2の方向(LD)が互いに垂直である、請求項1に記載のシステム(12)。
- 前記運動学的値が、球形節点(K)の周りの前記第1のレバー(14)および/または第2のレバー(17)の角度位置である、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 前記第1のジョイスティック(13)および前記第2のジョイスティック(16)が、前記第1のレバー(14)と前記第2のレバー(17)との間の一方に、前記運転者によって前記第2のレバー(17)と前記第1のレバー(14)との間の他方に与えられた指令に対応する指令を与えるように構成されたアクチュエータシステム(20)を備える、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 前記第1のレバー(14)および前記第2のレバー(17)が、前記第1の方向(TD)に沿って類似の方向で作動するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 前記第1のレバー(14)および前記第2のレバー(17)が、前記第2の方向(LD)に沿って反対に作動されるように構成されている、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 前記制御ユニット(19)が、前記第1の方向(TD)に沿って前記運転者によって前記第1のレバー(14)および/または前記第2のレバー(17)に与えられた力の角度位置または値に対するステアリング角(δ)に対応するように前記道路車両(1)の動きを制御するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 前記制御ユニット(19)が、姿勢角(β)またはヨー角を、前記第2の方向(LD)に沿って前記運転者によって前記第1のレバー(14)および/または前記第2のレバー(17)に与えられた力の角度位置または値に対応させるように前記道路車両(1)の動きを制御するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム(12)。
- 道路車両(1)であって、
そのうちの少なくとも2つが駆動輪である、4つの車輪(2、3)と、
前記駆動輪(2、3)にトルクを伝達するように構成されたパワートレインシステム(4)と、を備え、
請求項1または2に記載の制御システム(12)を備えることを特徴とする、道路車両(1)。 - 道路車両(1)用の制御方法であって、
第1のセンサ素子(15)および/または第2のセンサ素子(18)によって、第1のジョイスティック(13)の第1のレバー(14)および/または第2のジョイスティック(16)の第2のレバー(17)へと少なくとも第1の方向(TD)および第2の方向(LD)に沿って運転者によって与えられた運動学的値または力を検出するステップであって、前記第1のレバー(14)が、前記道路車両(1)の運転者の右手によって把持され、および/または前記第2のレバー(17)が、前記運転者の左手によって把持される、検出するステップと、
前記運転者によって前記第1のレバー(14)および/または前記第2のレバー(17)に与えられた前記運動学的値または前記力にしたがって前記道路車両(1)の動きを調整するステップと、を含み、
前記制御方法が、
前記第1の方向(TD)に沿って前記第1のセンサ素子(15)および/または前記第2のセンサ素子(18)によって検出された前記運動学的値または前記力にしたがって前記道路車両(1)のステアリングを制御するステップと、
前記第2の方向(LD)に沿って前記第1のセンサ素子(15)および/または前記第2のセンサ素子(18)によって検出された前記運動学的値または前記力にしたがって前記道路車両(1)の姿勢またはヨーを制御するステップと、をさらに含むことを特徴とする、方法。 - 前記第1の方向(TD)に沿って前記運転者によって与えられた前記運動学的値または前記力の関数として、前記車両(1)のステアリング角(δ)が制御される、請求項10に記載の方法。
- 前記第2の方向(LD)に沿って前記運転者によって与えられた前記運動学的値または前記力に応じて、前記道路車両(1)の姿勢角(β)が運転中に制御され、その結果、前記姿勢角(β)が、前記第2の方向(LD)に沿って前記第1のレバー(14)および/または前記第2のレバー(17)に与えられた前記運動学的値または前記力の関数である、請求項10または11に記載の方法。
- 前記第2の方向(LD)に沿って前記第1および/または第2のレバー(17)に与えられた前記運動学的値または前記力の関数として所望の姿勢角(β)を決定するステップと、
コーナリング中に前記道路車両(1)に前記所望の姿勢角(β)を与えるために、駆動または制動トルクの生成を駆動輪(2、3)のうちの少なくとも1つに操縦するステップと、をさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第1のレバー(14)と前記第2のレバー(17)との間の一方に、前記運転者によって前記第2のレバー(17)と前記第1のレバー(14)との間の他方に与えられた指令に対応する指令を与えるさらなるステップを含む、請求項10または11に記載の方法。
- 前記第1のレバー(14)および前記第2のレバー(17)が、前記第1の方向(TD)に沿って類似の方向で作動され、前記第1のレバー(14)および前記第2のレバー(17)が、前記第2の方向(LD)に沿って反対に作動される、請求項10または11に記載の方法。
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