阅读说明：本技术 转向系统失效时对车轮轨迹的修改 (Modification of wheel trajectories in the event of steering system failure ) 是由 蒂埃里·帕斯奎特 于 2018-06-12 设计创作，主要内容包括：图1示出了机动车辆(1)。该车辆(1)包括在横向上位于车辆(1)的第一侧的第一车轮(IOFR,IOFL)和在横向上位于车辆(1)的与第一侧相对的第二侧的第二车轮(IOFR,IOFL)。该车辆(1)包括转向系统(3),该转向系统被配置成修改车轮(10)的定向并且使车辆(1)转弯。该车辆(1)包括轨迹修改器(6FR,6FL),该轨迹修改器被配置成在转向系统(3)发生故障的情况下改变第一车轮(IOFR,IOFL)的旋转速度(VFL,VFR)并且修改车辆(1)的轨迹。(Fig. 1 shows a motor vehicle (1). The vehicle (1) comprises first wheels (IOFR, IOFL) located on a first side of the vehicle (1) in a lateral direction and second wheels (IOFR, IOFL) located on a second side of the vehicle (1) opposite the first side in the lateral direction. The vehicle (1) comprises a steering system (3) configured to modify the orientation of the wheels (10) and to turn the vehicle (1). The vehicle (1) comprises a trajectory modifier (6FR, 6FL) configured to change the rotation speed (VFL, VFR) of the first wheel (IOFR, IOFL) and modify the trajectory of the vehicle (1) in case of a failure of the steering system (3).)

转向系统失效时对车轮轨迹的修改

技术领域

本发明涉及用于车辆的制动系统和对车辆车轮的旋转速度的检测。本发明特别涉及汽车。

背景技术

已知汽车装备有制动系统和转向系统，该转向系统包括飞轮和转向柱，该转向柱机械地连接到车辆车轮。

制动系统包括车轮防抱死系统和制动器。防抱死系统包括用于车辆车轮中的至少一个车辆车轮的旋转速度检测器。

在转向系统发生故障的情况下需要引导车辆并使其转向。

发明内容

在这方面，本发明的一个客体是机动车辆。该车辆包括侧向地位于车辆的第一侧上的第一车轮和在侧面位于车辆的与第一侧相对的第二侧上的第二车轮。车辆包括转向系统，该转向系统被配置成修改车轮定向并且使车辆转向。

车辆包括轨迹修改器，该轨迹修改器被配置成在转向系统发生故障的情况下改变第一车轮的旋转速度并且修改车辆的轨迹。

轨迹修改器被配置成使得致动器增加第一车轮的制动力以使车辆向第一车轮一侧转向。轨迹修改器被配置成使得致动器减小第一车轮的制动力以使车辆向第二车轮一侧转向。

致动器是机电致动器，该机电致动器包括被配置成控制第一车轮的致动的控制单元。

由于轨迹修改器，并且特别是由于局部控制单元，可以在转向系统发生故障的情况下使车辆转向，同时限制了车辆的复杂性、车辆的质量和总体尺寸。轨迹修改器限制了转向系统发生故障时的事故风险。

本发明可以可选地包括彼此结合或彼此不结合的以下特征中的一个或多个。

根据一个特征，轨迹修改器被配置成根据由第一车轮的旋转速度的检测器传输的、表示第一车轮的旋转速度的信号来改变第一车轮的旋转速度。

根据一个特征，车辆包括第一车轮的防抱死系统，该防抱死系统包括旋转速度的检测器。

根据一个特征，轨迹修改器包括旋转速度比较器，该旋转速度比较器被配置成比较第一车轮的旋转速度与第二车轮的旋转速度。

根据一个特征，轨迹修改器被配置成如果第一车轮的旋转速度与第二车轮的旋转速度之间的偏差的绝对值大于阈值则修改车轮的旋转速度。

根据一个特征，轨迹修改器被配置成根据车辆的理想轨迹来修改车轮的轨迹，该修改根据以下信号来实施：

由车辆的定位检测系统传输的信号，和/或

由用于转向系统的飞轮和/或转向系统的转向柱的定向检测器传输的信号。

根据一个特征，车轮的轨迹修改器包括被配置成制动第一车轮的盘式制动器。

根据一个特征，第一车轮的制动器的控制单元被配置成通过有线连接直接与第二车轮的制动器通信。

根据一个特征，制动器包括制动液压设备以确保第一车轮的行车制动，该制动液压设备连接到车辆的液压回路。

本发明涉及用于修改如上定义的车辆轨迹的方法。

该方法包括在车辆的转向系统发生故障的情况下通过轨迹修改器来修改第一车轮的旋转速度，以修改车辆的轨迹。

附图说明

通过参考附图阅读示例性实施例的描述，将会更好地理解本发明，在附图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的车辆的局部示意图。

-图2是示出了根据第一实施例的用于修改车辆的轨迹的方法的实现方式的示意图。

具体实施方式

不同图的相同、相似或等效的部件具有相同的附图标记以便于从一个图转换到另一个图。

图1示出了机动车辆1。在所示的实施例中，这是汽车车辆。车辆1包括左前车轮10_FG、右前车轮10_FR、左后车轮10_RG和右后车轮10_RR。该车辆还包括用于车辆的制动系统2、转向系统3和控制系统5。

转向系统3包括飞轮30、转向柱32和转向齿轮箱36。转向系统3被配置成修改车辆车轮10的定向并使车辆1转向。

转向齿轮箱36例如包括小齿轮、齿条、连杆和转向轴。该转向齿轮箱用于将飞轮30和转向柱32的旋转移动转换成使车轮10转向的平移移动。

控制系统5例如包括用于车辆车轮10中的每一个车辆车轮的旋转速度检测器50、总体车辆速度检测器、车辆偏航率检测器、车辆定位检测系统52以及用于飞轮和/或转向柱32的定向检测器54。

控制系统5包括用于检测转向系统3的全部或部分故障的硬件和/或软件装置。

每个旋转速度检测器50检测相应车轮10的旋转速度。车辆定位检测系统52例如是被称为“GPS”的系统。定向检测器54检测用户U希望施加到车辆1的转弯强度。

制动系统2用于制动车辆车轮10。该制动系统包括用于制动车轮10的盘式制动器6、致动系统20、制动控制系统4、制动控制网络8和供电网络9。

制动致动系统20包括制动致动器21、22和至少一个致动检测器24。

致动器包括用于行车制动的制动踏板21和用于驻车制动和紧急制动的控制手把22。制动踏板21用于被用户U的脚压下以制动车辆1。控制手把22是驻车制动手把。致动检测器24连接到控制系统4并且该致动检测器用于检测踏板21和/或控制手把22的下压。

制动控制系统4包括制动放大器40、电子稳定控制器44、辅助控制单元42、车轮防抱死系统和箱41。

制动放大器40被配置成在检测器24检测到制动踏板21的下压时增加由制动踏板21传输到控制网络8的制动力。

电子稳定控制器44包括液压致动器47和中央控制单元46。该电子稳定控制器被配置成通过控制网络8命令制动器6中的每个制动器来制动相应的车轮10。

液压致动器47包括用于液压回路82的液压蓄能器和增压泵，该液压回路对于制动放大器40和电子稳定控制器44而言是共用的。

中央控制单元46被配置成控制液压致动器47。通常，该中央控制单元通过控制网络8相互独立地控制左前制动器6_FL、右前制动器6_FR、左后制动器6_RL和右后制动器6_RR中的每一个进行液压制动和/或机电制动。

电子稳定控制器44和制动放大器40被容置在同一箱41内，该箱使得能够限制制动系统2的冗余并且能够限制制动系统2的质量和总体尺寸。

当压下控制手把32时，辅助控制单元42控制车辆1的驻车制动。当压下控制手把32时，该辅助控制单元可能会控制车辆的紧急制动。

车轮防抱死系统也被称为“ABS”。车轮防抱死系统包括控制单元，例如中央控制单元46。该控制单元被配置成根据所检测的车轮的旋转速度尤其通过防止车轮打滑来优化对车轮10中的每个车轮的制动。

制动器6是车辆盘式制动器。车辆1包括用于制动左前车轮10_FL的左前制动器6_FL、用于制动右前车轮10_FR的右前制动器6_FR、用于制动左后车轮10_FL的左后制动器6_RL、用于制动右后车轮10_RR的右后制动器6_RR。

盘式制动器6中的每一个盘式制动器包括浮动型卡钳7、被容置在卡钳7的主体中的活塞71、盘以及用于夹紧盘并且可通过活塞71移动的制动蹄片。

前制动器6_FL、6_FR的每个卡钳7包括液压制动设备70和机电制动设备72。卡钳7还包括液压连接装置、供电连接装置以及连接与数据交换装置。

液压制动设备70具有已知结构。该液压制动设备能够确保相应的车轮6的液压制动。该液压制动设备特别地确保车轮6的行车制动。液压连接装置用于将液压制动设备70连接到液压回路82，该液压回路是控制网络8的一部分。

机电制动设备72包括机电致动器74和局部制动控制单元73。机电制动设备72通过连接与数据交换装置连接到控制网络8的CAN型网络80。该机电制动设备通过供电网络9至少部分地独立于控制系统4而被供电。

机电制动设备72被配置成确保相应的车轮10的机电制动。该机电制动设备尤其确保车轮的驻车制动和紧急制动。

机电致动器74包括电动机和传输设备，该传输设备在由电动机驱动时使活塞71移动。

局部控制单元73包括CAN接口，控制网络8通过该CAN接口将该局部控制单元连接到中央控制单元46、辅助控制单元42和其他制动器6的控制单元73。该CAN接口是连接装置的一部分。

每个局部控制单元73被配置成控制相应的制动器的机电致动器74的电动机。由此，每个局部控制单元局部地控制车轮6的制动。

在正常操作时，每个局部控制单元73例如被配置成根据来自中央控制单元46、辅助控制单元42和/或放大器40的命令来制动车轮。

在转向系统3发生故障的情况下，控制单元73中的每一个控制单元被配置成通过至少部分地独立于控制系统4和转向系统3而制动来修改车辆1的轨迹。

在转向系统3发生故障的情况下，每个局部控制单元73例如被配置成通过独立于中央控制单元46、辅助控制单元42和/或放大器40而制动来修改车辆轨迹。

每个前制动器6_FR、6_FL的控制单元73被配置成通过制动来改变相应车轮10_FR、10_FL的旋转速度V_FL、V_FR，以便修改车辆1的轨迹。

每个前制动器6_FR、6_FL的控制单元73被配置成根据由该控制单元的旋转速度检测器50检测到的相应车轮的旋转速度V_FL、V_FR来改变相应车轮的旋转速度V_FL、V_FR。

该控制单元被配置成还根据在相对侧上的前车轮10_FR、10_FL的旋转速度V_FL、V_FR来改变相应车轮10_FR、10_FL的旋转速度V_FL、V_FR。

该控制单元根据车辆1的、根据由控制系统5传输的信息实施的自动轨迹来改变相应车轮10_FR、10_FL的旋转速度V_FL、V_FR。

该控制单元还根据用户U的转弯要求来改变相应的车轮10_FR、10_FL的旋转速度V_FL、V_FR。

每个制动器6的控制单元73被配置成在该车轮10开始打滑时控制被施加在相应车轮10上的制动力暂时减小。由此，该控制单元形成用于车轮10的局部防抱死系统。该局部防抱死系统可与上述车轮防抱死系统互补地起作用。

因此，在转向系统3发生故障的情况下，前制动器6_FL、6_FR中的每一个前制动器充当车辆1的轨迹修改器。

为了清晰起见，在下文中参考左前制动器6_FL对每个前制动器6_FR、6_FL及其控制单元73的操作进行说明。右前制动器6_FR具有与左前制动器6_FL相似的结构和操作。

在转向系统3发生故障的情况下，左前制动器6_FL的控制单元73被配置成命令该制动器的致动器74改变施加到左前车轮10_FL上的制动力，以修改车辆1的轨迹。

左前制动器6_FL的控制单元73被配置成命令致动器74相对于右前车轮10_FR增加施加在左前车轮10_FL上的制动力，以使车辆1向左转向。

左前制动器6_FL的控制单元73被配置成命令致动器74相对于右前车轮10_FR减小施加在左前车轮10_FL上的制动力，以使车辆1向右转向。

左前制动器6_FL的控制单元73被配置成根据以下各项修改左前车轮10_FL的旋转速度V_FL：

-在转向系统3发生故障的情况下，车辆1的、根据由控制系统5传输的信息实施的自动轨迹，和

-来自用户U的转弯要求，

-车辆的偏航率、车辆的总体速度，

-左前车轮的旋转速度V_FL，以及

-左前车轮的旋转速度V_FL与右前车轮的旋转速度V_FR之间的速度偏差。

左前制动器6_FL的控制单元73特别地被配置成比较左前车轮10_FL的旋转速度V_FL与右前车轮10_FR的旋转速度V_FR。因此，控制单元73起到用于前车轮10_FL、10_FR的旋转速度比较器的作用。

左前制动器6_FL被配置成在两个前车轮10_FL、10_FR之间的旋转速度偏差过高时改变左前车轮10_FL的旋转速度V_FL。

换句话说，左前制动器6_FL被配置成如果左前车轮10_FL的旋转速度V_FL与右前车轮10_FR的旋转速度V_FR之间的偏差的绝对值“d”大于阈值S₀，则改变左前车轮10_FL的旋转速度V_FL。

左前制动器6_FL被配置成如果左前车轮的速度远大于右前车轮10_FR的速度，则进一步制动左前车轮10_FL。左前制动器6_FL被配置成如果左前车轮的速度远低于右前车轮10_FR的速度，则较少地制动左前车轮10_FL。

后制动器6_RL和6_RR具有与前制动器的结构相同的结构，除了后制动器不包括机电制动设备72以外。

控制网络8包括数据传输网络80和液压回路82。

数据传输网络80是CAN型网络(“控制局域网络”)。该CAN型网络80特别满足ISO11898标准的条件。该网络是一种有线网络。

该CAN型网络80包括制动控制线路80_FL、80_FR、81、84，该制动控制线路将车辆控制单元彼此连接，该车辆控制单元包括中央控制单元46、辅助控制单元42和前制动器6的控制单元73。

该CAN型网络80包括用于左前车轮的制动控制线路80_FL和用于右前车轮的制动控制线路80_FR。

用于左前车轮的制动控制线路80_FL将放大器40和电子稳定控制器44连接到左前制动器6_FL的控制单元73。用于右前车轮的制动控制线路80_FR将放大器40和电子稳定控制器44连接到右前制动器6_FR的控制单元73。

驻车制动控制线路84将制动器6连接到辅助控制单元42。

两个制动器6_FR、6_FL之间的数据交换线路81通过左前制动器和右前制动器的CAN接口将左前制动器6_FL和右前制动器6_FR的控制单元73直接彼此连接。

液压回路82是用于制动器6的增压回路。该液压回路包括左前制动液压线路82_FL、右前制动液压线路82_FR、左后制动液压线路82_RL、右后制动液压线路82_RR。

左前制动液压线路82_FL将液压致动器47流体连接到左前制动器6_FL的制动液压设备70。右前制动液压线路82_FR将液压致动器47流体连接到右前制动器6_FR的制动液压设备70。

左后制动液压线路82_RL将液压致动器47流体连接到左后制动器6_RL的制动液压设备70。右后制动液压线路82_RR将液压致动器47流体连接到右后制动器6_RR的制动液压设备70。

供电网络9包括用于给箱41中的控制系统4供电的供电线路91、用于给辅助控制单元42供电的供电线路97以及用于给前制动器6_FL、6_FR中的每一个供电的供电线路90。

更精确地，供电网络9包括用于左前制动器6_FL的供电线路90_FL和用于右前制动器6_FR的供电线路90_FR。

供电网络9被配置成向需要能量的机电制动设备72中的每一个机电制动设备提供能量，以使该机电制动设备彼此独立地运行，包括在转向系统3发生故障的情况下。

在下文中参考图2描述在转向系统3发生故障的情况下用于通过制动来修改车辆1的轨迹的方法。

转向系统3的这种故障例如由转向柱32中的断裂引起。该断裂在图2中由交叉线A表示。

在步骤102中，尽管转向系统3发生故障，但控制系统5仍检测到用户U希望施加到前车轮10_FR、10_FL的可能的转弯强度，用户U希望强加于车辆1的轨迹此后被称为用户轨迹。

此外，在步骤104中，控制系统5和控制系统4执行用于车辆1的自动轨迹。该用于车辆的自动轨迹根据以下各项来实施：车辆总体速度、车辆的偏航率、由定位检测系统52传输的信息、以及由定向检测器54传输的信息。

然后，在步骤106中，控制系统5和控制系统4根据用户轨迹和自动轨迹执行用于车辆1的理想轨迹。

然后，在步骤108中，控制系统4和/或局部控制单元73中的每一个局部控制单元对前轮10_FR、10_FL中的每一个的制动变化进行自动预测，使得车辆1遵循车辆的理想轨迹并在需要时使车辆转向。

在步骤110中，制动自动预测产生针对每个前轮10_FL、10_FR的特定制动需求。然后，在步骤120中，制动器的与相应的车轮10_FL、10_FR相关联的控制单元73命令相应的致动器74制动或不制动车轮10_FL、10_FR。

在步骤104中，通过考虑针对前轮10_FL、10_FR中的每一个执行的制动，再次由控制系统5和控制系统4确定车辆的自动轨迹。

于是，只要转向系统3发生故障，就重复上述过程，直到车辆1停止。

前制动器6_FL、6_FR使得车辆能够在转向系统3发生故障的情况下转向，这限制了事故风险。根据本发明的车辆1能够在转向系统3发生故障的情况下转向，同时限制车辆的复杂性、质量和总体尺寸。

当然，本领域技术人员可以对刚刚描述的本发明进行各种修改而不脱离本发明的范围。

通常，机动车辆1包括至少三个车轮，该至少三个车轮包括右车轮和左车轮。机动车辆1可具有不同性质。替代地，车辆1是三车轮鞍型车辆、厢式货车、卡车等。

左后制动器6_RL和右后制动器6_RR可以是除了液压制动器以外或不是液压制动器的机电制动器。

另外或替代地，后制动器6_RL和6_RR是机电制动器，并且每个后制动器包括控制单元73，以实现上述轨迹修改方法。

通常，非常优选的是，驱动车轮的制动器6均装备有如上所述的局部控制单元73。

当前制动器6_FL、6_FR和后制动器6_RL、6_RR仅仅是机电制动器时，液压回路82可以省略，并由根据本发明的用于电子制动控制的硬件和/或软件装置来代替，这限制了制动系统2的复杂性、车辆1的质量和总体尺寸。

关于附图的术语

1：车辆

2：制动系统

3：致动系统

4：命令系统

5：控制系统

6：制动器

6_FL：左前制动器

6_FR：右前制动器

6_RL：左后制动器

6_RR：右后制动器

8：制动控制网络

9：供电网络

10：车轮

10_FL：左前车轮

10_FR：右前车轮

10_RL：左后车轮

10_RR：右后车轮

21：制动踏板

22：控制手把

24：致动检测器

30：飞轮

32：转向柱

36：转向齿轮箱

40：放大器

41：箱

42：辅助控制单元

44：电子稳定控制器

46：中央控制单元

47：液压致动器

50：车轮旋转速度检测器

52：用于车辆的定位检测系统

54：飞轮和/或转向柱定向检测器

70：制动液压设备

71：活塞

72：机电制动设备

73：控制单元

74：机电致动器

80：CAN型网络

80_FL：用于左前车轮的制动控制线路

80_FR：用于右前车轮的制动控制线路

80_RL：用于左后车轮的制动控制线路

80_RR：用于右后车轮的制动控制线路

81：两个前制动器之间的数据交换线路

82：液压回路

82_FL：左前制动液压线路

82_FR：右前制动液压线路

82_RL：左后制动液压线路

82_RR：右后制动液压线路

90_FL：用于左前制动器的供电线路

90_FR：用于右前制动器的供电线路

90_FL：用于左后制动器的供电线路

90_RR：用于右后制动器的供电线路