CN110300841B - 配备有电气控制的车辆的控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种配备有电气控制的车辆的控制系统，该控制系统包括握柄（1），该握柄（1）安装在轴（1b）上并且配备有位置传感器（2）和复位弹簧（3），该复位弹簧（3）通过一个端部固定至握柄（1），以便产生对抗握柄（1）的旋转的返回力矩。该系统包括至少一个致动器（4a、4b），其能够移动安装在轴（1b）上的凸轮（5a、5b）并且能够：根据复位弹簧（3）的另一端部所固定至的凸轮（5a）的位置修改复位弹簧（3）的预应力，和/或通过与握柄的止动件（6）协作来修改握柄（1）的行程，止动件（6）在行程结束时与凸轮（5b）接触。

Description

配备有电气控制的车辆的控制系统
技术领域
本发明的技术领域是用于车辆的人机交互，且更具体地，是握柄形式的这种交互。
背景技术
历史上，机动两轮车上的油门控制是机械气体控制，其中气体握柄通过电缆连接到进气系统。由于所述系统的复位弹簧的返回力，电缆控制使得可以获得关于进气系统（通常是蝶形阀或滑阀）的打开程度的反馈。
配备有电子油门控制ETC（对于“Electronic Throttle Control”的英文首字母缩写）系统（也称为“电控油门”或电子控制系统）的机动两轮车包括连接到位置传感器的油门握柄。
在这种系统中，握柄不再像在完全机械的控制系统中那样驱动连接到进气系统的电缆，在完全机械的控制系统中，返回力随所需的扭矩而变化。
在没有反馈的情况下，使用者难以确定扭矩需求的程度，该扭矩需求可以从一种驾驶方式到另一种驾驶方式变化很大。
例如，握柄的刚度取决于内部弹簧的张力，并且在设计或调整之后是固定的。
根据所选择的刚度，握柄的使用可能是困难的或甚至是不舒服的，或者可能太松弛的。
从现有技术中已知以下文献。
文献DE 102013213050公开了一种主动系统，其来自加速器踏板的力反馈取决于驾驶员施加到踏板的压力以及取决于该加速器踏板被压下的角度，以便控制交通中的速度或距离。
文献DE 102011055482公开了一种用于混合动力车辆的加速器踏板，其根据是电动的还是燃烧的发动机系统正在提供驱动来改变状态，从而在压下踏板时根据是燃烧发动机是激活的还是电动马达是激活的来给驾驶员不同的感觉，以便驾驶员可以容易地识别哪种形式的驱动是激活的。
文献US20110260557公开了一种与加速器踏板复位弹簧平行布置的致动器，并且其在从燃烧发动机驱动切换到电动马达驱动时改变踏板的阻力，反之亦然。
文献IN2003MU01102涉及一种用于感知配备有车把和油门握柄的车辆上的气体蝶形阀的打开的系统。握柄包括凸轮，对握柄旋转超过对应于经济模式的某个所需功率，该凸轮提供了增加阻力点。通过在离开经济模式以进入动力模式时必须克服的凸轮来实现这种增加的阻力。
因此，这些文献公开了允许向驾驶员示意驱动/驾驶模式变化的设备，例如在混合动力车辆的情况下燃烧发动机和电动模式之间的变化或者在燃烧发动机上的经济模式和动力模式之间的变化。
发明内容
因此，需要一种配备有电气控制、配备有握柄的车辆的控制系统，该握柄提供关于车辆控制的反馈。
还需要一种配备有电气控制和控制握柄的车辆的控制系统，其能够在使用期间改变所述握柄的行程。
本发明的一个主题是一种配备有电气控制的车辆的控制系统，该控制系统包括握柄，该握柄安装在轴上并且配备有位置传感器和复位弹簧，该复位弹簧通过一个端部固定至握柄，以便产生对抗握柄旋转的返回力矩。该系统包括至少一个致动器，该致动器能够移动安装在轴上的凸轮并且能够：
·根据复位弹簧的另一端部所固定至的凸轮的位置修改复位弹簧的预应力，和/或
·通过与握柄的止动件协作来修改握柄的行程，该止动件在行程结束时与凸轮接触。
复位弹簧可以是螺旋弹簧类型，围绕握柄的轴缠绕。
位置传感器可以是使用机械或磁性相互作用与附接到握柄的指数协作的指数传感器。
车辆可以是配备有控制转向的车把的车辆，握柄固定到控制转向的所述车把的轴上。
握柄可以是油门握柄，提供对车辆加速度的控制。
这种系统提供了改善骑车者/驾驶员的舒适度和控制的优点，同时提供触觉反馈。
车辆可以是具有至少两个车轮的机动车辆。
附图说明
通过阅读仅作为非限制性示例并参考附图给出的以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
- 图1示出了根据本发明的配备有电气控制的车辆的控制系统的第一实施例，
- 图2以沿着握柄轴线的视图示出了根据第一实施例的配备有电气控制的车辆的控制系统的主要元件，
- 图3示出了根据本发明的配备有电气控制的车辆的控制系统的第二实施例
- 图4以沿着握柄轴线的视图示出了根据第二实施例的配备有电气控制的车辆的控制系统的主要元件。
具体实施方式
根据本发明的配备有电气控制的车辆的控制系统允许通过管理车辆的其他功能的电子控制单元来控制握柄弹簧的返回力，以便能够为骑车者/驾驶员提供关于扭矩需求的反馈。
配备有电气控制的车辆的控制系统还允许控制油门握柄的最大行程。
图1示出了根据本发明的配备有电气控制的车辆的控制系统的第一实施例。该系统包括握柄1，特别是油门握柄，握柄安装在轴1b上并配备有位置传感器2和围绕轴1b缠绕的复位弹簧3。
该系统还包括第一致动器4a，第一致动器4a能够移动安装在轴1b上并固定到复位弹簧3的第一凸轮5a，复位弹簧也固定到握柄1以便产生返回力矩，该返回力矩对抗握柄1的旋转且随着握柄1的旋转的增加而增加。移动第一凸轮5a允许改变预应力。
该系统包括第二致动器4b，该第二致动器4b使得可以移动安装在轴1b上的第二凸轮5b并与握柄的止动件6协作以限制握柄的行程。
位置传感器2和致动器4a、4b连接到电子控制单元7。
电子控制单元7经由位置传感器2接收握柄的位置，以确定所需的扭矩和相应的发动机指令。作为回报，它发出指定给第一致动器4a的控制信号，以便修改第一凸轮5a的位置，从而作用在复位弹簧3上，以便修改其预应力。因此，可以修改骑车者/驾驶员转动握柄时他感觉到的阻力。在一个示例性实施例中，当扭矩较高时，握柄提供较大的抗旋转阻力，而当扭矩较低时，握柄提供较小的阻力。
电子控制单元7发出指定给第二致动器4b的另一控制信号，以便修改第二凸轮5b的角位置，以便由于止动件6的存在而限制旋转握柄1时的可用行程。
在一个示例性实施例中，因此可以修改握柄的最大行程以便限制从零扭矩过度到最大扭矩的所需行程。这种握柄行为通常在比赛中受到追捧，以便限制骑车者的肌肉疲劳并使获得最大扭矩所花费的时间最小化。
图2以沿着握柄的轴线的视图示出了根据第一实施例的配备有电气控制的车辆的控制系统的主要元件。
可以看出，第一凸轮5a的外半径小于止动件6的内半径，以便不会互相干扰。
另一方面，第二凸轮5b的外半径大于止动件6的内半径，以便能够阻断握柄的行程。
尽管图1和图2以及相应的说明描述了一种系统，该系统包括用于修改握柄复位弹簧预应力的一个凸轮/致动器组件和用于修改握柄行程的另一个凸轮/致动器组件，但是仅包括用于修改握柄行程的一个凸轮/致动器组件的电控制系统仍然在本申请的范围内。
图3示出了根据本发明的配备有电气控制的车辆的控制系统的第二实施例，其中复位弹簧3的预应力的修改和握柄1的行程的修改是相互关联的。
该系统包括握柄1，握柄1安装在轴1b上并配备有位置传感器2和围绕轴1b缠绕的复位弹簧3。
该系统还包括致动器4，致动器4能够移动安装在轴1b上并固定至复位弹簧3的凸轮5，复位弹簧也固定至握柄1，以便产生返回力矩，该返回力矩对抗握柄1的旋转并且随着握柄1的旋转的增加而增加。如在第一实施例中那样，移动凸轮5使得可以修改复位弹簧的预应力。
凸轮5还使得可以与止动件6协作限定握柄的行程。
位置传感器2和致动器4连接到电子控制单元7。
电子控制单元7经由位置传感器2接收握柄的位置，以便确定所需的扭矩和相应的发动机指令。作为回报，它发出指定给致动器4的控制信号，以便修改凸轮5的角位置，以便作用在复位弹簧3上，以便修改其预应力并由于止动件6的存在而限制旋转握柄1时的可用行程。
在一个示例性实施例中，当扭矩较高时，握柄提供较大的抗旋转阻力和较小的握柄行程，并且当扭矩较低时，握柄提供较小的阻力和较大的握柄行程。
在另一个示例性实施例中，当车辆在运动模式下移动时，握柄提供较大的抗旋转阻力和较小的握柄行程，并且当车辆在巡游模式下移动时，握柄提供较小的阻力和较大的握柄行程。
图4以沿着握柄的轴线的视图示出了根据第二实施例的配备有电气控制的车辆的控制系统的主要元件。
可以看出，凸轮5的外半径大于止动件6的内半径，以便能够在连接到复位弹簧3时阻断握柄的行进。
在所示的实施例中，复位弹簧3是螺旋弹簧类型，围绕握柄的轴1b缠绕。然而，可以采用其他类型的弹簧，特别是拉伸弹簧。
位置传感器2尤其可以是与附接到握柄1的指数协作的指数传感器，其使用机械或磁性相互作用，例如电位计或霍尔效应传感器。

Claims (6)

1.一种配备有电气控制的车辆的控制系统，所述控制系统包括握柄（1），所述握柄（1）安装在轴（1b）上并且配备有位置传感器（2）和复位弹簧（3），所述复位弹簧（3）通过一个端部固定至所述握柄（1），以便产生对抗所述握柄（1）的旋转的返回力矩，其特征在于，所述控制系统包括至少一个致动器（4、4a、4b），所述致动器（4、4a、4b）能够移动安装在所述轴（1b）上的凸轮（5、5a、5b）并且能够：
·根据所述复位弹簧（3）的另一端部所固定到的凸轮（5、5a）的位置修改所述复位弹簧（3）的预应力，和/或
·通过与所述握柄（1）的止动件（6）协作来修改所述握柄（1）的行程，所述止动件（6）在行程结束时与凸轮（5、5b）接触。
2.根据权利要求1所述的配备有电气控制的车辆的控制系统，其中，所述复位弹簧（3）是螺旋弹簧型，围绕所述握柄的所述轴（1b）缠绕。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的配备有电气控制的车辆的控制系统，其中，所述位置传感器（2）是使用机械或磁性相互作用与附接到所述握柄（1）的指数协作的指数传感器。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的配备有电气控制的车辆的控制系统，其中，车辆是配备有控制转向的车把的车辆，所述握柄（1）固定到控制转向的所述车把的所述轴（1b）上。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的配备有电气控制的车辆的控制系统，其中，握柄是油门握柄，其提供对车辆加速度的控制。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的配备有电气控制的车辆的控制系统，其中，车辆是具有至少两个车轮的机动车辆。
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