CN112298349B - 用于控制车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆(10)的方法。规定了，通过在车辆(10)的控制元件(14)上手动操作附加的控制元件(30)来提供附加的车轮转向角
Figure DDA0002581069520000011
使得即使在较紧急的转弯行驶的情况下也不再存在在方向盘(16)上用手(28)进行交叉手以便进一步增高转向角(α)的必要性。

Description

用于控制车辆的方法
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于控制车辆的方法、一种根据本发明的转向系统和一种根据本发明的车辆。
背景技术
在车辆、特别是机动车辆的技术领域中，已知的是，转向系统在其运动链中在控制元件与为了控制车辆待通过控制元件来影响的元件(诸如车轮)之间具有传动比。传动比说明了对控制元件的操作如何对待影响的元件的运动产生定量影响。这在许多种类的机动车辆中、例如在水运工具、陆上运输工具或飞行器中情况类似。
例如，在汽车中，在设计传动比时，就会出现舒适性和动态性之间的平衡的比例方面的问题。在舒适的直行行驶的意义上，致力于方向盘运动不会导致车轮转向角的太过强烈的明显变化。反之，在动态性的意义上，在转弯行驶中，则致力于方向盘运动导致车轮转向角的尽可能明显的改变，以便在急转弯时不要求人体工程学上有问题的方向盘运动。
迄今，这种目标冲突导致在驶过急转弯时需要在方向盘上用手进行交叉手。然而，这是不舒服的，并且更确切地说在安全技术上也是不利的。通常，出于人体工程学的原因，最迟自将方向盘旋转180°起需要交叉手。
在现有技术中已知各种转向系统。
DE 199 07 792 C2例如描述了一种用于车辆转向的控制系统，在该车辆转向中，在控制技术上建立了在方向盘与所转向的车轮之间的机械强制耦合的触觉印象。
EP 1 568 576 A2公开了一种用于机动车辆的转向系统，利用该转向系统依据行驶情况生成转向附加角。
此外，从DE 10 2006 023 562 A1中已知一种方法，在该方法中，通过在不同的特性曲线之间进行手动选择，可以在行驶期间匹配方向盘角与车轮转向角之间的传动比例。在此，传动比例的改变被执行为使得尽可能不影响驾驶行为。
发明内容
现在，本发明要解决的技术问题是，找到一种技术解决方案，独立于相应的车辆驾驶员，利用该技术解决方案原则上可以避免控制中的交叉手。
上述技术问题通过本发明的内容来解决。从本发明和说明书中所提到的其余特征中得到本发明的另外的优选的设计方案。
本发明的第一方面涉及一种用于控制车辆的方法，在该方法中，通过施加手动力来进行对车辆的控制元件的操纵，以改变运动方向。
根据本发明规定，在不释放手动力的条件下手动操作设置在控制元件上的附加的控制元件，由此增强了运动方向的改变。
通过在控制元件上手动操作附加的控制元件，由此也与车辆驾驶员的个人需求相对应地根据车辆驾驶员的直接要求来进行激活，原则上不再存在用手进行交叉手以便进一步增强运动方向的改变的必要性。
在本发明的意义上，车辆可以是任何车辆，优选地是机动车辆。优选的机动车辆例如是汽车、飞机或轮船。特别优选地是汽车，例如乘用车或卡车。
与相应的车辆相对应地，控制元件例如可以是方向盘、控制杆或控制盘。
在省去手动操作之后，优选地自动取消对运动方向的改变的增强。
在本发明的方法的优选的设计方案中规定，作为附加的控制元件，集成到控制元件中的接近传感器或集成的键控元件被手动操作。
接近传感器例如可以包括电容式传感器。键控元件例如可以包括开关、按钮、滑块、软键等。
这种附加的控制元件可以容易且灵活地集成到控制元件中。也可以对应地配置已经存在的附加的控制元件，使得可以以较低的开销实施该方法。
如果例如通过作为控制元件的方向盘来控制作为车辆的汽车，则在键控元件的情况下，优选地将该键控元件集成在方向盘中，使得在没有用手进行交叉手的条件下便可实现的是，两只手定位在方向盘处就能够同时在两个方向上在没有交叉手的条件下进行尽可能大的方向盘旋转。
在本发明的方法的另外优选的设计方案中规定，通过作为控制元件的方向盘来控制作为车辆的汽车，并且将集成在方向盘中的用于识别手扶(Hands-on)的接近传感器设置为附加的控制元件，并且通过施加具有触发特性的手动力，可以对其进行手动操作。
触发特性例如可以是阈值。接近传感器的信号电平与手距方向盘的距离相对应，并且由此也与手在方向盘上的支持面以及与所施加的手动力相对应。因此优选地选择阈值，使得该阈值与手动力相对应，该手动力大于在不使用根据本发明的功能的条件下的正常行驶运行下的手动力。触发特性也可以相应于时间间隔内、例如在以手在方向盘上的两次短的有力的压紧内的信号电平走向。由此，还可以将驾驶员对运动方向的增强的改变的要求与正常驾驶行为更好地区分开。
方向盘中的接近传感器通常已经与不同的驾驶员辅助系统相结合地设置在方向盘中，例如用于事故预防系统中的脱手(Hands-off)识别。
在本发明的方法的另外优选的设计方案中规定，在转弯行驶期间在方向盘旋转时手动操作附加的控制元件，该方向盘旋转在任意方向上最高为180°。
由此，可以安全地、舒适地并且在没有交叉手的条件下驶过任意的转弯处。
在本发明的方法的另外优选的设计方案中规定，通过作为控制元件的方向盘来控制作为车辆的汽车，并且在手动操作附加的控制元件时，在不改变转向角的情况下连续地增大车轮转向角。
当然，对于其他车辆中相应控制元件的分别相关的运动学参量，以类似方式的这种连续的增大同样被视为优选。
优选地，以0.5°/s至5°/s的角速度增大车轮转向角。特别优选地，以1°/s至4°/s的角速度、非常特别优选地以2°/s至3°/s的角速度、并且特别优选地以2.5°/s的角速度增大车轮转向角。
连续的增大提供了有效地避免运动方向的突然改变的优点。当然，以下实施方式也是可能的，在该实施方式中车辆驾驶员本人可以确定连续的角速度应该有多大或者在该实施方式中该车辆驾驶员可以动态地控制角速度。
在本发明的方法的另外优选的设计方案中规定，通过作为控制元件的方向盘来控制作为车辆的汽车，并且通过选择性地手动操作附加的控制元件来在不改变转向角的情况下选择性地增大车轮转向角。
例如在键控元件的情况下可以通过调节通道或操作力进行选择性的操作。在接近传感器的情况下，例如可以通过改变方向盘上的手动力来进行选择性的操作。
对附加的控制元件的选择性手动操作与对车轮转向角的优选连续增大之间的关联可以以特性曲线的形式来显现。特性曲线例如可以显现为成比例的、渐进的或部段式成比例并且然后渐进的。在强烈地操作附加的控制元件时，渐进的特性曲线例如可以提供对车轮转向角的附加的增大余量。
本领域技术人员还可以自己根据在此所公开的技术教导来确定另外的适宜的特性曲线。
在本发明的方法的另外优选的设计方案中规定，通过解耦转向来增大车轮转向角。
解耦转向可以完全或部分独立地改变方向盘角和车轮转向角。
解耦转向例如可以包括叠加转向、线控转向或主动式后桥转向。
这种转向系统特别好地适合于实现运动方向的增强的改变，而不必附加地操纵控制元件、例如方向盘。
本发明的另一方面涉及一种用于车辆的转向系统，其被构建为用于执行根据先前的描述的根据本发明的方法。
在本发明的转向系统的优选的设计方案中规定，该转向系统被构建为用于作为车辆的汽车的转向系统，并且该转向系统包括：
-作为控制元件的方向盘；
-接近传感器，该接近传感器集成到方向盘中；
-控制设备；
-解耦转向，其中
控制设备与接近传感器和解耦转向有效连接，使得对接近传感器的手动操作能够引起在不改变转向角的情况下增大车轮转向角。
本发明的另一方面涉及一种具有根据先前的描述的根据本发明的转向系统的车辆。
再次换言之概括，本发明涉及一种用于控制车辆的方法。规定了，通过手动操作车辆的控制元件上的附加的控制元件来提供附加的车轮转向角，使得即使在较紧急的转弯行驶的情况下也不再存在在方向盘上用手进行交叉手以便进一步增高转向角的必要性。
除非在个别情况下另有说明，否则本申请中提及的本发明的不同的实施方式可以有利地彼此组合。
附图说明
下面在实施例中根据相关的附图阐述本发明。附图中：
图1示出了根据本发明的车辆；
图2根据来自图1的车辆示例性地示出了根据本发明的方法的示意性流程；以及
图3示出了车轮转向角的增大的示例性特性曲线。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的车辆10，该车辆是汽车。
车辆10具有转向系统12，该转向系统具有以方向盘16形式的控制元件14。
转向系统12还包括以叠加转向、线控转向或主动式后桥转向的形式的本身已知的、在此未示出的解耦转向。
转向系统12被构建为执行根据本发明的用于控制车辆10的方法。
为此目的，一起使用接近传感器18，该接近传感器以已知方式集成到方向盘16中。在此，接近传感器18例如可以是用于识别脱手/手扶(Hands-off/on)的系统的一部分，当前未详细地考虑该系统。
此外，转向系统12包括控制设备20。下面在阐述根据本发明方法的情况下并且在附加地参考图2的情况下描述该控制设备的运行方式。
图2中示出了根据本发明的方法的流程图。
上面的线图示出了关于时间t的接近传感器18的信号电平22。在另外的实施例中，也可以使用键控元件代替接近传感器18，其中以下描述对应地适用。
中间的线图示出了关于时间t的方向盘16的转向角α，换言之，方向盘旋转。
下面的线图示出了关于时间t的车辆10的转向的车轮24的车轮转向角
Figure BDA0002581069500000051
。
所有的三个线图开始于相同的时间零点t0，并且在时间上同步地延伸。因此，在所有线图中，垂直线26标记相同的时间点t1。
在根据本发明的方法中，车辆10在时间点t0控制车辆10通过转弯处。
在此，以已知的方式通过施加手动力来执行对控制元件14、方向盘16的操纵，以改变运动方向。特别地，手动力使得方向盘16被牢固地保持。
在上面的线图中可以识别到，在该线图中在时间点t0与t1之间，接近传感器18的信号电平22的当前状态为值22(t0)。在中间的线图中可以识别到，在转弯行驶中方向盘16的转向角α为值α(t0)。在下面的线图中可以识别到，所转向的车轮24的车轮转向角
Figure BDA0002581069500000061
为值
Figure BDA0002581069500000062
在时间点t1处，现在由车辆驾驶员确定转弯处变得更紧急，但是只有在方向盘16上用手28进行交叉手的情况下才可能继续旋转方向盘或增高转向角α。
由于这是不希望的，因此车辆驾驶员在时间点t1处手动操作附加的控制元件30。在该示例中，将接近传感器18用作附加的控制元件30。
为此目的，接近传感器18与控制设备20有效连接，该接近传感器又与叠加转向、线控转向或主动式后桥转向有效连接。
在手动操作接近传感器18期间，不释放手动力或不从方向盘16移开手28。
在当前示例中，甚至通过针对性地增高手动力来进行对接近传感器18的手动操作，由此产生触发特性32，如通过粗箭头所示。
通过在手28与接近传感器18之间的接触区域34中增高了接触，接近传感器18采集手动力的触发特性32。在上面的线图中，通过从时间点t1起将信号电平22增高到值22(t1)，可以识别到该接触增高。
在中间的线图中可以看到，转向角α在此保持恒定，即，没有附加地运动方向盘16。由此，从时间点t1起，值α(t1)相应于值α(t0)。
在下面的线图中可以看到，通过手动操作接近传感器18，从时间点t1起增高所转向的车轮24的车轮转向角
Figure BDA0002581069500000063
，并且设置到值
Figure BDA0002581069500000064
这导致在没有附加的方向盘旋转的条件下增强了车辆10的运动方向的改变。换言之，通过对接近传感器18的手动操作导致在不改变转向角α的条件下增大车轮转向角
Figure BDA0002581069500000065
。
通过叠加转向、线控转向或主动式后桥转向，控制设备20进行对车轮转向角
Figure BDA0002581069500000066
的增大。
图3示出如何能够将对例如车轮转向角
Figure BDA0002581069500000067
的增大特征化的示例性特性曲线，该增大依据对例如接近传感器18或键控元件的手动操作。在此，转向角α始终保持不变。
为此，在水平轴上示例性地描绘了信号电平22，该信号电平与对分别设置的附加的控制元件30的手动操作的强度相对应。
在垂直轴上描绘了由附加的控制元件30引起的运动方向的附加的改变，在此示例性地通过车轮转向角
Figure BDA0002581069500000071
的附加的增高来表示。
纯示例性地，所有所示的特性曲线36、42、44可以以车轮转向角的值
Figure BDA0002581069500000072
来开始，使得可以纯解释性地参考图2。在另外的示例中，车轮转向角
Figure BDA0002581069500000073
的初始值当然可以不同。
所有所示出的特性曲线36、42、44示出了以下情况：在该情况下在超过信号电平22的阈值38时，车轮转向角
Figure BDA0002581069500000074
连续地增加而没有突然变化，或者完全没有跃变点。
在此，特性曲线36相应于以下情况：在该情况下在超过信号电平22的阈值38时，与该信号电平成比例地将车轮转向角
Figure BDA0002581069500000075
增加到直至最大值40。
特性曲线42相应于以下情况：在该情况下在超过信号电平22的阈值38时，首先成比例地并且然后渐进地将车轮转向角
Figure BDA0002581069500000076
增加到直至最大值40。
该特性曲线42例如在比例范围46中提供了增高了的舒适性，并且在渐进范围48中提供了动态的余量。
特性曲线44相应于以下情况：在该情况下在超过信号电平22的阈值38时，从开始便渐进地将车轮转向角
Figure BDA0002581069500000077
增加到直至最大值40。
在所有的特性曲线36、42、44中，低于阈值38优选地导致车轮转向角
Figure BDA0002581069500000078
根据相应的特性曲线36、42、44或根据另外的特性再次减小(未示出)。
优选地，通过选择性地增高信号电平22，可以沿着特性曲线36、42、44选择性地增加车轮转向角
Figure BDA0002581069500000079
。
如果示例性地仅将手动力增高到一定程度，并且接近传感器18的信号电平22仅示例性地增加到值50，则示例性地在特性曲线36或42上产生具有对应增高了的车轮转向角52的运行点P。
附图标记列表
10 车辆
12 转向系统
14 控制元件
16 方向盘
18 接近传感器
20 控制设备
22 信号电平
24 车轮
26 垂直线
28 手
30 附加的控制元件
32 触发特性
34 接触区域
36 特性曲线
38 阈值
40 最大值
42 特性曲线
44 特性曲线
46 比例范围
48 渐进范围
50 值
52 增高了的车轮转向角
α 转向角
α(t0) 时间点t0处转向角α的值
α(t1) 时间点t1处转向角α的值
t 时间
t0 时间点0
t1 时间点1
Figure BDA0002581069500000081
车轮转向角
Figure BDA0002581069500000082
时间点t0处车轮转向角
Figure BDA0002581069500000084
的值
Figure BDA0002581069500000083
时间点t1处车轮转向角
Figure BDA0002581069500000085
的值
22(t0) 时间点t0处接近传感器18的信号电平22
22(t1) 时间点t1处接近传感器18的信号电平22

Claims (10)

1.一种用于控制车辆(10)的方法，在所述方法中，通过施加手动力(32)来进行对车辆(10)的控制元件(14)的操纵以改变运动方向，其特征在于，在不释放手动力(32)的条件下手动操作设置在控制元件(14)上的附加的控制元件(30)，由此增强了运动方向的改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为附加的控制元件(30)，集成到控制元件(14)中的接近传感器(18)或集成的键控元件被手动操作。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过作为控制元件(14)的方向盘(16)来控制作为车辆(10)的汽车，并且将集成在方向盘(16)中的用于识别手扶的接近传感器(18)设置为附加的控制元件(30)，并且通过施加具有触发特性(32)的手动力(32)能够对附加的控制元件进行手动操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在转弯行驶期间在方向盘旋转(α)时手动操作所述附加的控制元件(30)，所述方向盘旋转在任意方向上最高为180°。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过作为控制元件(14)的方向盘(16)来控制作为车辆(10)的汽车，并且在手动操作附加的控制元件(30)时，在不改变转向角(α)的情况下连续地增大车轮转向角
Figure FDA0002581069490000011
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过作为控制元件(14)的方向盘(16)来控制作为车辆(10)的汽车，并且通过选择性地手动操作所述附加的控制元件(30)来在不改变转向角(α)的情况下选择性地增大车轮转向角
Figure FDA0002581069490000012
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过解耦转向来增大所述车轮转向角
Figure FDA0002581069490000013
8.一种用于车辆(10)的转向系统(12)，其被构建为用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的转向系统(12)，其被构建为用于作为车辆(10)的汽车的转向系统(12)，包括：
-作为控制元件(14)的方向盘(16)；
-接近传感器(18)，所述接近传感器集成到所述方向盘(16)中；
-控制设备(20)；
-解耦转向，其中
所述控制设备(20)与所述接近传感器(18)和所述解耦转向有效连接，使得对所述接近传感器(18)的手动操作能够引起在不改变转向角(α)的情况下增大车轮转向角
Figure FDA0002581069490000021
10.一种车辆(10)，所述车辆具有根据权利要求8或9所述的转向系统(12)。
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