CN118182134A - 一种汽车侧杆控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车侧杆控制装置及控制方法，属于汽车驾驶技术领域。解决了现有技术中车辆转向比过高、转向精度低、难度高的问题。本发明的汽车侧杆控制装置，包括侧杆、内壳体、加速和制动控制机构、左右转弯控制机构、外壳体和左右转弯辅助控制机构。本发明能够降低车辆转向比，提高转向精度。

Description

一种汽车侧杆控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于汽车驾驶技术领域，具体涉及一种汽车侧杆控制装置及控制方法。

背景技术

传统的驾驶舱安装了方向盘、转向柱和踏板等，这些设备占用了驾驶舱很大的空间，使得驾驶员上下车变得不方便，还影响了驾驶员的乘坐体验，在发生事故的时候这些设备还会闯入乘员的空间，间接影响车辆的被动安全性；会对某几个方向的视野产生影响，遮挡一部分的驾驶员视线，间接影响了车辆行驶安全；在发生紧急情况需要刹车时，驾驶员将脚从油门踏板移动到制动踏板的平均时间需要0.2秒，较长的反应时间可能会造成车辆事故；四肢需要同时操作，学习成本高、操作失误率高且在行驶过程中无法得到休息；汽车制造商在制造汽车的时候要考虑不同的地区的法律法规要求，区别左舵和右舵，约束车辆设计，提高了造车成本。

使用侧杆控制车辆可以解决上述传统驾驶舱出现的问题。并且在过去已经有了使用汽车操纵杆控制汽车的发明，例如US2005/0205311A和JP特开2000-318587A，都设计了一种汽车操纵杆及控制方法。驾驶员通过左/右移动操纵杆实现对汽车左/右转弯的控制，通过前/后移动实现对汽车加速/制动的控制，并构建驾驶员输入与车轮转角、油门开度、制动力、操纵杆力反馈的响应关系，实现了通过操纵杆具有真实感的车辆控制。但是操纵杆控制汽车因为其行程较短，会不可避免地带来车辆转向比过高的问题，会让车辆在高速行驶时变得过于灵敏，手上的轻微变化就可能导致汽车出现大幅度的横摆，并且一个石子或凹坑就会对驾驶员产生很大冲击。这无疑会加大掌控车辆的难度，更加影响行驶安全。

发明内容

鉴于上述分析，本发明提出了一种汽车侧杆控制装置及其控制方法，解决了现有技术中车辆转向比过高、转向精度低、难度高的问题。

本发明提供的一种汽车侧杆控制装置，包括侧杆、内壳体、加速和制动控制机构、左右转弯控制机构、外壳体和左右转弯辅助控制机构；

侧杆的一端与左右转弯辅助控制机构转动连接；左右转弯辅助控制机构通过加速和制动控制机构可转动地设置于内壳体中；

加速和制动控制机构和左右转弯控制机构均对称地设置在内壳体和外壳体之间；内壳体通过左右转弯控制机构可转动地设置于外壳体中。

可选地，内壳体包括多个内壳体侧壁；外壳体包括多个外壳体侧壁；

其中，两组加速和制动控制机构对称地设置在内壳体相对的两内壳体侧壁和外壳体相对的两外壳体侧壁之间；和/或，两组左右转弯控制机构对称地设置在内壳体另外两个相对的两内壳体侧壁和外壳体另外两个相对的两外壳体侧壁之间。

可选地，加速和制动控制机构包括加速和制动控制轴、第一凸轮、第一套筒组件、和第一角位移传感器；加速和制动控制轴的一端设置于内壳体侧壁的内侧并与侧杆连接，加速和制动控制轴的另一端设置于该内壳体侧壁的外侧；第一凸轮和第一主动齿轮设置于加速和制动控制轴上；第一凸轮、第一套筒组件和第一角位移传感器设置于内壳体侧壁的外侧，位于内壳体侧壁和外壳体侧壁之间。

可选地，第一套筒组件包括套筒缸体、套筒盖、第一压缩杆、弹簧、套筒支座和阻尼调整器；套筒盖固定在套筒缸体的一端，套筒的中心位置设置通孔，使得压缩杆在通孔内沿套筒缸体的轴线做直线移动；阻尼调整器固定在套盖的外侧，阻尼调整器的中心位置设置通孔，使得压缩杆在通孔内沿套筒缸体的轴线做直线移动；套筒支座设置于套筒缸体的另一端，通过固定件将套筒缸体的另一端与内壳体的侧壁固定连接；弹簧容纳于套筒缸体内，并一直处于压缩状态，弹簧的外侧端与压缩杆的一端连接，弹簧的内侧端与套筒缸体的封口端内侧连接；第一压缩杆的另一端与第一凸轮的外表面相接触。

可选地，第一角位移传感器的一端固定于内壳体的侧壁，另一端设置第一从动齿轮，第一从动齿轮与第一主动齿轮相啮合。

可选地，侧杆的第一轴线与加速和制动控制轴的第二轴线垂直；第一轴线位于第一平面，第二轴线位于第二平面，第一平面垂直于第二平面。

可选地，左右转弯控制机构包括左右转弯控制轴、第二凸轮、第二套筒组件、左右转弯控制轴主动齿轮、第二角位移传感器和左右转弯控制机构从动齿轮；左右转弯控制轴的一端与内壳体侧壁可转动连接；左右转弯控制轴的另一端设置于该外壳体侧壁上；第二凸轮和左右转弯控制轴主动齿轮设置于左右转弯控制轴的另一端；左右转弯控制轴、第二凸轮、第二套筒组件、左右转弯控制轴主动齿轮、第二角位移传感器和左右转弯控制机构从动齿轮设置于外壳体侧壁内侧，位于内壳体侧壁和外壳体侧壁之间。

可选地，第二角位移传感器的一端固定在外壳体侧壁上，另一端设置左右转弯控制机构从动齿轮，左右转弯控制轴主动齿轮与左右转弯控制机构从动齿轮相啮合。

可选地，左右转弯控制轴的第三轴线与加速和制动控制轴的第二轴线垂直；第三轴线位于第三平面，第二平面和第三平面平行。

本发明的另一方面，提供了一种汽车侧杆控制装置控制方法，使用前述的汽车侧杆控制装置对车辆进行转向、前进和制动控制。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益技术效果：

(1)本发明通过左/右移动与顺时针/逆时针移动的双自由度结合控制，在操纵杆行程、车轮最大转角不变的基础上，使得车轮转角与操纵杆平均角位移之比由之前单自由度控制下的36÷45＝0.8(操纵杆每转过1°，车轮偏转0.8°)下降到了双自由度控制下的36÷(45+41.3)＝0.417(操纵杆每转过1°，车轮偏转0.417°)，车辆控制的精准程度提升约92％。

(2)本发明在控制方法方面，结合用户的普遍用车场景，设计了特别适用于此侧杆控制装置的多段式动态左/右转弯控制方法，在不需要车轮大角度偏转的高速状态下，在操纵杆行程的基础上，使得车轮转角与操纵杆平均角位移之比由之前的36÷45＝0.8(操纵杆每转过1°，车轮偏转0.8°)下降到了18÷45＝0.4(操纵杆每转过1°，车轮偏转0.4°)，车辆控制的精准程度提升1倍。

(3)本发明通过控制方法与操纵结构结合，将在低速状态下车辆控制的精准程度提升约92％，高速状态下车辆控制的精准程度提升约284％，提高了操纵杆控制车辆的转向比，进而提高了操纵杆的转向灵敏度和精准度，降低控制车辆难度，从而改善驾驶的安全性和便捷性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的汽车侧杆控制装置的示意图；

图2为本发明的汽车侧杆控制装置的爆炸图；

图3为本发明的汽车侧杆控制装置的第一定位直线、第二定位直线和第三定位直线的空间位置关系；

图4为本发明的侧杆的示意图；

图5为本发明的左右转弯辅助控制机构的主视图；

图6为本发明的左右转弯辅助控制机构打开状态的俯视图；

图7为本发明的左右转弯辅助控制机构打开状态的示意图；

图8为本发明的加速和制动控制机构和内壳体的示意图；

图9为本发明的套筒组件的示意图；

图10为本发明的套筒组件的剖视图；

图11为本发明的内壳体凸轮与套筒组件的布置关系图；

图12为本发明的左右转弯控制机构和外壳体的示意图；

图13为本发明的汽车控制方法的控制汽车右转向实施步骤；

图14(a)-(c)为本发明的汽车控制方法的不同速度区间下侧杆向顺时针角位移与车轮转角的响应曲线图；

图15为本发明的汽车控制方法的不同速度区间下侧杆的向右角位移与车轮转角的响应曲线图；

图16(a)和(b)为本发明的汽车控制方法的不同速度区间下侧杆的向前/后角位移与车辆加/减速度量值的响应曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，如图1-16所示，公开了一种汽车的驾驶控制装置，包括侧杆100、内壳体200、加速和制动控制机构300、左右转弯控制机构400、外壳体500、盖板600和左右转弯辅助控制机构700；

侧杆100的一端与加速和左右转弯辅助控制机构700可旋转地连接，另一端供驾驶员进行方向的施力操纵；

左右转弯辅助控制机构700与两组加速和制动控制机构300固定连接；

内壳体200包括多个内壳体侧壁200a、200b、200c、200d；外壳体500包括多个外壳体侧壁501a、501b、501c、501d；

两组加速和制动控制机构300对称地设置在内壳体200相对的两内壳体侧壁200a、200c和外壳体500相对的两外壳体侧壁501a、501c之间；侧杆100、左右转弯辅助控制机构700通过加速和制动控制机构300可转动地设置于内壳体200中；由此，避免了单点故障丧失整个感觉力；

两组左右转弯控制机构400对称地设置在内壳体200另外两个相对的两内壳体侧壁200b、200d和外壳体500另外两个相对的两外壳体侧壁501b、501d之间；内壳体200通过左右转弯控制机构400可转动地设置于外壳体500中；由此，避免了单点故障丧失整个感觉力。

可选地，如图3、图8、图12所示，侧杆100的第一轴线(即第一定位直线方向)与加速和制动控制轴301a、301b的第二轴线(即第二定位直线方向)垂直；第一轴线位于第一平面，第二轴线位于第二平面，第一平面垂直于第二平面；左右转弯控制轴401a、401b的第三轴线(即第三定位直线方向)与加速和制动控制轴301a、301b的第二轴线垂直；第三轴线位于第三平面，第二平面、第三平面分别与第一平面垂直。由此，侧杆100、加速和制动控制机构300和左右转弯控制机构400的轴线两两垂直，即这三个自由度的运动不会相互影响。

可选地，图4示出了本发明的汽车侧杆控制装置的侧杆100；侧杆100包括握持部分101、支撑柱102和侧杆凸台103a、103b；其中，侧杆100的支撑柱102的一端与握持部分101连接，供驾驶员进行特定方向的施力操纵；另一端与左右转弯辅助控制机构700上的左右转弯辅助控制机构位移控制单元704可旋转地连接；侧杆凸台103a、103b安装在支撑柱102上，与左右转弯辅助控制机构700上的扭簧701a、701b、701c、701d共同作用，提供侧杆100沿第一轴线方向周向旋转的力反馈。

可选地，图5-7示出了本发明的汽车侧杆控制装置的左右转弯辅助控制机构700；左右转弯辅助控制机构700包括扭簧701a、701b、701c、701d、扭簧固定槽702a、702b、702c、702d、左右转弯辅助控制机构凸台703a、703b、左右转弯辅助控制机构位移控制单元704、左右转弯辅助控制机构壳体705、左右转弯辅助控制机构盖板706和左右转弯辅助控制机构轴承707；其中，四根扭簧701a、701b、701c、701d分别设置于位于左右转弯辅助控制机构壳体705四个角，并由扭簧固定槽702a、702b、702c、702d固定紧贴于左右转弯辅助控制机构壳体705内侧；两个左右转弯辅助控制机构凸台703a、703b对称地设置在左右转弯辅助控制机构壳体705外侧，左右转弯辅助控制机构凸台703a、703b设置连接轴孔，通过连接轴孔与加速和制动控制机构300上的加速和制动控制轴301a、301b固定连接；左右转弯辅助控制机构位移控制单元704设置于左右转弯辅助控制机构壳体705内侧底面中心，并与侧杆100上支撑柱102的一端可旋转地连接，用于测量侧杆100沿第一轴线旋转的角度；左右转弯辅助控制机构盖板706固定地安装在左右转弯辅助控制机构壳体705上部；左右转弯辅助控制机构轴承707位于左右转弯辅助控制机构盖板706中心，用于侧杆100沿第一轴线周向旋转。

进一步地，左右转弯辅助控制机构位移控制单元704包括传感器与锁止电机。

进一步地，两个侧杆凸台103a、103b分别插设于两两对称设置的两个扭簧的活动扭簧线之间。

使用时，侧杆100沿着第一轴线周向转动，带动侧杆100上的支撑柱102和侧杆凸台103a、103b一起转动，转动时，侧杆凸台103a、103b压缩扭簧的活动扭簧线，从而产生作用力以给予驾驶员力感提示；同时，左右转弯辅助控制机构700上的左右转弯辅助控制机构位移控制单元704检测侧杆100沿着第一轴线周向转动的转动角度，将测量结果转换为电信号输出，并接收来自行车电脑的信息，以对侧杆100沿着第一轴线转动进行锁止。

可选地，图8示出了本发明的内壳体200和加速和制动控制机构300；内壳体200由四个内壳体侧壁200a、200b、200c、200d所围成；内壳体凸台202a、202b对称地设置在内壳体侧壁200b、200d外侧，与左右转弯控制机构400上的左右转弯控制轴401a、401b固定连接；加速和制动控制机构300包括加速和制动控制轴301a、301b、第一凸轮302a、302b、第一套筒组件303-1、303-2和第一角位移传感器304a、304b；其中，加速和制动控制轴301a、301b的一端设置于内壳体侧壁200a、200c的内侧，与左右转弯辅助控制机构700上的左右转弯辅助控制机构凸台703a、703b固定地连接，另一端设置于该内壳体侧壁200a、200c的外侧，并通过轴承转动设置于侧壁200a、200c上；

可选地，加速和制动控制轴301a、301b上固定设置第一凸轮302a、302b；第一凸轮302a、302b设置于内壳体侧壁200a、200c外侧，第一凸轮302a、302b可随加速和制动控制轴301a、301b的转动而一同转动；第一凸轮302a、302b和第一套筒组件303-1、303-2设置于内壳体侧壁200a、200c的外侧；第一位移传感器304a、304b对称、固定地设置在内壳体侧壁200a、200c的外侧，并使加速和制动控制轴301a、301b从中间穿过，用于测量侧杆100沿第二轴线周向旋转的角度。

可选地，图9-10示出了本发明的第一套筒组件303，图11示出了第一套筒组件303和第一凸轮302a、302b之间的配合关系；第一套筒组件303包括套筒缸体303a、套筒盖303b、第一压缩杆303c、弹簧303d、套筒支座303e和阻尼调整器303f；其中，套筒盖303b固定在套筒缸体303a的一端，套筒盖303b的中心位置设置通孔，使得压缩杆303c在通孔内沿套筒缸体303a的轴线做直线移动；阻尼调整器303f固定在套盖303b的外侧，阻尼调整器303f的中心位置设置通孔，使得压缩杆303c在通孔内沿套筒缸体303a的轴线做直线移动；套筒支座303e设置于套筒缸体303a的另一端，通过固定件将套筒缸体303a的另一端与内壳体200的侧壁200a、200c固定连接；弹簧303d容纳于套筒缸体303a内，并一直处于压缩状态，弹簧303d的外侧端与压缩杆303c的一端连接，弹簧303d的内侧端与套筒缸体303a的封口端内侧连接；第一压缩杆303c的另一端与第一凸轮302的外表面贴紧；套筒缸体303a和套筒支座303e的固定点与第一凸轮302轴心的连线与内壳体200的纵轴线之间的夹角α为15°～30°；在自然状态下，弹簧303d向第一凸轮302a、302b方向延展最长时，加速与制动控制轴301a、301b的中心位置与套筒缸体303a和套筒支座303e的固定点的位置距离为L，其中第一凸轮302a、302b短半径为D1，第一压缩杆303c的长度为L1，弹簧303d的初始压缩状态为长度L2，弹簧303d距离套筒缸体303a和套筒支座303e的固定点为L3，在弹簧303d的压缩和第一凸轮302a、302b的共同作用下，第一压缩杆303c可和第一凸轮302a、302b贴和紧密且不掉落；第一凸轮302a、302b长半径为D2；当第一凸轮302转动时，可使弹簧303d进一步压缩，其中，L:D1：L1：L2：D2＝25:1：7：13：4：3。

虽然图示以及说明叙述中并未涉及到具体的密封件、连接件等，但是本领域的技术人员可以理解为了密封和连接，机构可以具有这些密封件或连接件。

使用时，侧杆100沿着加速和制动控制轴301a、301b的第二轴线转动，从而带动加速和制动控制轴301a、301b上的第一凸轮302a、302b一起转动，带动压缩杆303c移动并进一步压缩套筒缸体303a内的已处于压缩状态的弹簧303d，从而产生作用力以给予驾驶员力感提示；同时，第一角位移传感器304a、304b将转动角度转换为电信号输出。

可以理解的是，第一凸轮302a、302b、第一套筒组件303-1、303-2和阻尼调整器303f为加速和制动控制机构300的力感传动与调整机构。

可选地，图12示出了本发明的左右转弯控制机构400和外壳体500；外壳体500由四个外壳体侧壁501a、501b、501c、501d所围成；左右转弯控制机构400包括左右转弯控制轴401a、401b、第二凸轮402a、402b、第二套筒组件403-1、403-2、左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b、左右转弯控制机构锁止电机405a、405b、左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b和第二角位移传感器407a、407b；其中，左右转弯控制轴401a、401b设置于内壳体200上的内壳体凸台202a、202b和外壳体500之间；左右转弯控制轴401a、401b的一端与内壳体200上内壳体凸台202a、202b固定连接，另一端通过轴承转动设置于该外壳体侧壁501b、501d上；

可选地，左右转弯控制轴401a、401b上固定设置第二凸轮402a、402b和左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b；第二凸轮402a、402b设置于左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b和内壳体侧壁201b/d之间，第二凸轮402a、402b和左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b可随左右转弯控制轴401的转动而一同转动；左右转弯控制轴401a、401b、第二凸轮402a、402b、第二套筒组件403-1、403-2、左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b、左右转弯控制机构锁止电机405a、405b和左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b设置于外壳体侧壁501b、501d内侧；左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的一端固定在外壳体侧壁501b、501d上，另一端设置左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b，左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b与左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b相啮合。

可选地，第二套筒组件403-1、403-2的结构与第一套筒组件303-1、303-2的结构相同，在此不再赘述。

第二套筒组件403上第二套筒支座的固定点与第二凸轮402a、402b轴心的连线与外壳体500的纵轴线之间的第二夹角α₂为15°～30°；在自然状态下，第二弹簧向第二凸轮402a、402b方向延展最长时，左右转弯控制轴401a、401b的中心位置与套筒支座的中心位置距离为l，其中第二凸轮402a、402b短半径为d1，第二压缩杆的为长度l1为7cm，第二弹簧的初始压缩状态长为l2，第二弹簧距离第二套筒组件403和第二套筒支座的固定点为l3，在第二弹簧的压缩和第二凸轮402a、402b的共同作用下，第二压缩可和第二凸轮402a、402b贴和紧密且不掉落；第二凸轮402a、402b长半径为d2，当第二凸轮402a、402b转动，可使第二弹簧进一步压缩，其中，l:d1：l1：l2：d2＝25:1：7：13：4：3。

虽然图示以及说明叙述中并未涉及到具体的密封件、连接件等，但是本领域的技术人员可以理解为了密封和连接，机构可以具有这些密封件或连接件。

使用时，当侧杆100沿左右转弯控制轴401a、401b的第三轴线转动，侧杆100带动加速和制动控制机构300和内壳体200、左右转弯辅助控制机构700沿左右转弯控制轴401a、401b的第三轴线的相对侧在外壳体500内转动；如前所述，内壳体200为加速和制动控制机构300提供转轴及安装面，为侧杆100和左右转弯辅助控制机构700提供支撑；外壳体500为整个控制装置提供支撑，为左右转弯控制机构提供转轴，并且为左右转弯控制机构锁止电机405a、405b提供安装面；左右转弯控制轴401a、401b将转动分别传递到第二凸轮402a、402b和左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b上，同时分别由第二凸轮402a、402b带动第二套筒组件403-1、403-2运动为驾驶员提供感觉力；同时，左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b带动左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b转动，使得第二角位移传感器407a、407b将转动角度转换为电信号输出；左右转弯控制机构锁止电机405a、405b接收来自行车电脑的信息，以对侧杆100沿着第三轴线转动进行锁止。

可以理解的是，第二凸轮402a、402b、第二套筒组件403-1、403-2和第二阻尼调整器403f为左右转弯控制机构400的力感传动与调整机构，左右转弯控制轴主动齿轮404a、404b、左右转弯控制机构从动齿轮406a、406b为左右转弯控制机构400的角位移传动机构。

可选地，图1-2示出了本发明的盖板600；盖板600置于外壳体500之上并与外壳体500相连接，用于遮挡内部结构。

本发明的另一个具体实施例，如图13-16所示，公开了一种汽车侧杆控制装置控制方法，使用前述汽车侧杆控制装置对车辆进行转向、加速和制动的控制，自车辆启动行车，电脑以一定极短的时间帧循环运行此流程，直至车辆熄火；图13所示实施步骤以车辆右转为例，车辆左转情况与车辆右转情况类似，在此不再赘述；

如图13所示，设置车辆转向最大旋转角度阈值，进一步地，为右转车轮最大旋转角度阈值(优选为36°)，所述控制方法中的精准控制汽车右转向实施步骤包括：

S1：获取实时车速v、当前时刻的侧杆100沿第三轴线转向移动(后以右移动为例进行说明)的转动角度平均值a1(t)、上一前时刻的侧杆100沿第三轴线向(右移动)的转动角度平均值a1(t-1)、当前时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t)、上一时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t-1)。

其中，当前时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度平均值a1(t)通过第二角位移传感器407a、407b获取；当前时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t)通过左右转弯辅助控制机构位移控制单元704获取；上一前时刻的侧杆100沿第三轴线向(右移动)的转动角度平均值a1(t-1)和上一时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t-1)通过历史存储数据获得。

S2：判断当前时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度平均值a1(t)是否在在角度h1和角度h2之间的缓冲区内；如果在，进入步骤S3，如果不在，进入步骤S6。

优选地，h1为40°，h2为45°。

S3：判断当前时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t)是否在的死区内；如果在，进入步骤S4，如果不在，进入步骤S5。

优选地，死区为角度0°至s2；s2＝3.75°。

步骤S4：说明侧杆100已经向右移动到较大角度，向顺时针转动角度较小，设置理想车轮右向转角H，H＝18°；令传输给左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的侧杆100沿第三轴线的锁止信号F1为不锁止；传输给左右转弯辅助控制机构位移控制单元704的侧杆100沿第一轴线的锁止信号F2为不锁止；进入步骤S9。

步骤S5：说明侧杆100已经向右移动到较大角度，向顺时针转动角度也较大，由图14同速度区间下侧杆的向顺时针角位移与车轮转角的响应曲线图获取理想车轮右向转角H；判断当前时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度a1(t)相较于上一时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度a1(t-1)是否增大；如果小于或等于，传输给左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的侧杆100沿第三轴线的锁止信号F1为不锁止，如果增大，传输给左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的侧杆100沿第三轴线的锁止信号F1为锁止；传输给左右转弯辅助控制机构位移控制单元704的侧杆100沿第一轴线的锁止信号F2均为不锁止；进入步骤S9。

具体地：如果0km/h<v≤20km/h，由图14(a)得出理想车轮右向转角H；如果20km/h<v≤40km/h，先由图14(a)得出第一参考转向角Ha，再由图14(b)得出第二参考转向角Hb，再根据H＝Ha-(v-20)×(Ha-Hb)/20得出理想车轮右向转角H；如果40km/h<v≤80km/h，先由图14(b)得出第二参考转向角Hb，再由图14(c)得出第三参考转向角Hc，再根据H＝Hb-(v-40)×(Hb-Hc)/40得出理想车轮右向转角H；如果v>80km/h，由图14(c)得出理想车轮右向转角H。

S6：判断当前时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度平均值a1(t)是否在死区内；如果在，进入步骤S7，如果不在，进入步骤S8。

优选地，死区为角度0°至s1；s2＝5°。

S7：说明侧杆100向右移动的角度较小，令理想车轮右向转角H＝0°；传输给左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的侧杆100沿第三轴线的锁止信号F1为不锁止；传输给左右转弯辅助控制机构位移控制单元704的侧杆100沿第一轴线的锁止信号F2为锁止；进入步骤S9。

S8：说明侧杆100向右移动的角度正常，由图15的汽车控制方法的不同速度区间下侧杆的向右角位移与车轮转角的响应曲线图获取理想车轮右向转角H，具体计算方式类似S5中获取理想车轮右向转角H的方法，故不过多赘述；传输给左右转弯控制机构锁止电机405a、405b的侧杆100沿第三轴线的锁止信号F1为不锁止；传输给左右转弯辅助控制机构位移控制单元704的侧杆100沿第一轴线的锁止信号F2为锁止；进入步骤S9。

S9：存储当前时刻的侧杆100沿第三轴线向右移动的转动角度平均值a1(t)和当前时刻的侧杆100沿第一轴线(顺时针转动)的转动角度a2(t)作为历史存储数据。

S10：输出理想车轮右向转角H、侧杆沿第三轴线的锁止信号F1和侧杆沿第一轴线的锁止信号F2。

所述控制方法中的精准控制汽车加速和制动实施步骤包括：

H1：获取实时车速v和当前时刻的侧杆100沿第二轴线(前/后移动)的转动角度平均值a3(t)；

其中，当前时刻的侧杆100沿第二轴线(前/后移动)的转动角度平均值a3(t)通过第一角位移传感器308a、308b获取；

H2：获取车辆加/减速度量值S；由图16(图16由上至下依次为(a)、(b))的汽车控制方法的不同速度区间下侧杆的向前/后角位移与油门开度/制动力的响应曲线图获取车辆加/减速度量值S；

具体地，如果0km/h<v≤20km/h，由图16(a)得出车辆加/减速度量值S；如果20km/h<v≤80km/h，先由图16(a)得出加速和制动控制机构第一参考车辆加/减速度量值Sa，再由图16(b)得出加速和制动控制机构第二参考车辆加/减速度量值Sb，再根据S＝Sa-(v-20)×(Sa-Sb)/60得出车辆加/减速度量值S；如果v>80km/h，由图16(b)得出车辆加/减速度量值S；

H3：输出油门开度A和制动力百分比B。

确定油门开度A、制动力百分比B的方法为：如果a3(t)≥0，此时侧杆100前移，车辆制动，则油门开度A＝0，制动力百分比B＝|S|；如果a3(t)<0，此时侧杆100后移，车辆加速，则油门开度A＝|S|，制动力百分比B＝0。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车侧杆控制装置，其特征在于，包括侧杆、内壳体、加速和制动控制机构、左右转弯控制机构、外壳体和左右转弯辅助控制机构；

侧杆的一端与左右转弯辅助控制机构转动连接；左右转弯辅助控制机构通过加速和制动控制机构可转动地设置于内壳体中；

加速和制动控制机构和左右转弯控制机构均对称地设置在内壳体和外壳体之间；内壳体通过左右转弯控制机构可转动地设置于外壳体中。

2.根据权利要求1所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，内壳体包括多个内壳体侧壁；外壳体包括多个外壳体侧壁；

其中，两组加速和制动控制机构对称地设置在内壳体相对的两内壳体侧壁和外壳体相对的两外壳体侧壁之间；和/或，两组左右转弯控制机构对称地设置在内壳体另外两个相对的两内壳体侧壁和外壳体另外两个相对的两外壳体侧壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，加速和制动控制机构包括加速和制动控制轴、第一凸轮、第一套筒组件、和第一角位移传感器；加速和制动控制轴的一端设置于内壳体侧壁的内侧并与侧杆连接，加速和制动控制轴的另一端设置于该内壳体侧壁的外侧；第一凸轮和第一主动齿轮设置于加速和制动控制轴上；第一凸轮、第一套筒组件和第一角位移传感器设置于内壳体侧壁的外侧，位于内壳体侧壁和外壳体侧壁之间。

4.根据权利要求3所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，第一套筒组件包括套筒缸体、套筒盖、第一压缩杆、弹簧、套筒支座和阻尼调整器；套筒盖固定在套筒缸体的一端，套筒的中心位置设置通孔，使得压缩杆在通孔内沿套筒缸体的轴线做直线移动；阻尼调整器固定在套盖的外侧，阻尼调整器的中心位置设置通孔，使得压缩杆在通孔内沿套筒缸体的轴线做直线移动；套筒支座设置于套筒缸体的另一端，通过固定件将套筒缸体的另一端与内壳体的侧壁固定连接；弹簧容纳于套筒缸体内，并一直处于压缩状态，弹簧的外侧端与压缩杆的一端连接，弹簧的内侧端与套筒缸体的封口端内侧连接；第一压缩杆的另一端与第一凸轮的外表面相接触。

5.根据权利要求3所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，第一角位移传感器的一端固定于内壳体的侧壁，另一端设置第一从动齿轮，第一从动齿轮与第一主动齿轮相啮合。

6.根据权利要求3所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，侧杆的第一轴线与加速和制动控制轴的第二轴线垂直；第一轴线位于第一平面，第二轴线位于第二平面，第一平面垂直于第二平面。

7.根据权利要求1或2所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，左右转弯控制机构包括左右转弯控制轴、第二凸轮、第二套筒组件、左右转弯控制轴主动齿轮、第二角位移传感器和左右转弯控制机构从动齿轮；左右转弯控制轴的一端与内壳体侧壁可转动连接；左右转弯控制轴的另一端设置于该外壳体侧壁上；第二凸轮和左右转弯控制轴主动齿轮设置于左右转弯控制轴的另一端；左右转弯控制轴、第二凸轮、第二套筒组件、左右转弯控制轴主动齿轮、第二角位移传感器和左右转弯控制机构从动齿轮设置于外壳体侧壁内侧，位于内壳体侧壁和外壳体侧壁之间。

8.根据权利要求7所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，第二角位移传感器的一端固定在外壳体侧壁上，另一端设置左右转弯控制机构从动齿轮，左右转弯控制轴主动齿轮与左右转弯控制机构从动齿轮相啮合。

9.根据权利要求7所述的汽车侧杆控制装置，其特征在于，左右转弯控制轴的第三轴线与加速和制动控制轴的第二轴线垂直；第三轴线位于第三平面，第二平面和第三平面平行。

10.一种汽车侧杆控制装置控制方法，使用权利要求1-9任一项的汽车侧杆控制装置对车辆进行转向、前进和制动控制。