差动制动期间驾驶员经由方向盘的方向控制
1.相关申请的交叉引用本技术要求保护于2021年8月17日提交的序列号为63/233,852的美国临时申请的权益。
技术领域
2.本公开总体涉及的领域包括转向、制动和推进系统。
背景技术：
3.车辆通常包括转向系统，该转向系统包括结合线控转向技术的电子动力转向系统。
技术实现要素：
4.多个说明性变型可以包括在转向系统失效的情况下，使用车辆制动器使车辆转向的系统和方法。该系统可以包括按照需要向不同的车轮供应变化的制动压力，以使车辆转向。该系统可以包括供应推进系统命令以维持车辆速度或加速度，使得在转向系统故障的情况下，车辆可以继续安全操作而不影响驾驶员输入。
5.多个说明性变型可以包括使用车辆方向盘作为至制动转向系统的输入的系统和方法。在线控转向系统内的行走轮（road wheel）致动器故障或失效的情况下，制动转向系统可以取决于驾驶员的转向输入提供施加到个体车轮的制动压力请求。电子制动系统可以将制动压力施加到确定的合适的行走轮，以在驾驶员经由方向盘输入转向时实现车辆的横向移动。在线控转向系统的一部分故障、失效或关闭的情况下，施加到个体车轮或多个车轮的制动压力可以用于临时使车辆转向。可以计算制动压力请求，以在驾驶员转向的横向方向上提供直观的车辆横摆响应。
6.在行走轮致动器或方向盘致动器或这两者的组合失效的情况下，该系统可以利用外部转向柱传感器来确定车辆横向行驶的驾驶员意图。
7.根据下文提供的详细描述，本发明范围内的其他说明性变型将变得显而易见。应该理解的是，详细描述和具体示例虽然公开了本发明的变型，但仅仅是为了说明的目的，并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
8.根据详细描述和附图，本发明范围内的变型的所选示例将被更全面地理解，其中：图1描绘了作为线控转向后备的制动转向系统和方法的框图的说明性变型；图2描绘了配备有足以实行本文所述的至少一些系统和方法的硬件的车辆的说明性变型；和图3描绘了具有足以实行本文所述至少一些方法的硬件的系统的说明性变型。
具体实施方式
9.以下变型描述在本质上仅用于说明，并且绝不旨在限制本发明的范围、其应用或用途。
10.在多个示例性变型中，车辆可以包括转向系统。在这样的情况下，转向系统可以由驾驶员经由转向接口手动可操作，由自主转向系统自主操作，或者作为自主和手动转向的组合可操作，其中转向系统被配置为接收和解释来自驾驶员、自主转向系统或同时接收和解释来自这两者的转向输入。
11.在多个说明性变型中，转向接口可以包括手轮（handwheel）、操纵杆、轨迹球、滑块、油门、按钮、拨动开关、控制杆、触摸屏、鼠标或任何其他已知的用户输入装置。
12.在多个示例性变型中，车辆可以包括转向系统，该转向系统包括转向接口和可转向推进系统，诸如但不限于分别为方向盘和行走轮。转向系统可以是线控转向类型，其中物理机构不将转向接口的操纵机械地传达给可转向推进系统，并且其中转向接口的操纵经由电子设备的通信影响可转向推进系统的相关联操纵，所述电子设备诸如但不限于传感器、收发器和电子激励致动器。根据一些变型，线控转向系统可以包括至少一个行走轮致动器和至少一个手轮致动器，它们经由线控转向系统或控制器可操作地彼此通信。线控转向系统可以包括与手轮致动器系统可操作地通信的行走轮致动器系统，其中车辆的方向盘或手轮的旋转转化为行走轮致动器系统的致动，使得车轮可以转动。
13.手轮致动器组装件可以包括方向盘、手轮致动器（诸如电子马达）和手轮角度传感器。手轮致动器组装件可以被构造和布置成将手轮角度和定位传达给行走轮致动器组装件，该行走轮致动器组装件包括至少一个转向致动器，该至少一个转向致动器被构造和布置成枢转或转动行走轮。
14.在多个说明性变型中，车辆可以包括电子制动系统，该电子制动系统被构造和布置成基于驾驶员手轮输入向任何数量的行走轮施加制动压力，以使车辆减速或停止。电子制动系统可以经由至少一个控制器与线控转向系统、手轮致动器组装件和行走轮致动器组装件可操作地通信。控制器可以实现任何数量的系统，该系统包括用于监视和控制推进、转向和制动的算法。根据一些变型，在线控转向系统的一部分失效——诸如行走轮致动器组装件和行走轮致动器组装件之间的可操作断开——的情况下，电子制动系统可以用于向多个车轮施加差动的制动压力，以实现车辆的横向运动。
15.在多个说明性变型中，制动转向系统可以利用制动转向算法，该制动转向算法可以根据驾驶员转向输入将制动压力请求传达给个体车轮，所述驾驶员转向输入包括转向角、转向角速率和转向扭矩。当系统检测到行走轮致动器故障或关闭导致转向齿条没有输出能力时，制动转向算法可以传达制动压力请求。替代地，当系统检测到手轮致动器故障或关闭时，制动转向算法可以传达制动压力请求。
16.在检测到行走轮致动器或手轮致动器故障时，系统可以经由集成在车辆中的人机接口向驾驶员生成视觉或听觉提示。作为非限制性示例，系统可以经由灯或警报器指示线控转向或线控转向系统的一部分已经失效。以转向信号形式输入至手轮中的驾驶员输入可以包括方向盘角度、方向盘速率，并且转向扭矩可以被传达到制动转向驾驶员方向控制器。制动转向算法可以接收所述转向信号，并根据至电子制动系统电子控制单元的转向信号，计算制动压力请求。电子制动系统可以对驾驶员输入的转向信号提供横摆响应。在一些情
况下，该系统可以提供对车辆推进系统的控制，并且可以按照需要调整油门、速度、加速度等，以在制动转向系统操作时维持行驶速度。在一些情况下，该系统可以控制车辆推进系统，以促进在制动转向系统操作时车辆逐渐减速。
17.根据一些变型，制动转向系统可以由外部域控制器控制，所述外部域控制器构造和布置成在线控转向系统（包括手轮致动器和行走轮致动器）失去动力或完全失效的情况下采用制动转向功能性。
18.根据一些变型，制动转向系统可以通过将转向请求转换成期望的横摆率来运转，该横摆率然后可以转换成应用于车辆制动器的对应制动压力，以便创建期望的横摆率。制动压力可以经由电子制动系统施加到车辆制动器。可以按照需要将制动压力施加到个体制动钳，以实现期望的横摆率。该系统可以被构造和布置成还按照需要实现驾驶员或自主或虚拟驾驶员加速和减速请求。
19.将转向请求转换为实际横摆率以及从横摆率转换为制动压力可以经由计算或查找表来完成。类似地，将转向角转换为适当的制动压力也可以经由计算或查找表来完成。根据一些变型，在车辆内实现自主驾驶系统或虚拟驾驶员系统的情况下，计算的制动压力可以被传达到自主或虚拟系统，使得系统可以补偿制动转向功能性。
20.根据一些变型，制动转向系统可以持续监视车速、横摆率和横向加速度，并可以向车辆内的各种其他系统广播制动转向功能性的可用性，使得在需要的情况下，可以轻松实现制动转向功能性。根据一些变型，制动转向系统的可用性可以包括将车辆速率数据作为因素考虑，以确定制动转向系统的可用性。
21.图1描绘了作为线控转向后备的制动转向系统和方法的框图的说明性变型。车辆可以包括控制器112，该控制器112被构造和布置成经由线控转向系统114接收驾驶员转向输入134。控制器112可以附加地被构造和布置成向线控转向系统114提供转向致动器命令126。线控转向系统114可以向控制器112输出轮胎角度改变118以影响转向和线控转向系统健康状态132。控制器112还可以被构造和布置成向电子制动系统116提供制动命令128，该电子制动系统116进而可以向个体制动钳施加制动压力120。在线控转向系统114已经向控制器112指示线控转向系统健康状态132有故障、线控转向系统114部分可用或不可用的情况下，控制器112可以经由方向盘接收驾驶员输入134，并将转向请求转换成制动压力请求或命令128，以传达给电子制动系统116。
22.图2描绘了配备有足以实行本文所述系统和方法的至少一部分的硬件的车辆部分的说明性变型。车辆250可以包括控制器212，该控制器212被构造和布置成在车辆250中提供制动转向功能性。控制器212可以与线控转向系统214和电子制动系统216可操作地通信。线控转向系统214和电子制动系统216可以与至少一个行走轮242可操作地通信。驾驶员可以利用包括至少一个手轮致动器246的手轮244来为横向移动提供驾驶员输入134，并向线控转向系统214发送转向请求。在一些变型中，手轮致动器246可以与控制器212、线控转向系统214或电子制动系统216可操作地通信。在一些变型中，手轮致动器246可能从线控转向系统214或作为线控转向系统214的一部分的行走轮致动器断开或处于故障状态248，或者不能与线控转向系统214或作为线控转向系统214的一部分的行走轮致动器通信。在这样的变型中，手轮致动器246可以将转向请求传达给控制器212，该控制器212可以接收线控转向系统214健康状态信息。在控制器212已经接收到指示线控转向系统214故障248和行走轮致
动器故障的线控转向系统214健康状态信息的情况下，控制器212可以将来自手轮致动器246的转向请求转换为要传达给电子制动系统216的制动压力请求。电子制动系统216可以将制动压力218施加到确定的适当的行走轮242，以实现车辆的横向移动，作为驾驶员经由手轮244的输入134。控制器212还可以被构造和布置成向车载电子发动机系统做出速度和加速度请求240，使得车辆可以在制动转向功能性期间维持或修改速度或加速度。
23.图3描绘了使用制动转向功能性作为线控转向后备的系统的说明性变型的简化流程图。该系统可以常规地或近似连续地向控制器提供制动转向能力302，指示制动转向功能性的准备状态。在点304处，线控转向（sbw）系统健康状态——包括行走轮致动器系统和手轮致动器系统健康状态——可以被传达到运动控制器。在一些情况下，健康状态可以指示行走轮致动器系统或其部分出现故障或不可操作。在点304处，控制器可以接收线控转向系统健康状态，并确定线控转向系统至少部分受损。控制器然后可以实现制动转向能力308，包括经由手轮处的驾驶员输入从手轮致动器系统接收310转向请求。在点312处，系统可以将转向请求转换为制动压力请求。替代地，系统可以将转向请求转换为车辆横摆率请求，并将横摆率请求转换为制动压力请求。在点314处，电子制动系统可以接收制动压力请求并将制动压力施加到车辆上的个体制动钳，以便使车辆转向。
24.以下变型描述仅用于说明被视为在本发明范围内的部件、元件、动作、产品和方法，并且不以任何方式用具体公开或未明确阐述的内容限制这样的范围。除了如本文明确描述的以外，如本文描述的部件、元件、动作、产品和方法可以被组合和重新布置，并且仍然被认为在本发明的范围内。
25.根据变型1，一种方法可以包括确定车辆内制动转向系统的可用性；将制动转向系统的可用性传达给车辆内的控制器；确定车辆内电子转向系统的可用性；将电子转向系统的可用性传达给控制器；和实现制动转向。制动转向可以包括接收转向请求；将转向请求转换为制动压力请求；以及根据制动压力请求向车辆内的至少一个个体制动钳施加制动压力，以使车辆转向。
26.变型2可以包括如变型1中的方法，其中接收转向请求可以包括从由驾驶员控制的手轮和手轮致动器系统接收转向请求。
27.变型3可以包括如变型1至2中任一变型的方法，其中接收转向请求可以包括从手轮致动器系统接收转向请求。
28.变型4可以包括如变型1至3中任一变型的方法，其中实现制动转向可以包括在确定转向请求之前，利用外部转向柱传感器确定车辆横向行驶的驾驶员意图。
29.变型5可以包括如变型1至4中任一变型的方法，其中确定车辆内制动转向系统的可用性可以包括将车辆的速率作为因素考虑。
30.变型6可以包括如变型1至5中任一变型的方法，其中确定车辆内电子转向系统的可用性可以包括标识手轮致动器系统和行走轮致动器系统之间不可操作的通信。
31.变型7可以包括如变型1至6中任一变型的方法，其中确定车辆内电子转向系统的可用性可以包括标识行走轮致动器系统的至少部分故障。
32.变型8可以包括如变型1至7中任一变型的方法，进一步包括操纵车辆内的推进系统，以维持车辆速率，同时根据制动压力请求向车辆内的至少一个个体制动钳施加制动压力，以使车辆转向。
33.变型9可以包括如变型1至8中任一变型的方法，其中将转向请求转换为制动压力请求包括将转向请求转换为横摆率请求，并且随后将横摆率请求转换为制动压力请求。
34.变型10可以包括如变型1至9中任一变型的方法，其中将车辆横摆率请求转换为制动压力请求可以包括基于车辆横摆率请求访问查找表并检索制动压力请求。
35.根据变型11，一种用于在具有多个车辆系统的车辆中使用的方法，所述多个车辆系统包括被配置为操纵制动设置的制动系统、被配置为调整行走轮方向的转向系统、被配置为向至少一个行走轮递送驱动力的推进系统、制动转向系统和与制动系统、转向系统和推进系统可操作通信的控制器，所述方法包括：确定车辆内制动转向系统的可用性；确定车辆内转向系统的可用性；以及使用控制器生成命令并将命令从转向系统传达到控制器，包括接收转向请求；基于转向请求生成调整信号；以及基于调整信号使用车辆系统来操纵制动设置、转向系统或推进系统中的至少一个。
36.变型12可以包括如变型11中的方法，其中操纵制动设置可以包括向至少一个个体制动钳施加制动压力。
37.变型13可以包括如变型11至12中任一变型的方法，其中接收转向请求可以包括接收由驾驶员控制的手轮和手轮致动器系统的转向请求。
38.变型14可以包括如变型11至13中任一变型的方法，其中接收转向请求可以包括从手轮致动器系统接收转向请求。
39.变型15可以包括如变型11至14中任一变型的方法，其中使用控制器生成命令并将命令从转向系统传达到控制器可以包括在确定转向请求之前，利用外部转向柱传感器确定车辆横向行驶的驾驶员意图。
40.变型16可以包括如变型11至15中任一变型的方法，其中确定车辆内制动转向系统的可用性可以包括将车辆的速率作为因素考虑。
41.变型17可以包括如变型11至16中任一变型的方法，其中确定车辆内转向系统的可用性可以包括标识手轮致动器系统和行走轮致动器系统之间的至少部分故障通信。
42.变型18可以包括如变型11至17中任一变型的方法，其中确定车辆内转向系统的可用性可以包括标识行走轮致动器系统的至少部分故障。
43.变型19可以包括如变型11至18中任一变型的方法，其中基于调整信号使用车辆系统操纵制动设置、转向系统或推进系统中的至少一个可以包括操纵车辆内的推进系统，以维持车辆速率，同时根据制动压力请求向车辆内的至少一个个体制动钳施加制动压力，以使车辆转向。
44.变型20可以包括一种用于在具有多个车辆系统的车辆中使用的方法，所述多个车辆系统包括被配置为操纵制动设置的制动系统、被配置为调整行走轮方向的转向系统、被配置为向至少一个行走轮递送驱动力的推进系统、制动转向系统和与制动系统、转向系统和推进系统可操作通信的控制器，所述方法包括：确定车辆内制动转向系统的可用性；将制动转向系统的可用性传达给车辆内的控制器；确定车辆内电子转向系统的可用性；将电子转向系统的可用性传达给控制器；和实现制动转向。制动转向可以包括从转向系统的一部分接收转向请求；将转向请求转换为制动压力请求；操纵车辆内的推进系统和制动系统，以维持或改变车辆速率，同时根据制动压力请求向车辆内的至少一个个体制动钳施加制动压力，以使车辆转向。
45.本发明范围内的所选变型的上述描述本质上仅是说明性的，并且因此，其变化或变型不应视为从本发明的精神和范围偏离。