用于线控转向系统在制动转向回退期间经由方向盘的触觉驾驶员反馈
1.相关申请的交叉引用本技术要求2021年8月17日提交的序列号为63/233,834的美国临时申请的权益。
技术领域
2.本公开总体上涉及的领域包括转向系统。
背景技术：
3.车辆典型地包括转向系统，包括并入了线控转向（steer-by-wire）技术的电子动力转向（electronic power steering）系统。
技术实现要素：
4.多个说明性变型可以包括在其中转向系统已经故障的车辆内的制动转向实现期间动态地修改方向盘努力（steering wheel effort）和行程末端极限（end of travel limit）的系统和方法。制动转向系统可以包括根据需要向不同的车辆轮提供变化的制动压力以使车辆转向。与正常转向相比，制动转向系统可能会降低车辆横向（lateral）性能。基于来自车辆系统和电子制动系统的反馈来动态地修改方向盘的所需努力和行程末端极限可以在制动转向系统处于使用中时向驾驶员提供所需的转向努力，该转向努力传达了关于车辆响应和能力的信息。
5.本发明的范围内的其他说明性变型将从下文中提供的详细描述中变得明显。应当理解的是，该详细描述和具体示例虽然公开了本发明的变型，但是仅意图用于说明的目的，而不是意图限制本发明的范围。
附图说明
6.本发明的范围内的变型的选择示例将从该详细描述和附图中变得被更充分地理解，在附图中：图1描绘了具有足以执行本文中描述的方法中的至少一些的硬件的系统的说明性变型；以及图2描绘了被配备有足以执行本文中描述的系统和方法中的至少一些的硬件的车辆的说明性变型。
具体实施方式
7.对变型的以下描述本质上仅仅是说明性的，并且决不是意图限制本发明的范围、其应用或用途。
8.在多个说明性变型中，车辆可以包括转向系统。在这种情况下，该转向系统可以由驾驶员经由转向接口手动地操作，由自主转向系统自主地操作，或者作为自主和手动转向
的组合来操作，其中该转向系统被配置成同时接收和解释来自驾驶员、自主转向系统或其两者的转向输入。
9.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、节流阀（throttle）、按钮、拨动开关（toggle switch）、杆、触摸屏、鼠标、或任何其他已知的用户输入手段。
10.在多个说明性变型中，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，它们分别诸如但不限于方向盘和车轮。该转向系统可以属于线控转向类型，其中物理机构不会将转向接口的操纵机械地传达到可转向推进系统，并且其中转向接口的操纵经由电子设备的通信来影响可转向推进系统的相关联操纵，该电子设备诸如但不限于传感器、收发器和电子激励的致动器。根据一些变型，线控转向系统可以包括至少一个车轮致动器和至少一个手轮致动器，它们经由电子动力转向系统或控制器彼此可操作地通信。该电子动力转向系统可以包括与手轮致动器系统可操作地通信的车轮致动器系统，其中车辆的方向盘的旋转转化成车轮致动器系统的致动，使得车辆轮可以被转动。
11.手轮致动器系统可以包括方向盘、手轮致动器（诸如，电子马达）和手轮角度传感器。手轮致动器系统可以被构造和布置成将手轮角度和位置传达到包括被构造和布置成枢转或转动车轮的至少一个转向致动器的车轮致动器系统。
12.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来向任何数量的车轮施加制动压力以使车辆减速或停止。该电子制动系统可以经由至少一个控制器与电子动力转向系统、手轮致动器系统和车轮致动器系统可操作地通信。该控制器可以实现用于监测和控制推进、转向和制动的任何数量的系统，包括算法。根据一些变型，在线控转向系统的一部分已经故障的情况下，诸如在轮致动器系统与车轮致动器系统之间的可操作断开的情况下，可以利用该电子制动系统来向多个轮施加差动制动压力以实现车辆的横向运动。在一些实例中，在车轮致动器已经故障并且手轮致动器正确地运作的情况下，可以采用制动转向系统，以作为对手轮的驾驶员转向输入的函数向个体轮施加制动压力。该系统可以向手轮致动器传达请求，以调整手轮的努力和转向行程极限，从而向驾驶员传达该车辆存在降低的横向能力、或者该车辆或该车辆的转向系统处于降级状态。
13.制动转向驾驶员反馈系统可以经由车辆的手轮向驾驶员发信号通知车辆可能正在降级模式（诸如，制动转向）中操作并且该车辆可能不能够如驾驶员可能习惯的那样（诸如，在线控转向系统完全起作用的情况下）有效地机动。
14.驾驶员可能变得习惯于在利用线控转向系统的车辆中车辆在传统上如何对驾驶员转向努力、手轮移动、以及手轮的行程末端极限做出反应。驾驶员可能会预期对驾驶员转向输入的一定的、可预测的转向努力和车辆横摆（yaw）响应。与利用线控转向系统的车辆相比，实现制动转向系统和功能的系统可能具有对手轮驾驶员输入的横摆响应中的延迟、以及降低的横向能力。
15.如果您要求使用非正常转向机制（诸如，制动转向系统），则更改触觉手轮感觉以模拟线控转向操作可以在驾驶时向驾驶员提供可预测的转向努力体验。更改触觉手轮感觉还可以为车辆提供一种手段，以有效地向驾驶员传达该车辆正在使用非传统转向系统进行操作、或者正在有错误的或降级的状态中操作。在多个说明性变型中，经由车辆的手轮的触
觉反馈可以通过请求的方式来操纵，该请求经由电子控制单元所实现的转向感觉模拟软件模块从电子控制单元被发送到手轮致动器。
16.增加或减小转向系统内的扭矩可以发生以修改手轮中的触觉反馈。参考扭矩叠加（reference torque overlay）可以包括驾驶员在正常操作条件下在手轮中感觉到的期望或目标转向努力。修改该扭矩叠加可以包括计及所施加的手轮角度、手轮旋转速度、制动压力请求和车辆速度。与手轮致动器可操作地通信的电子控制单元可以增加或减小驾驶员所需的手轮上的扭矩，以模拟降级的转向系统的感觉，并且触觉地将该转向系统的有限能力有效地传达到驾驶员。
17.修改手轮角度极限也可以发生以修改手轮中的触觉反馈。手轮的顺时针或逆时针旋转可以被限制，以修改驾驶员在使用期间在手轮中感觉到的转向努力。经修改的手轮角度可以是基于在实现制动转向系统时降低的横向能力的车辆动态计算的函数。经修改的手轮角度可以防止驾驶员将手轮转向或旋转超过在差动制动横向能力降低的情况下的手轮角度。与手轮致动器可操作地通信的电子控制单元可以作为车辆动态计算的函数来修改手轮角度，以向驾驶员传达该车辆在使用独特的横向致动机制（诸如制动转向）的同时进行操作。
18.该系统可以进一步被构造和布置成经由人机接口来提供视觉或听觉信号，以向驾驶员通知车辆正在实现制动转向功能并且该车辆可能处于降低性能模式中。视觉或听觉信号可以包括驾驶员容易感知的光、噪声等，诸如其中仪表板可以包括指示制动转向功能的照明元件或指示制动转向功能的音频音调。
19.图1描绘了用于向其中电子转向系统正在故障或降级状态中操作的车辆的驾驶员提供触觉反馈的系统的说明性变型。系统100可以包括：修改102手轮致动器的参考扭矩叠加，以在转动手轮等时以增加阻力的形式向驾驶员提供触觉反馈。该系统可以包括：经由与手轮致动器可操作地通信的手轮来触觉地传达104该电子转向系统正在降级状态中操作。系统100还可以包括：修改106手轮致动器的手轮角度极限，使得手轮的旋转角度可以增加或减小，以通过手轮来触觉地传达108该车辆可能在使用非正常横向移动机制（诸如制动转向功能）的同时进行操作。该系统可以根据经修改的参考扭矩叠加和经修改的手轮角度极限经由手轮来模拟110降级的电子转向系统的触觉感觉。
20.图2描绘了实现用于向其中诸如线控转向之类的电子转向系统正在故障或降级状态中操作的车辆的驾驶员提供触觉反馈的系统250的车辆的部分的说明性变型。车辆250可以包括：作为线控转向系统的一部分的至少一个可转向车轮242、电子制动系统216、车轮致动器系统214和手轮致动器系统246，以及与车轮致动器系统214、电子制动系统216和手轮致动器系统246可操作地通信的至少一个控制器212。手轮244可以与手轮致动器系统246可操作地通信，并且可以根据手轮角度272被旋转，并且可以包括参考扭矩叠加270。在一些实例中，手轮致动器系统246和车轮致动器系统214可能正在降级状态中操作，该降级状态可以包括手轮致动器246与车轮致动器系统214之间的故障或有错误的通信。线控转向系统、车轮致动器系统214或手轮致动器246可以将车轮致动器系统214的降级状态传达到控制器212，并且控制器212可以经由电子制动系统216来实现非正常横向移动系统或机制，诸如制动转向。在这种情况下，控制器212可以向手轮致动器246提供命令，以通过修改参考扭矩叠加270和修改手轮角度极限272来模拟降级的电子转向系统（诸如线控转向系统）的触觉感
觉。
21.对变体的以下描述仅仅是对被认为在本发明的范围内的组件、元件、动作、产品和方法的说明，并且不以任何方式意图通过具体公开或未明确阐述的内容来限制这种范围。本文中描述的组件、元件、动作、产品和方法可以除了如本文中明确描述的那样被组合和重新布置，并且仍然被认为在本发明的范围内。
22.根据变型1，一种方法可以包括：实现至少一个电子控制单元，所述电子控制单元与包括手轮致动器的电子转向系统可操作地通信；基于所施加的手轮角度、手轮旋转速度、制动压力请求或车辆速度中的至少一个来修改所述手轮致动器的参考扭矩叠加；经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉；向驾驶员触觉地传达所述电子转向系统的有限能力；基于车辆的降低的横向能力的车辆动态计算来修改所述手轮致动器的至少一个手轮角度极限；以及向驾驶员触觉地传达所述车辆在使用独特的横向致动机制的同时进行操作。
23.变型2可以包括如变型1中的方法，进一步包括：通过经由人机接口提供视觉提示来生成提醒，所述提醒通知驾驶员所述车辆正在降级模式中操作。
24.变型2可以包括如变型1至2中任一变型中的方法，进一步包括：通过经由人机接口提供音频提示来生成提醒，所述提醒通知驾驶员所述车辆正在降级模式中操作。
25.变型4可以包括如变型1至3中任一变型中的方法，其中经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩。
26.变型5可以包括如变型1至4中任一变型中的方法，其中经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉包括：经由所述手轮向驾驶员提供触觉反馈。
27.变型6可以包括如变型1至5中任一变型中的方法，经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩和减小所述至少一个手轮角度极限。
28.变型7可以包括如变型1至6中任一变型中的方法，其中修改所述手轮致动器的至少一个手轮角度极限包括：减小所述至少一个手轮角度极限。
29.变型8可以包括如变型1至7中任一变型中的方法，其中向驾驶员触觉地传达所述车辆在使用独特的横向致动机制的同时进行操作包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩和减小所述至少一个手轮角度极限。
30.根据变型9，一种方法可以包括：实现包括多个车辆系统的车辆，所述多个车辆系统包括被配置成操纵制动装置（brake set）的制动系统、被配置成调整车轮方向的转向系统、以及与所述制动系统和所述转向系统可操作地通信的控制器；经由所述控制器来实现制动转向系统；经由所述控制器，基于所施加的手轮角度、手轮旋转速度、制动压力请求或车辆速度中的至少一个来修改手轮致动器的参考扭矩叠加；以及经由所述控制器，基于所述车辆的降低的横向能力的车辆动态计算来修改所述手轮致动器的至少一个手轮角度极限。
31.变型10可以包括如变型9中的方法，进一步包括：通过经由人机接口提供视觉提示来生成提醒，所述提醒通知驾驶员所述车辆正在降级模式中操作。
32.变型11可以包括如变型9至10中任一变型中的方法，进一步包括：通过经由人机接口提供音频提示来生成提醒，所述提醒通知驾驶员所述车辆正在降级模式中操作。
33.变型12可以包括如变型9至11中任一变型中的方法，进一步包括：经由手轮来模拟
降级的电子转向系统的触觉感觉包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩。
34.变型13可以包括如变型9至12中任一变型中的方法，进一步包括：经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉包括经由所述手轮向驾驶员提供触觉反馈。
35.变型14可以包括如变型9至13中任一变型中的方法，其中经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉包括增加旋转所述手轮所需的扭矩和减小所述至少一个手轮角度极限。
36.变型15可以包括如变型9至14中任一变型中的方法，其中修改所述手轮致动器的至少一个手轮角度极限包括：减小所述至少一个手轮角度极限。
37.变型16可以包括如变型9至15中任一变型中的方法，进一步包括：向驾驶员触觉地传达所述车辆在使用制动转向系统的同时进行操作包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩和减小所述至少一个手轮角度极限。
38.根据变型17，一种方法可以包括：实现包括多个车辆系统的车辆，所述多个车辆系统包括人机接口、被配置成操纵制动装置的制动系统、被配置成经由手轮致动器来调整车轮方向的转向系统、以及与所述制动系统和所述转向系统可操作地通信的控制器；经由所述控制器来实现制动转向系统；基于所施加的手轮角度、手轮旋转速度、制动压力请求或车辆速度中的至少一个来修改所述手轮致动器的参考扭矩叠加；经由手轮来模拟降级的电子转向系统的触觉感觉；向驾驶员传达所述电子转向系统的有限能力；基于所述车辆的降低的横向能力的车辆动态计算来修改所述手轮致动器的至少一个手轮角度极限；以及向驾驶员触觉地传达所述车辆在使用制动转向系统的同时进行操作。
39.变型18可以包括如变型17中的方法，其中向驾驶员传达所述电子转向系统的有限能力包括：经由人机接口来提供视觉提示。
40.变型19可以包括如变型17至18中任一变型中的方法，其中向驾驶员传达所述电子转向系统的有限能力包括：经由人机接口来提供音频提示。
41.变型20可以包括如变型17至19中任一变型中的方法，其中向驾驶员触觉地传达所述车辆在使用制动转向系统的同时进行操作包括：增加旋转所述手轮所需的扭矩和减小所述至少一个手轮角度极限。
42.在本发明的范围内的选择变型的上述描述本质上仅仅是说明性的，并且因此，其变型或变体不被视为从本发明的精神和范围的脱离。