本文中的實(shí)施例涉及一種輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元和一種輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本文中的實(shí)施例還涉及一種包括輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元和/或輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛，并且涉及一種用于主車的輔助轉(zhuǎn)向的方法。

背景技術(shù)：

車輛現(xiàn)今通常都配備有一種通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤使車輛駕駛員能夠使車輛車輪轉(zhuǎn)向并由此使車輛轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。許多車輛(例如轎車)也設(shè)置有轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可被稱之為動(dòng)力轉(zhuǎn)向、助力轉(zhuǎn)向(PAS)或電子助力轉(zhuǎn)向(EPAS)。該轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向策略中通過(guò)增大方向盤的轉(zhuǎn)向力來(lái)幫助車輛駕駛員。液壓或電氣啟動(dòng)器由此向該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)增加能量，如此一來(lái)，不管條件如何，車輛駕駛員均需要提供更少的力。

電子助力轉(zhuǎn)向(EPAS)包括電氣裝置，其與車輛駕駛員施加在方向盤上的扭矩一起向該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供重疊扭矩。該重疊扭矩通常是足夠大的，從而移動(dòng)主車的轉(zhuǎn)向齒條并轉(zhuǎn)動(dòng)主車的車輪，而無(wú)需來(lái)自車輛駕駛員的任何方向盤輸入。因此，這種EPAS可被用于同樣在自主車輛中控制轉(zhuǎn)向。在自主駕駛期間，EPAS控制所需的前輪轉(zhuǎn)向角度，而無(wú)需來(lái)自車輛駕駛員的方向盤輸入。

如果當(dāng)自主地駕駛主車時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器故障，則在該啟動(dòng)器不能支持轉(zhuǎn)向啟動(dòng)的意義上，車輛將是不可控制的。一個(gè)可能發(fā)生的故障是重疊扭矩為零的故障，即根本沒有啟動(dòng)發(fā)生。結(jié)果，車輛將最有可能并不遵循道路曲率，并且因此將偏離道路。即使車輛駕駛員注意到缺乏轉(zhuǎn)向支持，在許多情況下也將需要他/她花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間以重新獲得控制，從而能夠避免道路偏離。

為了滿足系統(tǒng)安全性要求，可以使用備用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(即雙轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器)。然而，這種系統(tǒng)向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加了復(fù)雜性和成本。

在US20130030651A1中，差動(dòng)制動(dòng)被用于使車輛轉(zhuǎn)向，使得可以避免發(fā)生事故。在US20130030651A1中提議的防撞系統(tǒng)在一些情況下可能是有用的，但仍需要一種改進(jìn)的和/或替代的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文中的實(shí)施例旨在提供一種輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元，從而消除或至少減少與現(xiàn)有技術(shù)解決方案相關(guān)聯(lián)的問題和/或缺陷和/或提供一種替代的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元。

根據(jù)一種實(shí)施例，提供了一種用于具有自主轉(zhuǎn)向性能的主車的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元，該主車包括主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括用于向該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供重疊扭矩的轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器，該重疊扭矩足以使主車的至少一對(duì)可轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)向，該主車還具有制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)包括與由相應(yīng)車輪懸架懸置的相應(yīng)車輛車輪相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)車輪制動(dòng)器，該主車還包括用于獲取車輛環(huán)境信息的一個(gè)或多個(gè)傳感器及通信裝置，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元包括：

-故障確定裝置，其被布置成用于確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障，

-路徑控制器，其被布置成基于從傳感器接收到的信息和經(jīng)由該通信裝置接收到的信息中的至少一種產(chǎn)生用于該主車的即將出現(xiàn)的路徑，

該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成，一旦確定故障出現(xiàn)在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，就通過(guò)啟動(dòng)至少一個(gè)車輪制動(dòng)器的差動(dòng)制動(dòng)，使該主車沿著該即將出現(xiàn)的路徑轉(zhuǎn)向，其中，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成根據(jù)由于該差動(dòng)制動(dòng)而作用在主車上的偏航扭矩以及源自在制動(dòng)了的可轉(zhuǎn)向車輪上產(chǎn)生的定位扭矩的轉(zhuǎn)向角度而使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向，該定位扭矩由相關(guān)的車輪懸架主銷偏距所導(dǎo)致。

由于該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成根據(jù)由于該差動(dòng)制動(dòng)而作用在主車上的偏航扭矩以及源自在制動(dòng)了的可轉(zhuǎn)向車輪上產(chǎn)生的定位扭矩的轉(zhuǎn)向角度而使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向，該定位扭矩由相關(guān)的車輪懸架主銷偏距所導(dǎo)致，當(dāng)在主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的故障已經(jīng)發(fā)生時(shí)，可遵循用于該主車的即將出現(xiàn)的路徑。該偏航扭矩和該主銷偏距可由此一起用于控制該主車。因此，涉及單一車輪的制動(dòng)的差動(dòng)制動(dòng)可被用于控制該車輛。與在制動(dòng)行為期間必須同時(shí)控制一對(duì)車輪的情況相比，這允許以經(jīng)濟(jì)上更為有效且更為不復(fù)雜的方式進(jìn)行車輛控制。然而，在一些應(yīng)用中，可使用與兩個(gè)差動(dòng)制動(dòng)的車輪有關(guān)的主銷偏距。

該主銷偏距已被證明是一種用于在沿著該即將出現(xiàn)的路徑的轉(zhuǎn)向行為期間橫向控制該主車的有效工具。因此，當(dāng)確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中已經(jīng)發(fā)生故障時(shí)，不需要使用雙轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器或其它多余的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

本文中的實(shí)施例同樣旨在提供一種沒具有上述問題或缺陷的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和/或提供一種替代的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

根據(jù)一種實(shí)施例，提供了一種輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括主 車車輪、車輪懸架和車輪制動(dòng)器，其中，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括根據(jù)本文中所述實(shí)施例所述的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元。

由于該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括根據(jù)本文中所述的實(shí)施例所述的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元，因此該系統(tǒng)可被用于當(dāng)確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障時(shí)控制車輛。

根據(jù)一些實(shí)施例，該主銷偏距為正的。利用正主銷偏距，可在差動(dòng)制動(dòng)期間實(shí)現(xiàn)該主車的相對(duì)大的橫向位移。因此，允許該路徑控制器更為自由地產(chǎn)生該即將出現(xiàn)的路徑。由此增強(qiáng)了安全性，這是因?yàn)榭僧a(chǎn)生“更為優(yōu)化的”路徑，即一種允許該主車安全停止而并不干擾外部物體或不存在道路偏離的路徑。

該主銷偏距的大小應(yīng)該是足夠大的，使得它有助于曲率，用于通過(guò)制動(dòng)一個(gè)前輪來(lái)控制該轉(zhuǎn)向角度。通過(guò)制動(dòng)前輪，通過(guò)從制動(dòng)力所感生的偏航扭矩以及還通過(guò)由該主銷偏距和該制動(dòng)力所導(dǎo)致的所產(chǎn)生的前轉(zhuǎn)向角度來(lái)控制該車輛的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)一些實(shí)施例，該主銷偏距為至少10毫米，優(yōu)選地為至少20毫米，更為優(yōu)選地為至少30毫米。

由于該主銷偏距為至少10毫米，優(yōu)選地為至少20毫米，更為優(yōu)選地為至少30毫米，因此可以更為自由且更為獨(dú)特的方式控制該主車的橫向位移。如果該主銷偏距過(guò)小，則該車輛在可實(shí)現(xiàn)多大曲率方面具有物理限制。

根據(jù)一些實(shí)施例，該主銷偏距被選擇成是足夠大的，以便在被差動(dòng)制動(dòng)的主車車輪上產(chǎn)生后束作用。由于該主銷偏距被選擇成是足夠大的，以便在被差動(dòng)制動(dòng)的主車車輪上產(chǎn)生后束作用，因此可以更為自由且更為獨(dú)特的方式控制該主車的橫向位移。車輪的差動(dòng)制動(dòng)將致使車輪向外轉(zhuǎn)動(dòng)，如在駕駛方向中所見。該作用提供了一種連同上述偏航扭矩一起的該側(cè)向運(yùn)動(dòng)的顯著的疊加作用。

根據(jù)一些實(shí)施例，該車輪懸架包括雙叉形件。利用雙叉形件型的車輪懸架，可以相對(duì)簡(jiǎn)單且有效的方式實(shí)現(xiàn)后束作用。此外，底盤和懸架可被設(shè)計(jì)成，使得例如與外傾角、主銷傾角有關(guān)的不同方面可被優(yōu)化。這也提供了相對(duì)剛硬且有效的懸架。

根據(jù)一些實(shí)施例，該主銷偏距為負(fù)或基本為零。由于該主銷偏距為負(fù)或基本為零，因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和/或車輪懸架的設(shè)計(jì)可被更為自由地進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果該主銷偏距為負(fù)或基本為零，則該轉(zhuǎn)向角度的作用抵消了該側(cè)向運(yùn)動(dòng)。然而，由于由差動(dòng)制動(dòng)所導(dǎo)致的感生偏航扭矩，導(dǎo)致該主車將轉(zhuǎn)動(dòng)。該路徑的曲率在一些應(yīng)用中將是適度但足夠大的。

根據(jù)一些實(shí)施例，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向角度控制裝置，該轉(zhuǎn)向角度控制裝置被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度。由于該系統(tǒng)包括被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度的轉(zhuǎn)向角度控制裝置，因此也可用負(fù)的或基本為零的主銷偏距有效地控制該主車。

根據(jù)一些實(shí)施例，該轉(zhuǎn)向角度控制裝置包括被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度的摩擦元件和彈簧中的至少一個(gè)。由于該轉(zhuǎn)向角度控制裝置包括被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度的摩擦元件和彈簧中的至少一個(gè)，因此與不存在摩擦元件和/或彈簧的情況相比，用于該主車的確定路徑可具有增大的曲率。由于摩擦元件和彈簧中的至少一個(gè)而在該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中導(dǎo)致的“固有摩擦力和/或力”將抵消前束作用，即差動(dòng)制動(dòng)的方向盤向內(nèi)的轉(zhuǎn)向(如在行駛方向中所見)。在一些應(yīng)用中，車輛駕駛員應(yīng)該仍舊能夠通過(guò)使用方向盤手動(dòng)地接管控制，所以摩擦力必須允許該車輛駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。隨后通過(guò)僅來(lái)自制動(dòng)內(nèi)部車輪所感生的偏航扭矩控制該車輛的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。如果朝向“右側(cè)方向”控制該主車，則內(nèi)部車輪為位于主車的右側(cè)上的車輪，反之亦然。

本文中的實(shí)施例也旨在提供一種沒有上述問題或缺陷的車輛和/或提供一種替代車輛。

根據(jù)一種實(shí)施例，提供了一種車輛，其中，該車輛包括根據(jù)本文中所述實(shí)施例所述的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元或輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。由于該車輛包括根據(jù)本文中所述實(shí)施例所述的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元或輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因此當(dāng)在主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中已經(jīng)發(fā)生故障時(shí)，可遵循用于該主車的即將出現(xiàn)的路徑。該偏航扭矩和該主銷偏距由此一起用于控制該主車。

因此，提供一種車輛，從而消除或至少減少與現(xiàn)有技術(shù)解決方案相關(guān)聯(lián)的問題和/或缺陷，和/或提供一種用于輔助轉(zhuǎn)向的替代方法。

本文中的實(shí)施例還旨在提供一種不具有上述問題或缺陷的用于主車的輔助轉(zhuǎn)向的方法。

根據(jù)一種實(shí)施例，提供了一種用于具有自主轉(zhuǎn)向性能的主車的輔助轉(zhuǎn)向的方法，該主車包括主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)帶有用于向該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供重疊扭矩的轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器，該重疊扭矩足以使主車的至少一對(duì)可轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)向，該主車還具有制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)包括與由相應(yīng)車輪懸架懸置的相應(yīng)車輛車輪相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)車輪制動(dòng)器，該主車還包括用于獲取車輛環(huán)境信息的一個(gè)或多個(gè)傳感器及通信裝置，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元包括故障確定裝置，其被布置成用于確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障；以及路徑控制器，其被布置成基于從傳感器接收到的信息和經(jīng)由該通信裝置接收到的信 息中的至少一種產(chǎn)生用于該主車的即將出現(xiàn)的路徑，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成，一旦確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，就通過(guò)啟動(dòng)至少一個(gè)車輪制動(dòng)器的差動(dòng)制動(dòng)，使該主車沿著該即將出現(xiàn)的路徑轉(zhuǎn)向，其特征在于，該方法包括：

-根據(jù)由于該差動(dòng)制動(dòng)而作用在主車上的偏航扭矩，通過(guò)該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向，以及同時(shí)

-根據(jù)源自在制動(dòng)了的可轉(zhuǎn)向車輪上產(chǎn)生的定位扭矩的轉(zhuǎn)向角度，通過(guò)該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向，該定位扭矩由相關(guān)的車輪懸架主銷偏距所導(dǎo)致。

由于該方法包括根據(jù)由于該差動(dòng)制動(dòng)而作用在主車上的偏航扭矩以及源自在制動(dòng)了的可轉(zhuǎn)向車輪上產(chǎn)生的定位扭矩的轉(zhuǎn)向角度來(lái)控制該差動(dòng)制動(dòng)，該定位扭矩由相關(guān)的車輪懸架主銷偏距所導(dǎo)致，當(dāng)在主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)故障時(shí)，可遵循用于該主車的即將出現(xiàn)的路徑。

由此，提供了一種方法，從而消除或至少減少與現(xiàn)有技術(shù)解決方案相關(guān)聯(lián)的問題和/或缺陷。

附圖說(shuō)明

從下列詳細(xì)描述和附圖將很容易理解本文中的實(shí)施例的各個(gè)方面(包括其具體特征和優(yōu)點(diǎn))，附圖中：

圖1a示出了根據(jù)一些實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖1b示出了根據(jù)一些其它實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖1c示出了根據(jù)又一些其它實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

圖3示出了帶有根據(jù)一些實(shí)施例的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛。

圖4示出了處于道路環(huán)境中的圖3的車輛。

圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在主車側(cè)向位移期間的圖表。

圖6a示出了根據(jù)一些實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖6b示出了根據(jù)一些其它實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖6c示出了根據(jù)又一些其它實(shí)施例的差動(dòng)制動(dòng)。

圖7示出了一種根據(jù)一些實(shí)施例的用于主車的輔助轉(zhuǎn)向的方法。

具體實(shí)施方式

將參考附圖更為充分地描述本文中的實(shí)施例，附圖中示出了一些實(shí)施例。然而，本申請(qǐng)不應(yīng)被解釋為被限制于本文中所提出的實(shí)施例。如本領(lǐng) 域所屬技術(shù)人員很容易理解的那樣，示例性實(shí)施例的公開特征可被組合起來(lái)。遍及全文，相同的標(biāo)記指代相同的元件。

為了簡(jiǎn)潔和/或清晰起見，將無(wú)需描述眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)。

圖1a從上面示出了一種處于下列情況中的主車50，在該情況中，未示出的車輪制動(dòng)器被在車輛50的左后輪上啟動(dòng)。該制動(dòng)以表示左后輪和地面之間的制動(dòng)力的箭頭示出。在圖1a中，僅制動(dòng)該左后輪。僅一個(gè)或一些車輛車輪制動(dòng)器為了在主車50上產(chǎn)生偏航扭矩的啟動(dòng)被稱為差動(dòng)制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)該左后輪時(shí)，主車50的前部將在圖1a中作為偏航扭矩的函數(shù)向左轉(zhuǎn)。

圖1b示出了當(dāng)制動(dòng)左后車輪和左前車輪時(shí)的主車50。同樣，該情況也被稱為差動(dòng)制動(dòng)，并且當(dāng)將車輪制動(dòng)施加到位于左側(cè)的車輪時(shí)，車輛50的前部將轉(zhuǎn)向制動(dòng)側(cè)。圖1c類似于圖1b的情況，但這里將推進(jìn)扭矩作用在前輪上。通過(guò)使用牽引和/或制動(dòng)的組合，暗示可增大主車曲率的縱向輪胎力的不同信號(hào)出現(xiàn)。主車50的減速度也將是低的。根據(jù)一些實(shí)施例，可以制動(dòng)主車50的三個(gè)車輪。當(dāng)主車50的左側(cè)和右側(cè)上的縱向輪胎力不同時(shí)，產(chǎn)生偏航扭矩。如果在左側(cè)和右側(cè)上的制動(dòng)力不同，則這被稱為差動(dòng)制動(dòng)。

圖2示出了車輛車輪10和主車車輪懸架30。圖2的左側(cè)部分示出了車輪10的側(cè)視圖。前進(jìn)方向(即當(dāng)在路面或類似物上駕駛車輛時(shí)車輪10在表面S上滾動(dòng)的方向)由箭頭F表示。車輪10的水平軸線用H表示，垂直中心軸線用V表示并且車輪的旋轉(zhuǎn)軸線用R表示。

在圖2的左側(cè)部分中示出了后傾角度11。后傾角度11為介于垂直軸線V和主銷軸線13之間的角度。主銷軸線13也可被稱為轉(zhuǎn)向軸線或樞轉(zhuǎn)軸線。主銷軸線13穿過(guò)上球接頭的中心15行進(jìn)到下球接頭的中心17。在圖2a中，示出了第一上球接頭位置15a和第二上球接頭位置15b。在圖2中，示出了正后傾角度。同樣示出了機(jī)械拖距19。該機(jī)械拖距19為介于主銷軸線13與地面的交叉點(diǎn)與垂直中心軸線V之間的距離。

在圖2的右側(cè)部分中，車輪10被示出為如沿水平軸線H所見。示出了第一上球接頭位置15a和第二上球接頭位置15b。在圖2的右側(cè)部分中，也示出了主軸長(zhǎng)度21、主銷傾角度23和車輪偏移量25。示出了主銷偏距(scrub radius)27。該主銷偏距27在前視圖(即圖2的視圖)中為介于主銷軸線13和車輪的接觸印痕的中心之間的距離。該車輪的接觸印痕的中心與垂直軸線V重合。圖2中所示的主銷偏距27為負(fù)的，即它從垂直軸線V向外延伸。

圖3示出了具有四個(gè)車輪10和車輪懸架30的主車50。為了清晰起見，僅示出一個(gè)車輪制動(dòng)器32，所有車輪10均可包括車輪制動(dòng)器32，例如如 果是盤式和鼓式的情況下。同樣示出了前軸34。主車50包括被布置成允許車輛駕駛員以已知方式使主車50轉(zhuǎn)向的主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

主車50包括被布置成用于差動(dòng)制動(dòng)車輪制動(dòng)器32中的一個(gè)或多個(gè)的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36。輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36包括輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元40。該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元40可被布置成單獨(dú)單元，該單獨(dú)單元被布置成控制該車輛50的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36。該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元40也可被布置成該車輛50的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36的組成部分。

故障確定裝置41被布置成用于確定在主車50的主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障?？衫缤ㄟ^(guò)來(lái)自EPAS或與EPAS相關(guān)的轉(zhuǎn)向和/或診斷單元的故障信號(hào)來(lái)檢測(cè)故障。故障也可由介于假定主車50所具有的轉(zhuǎn)向角度和主車50實(shí)際具有的轉(zhuǎn)向角度之間的差確定。故障也可以其它方式確定。例如如果主車50的實(shí)際運(yùn)動(dòng)和/或偏航速率不同于計(jì)算值，即可確定故障。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36的該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元40和/或其它部分可包括至少一個(gè)處理單元。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理單元被用于在若干個(gè)不同的車輛系統(tǒng)中進(jìn)行處理。一些處理單元可專用于特定的處理任務(wù)。這一個(gè)或多個(gè)處理單元可以是執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序/軟件的指令的中央處理器，這些指令當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，該中央處理器實(shí)施基本的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和輸入/輸出操作。

在一些實(shí)施例中，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元40被連接到被包括在主車50中的導(dǎo)航系統(tǒng)，用戶可向該導(dǎo)航系統(tǒng)輸入優(yōu)選的主車路線。這種導(dǎo)航系統(tǒng)可包括定位裝置，該定位裝置可確定車輛位置和行進(jìn)方向。例如經(jīng)由基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)或經(jīng)由地圖匹配和指南針，該車輛定位系統(tǒng)可確定主車位置和行駛方向。

主車50可具有自主轉(zhuǎn)向性能。在這種實(shí)施例中，主車50包括自主駕駛裝置、傳感器和通信單元。主車50可隨后被稱之為自主車輛。該自主駕駛裝置允許沿途或道路自主地駕駛該車50。該自主駕駛裝置通常包括電子/機(jī)械控制裝置，其被布置成至少部分地基于從傳感器接收到的信息來(lái)控制主車50的轉(zhuǎn)向和速度。該自主駕駛裝置連接到該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使得該自主駕駛裝置可直接或間接地控制主車50的車輪10中的至少一些的方向。因此，可調(diào)節(jié)例如主車50的偏航速率，使得根據(jù)來(lái)自該自主駕駛裝置的輸入來(lái)調(diào)節(jié)主車50的行駛方向。該自主駕駛裝置也連接到主車發(fā)動(dòng)機(jī)和包括車輪制動(dòng)器32的主車制動(dòng)系統(tǒng)。

因此，該自主駕駛裝置可直接或間接地控制主車50的加速度或減速度。該自主駕駛裝置可例如通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度來(lái)增大主車速度，并通過(guò)電機(jī) 制動(dòng)或通過(guò)啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)車輪制動(dòng)器32來(lái)降低主車速度。該自主駕駛裝置可例如被連接到ABS(防抱死制動(dòng)系統(tǒng))，使得一個(gè)或多個(gè)車輪制動(dòng)器32可被選擇性地啟動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，主車50包括可提供一些自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛功能的多個(gè)車輛子系統(tǒng)。這種子系統(tǒng)的示例為：自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道偏離控制系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)、一些通信系統(tǒng)、一些導(dǎo)航系統(tǒng)、超聲波傳感器系統(tǒng)、紅外攝像頭系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、安全道路列車系統(tǒng)、自主停車系統(tǒng)等。

主車50的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以是一個(gè)或多個(gè)攝像頭傳感器、一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)激光雷達(dá)傳感器。傳感器可被布置在主車50中/上的任何位置，從該位置來(lái)檢測(cè)車輛環(huán)境都是可能的。

主車50可還包括通信單元。該通信單元可包括接收器，該接收器從諸如周圍車輛之類的至少一個(gè)外源接收信號(hào)，并將它們轉(zhuǎn)換成信息，例如與在前車輛速度、加速度、制動(dòng)、車道選擇、狀態(tài)、行進(jìn)方向等有關(guān)的實(shí)時(shí)信息。該接收器也可被配置成與呈基礎(chǔ)設(shè)施形式的外源通信，該基礎(chǔ)設(shè)施例如為遠(yuǎn)程服務(wù)器/云服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、和/或路邊單元。該通信單元也可包括發(fā)射器，其將例如與主車速度、加速度、制動(dòng)、車道選擇、狀態(tài)、行進(jìn)方向等有關(guān)的實(shí)時(shí)主車信息轉(zhuǎn)化成信號(hào)(例如電子信號(hào)和/或由電磁波承載的信號(hào))。因此，主車50的信息可被分配到其它車輛和/或諸如遠(yuǎn)程服務(wù)器/云服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和/或路邊單元之類的基礎(chǔ)設(shè)施。任何適當(dāng)?shù)姆绞骄捎糜谠谥鬈?0和其它車輛或基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信，例如根據(jù)諸如全球數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)(GSM)、寬頻無(wú)線通訊技術(shù)(3G)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)和/或無(wú)線局域網(wǎng)(WIFI)標(biāo)準(zhǔn)和/或衛(wèi)星通信信號(hào)中的任一種標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電信號(hào)。

路徑控制器42連接到上述處理單元、傳感器和/或通信裝置。由此向該路徑控制器42提供從傳感器接收到的信息和經(jīng)由該通信裝置接收到的信息。該路徑控制器42被布置成基于傳感器信息和/或通信信息產(chǎn)生用于主車50的即將出現(xiàn)的路徑。

所產(chǎn)生的即將出現(xiàn)的路徑為主車50應(yīng)該遵循以安全停止的合適路徑或軌跡。當(dāng)產(chǎn)生該路徑時(shí)，由此要注意避免位于主車50的前方的任何固定的或移動(dòng)的物體。也要注意主車50所行進(jìn)的道路，并且在可能的情況下也注意該道路附近的道路環(huán)境。

根據(jù)一些實(shí)施例，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)36包括轉(zhuǎn)向角度控制裝置44，其被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度。該轉(zhuǎn)向角度控制裝置44包括被布置成在差動(dòng)制動(dòng)期間保持當(dāng)前方向盤角度的摩擦元件、諸如預(yù)應(yīng)力彈簧之類 的彈性元件。利用這種轉(zhuǎn)向角度控制裝置44，可以獲得較大的曲率，即同樣當(dāng)該主銷偏距為負(fù)或基本為零時(shí)，可使主車50轉(zhuǎn)向以遵循所產(chǎn)生的具有較小半徑的路徑。

圖4示出了處于道路環(huán)境中的主車50。在位置A中，通過(guò)該故障確定裝置確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障。如果不需要采取行動(dòng)，即如果沒有啟動(dòng)對(duì)于該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的故障的響應(yīng)，則主車50將最可能沿著路徑P’或多或少成直線地繼續(xù)前進(jìn)，直到偏離道路51或路邊52為止。這用位置B予以描述。

在本文中所述的實(shí)施例中，該路徑控制器被布置成基于從傳感器接收到的信息和/或經(jīng)由該通信裝置接收到的信息產(chǎn)生用于主車50的即將出現(xiàn)的路徑P。該路徑P可被稱之為最佳路徑或優(yōu)選路徑，即主車50在不偏離道路51和/或路邊52的情況下能夠遵循的路徑。在一些情況下，如果這被認(rèn)為是最佳路徑，則該路徑可產(chǎn)生包括道路和/或路邊偏離的路徑P。這可能是例如在靠近道路51和/或路邊52的表面是平坦且沒有障礙的情況下的情形。

該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成，一旦確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障，就通過(guò)啟動(dòng)至少一個(gè)車輪制動(dòng)器的差動(dòng)制動(dòng)，而使主車50沿著該即將出現(xiàn)的路徑P轉(zhuǎn)向。在圖4中，使主車50轉(zhuǎn)向到位于路邊52上的位置C。該位置C被視為是用于主車50停止的相對(duì)安全的位置。由于所接收或檢測(cè)到的關(guān)于主車周圍環(huán)境的信息，導(dǎo)致當(dāng)產(chǎn)生路徑P時(shí)，可以考慮移動(dòng)或固定的物體53。

在圖5的上部部分中，示出了一種用于不同主銷偏距的可能的橫向位移，并且在圖5的下部部分中的是作為所示制動(dòng)時(shí)間t的函數(shù)的制動(dòng)力F(t)。

曲率i對(duì)應(yīng)于負(fù)的主銷偏距。該曲率是相對(duì)適度的，其意味著通過(guò)該路徑產(chǎn)生器所產(chǎn)生的路徑的曲率不能大于具有負(fù)的主銷偏距的曲線i，這是由于主車不能遵循這種路徑。在圖5中由曲線ii示出的該情形對(duì)應(yīng)于當(dāng)使用該轉(zhuǎn)向角度控制裝置44時(shí)的負(fù)的或者非常小的主銷偏距。

在具有車輪懸架的實(shí)施例中，其中該主銷偏距為正的并且其大小是“足夠大的”，主車50可遵循所產(chǎn)生的路徑的相對(duì)大的曲率。該主銷偏距影響主車遵循所產(chǎn)生的路徑的可能性。同樣由于諸如車輪懸架設(shè)計(jì)之類的其它因素影響了主車遵循所產(chǎn)生的路徑的可能性，導(dǎo)致必須例如根據(jù)主車所配備的車輪懸架的種類來(lái)設(shè)計(jì)和/或選擇該主銷偏距的大小。

針對(duì)該主銷偏距的“足夠大”由此對(duì)于不同主車和/或車輪懸架而言是不同的。在一些實(shí)施例中，該主銷偏距應(yīng)該是足夠大的，從而能夠通過(guò)制 動(dòng)一個(gè)前輪來(lái)控制該轉(zhuǎn)向角度。在一些實(shí)施例中，至少為10毫米的主銷偏距足夠允許主車遵循所需數(shù)量的所產(chǎn)生的路徑。在一些實(shí)施例中，主銷偏距為至少20毫米，并且在一些實(shí)施例中，該主銷偏距為至少30毫米。

圖5中的曲線iii示出了在具有正主銷偏距的情況下所能夠遵循的路徑。主車的側(cè)向運(yùn)動(dòng)隨后由從一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)內(nèi)輪所感生的偏航扭矩及轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行控制。這可在上述三個(gè)示例之間給出最大曲率。

圖6示出了對(duì)應(yīng)于圖5中的曲線i、ii和iii的車輪角度。圖6a中的車輪角度是當(dāng)主車被差動(dòng)地制動(dòng)時(shí)的正主銷偏距的結(jié)果，并導(dǎo)致出現(xiàn)圖5中的曲線iii。車輪被迫朝向差動(dòng)制動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)向。這也被稱之為后束作用。

圖6b示出了當(dāng)差動(dòng)制動(dòng)時(shí)且具有負(fù)的或非常小的主銷偏距的主車車輪。在圖6b的實(shí)施例中，彈簧和/或彈性元件被附接到車輪懸架，從而迫使車輪并不向左或向右轉(zhuǎn)。該情形對(duì)應(yīng)于圖5的曲線ii。圖6c示出了當(dāng)差動(dòng)制動(dòng)時(shí)且具有負(fù)的或非常小的主銷偏距的主車車輪。該情形對(duì)應(yīng)于圖5的曲線i。

圖7示出了一種用于具有自主轉(zhuǎn)向性能的主車的輔助轉(zhuǎn)向的方法100，主車包括主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)帶有用于向該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供重疊扭矩的轉(zhuǎn)向啟動(dòng)器，該重疊扭矩足以使至少一對(duì)主車可轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)向。主車還具有制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)包括與由相應(yīng)車輪懸架懸置的相應(yīng)車輛車輪相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)車輪制動(dòng)器。

主車還包括用于獲取車輛環(huán)境信息的一個(gè)或多個(gè)傳感器及通信裝置，該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元包括被布置成用于確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障的故障確定裝置及路徑控制器。該路徑控制器被布置成基于從傳感器接收到的信息和經(jīng)由該通信裝置接收到的信息中的至少一種產(chǎn)生用于主車的即將出現(xiàn)的路徑。

該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單元被布置成，一旦確定在該主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在故障就通過(guò)啟動(dòng)至少一個(gè)車輪制動(dòng)器的差動(dòng)制動(dòng)，使主車沿該即將出現(xiàn)的路徑轉(zhuǎn)向。

該方法100包括：

-根據(jù)由于該差動(dòng)制動(dòng)而作用在主車上的偏航扭矩，通過(guò)該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向101，以及同時(shí)

-根據(jù)源自在制動(dòng)的可轉(zhuǎn)向車輪上產(chǎn)生的定位扭矩的轉(zhuǎn)向角度，通過(guò)該輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使該差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向102，其中，該定位扭矩由相關(guān)的車輪懸架主銷偏距所導(dǎo)致。