УСТРОЙСТВО СОДЕЙСТВИЯ ПРИ МАНЕВРАХ ПРИЧАЛИВАНИЯ К ПЛАТФОРМЕ
DEVICE TO ASSIST WITH MANOEUVRES FOR PARKING ALONGSIDE PLATFORM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к автотранспортному средству, содержащему устройство содействия при маневрах причаливания к платформе.
Изобретение относится к любому типу транспортного средства с шарнирными колесными осями, в частности, к общественному транспортному средству типа автобуса, содержащему устройство, которое помогает водителю во время маневров подъезда и отъезда от платформы таким образом, чтобы транспортное средство не входило в столкновение с окружающей его средой и чтобы оно находилось как можно ближе к платформе в конце маневра подъезда.
Уровень техники
Как известно, в частности, в области специальных автотранспортных средств, например, в области лесовозов, транспортные средства оборудуют направляющими колесными осями, которыми может управлять водитель во время сложных маневров. Обычно устройством этого типа управляет при помощи дистанционного пульта водитель, который покидает водительскую кабину, чтобы управлять различными перемещениями колесных осей снаружи транспортного средства.
Следовательно, устройство этого типа не подходит для вождения в городских условиях, где водителю опасно покидать свое водительское место.
Как известно также, автотранспортные средства оснащают различными датчиками или камерами, оказывающими водителю помощь во время сложных маневров и предоставляющими ему самую разную визуальную или звуковую информацию, касающуюся, в частности, присутствия, положения и расстояния до препятствий, находящихся вокруг его транспортного средства.
Иногда эти датчики или камеры связаны с электронным вычислительным блоком для автоматического управления передней осью транспортного средства.
Так, существуют устройства предупреждения столкновения и устройства коррекции траектории, которые действуют на передний механизм управления транспортного средства на высокой скорости, чтобы избегать ДТП.
Известны также устройства предупреждения столкновения и устройства коррекции траектории для транспортных средств, колеса задней оси которых можно слегка поворачивать под углом поворота, абсолютное значение которого обычно меньше 2°. Этот очень ограниченный угол поворота не обеспечивает содействия водителю при маневрах причаливания на низкой скорости.
Вместе с тем не существует датчиков, связанных с электронным вычислительным блоком для автоматического управления задней осью автотранспортного средства с целью оказания содействия водителю при маневрах на низкой скорости, в частности при маневрах причаливания к платформе.
Действительно, маневры причаливания общественного автотранспортного средства у платформы чаще всего являются сложными в условиях города. С учетом присутствия пешеходов, которые могут находиться в зонах, предназначенных для автобуса, неправильно припаркованных автомобилей, часто оставляемых в этих зонах у автобусных остановок, или различных городских препятствий, водителю иногда трудно осуществлять маневры подъезда к платформе и отъезда от нее таким образом, чтобы транспортное средство на входило в столкновение с окружающей его средой и чтобы оно находилось как можно ближе к платформе в конце маневра подъезда.
Раскрытие сущности изобретения
В связи с этим настоящее изобретение призвано преодолеть недостатки известных решений и предложить новое автотранспортное средство, содержащее устройство содействия при маневрах причаливания к платформе.
Это устройство содействия при включении работает автоматически. Таким образом, во время маневров причаливания к платформе водитель не занимается устройством содействия после его включения. Водитель ведет свое транспортное средство как обычно, управляя передней направляющей осью классически при помощи рулевого колеса, тогда как заявленное устройство содействия ориентирует без какого-либо участия водителя заднюю ось, которая изменена таким образом, чтобы стать направляющей.
Согласно изобретению, колеса задней оси можно поворачивать на угол, абсолютное значение которого превышает 2°, например, превышает 10°, предпочтительно превышает 20° и еще предпочтительнее превышает 30°.
Тот факт, что задняя ось является направляющей, позволяет автотранспортному средству осуществлять маневры причаливания на более коротком расстоянии, что является преимуществом, когда у автобусных остановок выделенные зоны для общественного транспорта имеют небольшие размеры.
Это позволяет также приблизить заднюю часть транспортного средства как можно ближе к платформе во время маневров подъезда, чтобы транспортное средство было одновременно как можно ближе и строго параллельно к платформе. Это имеет особенно большое значение в области общественных транспортных средств, которые могут перевозить пассажиров в инвалидных колясках, пассажиров с детскими колясками или с сумками на колесиках.
Другим объектом настоящего изобретения является также способ причаливания к платформе для автотранспортного средства, оснащенного заявленным устройством содействия.
Первым объектом изобретения является автотранспортное средство, содержащее передние колеса, установленные на передней направляющей оси, задние колеса, установленные на задней оси, и устройство содействия при маневрах причаливания к платформе, причем задняя ось является направляющей и оснащена механизмом управления, при этом устройство содействия выполнено с возможностью работать в дорожном режиме или в режиме причаливания и, согласно первому варианту осуществления, содержит следующие средства:
AR
- направляющее устройство управления, выполненное с возможностью задавать угол поворота А задних колес;
ARquai
- датчик расстояния, предусмотренный на задней части транспортного средства для измерения расстояния D от задней части транспортного средства до платформы;
в котором:
AR
AV
- в дорожном режиме задние колеса либо являются прямыми, либо направляющее устройство управления задает их угол поворота Ав зависимости от угла поворота А передних колес;
AV
- в режиме причаливания направляющее устройство управления задает угол поворота задних колес в зависимости от расстояний, измеряемых датчиком расстояния, и от угла поворота А передних колес.
Таким образом, устройство содействия управляет поворотом задних колес полностью автоматически, что позволяет оптимизировать и облегчить различные маневры, осуществляемые водителем во время причаливания к платформе.
Согласно второму варианту осуществления изобретения, устройство содействия дополнительно содержит следующие средства:
AVquai
- датчик расстояния, предусмотренный на передней части для измерения расстояния D от передней части транспортного средства до платформы;
AVenv
- датчик расстояния, предусмотренный на задней части транспортного средства для измерения расстояния D от задней части транспортного средства до других препятствий окружающей среды:
в котором:
AR
AV
- в дорожном режиме задние колеса либо являются прямыми, либо направляющее устройство управления задает их угол поворота Ав зависимости от угла поворота А передних колес;
AV
- в режиме причаливания направляющее устройство управления задает угол поворота задних колес в зависимости от расстояний, измеряемых датчиками расстояния, и в зависимости от угла поворота А передних колес.
Таким образом, благодаря дополнительным датчикам расстояния, устройство содействия управляет поворотом задних колес еще более оптимизированно для облегчения различных маневров, производимых водителем во время причаливания к платформе.
AVenv
Согласно примеру осуществления изобретения, устройство содействия дополнительно содержит датчик расстояния, предусмотренный на передней части транспортного средства для измерения расстояния D от передней части транспортного средства до других препятствий окружающей среды.
Согласно другому примеру осуществления изобретения, задние колеса могут быть повернуты на угол, абсолютное значение которого превышает 10°, предпочтительно превышает 20° и еще предпочтительнее превышает 30°. Этот угол поворота, намного превышающий угол поворота существующих задних направляющих осей, позволяет оптимизировать различные маневры причаливания по сравнению с известными транспортными средствами.
AR
Согласно примеру осуществления изобретения, в дорожном режиме направляющее устройство управления задает угол поворота А задних колес таким образом, чтобы задние колеса сначала были прямыми, затем, при превышении определенного угла поворота передних колес, задние колеса поворачиваются пропорционально и линейно относительно команды поворота, получаемой передними колесами.
VAR
Согласно дополнительному примеру осуществления изобретения, в дорожном режиме задняя ось является неподвижной с прямыми задними колесами, когда скорость транспортного средства превышает максимальную скорость дорожного режима S. Это позволяет избегать любого риска опасного поведения транспортного средства, когда оно движется с определенной скоростью.
MAXaccostage
AV
SortieAccostage
Согласно примеру осуществления изобретения, устройство содействия автоматически переходит из режима причаливания в дорожный режим, когда скорость транспортного средства превышает максимальную скорость V для причаливания или когда угол поворота А передних колес превышает угол α поворота при выходе из причаливания. Это позволяет избегать любого риска опасного поведения транспортного средства, когда оно движется с определенной скоростью.
AV
AR
Согласно другому примеру осуществления изобретения, устройство содействия содержит датчики, позволяющие измерять угол поворота А передних колес и угол поворота А задних колес. Эти датчики позволяют получать данные, необходимые для работы устройства содействия, в частности, в дорожном режиме.
AV
Согласно этому примеру осуществления изобретения, когда передняя ось содержит блок управления, угол поворота А передних колес можно измерять при помощи датчика угла, соединенного с этим блоком управления.
AR
AR
Точно так же, когда направляющее устройство управления содержит привод с подвижным штоком, поворота А задних колес можно измерять при помощи датчика положения, соединенного с приводом направляющего устройства управления, при этом угол поворота А задних колес вычисляют в зависимости от положения штока привода.
Согласно примеру осуществления изобретения, датчики расстояния предусмотрены на правой стороне транспортного средства, в частности, в случае когда транспортное средство предусмотрено для правостороннего движения.
Согласно другому примеру осуществления изобретения, датчики расстояния, предусмотренные на передней части транспортного средства, расположены перед передними колесами, датчик расстояния до платформы, предусмотренный на задней части транспортного средства, расположен перед задними колесами, и задний датчик окружающей среды расположен сзади задних колес. Это позволяет расположить датчики как можно ближе к препятствиям, которые они должны обнаруживать.
Согласно дополнительному примеру осуществления изобретения, информация о расстоянии спереди и сзади, поступающая в датчики расстояния, передается водителю визуальным способом, что помогает ему при вождении.
Согласно примеру осуществления изобретения, устройство содействия содержит переключатель режима причаливания/дорожного режима, который при его приведении в действие переводит устройство содействия из дорожного режима в режим причаливания и наоборот.
Согласно этому примеру осуществления изобретения, водитель может приводить в действие переключатель режима причаливания/дорожного режима вручную при помощи кнопки, предусмотренной в водительской кабине транспортного средства.
Переключатель режима причаливания/дорожного режима может быть также приведен в действие посредством бесконтактного диалога между инфраструктурой и транспортным средством. Таким образом, водителю нет необходимости самому приводить в действие переключатель режима причаливания/дорожного режима, так как это происходит автоматически, например, когда транспортное средство подъезжает к платформе или отъезжает от платформы, оборудованной устройством бесконтактного диалога с транспортным средством.
MAXaccostage
Согласно примеру осуществления изобретения, переключатель режима причаливания/дорожного режима не позволяет переводить устройство содействия из дорожного режима в режим причаливания, пока транспортное средство движется со скоростью, превышающей максимальную скорость V для причаливания. Это позволяет избежать любого опасного поведения транспортного средства, когда оно движется на определенной скорости.
Согласно примеру осуществления изобретения, устройство содействия содержит также бортовой вычислительный блок, который управляет направляющим устройством управления задней оси.
AV
AR
Этот бортовой вычислительный блок соединен, например, с датчиками расстояния, с датчиками, позволяющими измерять угол поворота А передних колес и угол поворота А задних колес, и с переключателем режима причаливания/дорожного режима.
Бортовой вычислительный блок может содержать память, в которой записаны математические формулы, используемые устройством содействия для управления углом поворота задних колес в дорожном режиме и в режиме причаливания, а также значения констант, используемых в этих формулах.
Объектом настоящего изобретения является также способ причаливания к платформе для описанного выше автотранспортного средства, включающий в себя следующие последовательные этапы:
а) фазу качения, когда транспортное средство движется классически, в которой устройство содействия переключено в дорожный режим и в которой задние колеса являются прямыми или управляются по переднему управлению;
b) фазу подъезда, когда транспортное средство начинает причаливать к платформе, в которой устройство содействия включено в режим причаливания, в которой задние колеса остаются в дорожном режиме, пока передний датчик расстояния не обнаружил платформу, и в которой, когда передний датчик расстояния обнаруживает платформу, устройство содействия управляет задними колесами и поворачивает их таким образом, чтобы задняя ось перемещалась в направлении платформы;
с) фазу остановки, когда транспортное средство причалило к платформе;
d) фазу отъезда, когда транспортное средство отъезжает от платформы, в которой устройство содействия включено в режим причаливания и в которой задние колеса поворачиваются таким образом, чтобы задняя ось перемещалась, удаляясь от платформы;
е) фазу качения, когда транспортное средство движется классически после завершения отъезда от платформы, в которой устройство содействия переведено в дорожный режим и в которой задние колеса являются прямыми или управляются по переднему управлению.
Согласно этому способу причаливания, во время фазы остановки, когда транспортное средство причаливает к платформе, задними колесами можно управлять таким образом, чтобы они были приведены в не повернутое положение. Действительно, это позволяет транспортному средству находиться как можно ближе к платформе, и повернутые колеса иногда могут мешать открыванию боковых дверей указанного транспортного средства.
Этот способ значительно облегчает маневры причаливания для водителя. Устройство содействия автоматически оптимизирует это причаливание, что позволяет, в частности, транспортному средству причаливать параллельно и близко к платформе намного легче, безопаснее и на гораздо более коротком расстоянии, чем в случае классических транспортных средств.
Благодаря изобретению, промежуток между транспортным средством и платформой становится меньше для облегчения посадки в транспортное средство. Поскольку расстояние до платформы контролируется, боковины колес не касаются платформы, что позволяет предупреждать их преждевременный износ.
Точно так же, длина, необходимая для осуществления причаливания, уменьшается, что позволяет транспортному средству причалить, даже если свободное место было бы слишком малым для классического транспортного средства.
Благодаря оптимизации времени и количества маневров, необходимых для причаливания, изобретение позволяет также оптимизировать расход топлива транспортного средства.
Наконец, в соответствии с изобретением датчики обеспечивают визуальное содействие при вождении, которое не зависит от метеоусловий и от видимости.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют неограничивающие примеры и на которых:
на фиг. 1 показан график, иллюстрирующий математическое правило, задающее угол поворота задних колес относительно угла поворота передних колес, когда задняя ось работает в дорожном режиме;
на фиг. 2 представлен схематичный вид, иллюстрирующий автотранспортное средство, оснащенное устройством содействия при маневрах причаливания к платформе согласно первому варианту осуществления изобретения;
на фиг. 3 представлен схематичный вид, иллюстрирующий автотранспортное средство, оснащенное устройством содействия при маневрах причаливания к платформе согласно второму варианту осуществления изобретения;
на фиг. 4-11 показаны схематичные виды, которые иллюстрируют маневры подъезда и отъезда от платформы для автотранспортного средства, оснащенного заявленным устройством содействия, и на которых траектория передней оси показана пунктирной линией.
Осуществление изобретения
Конструктивно и функционально идентичные элементы, показанные на разных фигурах, имеют одинаковое цифровое или буквенно-цифровое обозначение.
Заявленное устройство (1) содействия при маневрах причаливания к платформе (2) предусмотрено для автотранспортного средства (3), содержащего переднюю направляющую колесную ось (4), оборудованную классическим механизмом управления (6), приводимым в действие рулевым колесом транспортного средства (3). Передний механизм управления (6) дополнен блоком управления с гидравлическим усилением переменного действия (не показан).
В дальнейшем тексте описания для удобства использован термин «платформа» для обозначения любого типа бордюра, площадки доступа к транспортному средству или любого другого физического средства, неподвижного или подвижного относительно земли, на котором пассажиры стоят перед посадкой в транспортное средство. Поэтому термин «платформа» не следует рассматривать как ограничивающий, но как относящийся к любому аналогу бордюра.
Предпочтительно заявленное устройство (1) содействия предназначено для общественного транспортного средства (3), например, такого как автобус, но его можно адаптировать для любого типа автотранспортного средства (3).
Заявленное устройство (1) содействия может быть также предусмотрено для обеспечения работы задней колесной оси (5) автотранспортного средства (3) в двух режимах, а именно в дорожном режиме и в режиме причаливания. Согласно изобретению, задняя колесная ось (5) тоже является направляющей и оборудована механизмом (7) управления, но водитель автотранспортного средства (3) ею не управляет. Действительно, задний механизм (7) управления полностью и автоматически управляется заявленным устройством (1) содействия.
Чтобы управлять углом поворота задних колес (9) в двух режимах работы, заявленное устройство (1) содействия содержит направляющее устройство (10) управления задней колесной оси (5). Это направляющее устройство (10) управления содержит привод, предпочтительно в виде гидравлического домкрата, связанного с пропорциональным распределителем, или в виде электрического домкрата.
Обычно в дорожном режиме задние колеса (9) сначала являются прямыми, затем, при превышении определенного угла поворота передних колес (11), задние колеса (9) автоматически поворачиваются пропорционально относительно команды поворота, получаемой передними колесами (11).
Согласно менее предпочтительному варианту изобретения, в дорожном режиме задние колеса (9) все время остаются прямыми, как на классическом транспортном средстве.
Под прямыми колесами следует понимать колеса, которые не являются повернутыми, то есть колеса с углом поворота 0°, соответствующим колесам, ориентированным в продольном направлении транспортного средства.
В режиме причаливания устройство (1) содействия задает угол поворота задних колес (9) в зависимости от расстояния транспортного средства до платформы (2) и до других препятствий окружающей среды.
Далее следует более подробное описание двух режимов работы заявленного устройства (1) содействия.
Дорожный режим
В дорожном режиме задняя колесная ось (5) предусмотрена для нормального движения транспортного средства (3) по дороге (8) при максимальной скорости с соблюдением ограничений скорости в соответствии с правилами дорожного движения. В этом режиме задние колеса (9) согласованы с положением передних колес (11) при помощи математического правила, учитывающего угол поворота передних колес (11). Это математическое правило, управляющее дорожным режимом, показано на фиг. 1.
В дорожном режиме транспортное средство (3) может двигаться со скоростью, значение которой является несовместимым с необходимыми маневрами во время причаливания к платформе (2). Например, хотя это и может быть разрешено правилами дорожного движения, транспортное средство (3) не может причалить к платформе на скорости 50км/час.
AR-debloc
В дорожном режиме задние колеса (9) являются прямыми, пока передние колеса (11) не повернутся в одном или другом направлении сверх определенного угла, обозначаемого как порог разблокировки S, начиная от которого заявленное устройство (1) содействия автоматически поворачивает задние колеса (9) на угол поворота, пропорциональный углу поворота передних колес (11).
AV
AR-debloc
AR
AV
Таким образом, как показано на фиг. 1, когда угол поворота А передних колес (11) достигает порога S, колеса (9) задней оси (5) тоже поворачиваются на угол A, пропорциональный углу поворота А передних колес (11).
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, автоматическое согласование задних колес (9) с передними колесами происходит постепенно, что выражается кривой у перехода между прямым положением задних колес (9) и их согласованным положением поворота. Этот переход получают при помощи правила полиномиального типа 2-й степени.
Ниже представлены математические правила, управляющие дорожным режимом:
AR
Если , то A = 0.
Если , то
Если , то
при:
,
где используемые члены имеют следующие значения:
AV
- A: угол поворота передних колес (11), выраженный в градусах
AV-max
- A: максимальный угол поворота передних колес (11), выраженный в градусах;
AR
- A: угол поворота задних колес (9), выраженный в градусах;
AR-max
- A: максимальный угол поворота задних колес (9), выраженный в градусах;
Tr
- A: диапазон угла для перехода, выраженный в градусах;
AR-debloc
- S: порог разблокировки задних колес (9), выраженный в процентах.
В рамках этого описания считается, что угол поворота 0° для колес соответствует прямым колесам, направленным вдоль продольной оси транспортного средства.
AR-max
Максимальный угол Aзадних колес (9) напрямую зависит от транспортного средства (3) и от его конструкции. Обычно он составляет примерно от -35° до +35°.
AV
AR
AR
Угол поворота А передних колес (11) предпочтительно измеряют при помощи датчика (12) угла, который соединен с блоком (13) управления передней оси (4), тогда как угол поворота А задних колес (9) предпочтительно измеряют при помощи датчика (14) положения, соединенного с приводом направляющего устройства (10) управления для измерения его линейного перемещения. При этом при помощи пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора (ПИД) датчик (14) положения вычисляет угол поворота А задних колес (9) в зависимости от положения штока привода.
AV
AR
Согласно не показанному варианту изобретения, угол поворота А передних колес (11) измеряют при помощи датчика угла, установленного в поворотном шкворне по меньшей мере одного из передних колес (11), тогда как угол поворота А задних колес (9) измеряют при помощи датчика угла, установленного в поворотном шкворне по меньшей мере одного из задних колес (9).
Tr
Диапазон угла при переходе A составляет от 0° до 40°. По умолчанию, он равен 6°, но может быть уточнен эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3).
AR-debloc
AR-debloc
AR-debloc
AR-debloc
Порог разблокировки S задних колес (9) выбирают в зависимости от требуемой степени управления для задней оси (5). Чем меньше этот порог S, тем больше у водителя создается ощущение, что задняя часть транспортного средства (3) «виляет». И наоборот, чем больше этот порог S, тем больше ощущение вождения приближается к ощущению вождения классического транспортного средства, не оснащенного устройством (1) содействия при маневрах причаливания, и тем больше амплитуда движения рулевого колеса. Предпочтительно порог разблокировки S колес (9) выбирают в значении 25%, но он может также, например, превышать 25%, при этом окончательное значение выбирают эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3).
В дорожном режиме задние колеса (9) можно также регулировать при помощи измененного математического правила, учитывающего скорость транспортного средства (3).
AR
vit
Согласно этому измененному математическому правилу, угол поворота А задних колес (9) умножают на коэффициент k, который зависит от скорости транспортного средства, в соответствии со следующими формулами:
AR
AR
vit
A’ = A × k
vit
v
var
v
при: k = max (0; min(1; (P x V)+(-S × p)),
в которых используемые члены имеют следующее значение:
AR
- A: угол поворота задних колес (9), выраженный в градусах и вычисляемый в соответствии с предыдущими математическими правилами;
AR
- A’: угол поворота задних колес (9), выраженный в градусах, с учетом скорости;
AV
- A: угол поворота передних колес (11), выраженный в градусах;
v
- p: крутизна кривой автоматического регулирования по скорости, составляющая от -1 до 0;
VAR
- S: максимальная скорость в дорожном режиме, выраженная в км/час;
- V: скорость транспортного средства, выраженная в км/час.
VAR
VAR
Максимальная скорость S представляет собой максимальную скорость, сверх которой задняя ось (5) является неподвижной с прямыми (0°) задними колесами (9), когда устройство (1) содействия находится в дорожном режиме. Действительно, при превышении определенной скорости транспортного средства (3) считается опасным, чтобы задняя ось (5) была направляющей, так как это может привести к неустойчивости транспортного средства (3) на уровне задней части, когда водитель входит в поворот. По умолчанию, в городе максимальная скорость S в дорожном режиме равна 40 км/час, но ее можно уточнить эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3) с учетом особенностей маршрута, по которому оно должно ехать.
Крутизна кривой автоматического регулирования по скорости составляет от -1 до 0. По умолчанию она равна -0,1, но может быть уточнена эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3).
Режим причаливания
В режиме причаливания задняя ось (5) предусмотрена для облегчения причаливания транспортного средства (3) на низкой скорости у платформы (2). В этом режиме поворотом колес (9) задней оси (5) автоматически управляет заявленное устройство (1) содействия с большим углом, обеспечивающим оптимизацию причаливания транспортного средства (3) у платформы (2).
В режиме причаливания транспортное средство (3) должно двигаться на низкой скорости, совместимой с маневрами, необходимыми для причаливания к платформе (2). Действительно, когда транспортное средство причаливает к платформе, оно обычно движется медленно, чтобы не столкнуться с окружающей средой.
Эта низкая скорость позволяет также обезопасить устройство (1) содействия в случае сбоя в его работе.
Чтобы оптимизировать причаливание транспортного средства (3), заявленное устройство (1) содействия содержит различные датчики, которые позволяют определить место транспортного средства (3) относительно окружающей его среды, в частности, относительно других транспортных средств и относительно платформы (2), к которой водитель намеревается причалить.
Следует заметить, что некоторые платформы не оборудованы специальными бордюрами и что в этом случае роль платформы (2) выполняет тротуар. По этой причине платформа может иметь такую же высоту, что и тротуар, и невозможно различать платформу (2) и тротуар с точки зрения высоты. В случае других платформ (2), наоборот, тротуар может находиться выше или ниже, чем платформа (2).
ARquai
Согласно первому варианту изобретения, представленному на фиг. 2, устройство (1) содействия содержит по меньшей мере один датчик (16) расстояния, находящийся в задней части транспортного средства (3) и специально выполненный с возможностью отслеживания и измерения расстояния D от задней части транспортного средства (3) до платформы (2).
AVenv
ARenv
AVquai
Согласно второму варианту изобретения, представленному на фиг. 3, устройство (1) содействия содержит также по меньшей мере один датчик (17) расстояния, находящийся спереди, и по меньшей мере один датчик (18) расстояния, находящийся сзади, при этом каждый из них выполнен с возможностью отслеживать и измерять расстояние D, D до других препятствий окружающей среды (автомобили, пешеходы и т.д.). Согласно этому второму варианту изобретения, устройство (1) содействия содержит также по меньшей мере один датчик (15) расстояния, установленный на передней части транспортного средства (3) и специально выполненный с возможностью отслеживания и измерения расстояния D до платформы (2) спереди транспортного средства (3).
Датчик (17) расстояния до окружающей среды спереди может быть факультативным, так как заявленное устройство (1) содействия не учитывает это расстояние при управлении поворотом задних колес (9), и водитель не нуждается в этой информации, если видимость является хорошей, так как он может сам оценить это расстояние из своей кабины.
В этих двух вариантах осуществления датчики расстояния (15, 16, 17, 18) могут быть любого типа. Так, речь может идти о радарах, лазерах, инфракрасных, ультразвуковых или оптических устройствах, таких как камеры.
Точно так же в этих двух вариантах кроме измерения расстояния между платформой (2) и транспортным средством (3), датчики (15, 16) расстояния до платформы могут быть также выполнены с возможностью измерения высоты препятствий, в частности, высоты платформы (2). Это позволяет, например, в случае средств общественного транспорта, регулировать высоту транспортного средства (3) в зависимости от высоты платформы (2), чтобы пол транспортного средства (3) находился на одном уровне с платформой (2).
Так, можно использовать датчики (15, 16) расстояния до платформы или другие специальные датчики для измерения высоты платформы, чтобы транспортное средство (3) могло регулировать свою высоту и/или при необходимости выдвинуть рампу с целью облегчения посадки или высадки пассажиров. Это регулирование высоты транспортного средства (3) осуществляют, например, действуя на его подвески. Регулирование высоты транспортного средства (3) может быть автоматическим во время фазы остановки транспортного средства (3), или его могут производить вручную водитель или пассажиры, например, при помощи кнопки, находящейся снаружи транспортного средства и доступной для человека, сидящего в инвалидной коляске.
AVquai
AVenv
В случае второго варианта изобретения датчики (15, 17) расстояния, установленные на передней части транспортного средства (3), кроме измерения расстояния D от передней части транспортного средства (3) до платформы (2) и расстояния D от передней части транспортного средства (3) до других препятствий окружающей среды с целью оптимизированного управления поворотом задних колес (9), обеспечивают также помощь водителю при вождении. Действительно, посредством постепенного получения информации, предпочтительно визуальной информации, водитель может оптимизировать расположение передних колес (11), которыми он управляет при помощи рулевого колеса транспортного средства (3).
AR
ARquai
ARenv
Благодаря этой информации от датчиков (16, 18) расстояния и от датчика (14) угла колес, предусмотренных на задней части транспортного средства (3), водитель получает также данные, касающиеся угла поворота А задних колес (9), расстояния D от задней части транспортного средства (3) до платформы (2) и расстояния D от задней части транспортного средства (3) до других препятствий окружающей среды с целью еще более оптимизированного причаливания.
ARquai
AVquai
ARenv
AVenv
В случае второго варианта изобретения, как для задней, так и для передней части, один и тот же датчик расстояния может выполнять одновременно функцию датчика (15, 16) расстояния специально для отслеживания и измерения расстояния D, D до платформы (2) и функцию датчика (17, 18) для отслеживания и измерения расстояния D, D до других препятствий окружающей среды.
ARquai
AVquai
ARenv
AVenv
ARquai
AVquai
ARenv
AVenv
Однако чаще всего речь идет о разных датчиках расстояния, так как датчики (15, 16), предусмотренные специально для отслеживания и измерения расстояния D, D до платформы (2), не обязательно находятся на той же высоте на транспортном средстве (3), что и датчики (17, 18), предусмотренные для отслеживания и измерения расстояния D, D до других препятствий окружающей среды. Так, датчики (15, 16) расстояния, предусмотренные специально для отслеживания и измерения расстояния D, D до платформы (2), могут находиться ниже, чем датчики (17, 18) расстояния, предусмотренные для отслеживания и измерения расстояния D, D до других препятствий окружающей среды.
Действительно, некоторые препятствия окружающей среды, например, такие как низ кузова автомобиля (19), находящегося на дороге (8), могут находиться выше, чем платформа (2), но не касаются земли и не могут быть обнаружены датчиком расстояния, расположенным слишком низко, тогда как другие препятствия окружающей среды, могут находиться ниже, чем платформа (2), и не могут быть обнаружены датчиком расстояния, расположенным слишком высоко.
Согласно другому варианту изобретения, можно установить больше датчиков (15, 16, 17, 18), например, предусмотреть датчики (17, 18) расстояния до окружающей среды и/или датчики (15, 16) расстояния до платформы, расположенные одновременно спереди и сзади колес (9, 11) транспортного средства (3).
Для общественного транспортного средства, предусмотренного для движения по правой стороне дороги (8), датчики (15, 16, 17, 18) расстояния в соответствии с изобретением предусмотрены на правой стороне транспортного средства (3).
Предпочтительно передние датчики (15, 17) расстояния в соответствии с изобретением предусмотрены перед передними колесами (11), тогда как задний датчик (16) расстояния до платформы предусмотрен перед задними колесами (9), а задний датчик (18) расстояния до окружающей среды предусмотрен сзади задних колес (9).
Предпочтительно датчики (15, 16) расстояния до платформы расположены перед колесами (9, 11), так как обычно причаливание транспортного средства (3) осуществляют передним ходом.
Предпочтительно датчики (17, 18) расстояния до окружающей среды находятся у переднего и заднего концов транспортного средства (3), чтобы располагаться как можно ближе к препятствиям окружающей среды, которые они должны обнаруживать.
В дополнение к заднему датчику (18) расстояния до окружающей среды спереди задних колес (9) можно установить второй факультативный датчик (не показан) для повышения точности отслеживания окружающей среды.
AR
Как правило, датчики (15, 16, 17, 18) расстояния расположены на транспортном средстве (3) таким образом, чтобы наилучшим образом обнаруживать и локализовать препятствия, чтобы транспортное средство (3) не входило в столкновение с окружающей его средой и чтобы во время фазы подъезда к платформе (2) угол поворота А задних колес (9) был оптимизированным для предупреждения столкновения задних колес (9) транспортного средства (3) с платформой (2), чтобы задняя часть транспортного средства (3) не приближалась к платформе (2) быстрее, чем передняя часть транспортного средства (3), и чтобы транспортное средство (3) располагалось параллельно платформе (2) в конце фазы подъезда, при этом передняя (6) и задняя (5) оси должны находиться как можно ближе к платформе (2).
Данные расстояния, получаемые датчиками (15, 16, 17, 18) расстояния, находящимися спереди и сзади транспортного средства (3), поступают к водителю, предпочтительно, в визуальном виде, а не в звуковом, по причине окружающего шума, обычно присутствующего в общественных транспортных средствах. Таким образом, водитель может узнавать в реальном времени расположение своего транспортного средства (3) по отношению к платформе (2) и к окружающей среде.
ARquai
AVquai
ARenv
AVenv
Предпочтительно датчики расстояния D, D, D и D имеют дальность действия, составляющую от 0 до 1,5 метра.
В обоих вариантах изобретения заявленное устройство (1) содействия содержит также переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима, который при включении переводит устройство (1) содействия из дорожного режима в режим причаливания и наоборот.
Предпочтительно этот переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима приводится в действие вручную при помощи кнопки (21), предусмотренной в водительской кабине транспортного средства (3), что позволяет водителю самостоятельно переводить устройство (1) содействия из дорожного режима в режим причаливания и наоборот.
Согласно варианту изобретения, этот переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима может быть также приведен в действие посредством бесконтактного диалога между инфраструктурой (земля, платформа, дорожный знак и т.д.) и транспортным средством (3).
Из уже упомянутых выше соображений безопасности этот переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима не позволяет переводить устройство (1) содействия из дорожного режима в режим причаливания, пока транспортное средство движется со скоростью, соответствующей скорости дорожного режима. Действительно, устройство (1) содействия не может быть переведено случайно из дорожного режима в режим причаливания, когда транспортное средство движется с такой скоростью, при которой это было бы опасным, и устройство (1) содействия автоматически переходит в дорожный режим в случае превышения этой скорости.
MAXaccostage
Так, переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима не позволяет переходить в режим причаливания, пока транспортное средство движется со скоростью, превышающей максимальную скорость V для причаливания.
MAXaccostage
Кроме того, если скорость транспортного средства (3) превышает максимальную скорость V для причаливания, устройство (1) содействия автоматически переходит в дорожный режим.
MAXaccostage
По умолчанию эта максимальная скорость V для причаливания равна 25 км/час, но ее можно уточнить эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства с учетом особенностей окружающей среды, в которой оно должно двигаться.
Наконец, как схематично показано на фиг. 2 и 3, заявленное устройство (1) содействия содержит также бортовой вычислительный блок (22), связанный, в частности, со всеми датчиками (15, 16, 17, 18) в соответствии с изобретением, с направляющим устройством (10) управления задней оси (5) и с переключателем (20) режима причаливания/дорожного режима.
Этот бортовой вычислительный блок (22) содержит, в частности, память (не показана), в которой записаны математические формулы, используемые заявленным устройством (1) содействия, а также значения констант, используемых в этих формулах. Разумеется, предусмотрены также средства (не показаны) для ввода и изменения этих математических формул и этих констант в бортовой вычислительный блок (22) как напрямую, так и дистанционно.
Бортовой вычислительный блок (22) может содержать средства (не показаны) для передачи информации водителю, предпочтительно в визуальном виде.
Предпочтительно заявленное устройство (1) содействия содержит также устройство контроля (не показано) задней оси (5), выполненное с возможностью обнаружения любой аномалии на этом уровне, например, отказа электроники, отказа гидравлики, общего сбоя в работе, рассогласования и т.д. В случае обнаружения аномалии заднюю ось (5) переводят в положение безопасности, фиксирующее задние колеса (9) в их центральном положении параллельно продольной оси транспортного средства.
Следует отметить, что первый вариант изобретения, который включает в себя, например, только датчик (16) расстояния до платформы (2), находящийся на задней части транспортного средства (3), представляет собой рудиментарную и упрощенную версию изобретения, тогда как второй вариант изобретения, который содержит много других датчиков (15, 17, 18) расстояния, является более усовершенствованной и более сложной версией изобретения. Следовательно, первый вариант изобретения является менее дорогим, чем второй, но в то же время он обеспечивает менее оптимизированное содействие для водителя во время маневров подъезда и отъезда относительно платформы (2).
Далее рассмотрим работу устройства (1) содействия для маневров причаливания к платформе (2) согласно этим двум вариантам изобретения во время различных фаз при причаливании.
Фаза качения
AR-debloc
Когда транспортное средство (3) движется с нормальной скоростью, чтобы быстро перемещаться из одного места в другое, заявленное устройство (1) содействия переключено в дорожный режим. Задние колеса (9) являются прямыми, как в классическом транспортном средстве (фиг. 4), или автоматически регулируются по положению относительно передних колес (11), если водитель поворачивает передние колеса (11) сверх определенного угла поворота S.
Фаза подъезда (для первого варианта)
Во время фазы подъезда в ходе причаливания к платформе (2) водитель ведет свое транспортное средство (3) на низкой скорости, и заявленное устройство (1) содействия переключено в режим причаливания.
MAXaccostage
Так, фазу подъезда инициируют, когда транспортное средство движется на скорости ниже максимальной скорости V для причаливания, водитель вручную приводит в действие переключатель (20) режима причаливания/дорожного режима, чтобы перевести устройство (1) содействия из дорожного режима в режим причаливания.
AR
AV
AccostageSimpl
Задней осью (5) управляют таким образом, чтобы она как можно ближе приблизилась к платформе (2), пока задний датчик (16) расстояния не обнаружит платформу (2) (фиг. 4 и 5). При этом угол поворота А колес (9) задней оси (5) пропорционален углу поворота А колес (11) передней оси (4), умноженному на угловой коэффициент R, как представлено в следующей формуле:
AR
AV
AccostageSimpl
A = A × R
AccostageSimpl
Предпочтительно угловой коэффициент R составляет от 0 до 10. Его значение по умолчанию равно 2, но его можно уточнить эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства.
Когда задний датчик (16) расстояния обнаруживает платформу (2), задней осью (5) управляют в режиме причаливания, и задние колеса (9) поворачивают таким образом, чтобы задняя ось (5) оказалась как можно ближе к платформе (2), не входя с ней в столкновение (фиг. 6). Эта работа заставляет транспортное средство (3) перемещаться наподобие краба.
ARquai
Поворот задних колес (9) адаптируют в зависимости от расстояния D от задней части транспортного средства (3) до платформы (2), чтобы колеса (9, 11) транспортного средства (3) не входили в столкновение с платформой (2).
AR
Таким образом, угол поворота А задних колес (9) вычисляют в зависимости от предыдущего измеренного расстояния, как показано в виде следующей формулы:
AR
AV
AccostageSimpl
ARquai
A = min (A × R; f(D)),
ARquai
где f(D) является полиномиальной функцией 2-й степени типа:
quaiAR
quaiAR
quaiAR
(a × x²) + (b × x) + c
Параметры вышеуказанной формулы можно корректировать эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3) с учетом особенностей места, где оно осуществляет маневры причаливания.
По умолчанию эти параметры имеют следующие значения:
quaiAR
a = -0,0305
quaiAR
b = 6,381
quaiAR
c = -44
Фаза подъезда (для второго варианта)
Во время фазы подъезда в ходе причаливания к платформе (2) водитель ведет свое транспортное средство (3) на низкой скорости, и заявленное устройство (1) содействия переключено в режим причаливания.
Колесами задней оси (5) по-прежнему управляют в дорожном режиме, пока передний датчик (15) расстояния не обнаружит платформу (2) (фиг. 5).
Когда передний датчик (15) расстояния обнаруживает платформу (2), задней осью (5) управляют в режиме причаливания, и задние колеса (9) поворачивают таким образом, чтобы задняя ось (5) оказалась как можно ближе к платформе (2) (фиг. 6).
Эта работа заставляет транспортное средство (3) перемещаться наподобие краба, если это позволяет окружающая среда, или перемещаться более классически в случае присутствия огибаемого препятствия.
Поворот задних колес (9) адаптируют в зависимости от следующих измерений:
ARenv
- расстояния D от задней части транспортного средства (3) до других препятствий окружающей среды, чтобы транспортное средство (3) не входило в столкновение с окружающей его средой;
ARquai
- расстояния D от задней части транспортного средства (3) до платформы (2), чтобы колеса (9, 11) транспортного средства (3) не вошли в столкновение с платформой (2);
AVquai
- расстояния D от передней части транспортного средства (3) до платформы (2), чтобы задняя часть транспортного средства (3) не приближалась к платформе (2) быстрее, чем передняя часть транспортного средства (3).
AR
Таким образом, угол поворота А задних колес (9) вычисляют в зависимости от предыдущих трех измеренных расстояний при помощи следующих трех формул:
AR
ARenv
ARquai
AVquai
A = min (f(D); f(D); f(D))
ARenv
f(D) является полиномиальной функцией 2-й степени типа:
env
env
env
(a × x²) + (b × x) + c
ARquai
f(D) является полиномиальной функцией 2-й степени типа:
quaiAR
quaiAR
quaiAR
(a × x²) + (b × x) + c
AVquai
и f(D) является полиномиальной функцией 1-й степени типа:
quaiAV
AVquai
ARquai
quaiAV
a × (D – D) + b
Различные параметры вышеуказанных трех формул являются взаимозависимыми и неразрывно связаны с типом транспортного средства (3), оснащенного заявленным устройством (1) содействия.
Эти параметры можно корректировать эмпирическим путем во время испытаний в реальной ситуации для каждого типа транспортного средства (3) с учетом особенностей места, где оно осуществляет маневры причаливания.
По умолчанию эти параметры имеют следующие значения:
env
a = 0
env
b = 4,4
env
c =-50
quaiAR
a = -0,0305
quaiAR
b = 6,381
quaiAR
c = -44
quaiAV
a = 0,5
quaiAR
b = 0
Фаза остановки (для обоих вариантов)
Когда транспортное средство (3) причаливает к платформе (2), оно останавливается. Оно временно входит в фазу остановки.
Если речь идет об общественном транспортном средстве, водитель производит открывание дверей.
Во время фазы остановки предпочтительно задними колесами (9) управляют таким образом, чтобы они были прямыми и находились как можно ближе к платформе (2), но это может привести к преждевременному износу шин, поэтому эта прямая ориентация задних колес (9) может быть факультативной.
Транспортное средство (3) находится как можно ближе к платформе (2) одновременно спереди и сзади, чтобы облегчить посадку и высадку пассажиров (фиг. 7).
Фаза отъезда (для обоих вариантов)
После завершения посадки и высадки пассажиров транспортное средство (3) может отъехать от платформы (2).
Если речь идет об общественном транспортном средстве, водитель блокирует открывание дверей, что инициирует фазу отъезда. Из очевидных соображений безопасности, эта фаза может быть осуществлена только после закрывания и блокировки дверей.
Так, задняя ось (5) остается заблокированной вместе с задними колесами (9) предпочтительно в прямом положении, пока двери не окажутся заблокированными.
После блокировки дверей водитель может включить двигатель и отъехать от платформы (2).
При этом заявленное устройство (1) содействия находится в режиме причаливания.
Во время этой фазы отъезда заявленное устройство (1) содействия не позволяет задней оси (5) поворачивать задние колеса (9) в направлении платформы (2). Действительно, задние колеса (9) поворачиваются в противоположном направлении (фиг.8) пропорционально команде поворота, поступающей на колеса (11) передней оси (4), в соответствии со следующей формулой:
AR
AV
départ
A = A × k
départ
в которой k является коэффициентом пропорциональности, выраженном в процентах.
départ
По умолчанию k выбирают в значении, равном 20%. Как и в предыдущих случаях, это значение можно уточнить эмпирическим путем.
Согласно варианту изобретения, во время фазы отъезда задние колеса (9) поворачиваются не пропорционально команде поворота, полученной колесами (11) передней оси (4), а поворачиваются с фиксированным углом поворота, например, равным 5°, влево.
Согласно другому варианту изобретения, задние колеса (9) поворачиваются так же, как и во время фазы подъезда, но в обратном порядке. Так, задняя ось (5) отходит от платформы (2) как можно быстрее, не входя в столкновение с окружающей ее средой и не удаляясь от платформы (2) быстрее, чем передняя ось (6).
Фаза качения (для обоих вариантов)
Когда транспортное средство (3) полностью отъехало от платформы (2) (фиг. 9), фаза отъезда завершена, и заявленное устройство (1) содействия переходит в дорожный режим (фиг. 10). Транспортное средство (3) опять находится в фазе качения (фиг. 11).
MAXaccostage
AV
SortieAccostage
После завершения транспортным средством (3) своей фазы отъезда перевод заявленного устройства (1) содействия в дорожный режим может быть осуществлен вручную водителем при помощи переключателя (20) режима причаливания/дорожного режима, автоматически, когда скорость транспортного средства (3) превышает максимальную скорость V для причаливания (по умолчанию равную 10 км/час), или автоматически, когда угол поворота А вправо передних колес (11) превышает угол αповорота для выхода из причаливания.
SortieAccostage
AV-max
SortieAccostage
Угол αповорота для выхода из причаливания может быть выражен в виде абсолютного угла или в процентах относительно максимального угла поворота А передних колес (11). Предпочтительно этот угол α равен 5° вправо, причем это значение можно уточнить эмпирическим путем.
Задний ход (для первого варианта)
Устройство (1) содействия при маневрах причаливания к платформе (2) согласно первому варианту изобретения предусмотрено также для использования во время заднего хода оснащенного им транспортного средства (3) в рамках всего управления задней осью (5).
В фазе качения устройство (1) содействия находится в дорожном режиме, и нет необходимости в каком-либо изменении правила управления.
В фазе подъезда, пока задний датчик (16) расстояния не обнаруживает платформу (2), правило управления не меняется. Когда задний датчик (16) расстояния обнаруживает платформу (2), правило управления меняется на обратное, то есть задними колесами (9) управляют таким образом, чтобы они приближались к платформе, не входя с ней в столкновение.
В фазе остановки и в фазе отъезда правило управления меняется на обратное, как в предыдущем случае.
Задний ход (для второго варианта)
Устройство (1) содействия при маневрах причаливания к платформе (2) согласно второму варианту осуществления изобретения предусмотрено также для использования во время заднего хода оснащенного им транспортного средства (3) в рамках всего управления задней осью (5).
В фазе качения устройство (1) содействия находится в дорожном режиме, и нет необходимости в каком-либо изменении правила управления.
В фазе подъезда, пока передний датчик (15) расстояния не обнаруживает платформу (2), правило управления не меняется. Когда передний датчик (15) расстояния обнаруживает платформу (2), правило управления меняется на обратное, то есть задними колесами (9) управляют таким образом, чтобы они приближались в платформе, не входя с ней в столкновение.
В фазе остановки и в фазе отъезда правило управления меняется на обратное, как в предыдущем случае.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается описанными примерами и включает в себя также другие варианты выполнения и/или осуществления. Так, один описанный технический признак можно заменить эквивалентным техническим признаком, не выходя за рамки настоящего изобретения, и один этап осуществления способа можно заменить эквивалентным этапом, не выходя за рамки изобретения, определенные формулой изобретения.