СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВОСПРИЯТИЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ В МЕХАНИЗМЕ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, А ТАКЖЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО
METHOD AND DEVICE FOR CHANGING PERCEPTION OF AUTOMOTIVE STEERING MECHANISM AND VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу для изменения восприятия рулевого управления в механизме рулевого управления транспортного средства.
Изобретение дополнительно относится к устройству изменения восприятия рулевого управления в механизме рулевого управления транспортного средства.
Изобретение также относится к транспортному средству, содержащему устройство изменения восприятия рулевого управления в механизме рулевого управления транспортного средства.
Уровень техники
Данная конфигурация механизма рулевого управления, в том числе, с рулевым колесом, рулевой колонкой и т.д., обеспечивает заданное восприятие рулевого управления и часто представляет собой компромиссное решение, предназначенное для уменьшения, в том числе, вибраций в рулевом колесе, при одновременном поддержании восприятия дороги. Однако возможность для удовлетворения индивидуальных желаний крайне ограничена.
Известны системы «с управлением с помощью электроники», в которых исполнительные средства, обычно рулевое колесо, соединяются электрически, т.е. не соединяются напрямую механически, с механизмом механического рулевого управления транспортного средства. В таких случаях, любое восприятие рулевого управления или восприятие дороги с трудом передается от механизма механического рулевого управления до рулевого колеса, и в системах такого типа были созданы попытки обеспечить сымитированное восприятие рулевого колеса, более или менее сложным образом, и в том числе в целях соблюдения условий техники безопасности.
Восприятие рулевого управления или, если требуется, восприятие рулевого колеса индивидуально для разных водителей, а в особенности в отношении тяжелых транспортных средств, таких как грузовые транспортные средства, и испытывает влияние особых параметров транспортных средств, которые относятся, в том числе, как к системам рулевого управления транспортных средств, так и к внешним параметрам, например, соответственной проезжей части дороги, причем внешние параметры участвуют в создании, в том числе, восприятия дороги.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение в механизме рулевого управления широко распространенного вида, т.е. с механическим соединением между рулевым колесом и остальными элементами механизма рулевого управления, технологии изменения восприятия рулевого управления, для адаптации, в том числе, к индивидуальным желаниям.
Сущность изобретения
Эта и другие задачи настоящего изобретения решаются с помощью способа и устройства с признаками согласно независимым пунктам 1 и 12 формулы изобретения, соответственно, и с помощью транспортного средства с признаками согласно пункту 22 формулы изобретения.
Дополнительные преимущества достигаются посредством признаков, раскрытых в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Лучшее понимание настоящего изобретения должно быть достигнуто в свете прочтения последующего подробного описания в сочетании с приложенными чертежами, на которых одинаковые части обозначены одинаковыми ссылочными позициями на различных видах; при этом на чертежах:
Фиг.1 - схематический вид сбоку рулевой колонки с первым вариантом выполнения устройства согласно изобретению;
Фиг.2 - схематический вид двух различных вариантов устройства с Фиг.1 для изменения момента инерции рулевой колонки;
Фиг.3 - схематическая схема подсистемы транспортного средства для изменения восприятия рулевого управления;
Фиг.4 - схематическая схема, иллюстрирующая этапы варианта способа изменения восприятия рулевого управления согласно изобретению;
Фиг.5 - схематическая схема варианта выполнения электронного блока управления согласно изобретению;
Фиг.6 - схематический вид сбоку части рулевой колонки со вторым вариантом выполнения устройства согласно изобретению; и
Фиг.7 - схематический вид сбоку рулевой колонки с третьим вариантом выполнения устройства согласно изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На Фиг.1 ссылочной позицией 100 обозначено исполнительное средство в форме рулевого колеса механизма 110 рулевого управления транспортного средства, например, грузового транспортного средства, причем механизм рулевого управления содержит рулевую колонку 115, посредством которой предполагается передавать вращательное движение между рулевым колесом и сервомеханизмом 120 механизма рулевого управления. Рулевое колесо представляет пример исполнительного средства для обеспечения вращательного движения.
В изображенном варианте рулевая колонка содержит, по меньшей мере, два элемента 117, 118 колонки для обеспечения точности установки положения рулевого колеса, которые шарнирно соединены друг с другом, например, универсальными шарнирами 116. Позиция 119 обозначает схематически изображенные подшипники для элемента 117 колонки, который поддерживает рулевое колесо.
Чтобы сделать возможным изменение восприятия рулевого управления, согласно изобретению - восприятия рулевого колеса, обеспечивается механизм рулевого управления транспортного средства с устройствами 130, 140 для изменения сопротивления вращению и момента инерции рулевой колонки 115 соответственно.
Устройства 130 для изменения сопротивления вращению в отношении указанного вращательного движения согласно варианту содержат схематически изображенные тормозные устройства 131, выполненные с возможностью воздействия прямо или косвенно на элементы 117, 118 колонки.
Согласно варианту тормозные устройства 131 содержат устройства 132 создания трения, не обозначенные подробно, например, в форме устройства дисковых тормозов с дисковым тормозом, связанным с элементом колонки, и элементы трения, перемещаемые, предпочтительно с помощью электричества, к и от тормозного диска. Однако, разумеется, возможны и другие решения для создания трения.
Согласно другому варианту тормозные устройства 131 содержат магнитореологические демпфирующие устройства 133, выполненные с возможностью воздействия на элемент колонки, при этом тормозное действие предполагается изменять электрическими средствами.
Согласно варианту устройства 140 для изменения момента инерции рулевой колонки содержат, как схематически обозначено на Фиг.1 и 2, устройства 141 нагружения, которым предполагается передавать вращательное движение, и момент инерции которых предполагается изменять перераспределением их веса. Согласно варианту, изображенному более подробно на Фиг.2, устройства нагружения предпочтительно содержат, по меньшей мере, два симметрично расположенных элемента 210 нагружения, выполненных с возможностью перемещения по существу поперечно относительно оси 215 вращения устройств нагружения, которым предполагается передавать вращательное движение рулевой колонки, как схематически изображено на Фиг.2. Это перемещение может быть осуществлено, например, вращением шпинделя 220 с резьбовым концом с помощью элементов нагружения, предпочтительно электродвигателем 230, причем участки 221, 222 шпинделя, которые объединяются с соответственными грузами, снабжены резьбой во взаимно противоположных направлениях, чтобы перемещать элементы нагружения синхронно друг к другу и друг от друга.
Устройства, например, принадлежащие к типу, представленному устройствами нагружения, могут быть установлены в или на рулевой колонке или рядом с рулевой колонкой (см. Фиг.6 и 7) и могут быть соединены в таких случаях с рулевой колонкой посредством червячной передачи 610, 710 для передачи вращательного движения. Однако, вышеупомянутый случай, т.е. установка непосредственно в или на, является предпочтительным для предотвращения восприятия рулевого управления, искажаемого приведением в действие, в том числе, червячной передачи.
Согласно варианту, схематически изображенному на Фиг.3, устройства 130, 140 для изменения соответственных параметров сопротивления вращению и инерционного сопротивления являются устанавливаемыми оператором, например, водителем транспортного средства, на которых обеспечены средства 139, 149 конечного управления, например, нажимные кнопки, размыкатели цепи и т.п., которые доступны оператору для воздействия на исполнительные средства 138, 148, чтобы устанавливать требуемые параметры. В частности предпочтительно, что исполнительные средства 138, 148 для установки параметров являются электрическими и следовательно способными воздействовать сигналами управления, которые имеют эффекты приведения в действие.
Согласно другому варианту, в дополнительном предпочтительном случае, например, с Фиг.3, электронный блок 300 управления выполнен с возможностью получения сигнала, содержащего информацию о, в том числе, текущей дорожной ситуации. Блок управления предпочтительно также выполнен с возможностью получения сигналов, содержащих данные о дорожной ситуации или восприятии рулевого управления, запрашиваемые оператором. Блок 300 управления выполнен с возможностью использования таких данных в качестве основы для воздействия на исполнительное средство, чтобы изменять сопротивление вращению и/или момент инерции.
Указанные варианты дополнительно поясняются ниже.
Выражение «линия связи» ниже относится к линии связи, которая может быть физическим соединением, таким как оптоэлектронный кабель связи, или нефизическим соединением, таким как беспроводное соединение, линия радиосвязи, микроволновая линия связи и т.п.
Фиг.3 схематически изображает вариант подсистемы 399 транспортного средства, причем подсистема содержит, в том числе, механизм 110 рулевого управления, схематически изображенный на Фиг.1, с его рулевой колонкой 115. Как отмечено выше, позиция 300 обозначает электронный блок управления, выполненный с возможностью управления изменением сопротивления вращению и момента инерции. Поэтому, блок 300 управления, согласно изображенному примеру, соединяется посредством сигнала со средством 310 изменения для оператора и сенсоров 311, в том числе, для установки устройств 130 для изменения сопротивления вращению и устройств 140 для изменения момента инерции. Блок 300 управления также соединяется посредством сигнала с исполнительными средствами 138, 148, соответственно, для устройств 130 для изменения сопротивления вращению и устройств 140 для изменения момента инерции, причем исполнительные средства 138, 148 содержатся в устройствах 130 и 140.
Согласно примеру варианта способ по изобретению инициируется и управляется посредством электронного блока 300 управления. Согласно примеру блок 300 управления представляет собой электронный блок управления транспортного средства. Как вариант, способ согласно изобретению может быть инициирован и управляться посредством внешнего вычислительного устройства 315. Внешнее вычислительное устройство может быть непосредственно соединено с блоком 300 управления посредством линии 320 связи, хотя оно может быть также косвенно соединено с блоком управления некоторым подходящим образом, например, посредством бортовой информационной сети. Связь между внешним вычислительным устройством 315 и блоком 300 управления может быть частично или полностью беспроводной.
Согласно варианту электронный блок управления может связываться с терминалом 330 связи посредством линии 335 связи. Внешнее вычислительное устройство 315 подобным образом может связываться с терминалом 330 связи посредством линии 336 связи. Терминал связи может быть обеспечен устройством отображения и пользовательским интерфейсом для предоставления возможности пользователю взаимодействовать с блоком управления. Терминал 330 связи может принимать и предпочтительно отображать информацию, относящуюся к способу согласно изобретению, например, характеристики дорожной ситуации и текущее состояние параметров восприятия рулевого управления.
Фиг.4 схематически иллюстрирует способ для изменения восприятия рулевого управления, согласно варианту по изобретению - восприятия рулевого колеса.
Способ включает первый этап s410, содержащий этап, на котором в блоке 300 управления транспортного средства, например, электронном блоке управления (ЭБУ) двигателем, принимают по меньшей мере один входной сигнал IDS данных, содержащий запрос на установку восприятия рулевого управления блоком управления. Такая запрошенная установка может быть задана и основана на текущей дорожной ситуации. Такая запрошенная установка может также быть основана на индивидуальных желаниях оператора, водителя, в случае которых она может быть задана или быть установкой восприятия рулевого управления, особо требуемой в это время. Этап s410 следует за этапом s415.
На этапе s415 сравнивают текущую установку восприятия рулевого управления с запрошенной установкой восприятия рулевого управления в блоке управления. Если определено, что текущая установка восприятия рулевого управления соответствует требуемой установке восприятия рулевого управления, выполнение способа прекращается до тех пор, пока не будет принят блоком управления новый входной сигнал данных вместе с запросом.
Если на этапе s415 определяют отличие между текущей установкой восприятия рулевого управления и запрошенной установкой восприятия рулевого управления, выполняется следующий этап S420.
На этапе s420 блок 300 управления подает сигнал исполнительным средствам для устройств 130, 140, чтобы устанавливать восприятие рулевого управления, которое соответствует запрошенному восприятию рулевого управления. Таким образом, выполнение этого способа завершается до тех пор, пока не будет принят блоком 300 управления новый входной сигнал вместе с запросом.
Новые сигналы могут подаваться блоку управления периодически и непрерывно через заданные интервалы времени. Подача новых входных сигналов может также совершаться по требуемому запросу оператора. Новые входные сигналы могут также быть сгенерированы автоматически, в случае чего они могут появляться, например, вследствие изменений дорожной ситуации, которые требуют адаптации восприятия рулевого управления к таким изменениям.
Фиг.5 изображает схему варианта выполнения электронного блока 300 управления. Здесь, электронный блок управления также известен как устройство. Это устройство содержит энергонезависимое запоминающее устройство 520, устройство 510 обработки данных и считывающее/записывающее запоминающее устройство 550. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 имеет первый элемент 530 запоминающего устройства, в котором хранится программа для вычислительного устройства, например, операционная система, для управления функционированием устройства. Устройство дополнительно содержит блок управления шиной, последовательный порт связи, средство ввода-вывода, аналого-цифровой преобразователь, блок обеспечения и передачи времени и даты, счетчик событий и блок управления прерываниями (не показаны). Энергонезависимое запоминающее устройство 520 также имеет второй элемент 540 запоминающего устройства.
Программа Р для вычислительного устройства содержит последовательности команд для изменения восприятия рулевым управлением, восприятием рулевого колеса транспортного средства согласно изобретению и может храниться в порядке исполнения в сжатом состоянии в отдельном запоминающем устройстве 560 и/или в считывающем/записывающем запоминающем устройстве 550. Запоминающее устройство 560 представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство, например, флэш-память, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Запоминающие устройства 550 и 560 и программные продукты для вычислительного устройства.
Там, где установлено, что блок 510 обработки данных выполняет определенные функции, это означает, что блок 510 обработки данных выполняет определенную часть программы, которая хранится в отдельном запоминающем устройстве 560, или определенную часть программы, которая хранится в считывающем/записывающем запоминающем устройстве 550.
Устройство 510 обработки данных может связываться с портом 599 связи данных посредством шины 515 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 может связываться с устройством 510 обработки данных посредством шины 512 данных. Отдельное запоминающее устройство 560 может связываться с устройством 510 обработки данных посредством шины 511 данных. Считывающее/записывающее запоминающее устройство 550 может связываться с устройством 510 обработки данных посредством шины 514 данных.
Данные, относящиеся к программе управления для изменения восприятия рулевого управления согласно изобретению, хранятся в запоминающем устройстве 550 или 560 ЭБУ. Входные данные также хранятся в запоминающем устройстве 550 или 560 ЭБУ и могут быть использованы в качестве показателей состояния установки для устройств 130, 140, обработки информации, касающейся текущей дорожной ситуации, и создания выходных сигналов для воздействия на исполнительные средства для устройств 130, 140.
Когда данные, например, данные, полученные с входным сигналом IDS данных, принимаются в порт 599 данных из, например, соответственных средств изменения, они временно хранятся во втором элементе 540 запоминающего устройства. Если принятые входные данные были отданы на временное хранение, то используется устройство 510 обработки данных для осуществления выполнения программы, как описано выше. Устройство 510 обработки данных выполнено с возможностью изменения восприятия рулевого управления согласно запросу.
Части описанного здесь способа могут быть выполнены с помощью указанного устройства устройством 510 обработки данных, запускающим программу, хранящуюся в отдельном запоминающем устройстве 560 или считывающем/записывающем запоминающем устройстве 550. Когда устройство запускает программу, осуществляются части описанного здесь способа.
Согласно варианту изобретения устройство может запускать программу для вычислительного устройства, которая содержит машиночитаемое средство для того, чтобы заставлять электронный блок управления или другое вычислительное устройство, соединяемое с электронным блоком управления, выполнять этапы, указанные на Фиг.4.
Изобретение также относится к программному продукту для вычислительного устройства, содержащему программу для вычислительного устройства для изменения восприятия рулевого управления транспортного средства и машиночитаемый носитель, на котором хранится программа для вычислительного устройства. Изобретение также относится к вычислительному устройству, например, закрытому электронному блоку управления или вычислительному устройству для транспортного средства, находящемуся внешним для транспортного средства, содержащему средство хранения и программу для вычислительного устройства для изменения восприятия рулевого управления транспортного средства, хранящуюся в средстве хранения.
Способ и назначение устройства по изобретению вероятно по существу и в достаточном объеме указаны в описании, приведенном выше. Они же применяют программу для вычислительного устройства, программный продукт для вычислительного устройства, вычислительное устройство и транспортное средство согласно изобретению.
Настоящее изобретение предоставляет некоторое количество существенных преимуществ перед известным уровнем техники.
Изобретение предлагает технологию со значительной гибкостью и точностью в изменении восприятия рулевого управления, восприятия рулевого колеса.
Технология согласно изобретению может быть выполнена таким образом, что оператор или водитель транспортного средства может беспрепятственно и непосредственно устанавливать требуемые сопротивление вращению и момент инерции с помощью средства изменения, например, нажимных кнопок и т.п.
Технология согласно изобретению может также быть выполнена в качестве системы с блоком управления, посредством которой установка сопротивления вращению и момента инерции для восприятия рулевого управления может быть предопределена, посредством чего восприятие рулевого управления предпочтительно заведомо адаптируется к текущей дорожной ситуации, а информация о дорожной ситуации может быть подана в блок управления, в том числе, от сенсоров и т.п., внутренней системы управления транспортного средства или указана оператором, при этом восприятие рулевого управления для установки может быть задано, например, основываясь на производственном опыте, на индивидуальных желаниях оператора и т.д.
Согласно предпочтительным вариантам выполнения устройства для установки сопротивления вращению и момента инерции действуют при помощи электричества, что является преимуществом для управления посредством сигналов, исходящих от блока управления.
Согласно предпочтительным вариантам выполнения рулевая колонка имеет шарнирную конфигурацию с шарнирно соединенными друг с другом элементами 117, 118 колонки, и устройства 130, 140 для изменения сопротивления вращению и момента инерции могут воздействовать на элемент колонки, который находится наиболее близко к рулевому колесу.
Далее приведены некоторые подробные примеры, в которых изложены преимущества осуществления автоматического и ручного изменения восприятия рулевого управления:
- маневры резкого торможения, в которых может быть необходима значительная обратная связь и возможны угловые рассогласования рулевого управления по причине наскакивания на кочки передними мостами грузовых транспортных средств;
- прогнозируемые маневры резкого торможения, например, с помощью адаптивной системы "круиз-контроль", которая обнаруживает транспортные средства, двигающиеся впереди, соответственного транспортного средства и отображает расстояние между ними;
- (например, прогнозируемые) маневры для предотвращения столкновения;
- вождение по автомагистрали в сравнении с вождением по автомагистрали национального назначения в сравнении с городским движением транспорта в сравнении с маневрированием;
- зацепление противобуксовочных систем;
- поверхность дороги в плохом состоянии (поврежденная), например, обнаруживаемая системами управления пневматической подвеской;
- поверхность скользкой дороги и риск поверхности скользкой дороги, например, обнаруживаемые при температуре наружного воздуха от -5°С до +4°С.