汽車行駛狀態監控機構的製作方法

2023-05-07 08:49:56 2

專利名稱：汽車行駛狀態監控機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1或者13的前序部分所述的用於汽車的行駛狀態監控機構。
背景技術：
估計未來在汽車中越來越多地使用所謂的汽車駕駛員輔助系統，也就是行駛狀態監控機構，由這些機構對汽車的實際行駛狀態或者行駛狀況進行電子監控，為的是當出現與額定值有較大偏差情況時給駕駛員提示可能的危險，或者警告駕駛員提防這些危險。
這類汽車駕駛員輔助系統的功能之一通常是確定汽車是否按照例如通過對汽車上固定的照相機的圖片處理，或者通過藉助合適的傳感器掃描埋入到行車道上的導體回線可規定的行車道行駛。在這種情況中通過連續地測量行車道確定汽車是否和在什麼時刻大概會離開行車道，以便及時提示駕駛員不要無意地駛過車道限制線，或者提防由此造成的危險。光學顯示系統或者警示系統有如下缺陷，即當駕駛員出現所謂的片刻打盹的情況時加強員沒有覺察到這些情況，另一方面聲學警告系統在許多同車乘客中引起不安全感，因為與駕駛員不同的是這些乘客不能識別該警告信號是否是由有意的或者無意的轉向盤的運動引起的。為了避免這種情況也可藉助駕駛員座椅中的振動發生器或者「振動機」(shaker)產生警示。然而，它的效果在裝有厚的軟墊的駕駛座椅中，例如通過鋪上羔羊皮而大大削弱，這樣，在片刻打盹時不是總能保證它的效果。此外，它們只能間接地給加強員發出偏離行駛車道方向的提示，例如通過在駕駛員座椅上相應的一側的振動。
與之相對的是在偏離行車道時在汽車的轉向柱中產生的振動運動或者振蕩運動導致警示，這種警示通過轉向盤和緊靠在該盤上的手駕駛員始終能感覺得到，然而同車人是識別不到的。
DE 201 01 014 U1已經公開了一種用於與地面相連的汽車的警示裝置。在該裝置中為了顯示異常的行駛狀態在汽車的轉向盤或者轉向柱中產生一種可覺察到的振動-或者振蕩運動。這種振動-或者振蕩運動是一種按順時針或者反時針方向，且沿圓周方向引入轉向盤的振動運動，其中，據說是如此地安排這種運動，即它雖然還能被人感覺到，但是支不引起可感覺到的汽車行駛方向的變化。這種運動或者是由一具有一繞旋轉軸非對稱分布的轉動質量的馬達產生的，或者是由一具有沿線圈縱向方向運動的永磁的鐵心的線圈產生的。
然而理想的方式是不僅應該給駕駛員顯示進入異常行駛狀態，而且在離開行車道時也應該顯示駕駛員應該反向轉向的方向，以便重新回到原行車道上。為此將一定向的振動運動或振蕩運動引入到轉向柱中，其辦法是按所希望的轉動方向給這個轉向柱提供一種小的扭矩。在必要時甚至可如此大地選擇這種扭矩，即只要沒有其它力量作用在轉向器上該扭矩使轉向盤作小的偏轉，朝行車道方向返回。然而，若為了產生這樣一種扭矩使用一種與轉向柱連接的馬達則不能排除由於錯誤的力矩可能損害汽車的橫向動力，並且因此出現一種危及安全的系統。此外，特別是在使用具有大的傳動比的馬達時這種傳動裝置的慣性矩導致改變汽車的轉向感覺。這是應該避免的，因為這種轉向感覺是每個汽車的一種特別的典型特徵。
本發明的優點與之相比具有在權利要求1和13中所說明特徵的根據本發明的行駛狀態監控機構具有如下優點，即它在不損害橫向動力性的情況下能將具有定向扭矩的振動運動或者振蕩運動施加到轉向柱上。
本發明的構思是，通過對可傳遞到轉向柱上的能量的內在限制防止出現危及安全的錯誤力矩，茯辦法是或者是由機械蓄能器僅提供用於產生振動-或者振蕩運動和定向扭矩傳遞到轉向柱上的有限能量，或者限制將最大可傳遞到轉向柱的扭矩通過摩擦配合的力傳遞到轉向柱上。
本發明的一種優選的方案規定，蓄能器的至少一部分在存儲變形能時是可逆地可彈性變形的；並且該可變形的部分或者該蓄能器的一與這個可變形的部分相連接部分是可轉動的，並且在啟動用於顯示偏差行車道的顯示裝置時在釋放所存儲的能量時使其轉動，其中，這種轉動和同時產生的振動運動或者振蕩運動摩擦配合地傳遞到轉向柱上。
優選地這個可轉動的部分和該可彈性變形的部分是整件構成的，並且是由一種由橡膠彈性可變形的材料製成的可扭曲的體構成。這種可扭曲體在變形和存儲能量時是扭轉的，並且在啟動顯示裝置時是鄰載的，其中，所存儲的變形-或者彈簧能轉變成該物體的轉動運動。然而代替橡膠彈性體地也可替代地使用一種彈簧，例如螺旋彈簧。這種彈簧為了存儲能量而拉緊，並且在啟動顯示裝置時所存儲的能量類似於鐘錶的彈簧一樣通過一個或者多個齒輪傳遞到一和轉向盤摩擦接觸的且可轉動的輪上。
為了在啟動顯示裝置時能將在偏離行車道時與已發生的轉向器偏轉方向相反的扭矩傳遞到轉向柱上，本發明的另一優選方案規定，通過卸描蓄能器引入到轉向柱的扭矩的方向是可變化的，其辦法是蓄能器的可轉動部分的旋轉運動有選擇地直接或者通過一中間加入的旋轉方向逆轉部件傳遞到轉向柱上。
為了在正常運行狀態期間避免改變汽車的轉向感覺，根據本發明的另一優選方案只要顯示裝置未被啟動蓄能器的可轉動部分或者旋轉方向逆轉部件完全和轉向柱脫耦。
為此，將整個蓄能器和旋轉方向逆轉部件一起支承在一在三個位置之間可偏轉的外殼中是合適的，其中，在第一位置中蓄能器的可轉動部分和轉向柱保持摩擦接觸，其中，在第二位置中旋轉方向逆轉部件和轉向柱保持摩擦接觸，並且其中，在第三個為正常運行狀態的位置中蓄能器的轉動部分，旋轉方向逆轉部件均不與轉向軸摩擦接觸。
為了產生振動-或者振蕩運動蓄能器的可轉動部分優選地具有一粗糙的或者滾花的圓周表面，一彈性柔性的振動發生部件的一自由端部頂柱該圓周表面，這樣，只要當該端部在可轉動部分沿圓周表面作旋轉運動時該端部就交替地徑向離開旋轉軸，並且向旋轉軸運動，其中，所希望的振-或者振蕩運動和該旋轉運動重疊。
為了使蓄能器的可轉動部分的旋轉運動持續一足夠的時間段，例如2至4秒鐘，設置一制動器是有利的，該制動器作用在蓄能器的可轉動部分上，並且阻止蓄能器的快速的猛然卸載。
在顯示裝置每次啟動之後的蓄能器的再加載優選地電機地進行，例如藉助一電驅動馬達，該馬達使蓄能器的可轉動部分在變形的情況下轉回到拉緊狀態。
為了能改變在蓄能器中存儲的能量，和/或為了能改變將存儲的能量傳遞到轉向柱的時間段，制動器的制動作用和/或蓄能器的可轉動部分的旋轉角在其卸載或再次加載時是可調節的是合適的。


下面在一實施例中藉助所屬附圖對本發明進行更詳細的說明。這些附圖是圖1用於汽車的行駛狀態監控機構的一機械蓄能器的側面簡圖；圖2安裝在汽車轉向柱附近的蓄能器的端面部分截面簡圖。
具體實施例方式
在附圖中所示的汽車的行駛狀態監控機構的可再次加載的機械蓄能器2用於存儲有限的能量和用於以具有重疊的振動運動的旋轉運動形式釋放所存儲的能量的至少一部分。這種運動摩擦配合地可傳遞到汽車的轉向柱4上，以便當汽車離開行車道時將振動運動和小的定向扭矩引入到轉向柱4上，並且響應啟動合適的行車道監控傳感器(未示出)釋放在蓄能器2中存儲的能量。振動運動由轉向柱4傳遞到轉向盤(未示出)，以便向汽車駕駛員指出他偏離了行車道，並且當他片刻打盹時將他「振醒」。在這種情況中定向扭矩用於向駕駛人員顯示他應反向轉向的方向，以便使汽車返回行車道，或者可替代地將該扭矩選擇得如此之大，即在沒有其它力量作用到轉向器時該扭矩可使汽車自動地沿行車道方向返回。
蓄能器2主要由一種橡膠彈性材料製成的圓筒體6構成。該圓筒體的一端部8不可轉動地固定在一軸10上。軸10可轉動地支承在兩個軸承(未示出)中，這樣，當一和圓筒體的端部8對置的、並且沿軸向方向在軸10上可移動的、但是不可轉動的止動器12與在圓筒體6的端部8中的軸向凹槽14脫離形狀配合嚙合時，如圖1所示，該軸就可與該圓筒體6一起轉動。當止動器12通過藉助一調節機構16移動且沿箭頭P方向插入時，則通過止動器12閉鎖圓筒體6的端部8的轉動。
一夾緊機構20與軸10有徑向距離地伸出該圓筒體6的另一端部18。該夾緊機構通過一槓桿機構22(僅部分示出)和一電機驅動裝置(未示出)連接。通過操作該驅動裝置夾緊機構20可和圓筒體6的端部18一起繞軸10的轉軸10轉動一可調節的旋轉角。若圓筒體6的另一端部8藉助止動器12被閉鎖，則這兩個端部8、18相互轉動，並且在這種情況中圓筒體6可逆地彈性變形，其中，由驅動裝置所做的變形功從彈簧能的形式存儲在扭曲的圓筒體6中。
當啟動了車道監控傳感器時藉助調節機構16與箭頭P方向相反地移動止動器12，並且脫離凹槽14，這時所存儲的彈簧能轉變成動能。止動器12的脫開引起圓筒體6變形返回到它的卸載的原始狀態，其中，圓筒體6的端部8和軸10一起以如同夾緊端部18的相同的旋轉方向轉動一調節的旋轉角。
圓筒體6沿它的長度具有一粗糙的、滾花的或者帶齒的圓周表面段24。一板簧26的加厚的自由端部在夾緊的情況下緊靠該圓周表面段上。當圓筒體6的端部8轉動時，板簧26在圓周表面段24的不平的表面上運動。通過此措施使圓筒體6產生振動。
通過使用相應厚度的板簧26和圓周表面段24的合適的表面特性同時制動圓筒體6的轉動的端部8，這樣，存儲在圓筒體6中的彈簧能不是猛然地，而是經過例如3至4秒的時間段被釋放。若這個板簧26還不夠用，可以設置一附加的制動器28，這個制動器在圓筒體6的端部8的附近按箭頭R的方向以可調節的力量頂住圓筒體6的圓周表面段30，以使它的轉動進一步放慢。
圓筒體6的和止動器12相鄰的端部8具有一比圓筒體6的其它部分要大一些的直徑，並且可用它的圓周表面32摩擦連接地頂住旋轉方向逆轉輪36的圓周表面34。該逆轉輪可自由轉動地支承在一和軸10平行的軸38上，如圖2所示。
蓄能器2的圓筒體6和旋轉方向逆轉輪36安裝在一外殼40中。該外殼在一封閉的殼體42中可繞一與軸10和38以及轉向柱4平行的擺動軸44轉動，如箭頭F所示，這樣在需要時，當汽車離開行車道，並且啟動車道監控傳感器時就可有選擇地是圓筒體6的圓周表面32或者是旋轉方向逆轉輪36的圓周表面34和轉向柱4的圓周表面46摩擦接觸。由於圓筒體6和旋轉方向逆轉輪36的旋轉方向不同，所以在摩擦接觸期間通過合適地選擇外殼40的擺動位置可給轉向柱4的圓周表面46施加一種扭矩，該扭矩在離開行車道時與轉向器的偏轉相對抗。
通過合適地選擇圓筒體6的尺寸和材料、夾緊機構20的旋轉角並因此在圓筒體6中所存儲的彈簧能、以及圓周表面32、34、36的直徑和圓周表面32或34和46之間的摩擦係數，可如此地調節傳遞到轉向柱4中的扭矩，使得該扭矩不會導致轉向盤的偏轉，並且只是向駕駛員顯示他應反向轉向到哪個方向，或者當沒有其它力量作用到轉向器上時汽車緩慢地擺動到車道方向。
此外，在轉向柱4的圓周表面46和圓筒體6或者旋轉方向逆轉輪36的轉動著的圓周表面32之間的摩擦接觸期間，圓筒體6的藉助板簧26所產生的振動運動被圓筒體6本身或者被旋轉方向逆轉輪36引入到轉向柱4中，這樣，轉向柱4也被置入振動之中。
圓筒體6或者旋轉方向逆轉輪36在其中和轉向柱4的圓周表面46處於摩擦接觸時的外殼40的這兩個擺動位置是外殼40的兩個端部位置。在正常行駛狀態時該外殼被支承在它們之間的一中間位置之中。在該中間位置中無論是圓筒體6還是旋轉方向逆轉輪36都不與轉向柱4接觸，這樣就不會改變駕駛感覺。
權利要求
1.用於汽車的行駛狀態監控機構，具有一通過汽車的轉向柱產生可以感覺到的振動運動或振蕩運動來顯示汽車的異常行駛狀態的裝置，其特徵在於一可再次加載的機械蓄能器(2)，用於存儲一種有限能量、並且用於以具有疊加的振動運動或振蕩運動的旋轉運動的形式釋放所存儲能量的至少一部分，該運動可以傳遞到轉向柱(4)。
2.按照權利要求1所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，蓄能器(2)可電機地再次加載。
3.按照權利要求1或2所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，蓄能器(2)的至少一部分(6)在存儲彈簧能的情況下可逆地可彈性變形。
4.按照前述權利要求中任一項所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，蓄能器(2)的至少一部分(8；6)是可轉動的，和/或是可逆地可彈性扭曲的，並且在啟動顯示裝置時在釋放存儲的能量的情況下使其轉動。
5.按照權利要求4所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，在蓄能器(2)中所存儲的能量通過改變蓄能器(2)的可轉動的和/或可逆地彈性可扭曲的部分(8；6)的旋轉角是可調節的。
6.按照權利要求4或5所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於一作用在蓄能器(2)的可轉動的和/或可逆地彈性可扭曲的部分(8；6)上的、使旋轉運動變慢的制動器(26，28)。
7.按照權利要求6所述的行駛狀態監控器，其特徵在於，制動器(28)的制動作用是可調節的。
8.按照權利要求4至7中任一項所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，蓄能器(2)的可轉動的和/或可逆地彈性可扭曲的部分(8；6)具有一不平坦的圓周表面(24)，一彈性的振動產生部件(26)與該圓周表面嚙合。
9.按照權利要求4至8中任一項所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，具有重疊的振動運動或者振蕩運動的旋轉運動通過蓄能器(2)的可轉動的和/或彈性可逆地可扭曲的部分(8；6)或者一由它傳動的旋轉方向逆轉部件(36)和轉向柱(4)之間的摩擦接觸可傳遞到轉向柱(4)上。
10.按照權利要求9所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，在摩擦接觸時一施加到轉向柱(4)上的摩擦力的方向與使顯示裝置啟動的轉向器偏轉的方向相反。
11.按照前述權利要求中任一項所述的行駛狀態監控機構，其特徵在於，只要顯示裝置未啟動，蓄能器(2)就與轉向柱(4)脫耦。
12.按照權利要求9至11中任一項所述的行駛狀態監控器，其特徵在於，蓄能器(2)和旋轉方向逆轉部件(36)共同地可在三個位置之間擺動，其中，在一第一位置中蓄能器(2)的可轉動和/或彈性逆轉可扭曲的部分(8；6)與轉向柱(4)進行摩擦接觸，其中，在一第二位置中所述旋轉方向逆轉部件(36)與轉向柱(4)摩擦接觸，並且其中在一第三位置中蓄能器(2)的可轉動的和/或彈性逆轉可扭曲的部分(8；6)以及旋轉方向逆轉部件(36)都不與轉向柱(4)進行摩擦接觸。
13.用於汽車的行駛狀態監控機構，具有一特別是按照前述權利要求中任一項所述的、通過汽車的轉向柱產生可感覺的振動運動或振蕩運動來顯示汽車的異常行駛狀態的裝置，其特徵在於用於產生旋轉運動和與旋轉運動疊加的振動運動或振蕩運動的裝置(2、6、8)，該運動可摩擦配合地傳遞到轉向柱(4)。
全文摘要
本發明涉及一種用於汽車的行駛狀態監控機構。它具有一通過汽車的轉向柱(4)產生可感覺的振動運動或振蕩運動來顯示汽車的異常行駛狀態的裝置。本發明規定，行駛狀態監控機構包括一用於存儲有限能量和以具有重疊的振動運動或振蕩運動的旋轉運動形式釋放所存儲能量的至少一部分且可再次加載的機械蓄能器(2)，該運動可傳遞到轉向柱(4)。
文檔編號B62D6/00GK101090839SQ200580045050
公開日2007年12月19日 申請日期2005年12月13日 優先權日2004年12月27日
發明者J·施克, A·沃伊爾茨-韋澤爾, S·西克爾特 申請人:羅伯特·博世有限公司