Устройство, индицирующее угол поворота управляемых колес автомобиля и качество контакта водителя с рулевым колесом

Авторы патента:

B62D15/02 - указатели положения руля

Владельцы патента RU 2332321:

Военный автомобильный институт (RU)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к контрольно-измерительным устройствам, индицирующим угол поворота управляемых колес автомобиля и контролирующим траекторию движения автомобиля. Устройство содержит индикатор-амперметр и переменный резистор (1). В устройство дополнительно введены схемы И₁ (9), И₂ (11), И₃ (12), датчик (14) контакта водителя с рулевым колесом, сопротивление (19), мультивибратор (10), компараторы (5, 6) определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, первый ключ (7), управляемый сигналом, поступающим с компаратора (5) определения угла поворота управляемых колес, второй ключ (8), управляемый сигналом, поступающим с компаратора (6) определения угловой скорости управляемых колес, первое времязадающее сопротивление (17), включенное в управляемую цепь первого ключа (7), и второе времязадающее сопротивление (18), включенное в управляемую цепь второго ключа (8). Устройство также содержит блоки (15, 16) усиления сигнала и питания, блоки (3, 4) определения модуля угла поворота управляемых колес и определения модуля производной, блоки (2, 13) усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес и усиления звука. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства и повышении точности измерения угла поворота управляемых колес автомобиля. 1 ил.

Известен прибор (Журнал "Юный техник" - 1990, №7 с.61-62), содержащий переменный резистор, закрепленный на сошке вала рулевого управления, индикатор-амперметр и активные сопротивления одинаковой величины.

Однако недостатками известного прибора являются низкая достоверность информации о положении управляемых колес автомобиля и отсутствие информации о качестве контакта рук водителя с рулевым колесом в процессе движения.

Техническая задача направлена на расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерения угла поворота управляемых колес автомобиля.

Технический результат достигается тем, что в устройство, индицирующее угол поворота управляемых колес автомобиля, содержащее индикатор-амперметр и переменный резистор, закрепленный на сошке вала рулевого управления автомобиля, дополнительно введены схемы И₁, И₂, И₃, датчик контакта водителя с рулевым колесом, сопротивление, мультивибратор, компараторы определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, первый ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угла поворота управляемых колес, второй ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угловой скорости управляемых колес, первое времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь первого ключа, и второе времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь второго ключа, а также блоки питания, усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, при этом вход блока питания соединен с бортовой сетью автомобиля, а его выход - с переменным резистором, мультивибратором, компараторами определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, схемами И₁, И₂, И₃, блоками усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, причем вход блока усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес соединен с ползуном переменного резистора, а его выход - с входом блока определения модуля угла поворота управляемых колес и входом блока определения модуля производной, вход компаратора определения угла поворота управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля угла поворота управляемых колес, а его выход - с управляющим входом первого ключа и входом схемы И₁, вход компаратора определения угловой скорости управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля производной, а его выход - с управляющим входом второго ключа и вторым входом схемы И₁, кроме того, со входом мультивибратора соединены параллельно управляемые цепи первого и второго ключей, содержащие первое и второе времязадающие сопротивления соответственно, выход мультивибратора связан с первым входом схемы И₂, второй вход которой соединен с выходом блока усиления сигнала, вход которого соединен с выходом датчика контакта, расположенном на рулевом колесе, в свою очередь, выходы схем И₁ и И₂ соединены со входами схемы И₃, а ее выход соединен со входом блока усиления звука и, кроме того, через сопротивление с выходом схемы И₂.

Отличительным признаком от прототипа является то, что в устройство дополнительно введены схемы И₁, И₂, И₃, датчик контакта водителя с рулевым колесом, сопротивление, мультивибратор, компараторы определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, первый ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угла поворота управляемых колес, второй ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угловой скорости управляемых колес, первое времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь первого ключа, и второе времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь второго ключа, а также блоки питания, усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, а также имеются новые связи между ранее примененными и вновь введенными элементами схемы.

Информативность и точность измерения достигаются тем, что вход блока питания соединен с бортовой сетью автомобиля, а его выход - с переменным резистором, мультивибратором, компараторами определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, схемами И₁, И₂, И₃, блоками усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, причем вход блока усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес соединен с ползуном переменного резистора, а его выход - с входом блока определения модуля угла поворота управляемых колес и входом блока определения модуля производной, вход компаратора определения угла поворота управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля угла поворота управляемых колес, а его выход - с управляющим входом первого ключа и входом схемы И₁, вход компаратора определения угловой скорости управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля производной, а его выход - с управляющим входом второго ключа и вторым входом схемы И₁, кроме того, со входом мультивибратора соединены параллельно управляемые цепи первого и второго ключей, содержащие первое и второе времязадающие сопротивления соответственно, выход мультивибратора связан с первым входом схемы И₂, второй вход которой соединен с выходом блока усиления сигнала, вход которого соединен с выходом датчика контакта, расположенным на рулевом колесе, в свою очередь, выходы схем И₁ и И₂ соединены со входами схемы И₃, а ее выход соединен со входом блока усиления звука и, кроме того, через сопротивление с выходом схемы И₂.

Предложенная схема позволяет надежно контролировать качество контакта рук (руки) водителя с рулевым колесом, угол поворота управляемых колес автомобиля и скорость его изменения, так как в момент недостаточного контакта или его потери управляемые колеса могут попасть в выбоину на дороге и непредсказуемо повернуться на неконтролируемый водителем угол, что повлечет резкое изменение траектории движения, что может создать или усугубить уже сложившуюся дорожно-транспортную ситуацию. Чтобы избежать этого, водителю будет подаваться звуковой сигнал о недостаточном контакте или его потере, а также о критической угловой скорости и угле поворота управляющих колес. Тональность звукового сигнала зависит от сложности ситуации.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство, индицирующее угол поворота управляемых колес автомобиля, содержит переменный резистор 1, закрепленный на сошке вала рулевого управления автомобиля, ползун которого соединен со входом блока усилителя-измерителя 2 угла поворота управляемых колес, в состав которого входит индикатор-амперметр, а его выход с входом блока определения модуля угла поворота 3 и входом блока определения модуля производной 4, вход компаратора угла поворота 5 соединен с выходом блока определения модуля угла поворота 3, а его выход - с управляющим входом ключа 7 угла поворота и входом схемы И₁ 9, вход компаратора угловой скорости 6 соединен с выходом блока определения модуля производной 4, а его выход с управляющим входом ключа 8 угловой скорости и вторым входом схемы И₁ 9, кроме того, со входом мультивибратора 10 соединены параллельно управляемые цепи ключей 7 и 8 угла поворота и угловой скорости, содержащие сопротивления угла поворота 17 и угловой скорости 18 соответственно, выход мультивибратора 10 связан с первым входом схемы И₂ 11, второй вход которой соединен с выходом блока усиления сигнала 15, вход которого соединен с выходом датчика контакта 14, расположенном на рулевом колесе, в свою очередь, выходы схем И₁ 9, И₂ 11 соединены со входами схемы И₃ 12, а ее выход соединен со входом блока усиления звука 13 и, кроме того, через сопротивление 19 с выходом схемы И₂ 11. Вход блока питания 16 соединен с бортовой сетью автомобиля, а его выход - с переменным резистором 1, мультивибратором 10, компараторами угла поворота 5 и угловой скорости 6, схемами И₁ 9, И₂ 11, И₃ 12, блоками усиления сигнала 15, определения модуля угла поворота 3, определения модуля производной 4, усиления звука 13 и усилителя-измерителя 2 угла поворота управляемых колес.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный углу поворота управляемых колес, с ползуна переменного резистора 1 поступает на блок усилителя-измерителя 2 и далее на блоки определения модуля угла поворота 3 и определения модуля производной 4. Сигналы с блока определения модуля угла поворота 3 и определения модуля производной 4 поступают на компараторы угла поворота 5 и угловой скорости 6, выходные сигналы которых управляют состоянием ключей 7 и 8 угла поворота и угловой скорости. В управляемые цепи ключей 7 и 8 угла поворота и угловой скорости включены времязадающие сопротивления угла поворота 17 и угловой скорости 18 соответственно. Частота, генерируемая мультивибратором 10, изменяется в зависимости от уровней сигналов, поступающих с выходов компараторов 5 и 6. Если на выходах компараторов 5 и 6 высокий уровень напряжения, то срабатывает схема И₁ 9 и на ее выходе также появится высокий уровень напряжения. Эта ситуация возникает при значении угла поворота больше некоторого критического и угловой скорости выше критической, значения которых регулируются порогами срабатывания компараторов 5 и 6 (это зависит от марки автомобиля и наличия гидроусилителя руля). Сигнал со схемы И₁ 9 поступает на вход схемы И₃ 12 и, при высоком уровне напряжения, сигнал со схемы И₂ 11 проходит через схему И₃ 12 на блок усиления звука 13. На второй вход схемы И₂ 11 поступает сигнал с управляемого мультивибратора 10. Датчик контакта 14, расположенный на рулевом колесе автомобиля, вырабатывает сигнал, уровень которого зависит от качества контакта рук водителя с рулевым колесом. Этот сигнал поступает на блок усиления сигнала 15 и далее на второй вход И₂ 11. При ненадежном хвате руля напряжение на входе схемы И₂ 11 соответствует уровню логической единицы и сигнал с управляемого мультивибратора 10 проходит на блок усиления звука 13 только через сопротивление 19, если угол поворота управляемых колес и угловая скорость его изменения не превышают критических значений, поскольку уровень напряжения на втором входе схемы И₃ 12 при этом соответствует уровню логического нуля. При слабом контакте водителя с рулевым колесом уровень звука будет слабым, если угол поворота управляемых колес и угловая скорость его изменения не превышают критических значений. Если одна из величин превышает критическое значение, то изменяется тон (частота) звука. Если обе величины при слабом контакте водителя с рулевым колесом превысят критическое значение, то сигнал от мультивибратора 10 через схему И₂ 11 и схему И₃ 12 поступает на блок усиления звука 13. При этом резко возрастают частота (тон) звука, так как во времязадающую цепь мультивибратора 10 подключаются одновременно сопротивления угла поворота 17 и угловой скорости 18, и громкость звука за счет исключения из схемы сопротивления 19 и поступления сигнала на блок усиления звука 13 непосредственно с выхода схемы И₃ 12.

Применение предлагаемого устройства позволяет сократить сроки обучения водителей практическому вождению в сложных дорожных условиях, вырабатывать у них правильные и рациональные начальные навыки по рулению и контролю за траекторией движения автомобиля, исключающие потерю контакта рук (руки) водителя с рулевым колесом, а также достоверно контролировать угол поворота управляемых колес автомобиля.

Устройство, индицирующее угол поворота управляемых колес автомобиля, содержащее индикатор-амперметр и переменный резистор, закрепленный на сошке вала рулевого управления автомобиля, отличающееся тем, что в него дополнительно введены схемы И₁, И₂, И₃, датчик контакта водителя с рулевым колесом, сопротивление, мультивибратор, компараторы определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, первый ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угла поворота управляемых колес, второй ключ, управляемый сигналом, поступающим с компаратора определения угловой скорости управляемых колес, первое времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь первого ключа, и второе времязадающее сопротивление, включенное в управляемую цепь второго ключа, а также блоки питания, усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, при этом вход блока питания соединен с бортовой сетью автомобиля, а его выход - с переменным резистором, мультивибратором, компараторами определения угла поворота и угловой скорости управляемых колес, схемами И₁, И₂, И₃, блоками усиления сигнала, определения модуля угла поворота управляемых колес, определения модуля производной, усиления звука и усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес, причем вход блока усилителя-измерителя угла поворота управляемых колес соединен с ползуном переменного резистора, а его выход - с входом блока определения модуля угла поворота управляемых колес и входом блока определения модуля производной, вход компаратора определения угла поворота управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля угла поворота управляемых колес, а его выход - с управляющим входом первого ключа и входом схемы И₁, вход компаратора определения угловой скорости управляемых колес соединен с выходом блока определения модуля производной, а его выход - с управляющим входом второго ключа и вторым входом схемы И₁, кроме того, со входом мультивибратора соединены параллельно управляемые цепи первого и второго ключей, содержащие первое и второе времязадающие сопротивления соответственно, выход мультивибратора связан с первым входом схемы И₂, второй вход которой соединен с выходом блока усиления сигнала, вход которого соединен с выходом датчика контакта, расположенного на рулевом колесе, в свою очередь, выходы схем И₁, И₂ соединены со входами схемы И₃, а ее выход соединен со входом блока усиления звука и, кроме того, через сопротивление - с выходом схемы И₂.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углового перемещения вала, например рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля автомобиля.

Указатель угла поворота управляемых колес транспортного средства // 1636289

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в самоходных транспортных средствах, где требуются рулевые управления, снабженные указателем угла поворота управляемых колес.

Управляемый мост транспортного средства // 1313759

Изобретение относится к устройствам для принудительного возвращения управляемых колес в нейтральное положение. .

Гидравлический рулевой привод транспортного средства // 1130502

Устройство автоматической коррекции траектории движения колесного транспортного средства // 933525

Устройство для автоматического вождениятрактора // 163908

Приспособление для указания угла поворота передних колес автомобиля // 15288

Устройство, индицирующее угол поворота управляемых колес автомобиля при переключении передач в коробке передач // 2333127

Указатель угла поворота управляемых колес транспортного средства // 2361767

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к указателям угла поворота управляемых колес транспортного средства

Система помощи руления при парковке и способ ее эксплуатации // 2412848

Изобретение относится к системе помощи руления при парковке и к способу ее эксплуатации, которые способствуют выравниванию автомобиля на парковочном месте

Система и способ оповещения отклонения от пути движения // 2423258

Способ диагностирования рулевого управления автотранспортных средств // 2437073

Изобретение относится к транспортному машиностроению

Устройство управления для транспортного средства и способ помощи водителю транспортного средства при парковке // 2529078

Группа изобретений относится к устройству управления для транспортного средства, к портативному вычислительному устройству и к способу помощи водителю транспортного средства при парковке. Устройство управления содержит вычислительный блок пути движения транспортного средства до места парковки в парковочном пространстве, камеру для регистрации обстановки вблизи транспортного средства, интерфейс сопряжения с устройством вывода для выдачи инструкций по маневрированию при движении к месту парковки, интерфейс сопряжения с устройством ввода для ручного ввода границы парковочного пространства, интерфейс сопряжения со средством для установления соотношения между границей парковочного пространства и положением транспортного средства. Камера ориентирована так, что она смотрит вперед транспортного средства. Портативное вычислительное устройство содержит вышеуказанное устройство управления. Способ включает регистрацию обстановки вблизи транспортного средства посредством камеры, вычисление пути движения транспортного средства до места парковки в парковочном пространстве, выдачу инструкций по маневрированию при движении к месту парковки. С использованием полученного камерой изображения вручную вводят границу парковочного пространства и соотносят ее с текущим положением транспортного средства. Технический результат заключается в обеспечении помощи водителю при парковке транспортного средства. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система, ассистирующая водителю транспортного средства, транспортное средство с указанной системой и способ оказания поддержки водителю при управлении транспортным средством // 2555248

Группа изобретений относится к системе, ассистирующей водителю транспортного средства. Транспортное средство содержит систему, ассистирующую водителю. Система, ассистирующая водителю транспортного средства (1), содержит встроенное в транспортное средство (1) сенсорное устройство. Сенсорное устройство (16, 17, 18, 19) имеет коммуникационный интерфейс (21), через который при обходе интегрированной в транспортном средстве системы (20) передачи данных данные передаются непосредственно между сенсорным устройством (16, 17, 18, 19) и переносным коммуникационным прибором (22) в одном направлении. Посредством передачи данных переносной коммуникационный прибор (22) и сенсорное устройство (16, 17, 18, 19) взаимодействуют так, что осуществляется функция, которая оказывает поддержку водителю при управлении транспортным средством. Коммуникационный интерфейс (21) предназначен для беспроводной передачи данных. Достигается создание решения, посредством которого водитель транспортного средства может расширить функциональность системы, ассистирующей водителю, встроенной в транспортное средство. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система содействия при парковке транспортного средства, транспортное средство, включающее в себя систему содействия при парковке, и способ содействия при парковке транспортного средства // 2557647

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системе содействия при парковке транспортного средства. Транспортное средство содержит секцию приема бесконтактным образом электрической энергии и контроллер. Контроллер сконфигурирован для выполнения, по меньшей мере, одного из запроса блоку передачи электрической энергии на прекращение передачи электрической энергии, прекращение движения транспортного средства, и направления уведомления оператору, когда принятая электрическая энергия, которая изменяется при движении транспортного средства, не удовлетворяет заданному условию, во время, когда осуществляется передача электрической энергии от блока передачи электрической энергии. Система содействия включает в себя: камеру (120), первую направляющую секцию транспортного средства, которая распознает позицию передатчика (220) энергии, приемник (110) энергии, который принимает электрическую энергию от передатчика (220) энергии, и вторую направляющую секцию транспортного средства, которая направляет транспортное средство (100) на основе электрической энергии, принятой приемником (110) энергии. Секция управления выполняет процесс остановки транспортного средства (100), когда электрическая энергия, принятая приемником (110) энергии от передатчика (220) энергии, не удовлетворяет заданному условию. Достигается более точное направление транспортного средства при парковке для выполнения зарядки. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 15 ил.

Система и способ контроля соединения транспортного средства с прицепом // 2573691

Группа изобретений относится к системам помощи водителю и системам активной безопасности для транспортных средств, в частности, к системе и способу контроля соединения транспортного средства с прицепом. Согласно первому способу с помощью камеры получают изображения прицепа, соединенного с транспортным средством, и обнаруживают метку на полученных изображениях. Согласно второму способу определяют угол сцепки между транспортным средством и прицепом. Согласно третьему варианту способ включает в себя идентификатор сцепного соединения, указывающий на наличие соединения прицепа с транспортным средством, и контроллер. Далее используются выбранные значения параметров прицепа, если метка непрерывно обнаруживается или угол сцепки непрерывно определяется или сцепное соединение непрерывно идентифицируется. Если метка, или угол сцепки, или сцепное соединение не обнаруживается в течение заранее заданного периода времени, предлагают сделать новый выбор значений параметров прицепа. Достигается повышение возможности помощи водителю при управлении транспортным средством с прицепом. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 18 ил.

Система и способ помощи водителю транспортного средства с прицепом // 2574042

Группа изобретений относится к системе помощи водителю транспортного средства с прицепом. Система помощи при размещении метки на прицепе включает в себя камеру, устройство обработки изображения и дисплей. Камера установлена на буксирующем транспортном средстве и предназначена для получения изображения прицепа. Устройство обработки изображения выполнено с возможностью обрабатывать полученное изображение для определения области размещения метки и накладывать изображение метки на изображение области для ее размещения. Дисплей выполнен с возможностью отображения изображения прицепа с наложенной меткой. Достигается повышение возможности помощи водителю при управлении транспортным средством с прицепом. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 18 ил.