СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГИИ, ЗАТРАЧИВАЕМОЙ ВОДИТЕЛЕМ В ПРОЦЕССЕ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ Российский патент 2004 года по МПК B62D5/04 

Описание патента на изобретение RU2223883C2

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в рулевом управлении транспортного средства.

Известен способ уменьшения энергии, затрачиваемой водителем в процессе управления транспортным средством, включающий в себя создание дополнительного усилия на рулевом колесе в процессе управления транспортным средством [1].

Недостатком этого способа являются большие весогабаритные характеристики средств, с помощью которых реализуется способ, а также присутствие дополнительного момента на рулевом приводе в течение всего времени управления.

Прототипом является способ уменьшения энергии, затрачиваемой водителем в процессе управления транспортным средством, включающий в себя создание дополнительного усилия па рулевом колесе путем воздействия на рулевой вал дополнительным моментом, создаваемым электродвигателем [2].

Недостатком данного способа является постоянное наличие дополнительного момента на рулевом валу в процессе управления транспортным средством. Постоянное наличие дополнительного момента приводит к тому, что водитель не чувствует изменения сил реакции дорожного полотна на управляемые колеса, т.е. теряет чувствительность при управлении, если это оставить не замеченным может возникнуть опасное развитие аварийной ситуации, приводящее к дорожно-транспортному происшествию. Например, не замеченное при прямолинейном движении падение давления в колесе может вызвать занос и опрокидывание автомобиля на повороте.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, повышение безопасности управления транспортным средством путем предоставления водителю возможности чувствовать силы реакции дорожного полотна на управляемые колеса транспортного средства, а также снижение весогабаритных характеристик средств при реализации способа за счет того, что радиотехнические элементы, например, могут передавать в импульсном режиме большую энергию.

Эта цель достигается тем, что в способе уменьшения энергии, затрачиваемой водителем в процессе управления транспортным средством, включающим передачу энергии от вспомогательного источника к звену кинематической цепи, связывающей рулевое колесо с управляемыми колесами, энергию передают импульсами, изменяют период между импульсами прямо пропорционально скорости движения транспортного средства, а также изменяют длительность импульса обратно пропорционально скорости движения транспортного средства и частоте вращения рулевого колеса.

Способ по изобретению обладает следующими преимуществами. В период между действием импульсов, поступающих от вспомогательного источника энергии и облегчающих управление транспортным средством, водитель ощущает на рулевом колесе действие сил реакции дорожного полотна на управляемые колеса, что дает ему возможность чувствовать какие-либо отклонения этих сил и заблаговременно выявлять неблагоприятные ситуации.

Известно, что энергия, затрачиваемая водителем при вращении колес на месте и при движении транспортного средства, различна. Поэтому изменение длительности периода между следованием указанных импульсов прямо пропорционально скорости движения транспортного средства, регулирует количество необходимой энергии, поступаемой от вспомогательного источника, что, в конечном счете, экономит энергию этого источника и снижает его энергоемкость. Регулировать количество необходимой энергии можно также путем изменения длительности импульса.

Частота вращения вала рулевого колеса при вращении колес на месте, в случае необходимости, может быть увеличена или путем увеличения мускульной силы водителя, или за счет увеличения энергии, передаваемой на рулевое управление от вспомогательного источника. Поэтому, повышая количество энергии, передаваемой на рулевое управление от вспомогательного источника, можно обеспечить потенциальную возможность водителю вращать рулевое колесо быстрее, затрачивая при этом меньшее количество мускульной энергии.

Пример 1
На стенде производят испытание предлагаемого способа путем проверки обеспечения возможности ощущать водителю на рулевом колесе действие сил реакции вращающихся барабанов на управляемые колеса в период между действием импульсов, поступающих от вспомогательного источника энергии. Положение управляемых колес на стенде устанавливают соответствующим прямолинейному движению автомобиля, а частоту их вращения изменяют эквивалентно скорости движения автомобиля от 40 до 90 км/ч с дискретностью 10 км/ч. После того как частота вращения колес станет равной заданному значению, уменьшают давление в одном из управляемых колес и посредством осязания ощущают рукой вибрацию обода рулевого колеса.

Пример 2
Создают на рулевом колесе момент сопротивления вращению, равный 30 Нм, поворачивают рулевое колесо с частотой в диапазонах 0,1-0,3, 0,4-0,6, 0,7-0,9 и 1-1,2 об/мин. Измеряют с помощью динамометра усилие, прикладываемое к рулевому колесу в каждом диапазоне.

Испытания показали удовлетворительное ощущение водителем на рулевом колесе изменений сил реакции вращающихся барабанов на управляемые колеса во всем диапазоне изменения частоты вращения барабанов. Величина усилия, прикладываемого к рулевому колесу, изменялась соответственно по диапазонам - 5, 10, 15 и 25 Нм.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображено устройство магнитоэлектрического усилителя руля автомобиля.

Устройство магнитоэлектрического усилителя руля автомобиля содержит магнитную систему 1, катушку 2, держатель 3, корпус 4 с крышкой 5, подшипник 6, ось 7, втулку 8, шкив 9, ремень 10 и усилитель 11 электрического сигнала.

В зазоре магнитной системы 1 находится катушка 2, неподвижно размещенная в держателе 3, который закреплен на корпусе 4. Катушка 3 состоит из двух обмоток: первой - обмотки освобождения и второй - обмотки импульса, намотанных бифилярно. В корпусе 4 и крышке 5 установлены подшипники 6, связанные между собой осью 7 с неподвижно закрепленными на ней втулкой 8 и шкивом 9, в пазу которого размещен ремень 10, кинематически соединяющий шкив с валом рулевого колеса. На втулке 8, являющейся частью магнитопровода, неподвижно закреплена магнитная система. Первая и вторая обмотки катушки 2 соответственно подключены к входу и выходу усилителя 11, выполненного на транзисторе, который играет роль ключа. Обмотка импульса является коллекторной нагрузкой транзистора 11 и подключена к аккумулятору автомобиля, который играет роль вспомогательного источника энергии.

Способ реализуется следующим образом.

Рулевым колесом поворачивают управляемые колеса автомобиля и одновременно через ремень 10 вращают шкив 9, ось 7 н втулку 8 с магнитной системой 1. При прохождении магнитов последней над катушкой 2 в обмотке освобождения наводится ЭДС, при этом прохождение магнитами первой половины (угла α) угловой ширины катушки вызывает в катушке ЭДС одного знака, а прохождение второй ее половины - другого. Наведенной при прохождении магнитами второй половины катушки ЭДС открывают транзистор 11 и в результате этого получают в обмотке импульса скачок тока, длительность которого равна времени прохождения магнитами угла α. Ток импульса создает в катушке магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем магнитов. В результате этого получают силу, отталкивающую магниты от катушки в направлении движения магнитной системы, и создают тем самым момент вращения на оси 7. Этот момент через шкив 9 и ремень 10 передают на вал рулевого колеса, в результате чего облегчают поворот рулевого колеса с помощью мускульной силы. Продолжают вращать рулевое колесо, вследствие чего происходит удаление магнитов от катушки 2, что приводит к уменьшению указанной силы и снижению момента вращения, и, следовательно, к возрастанию мускульного усилия на рулевом колесе. В этот момент посредством осязания ощущают рукой на ободе рулевого колеса действие сил реакции дорожного полотна на управляемые колеса. После прохождения магнитами угла β описанный процесс повторяется. Продолжают поворот рулевого колеса до тех пор, пока в этом отпадет необходимость.

Внедрение изобретения позволит повысить безопасность управления транспортным средством и уменьшить весогабаритные характеристики усилителя руля, что даст экономический эффект в народном хозяйстве.

Источники информации
1. Вишняков Н. Н., Вахламов В.К., Нарбут A.Н. и др. Автомобиль: Основы конструкции. М.: Машиностроение, 1986.

2. Патент США 5327986, МКИ B 62 D 5/04, 1994.

Похожие патенты RU2223883C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ 2010
  • Оленев Евгений Александрович
  • Оленев Сергей Евгеньевич
RU2442219C1
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ АВТОМОБИЛЯ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Бузников Сергей Евгеньевич
  • Елкин Дмитрий Сергеевич
RU2335805C1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ 2009
  • Оленев Евгений Александрович
  • Оленев Сергей Евгеньевич
RU2419163C1
СПОСОБ ОТКРЫВАНИЯ И ЗАКРЫВАНИЯ ДВЕРИ 2010
  • Оленев Евгений Александрович
RU2422607C1
МЕХАНИЗМ ЗЕРКАЛА ЗАДНЕГО ВИДА 2019
  • Оленев Евгений Александрович
RU2725099C1
УПРАВЛЕНИЕ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО РУЛЕВОГО ТИПА 2004
  • Вяхирев Георгий Русланович
RU2278796C2
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЯГИ 2017
  • Низов Сергей Николаевич
RU2688081C1
СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАНОСА АВТОПОЕЗДА 2012
  • Оленев Евгений Александрович
RU2507079C1
Адаптивная система головного освещения автомобиля 2016
  • Ашанин Василий Николаевич
  • Ларкин Сергей Евгеньевич
  • Мосин Владимир Петрович
RU2656976C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 2007
  • Альмквист Свен
  • Кюнтцель Клас
RU2429144C2

Реферат патента 2004 года СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГИИ, ЗАТРАЧИВАЕМОЙ ВОДИТЕЛЕМ В ПРОЦЕССЕ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в рулевом управлении транспортного средства. Сущность изобретения заключается в том, что энергию от вспомогательного источника, уменьшающую затрачиваемую водителем в процессе управления мускульную энергию, передают на вал рулевого механизма импульсами, между которыми водитель посредством осязания ощущает рукой на ободе рулевого колеса действие сил реакции дорожного полотна на управляемые колеса. Изменяя период между указанными импульсами и их период, регулируют подачу энергии от вспомогательного источника. Технический результат заключается в повышении безопасности управления транспортным средством. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 223 883 C2

1. Способ уменьшения энергии, затрачиваемой водителем в процессе управления транспортным средством, включающий передачу энергии импульсами от вспомогательного источника через усилитель к звену кинематической цепи, связывающей рулевое колесо с управляемыми колесами, отличающийся тем, что в период между импульсами уменьшают силу воздействия усилителя на звено кинематической цепи и посредством осязания ощущают рукой на ободе рулевого колеса действие сил реакции дорожного полотна на управляемые колеса.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменяют период между импульсами прямо пропорционально скорости движения транспортного средства.3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что изменяют длительность импульса обратно пропорционально скорости движения транспортного средства.4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что изменяют длительность импульса обратно пропорционально частоте вращения рулевого колеса.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2223883C2

Ускоритель макротел 1970
  • Абрамян Е.А.
SU353656A1
Устройство для считывания оригинала 1986
  • Тарханов Владимир Иванович
SU1341051A1
ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОКИЛЯ 1999
  • Якимов В.И.
  • Калинин А.Т.
  • Якимов А.В.
RU2167025C2
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 223 883 C2

Авторы

Оленев С.Е.

Даты

2004-02-20Публикация

2000-02-09Подача