CN1549778A - 使用车辆辅助控制装置的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵至少一个车辆辅助控制装置的装置和方法，其中辅助控制装置指设置成与车辆方向盘(10)相连的手柄式开关(11，12)或类似物，或者是设置在车辆控制板中或处于驾驶员能够到的其它地方的仪表板开关(16，17，18，19)或类似物。根据本发明，车辆的至少一个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)通过至少一个电气执行机构(20，50)而产生由供驾驶员使用的至少一个控制件(15)所控制的一项或多项机械运动。所使用的控制件(15)最好为按钮或摇臂式开关或类似物，其以工效学的方式设置在车辆中的驾驶员容易够到的地方，例如设置在手动控制装置的手柄(13)中和/或与车辆方向盘(10)相连。本发明使得能够将普通车辆装备成适于活动能力受到限制的人士使用。

Description

使用车辆辅助控制装置的装置和方法

本发明涉及一种使用根据所附独立权利要求1的序言部分所述的车辆辅助控制装置的装置。本发明还涉及一种根据独立权利要求15的序言部分所述的相应方法。

本申请人的在本申请的提交日尚未公布的在先芬兰专利申请No.20001987和No.20010443公开了一种安装在车辆上的控制装置，所述控制装置使得能够通过供驾驶员使用的单独执行机构来使用车辆的原踏板控制装置。一般来说，所述控制装置安装在装有自动变速器的小汽车上，在该控制装置的一个有利实施例中，所述执行机构是手操纵的手柄。借助于该手柄，驾驶员可通过分别向前压手柄和向后拉手柄来对车辆的制动踏板和加速踏板施加力。因此，对于下肢能力严重受损或完全丧失了所述下肢或其能力的人来说，也可以通过上述控制装置来驾驶装有自动变速器和普通脚踏板的车辆。因此，由于采用了上述控制装置，活动能力受到限制的驾驶员能够用一只手来操作车辆的加速器和制动器，而另一只手可自如地使用方向盘来驾驶车辆。

然而，当在道路行驶中驾驶车辆时，实际上会屡次遇到这样的情况，即驾驶员在通过车辆的主传动控制同时地使用方向盘、加速器和制动器之外，还必须使用其它的所谓车辆的次级传动控制。在这些辅助控制装置中，在正常行驶期间使用较频繁的最重要的辅助控制装置包括例如闪光指示灯、大灯的近光灯和远光灯以及挡风玻璃刮水器/清洗器的操作开关。在现代的汽车中，所述辅助控制装置的操作开关通常设置在固定于方向盘下方的转向柱上的手柄式开关中，使得它们在驾驶期间能够尽可能地易于操作。

除了手柄式开关之外，各种仪表板开关通常设置在控制板上或车辆中的驾驶员能够到的其它地方。这些仪表板开关用于控制车辆的其它装置，例如接通和断开大灯和可能有的辅助灯、加热和通风装置、座位的加热和除霜器，以及例如放音***。仪表板开关通常用于控制车辆中的辅助装置的这类功能，其中驾驶员在实际驾驶期间不必十分频繁地使用这些功能，和/或他/她可选择适当的情况来使用这些功能。在本说明书和权利要求书中使用的用语“仪表板开关”在广义上指所有开关、调节杆或调节旋钮，它们可通过转动、下压或其它方式来操作，并可安装在控制板上或车辆驾驶室内的驾驶员能够到的其它地方。

虽然手柄式开关设置成接近方向盘，这种设置是有利的，然而对于因活动能力受到限制或受到其它原因的影响而必须通过例如手动控制装置来驾驶汽车的驾驶员来说，在实际操作中这种开关仍较难使用。例如，当变道或在十字路口处转弯时，驾驶员在实际操作中必须将一只手、通常是右手持续地放在手动控制装置的手柄上以调节车辆的速度，同时将左手放在方向盘上以控制车辆的方向。因此，例如通过通常设于方向盘左侧的手柄式开关来使用闪光指示灯而同时不丧失驾驶员的左手对方向盘的握持是比较困难的。如果由于驾驶员的个人能力而必须将手动控制装置设置成由驾驶员的左手来操作，那么此时转向就要由右手来执行，因此在实际操作中操作设于方向盘左侧的闪光指示灯的手柄式开关而不会暂时性地丧失驾驶员的左手对手动控制装置手柄的握持是不可能的。

因此，从现有技术中已知了一些解决方案，其可减轻在驾驶员的能力在某些方面受到限制的情况下与使用车辆的辅助控制装置有关的上述类型的问题，使得能够在驾驶状态下平稳地使用普通的手柄式开关或仪表板开关。

从现有技术中已知的一种简单方法是使用各种机械延伸臂或辅助杆，以方便使用车辆的原手柄式开关或仪表板开关。

美国专利5022283公开了一种基于机械杆的解决方案，通过这种杆可从方向盘的右侧、即通过驾驶员的右手来使用设于车辆方向盘的左侧的闪光指示灯的原手柄式开关。然而，该解决方案和基于机械杆的其它类似解决方案均涉及一个基本问题，即杆组件在车辆中的安装总是要求杆组件根据车辆及其驾驶员来安装和形成尺寸。此外，杆***的固定通常要求钻出安装孔或采用其它类似的措施，这会永久性地损坏车辆的装潢或其它结构，从而降低了车辆的再售价值。而且，杆组件使得通过移动原开关手柄而以正常方式使用辅助控制装置比较困难，或者是不可能的。另外，杆组件通常以会带来麻烦的方式运动，例如在用原开关手柄以正常方式转动手柄式开关时。此外，在实际操作中，很难将手柄组件或类似机构实现为能使它们可从车辆上容易地分离(和再接合)而能够以正常方式驾驶车辆。此外，安装在驾驶员前方的任何类型的刚性杆或棒大大增加了碰撞时驾驶员受伤的危险，并且它们还可能会阻碍安装在车辆自身中的安全机构的功能执行，例如设计用于在碰撞时破裂的转向柱的功能执行。

从现有技术中已知的用于使用车辆的电子式操作的次级传动控制和辅助装置的另一方法是将它们与车辆自身的电气***直接相连，并通过这种并联操作开关来传递由待控制的原操作开关所操作的功能，这些操作开关合理地设置在活动能力受到限制的驾驶员能够到的范围内。

专利出版物GB2274149A提出了一种解决方案，其中用于闪光指示灯的操作开关是可转动的电气开关，其设置在用于操作机械式手动控制装置的手柄中，并且通过导电体与用于操作车辆的闪光指示灯的电气***相连。由于采用了这一解决方案，驾驶员就可以使用车辆的闪光指示灯而无须使他/她的手从手动控制装置的手柄上移开。专利出版物DE4437024A1也公开了一种装置，其中车辆的辅助控制装置如闪光指示灯、用于大灯的近光灯和远光灯的开关、挡风玻璃刮水器和喇叭通过固定在方向盘轮缘上的遥控装置来控制。因此，遥控装置也应完全能被驾驶员够到，其中驾驶员甚至可用一只手来使用遥控装置的开关。基于对遥控装置的开关的下压，指令就经无线连接发送到单独的接收器，该接收器还与车辆自身的***电连接。因此，接收器例如可直接控制闪光指示灯的继电器、大灯的近光灯和远光灯的转换继电器，以及车辆自身的电气***的相应部件。

然而，在实际操作中，直接与车辆自身的电气***相连的现有技术的上述及其它解决方案涉及到一个主要问题，即这些解决方案必然会干涉到车辆自身的电气***的功能和结构。为了进行连接，例如一定要切开车辆的导电体和/或设置分路，这会损坏车辆自身的电气***的可靠性，在忽略这一问题进行这种操作时尤其如此。此外，在实际操作中，对于不同的车辆造型而言，与车辆电气***的连接必须总是以稍稍不同的方式进行，这就使得安装工作复杂化并减慢了安装工作的进行，安装工作在有限的空间如在控制板下方是很难进行的。在现代的汽车造型中，通常非常难接近车辆中的电线和其它适当的连接点。出于类似的原因，同样很难取下这些装置并将其从一个车辆转移到另一车辆上。此外，在一些情况下，车辆中装置的原有操作逻辑会受到干扰。这种情况的一个例子是，例如，如果闪光指示灯不是通过机械式地转动手柄式开关而是通过指示灯继电器等的直接电气控制来接通，那么闪光指示灯的自动机械式复位将不起作用。

本发明的一个目的是公开一种装置和方法，通过该装置和方法可以避免与现有技术的上述解决方案有关的问题，以提高驾驶员在驾驶条件下容易地使用车辆的普通手柄式开关和/或仪表板开关或类似机构的能力和/或可能性因某些原因受到限制时的车辆辅助控制装置的使用性。

当驾驶员的例如下肢的活动能力受损时就是这种情况，其中他/她的一只手例如用于使用手动控制装置。另一种情况是，驾驶员可以用他/她的脚来正常地使用车辆的制动器和加速器，但他/她只有一只手可用于转向车辆和操作辅助控制装置。此外，驾驶员的能力可能会因类风湿性关节炎、营养不良或其它疾病或者其它原因而受到限制，使得他/她无法施加足够的力来使用车辆的原辅助控制装置。

因此，本发明的一个目的是提出一种解决方案，通过它驾驶员可以在不同的驾驶条件下尽可能容易、自然且安全地使用车辆的辅助控制装置，而不受到驾驶员能力的可能限制的影响。此外，本发明的另一具体目的是提供一种装置，它能够容易且快速地安装到各种车辆中，如果需要的话还可从车辆中容易地拆下来而不会留下印记，并且在安装到车辆上时不会妨碍原辅助控制装置的正常使用。

为了实现这些目的，根据本发明的装置的主要特征在于如独立权利要求1的特征部分所述。根据本发明的方法的主要特征在于如独立权利要求15的特征部分所述。其它的从属权利要求提出了本发明的一些优选实施例。

本发明基于这样的思想，即车辆的一个或多个原辅助控制装置即原有的手柄式开关、仪表板开关或类似机构通过一个或多个电气执行机构来机械式地使用，使得驾驶员可通过一个或多个设置在他/她能够到的范围内的控制件来控制所述执行机构的操作。根据本发明，驾驶员可使用所述控制件如按钮开关来控制所述电气执行机构以进行操作的机械运动，换句话说，例如以与它们的正常手动操作相对应地机械式转动、推、拉和/或旋转车辆的原辅助控制装置的操作开关。因此，根据本发明的装置可用作某一类型的电机器人，其由驾驶员控制并可为他/她来机械式地操纵车辆的原辅助控制装置。

在本发明的一个有利实施例中，该装置包括一个或多个用于智能化控制电气执行机构的控制单元。一个控制单元设置成可接收来自一个或多个控制件的一个或多个控制信号，并根据这些信号以预定的方式进一步控制一个或多个电气执行机构的运动。这使得能够对根据本发明的装置编程，以作为来自控制件的一个指令的结果来执行例如给定按钮开关的一次下压，它不是一次运动而是整个系列的动作。该装置可被编程为，通过转动手柄式开关就可以例如通过按钮开关的短暂的单次下压而接通车辆的闪光指示灯，并且在适当的预定延时后可通过沿相反方向转动该手柄式开关来自动地切断闪光指示灯。这项功能例如在超车情况下是有用的。

根据本发明，一个或多个执行机构用于操作车辆辅助控制装置的运动最好被编程为可以下述方式进行，即在操作给定辅助控制装置的动作之后，执行机构/多个执行机构可立刻返回到其基位。这样，它们就不会阻碍所述辅助控制装置的正常手动使用或会影响控制装置的其它***的操作。例如，当根据本发明的执行机构通过手柄式开关开启车辆的闪光指示灯时，执行机构在执行了所述转动后会回到其基位，在此处手柄式开关不会受到机械力的作用。此时，当转动方向盘时，车辆闪光指示灯的自动复位会正常地起作用，使手柄式开关回到其中央位置，或者相应地，如果他/她希望的话，驾驶员可通过手动地转动该手柄式开关来以正常的方式完成。

在本发明的一个有利实施例中，用于操纵车辆辅助控制装置的操作开关的电气执行机构为可控制位置的电伺服机构和/或电螺线管。所用的控制单元最好是可编程的微控制器等，其中控制单元设置成与控制件形成有线或无线的数据传输连接。

用于供驾驶员使用的控制件最好为按钮或摇臂式开关或类似物，其以工效学的方式设置在驾驶员容易够到的地方，例如手动控制装置的手柄和/或车辆方向盘的轮缘中，使得驾驶员可使用该控制件而无需松开他/她对手动控制装置的手柄或方向盘的握持。

在下文中将简短地讨论本发明与现有技术相比所实现的最显著的益处。

本发明基于这样的思想，即通过机械式地移动车辆的原辅助控制装置及其手柄开关、仪表板开关以及供驾驶员使用的相应使用界面来确切地控制车辆的功能；因此，本发明的解决方案不要求在车辆自身的电气***中进行任何电气控制连接。因此，通过本发明就可完全地避免繁重的安装工作，并且决不会有损于车辆自身的电气***的可靠性。在将来，与车辆自身的电气***相连将变得越来越困难，这是因为倾向于采用各种数据总线结构来代替车辆中的传统布线，甚至在车辆中的不同部分和不同装置之间将进行光纤连接。

即使在由不同制造商生产的车辆中，辅助控制装置尤其是手柄式开关的结构和操作也比较类似，这与车辆的构造或造型无关。显然，这一实际情况是有利的并有助于交通安全，这是因为在驾驶不同车辆时驾驶员并不总是要学习如何使用辅助控制装置。出于这一原因，根据本发明的装置还可以容易地安装到不同造型和不同构造的车辆中。通过调节根据本发明的装置中的机构，或者通过对控制单元进行编程，就可以容易地执行必要的安装，这将下文中更加详细地讨论。而且，根据本发明的装置可以制成非常紧凑，其中它可以容易地固定到车辆上和从车辆中取下来而不会留下印记，或者如果需要的话，它还可以容易地从一个车辆转移到另一车辆上。

此外，根据本发明的解决方案不会以任何方式影响车辆辅助控制装置的原有功能逻辑。例如，在方向盘于转动后往回转动时，车辆闪光指示灯的原始自动复位也在根据本发明装置的使用期间以原有的方式起作用。另外，驾驶员总是能够用手正常地使用车辆的辅助控制装置，如果他/她希望的话。这就使得装配供活动能力受损的人士使用的汽车同样可由行动正常的人士来驾驶，同时驾驶操作不会因安装在车辆中的根据本发明的装置而受到明显的影响。

在碰撞情况下，根据本发明的装置不会增加驾驶员受伤的危险，这是因为它不包括任何安装于驾驶员前方的棒、刚性杆***或其它类似的结构。此外，根据本发明的装置不会影响车辆自身的安全机构的功能，它例如允许转向柱在碰撞情况下以汽车制造商所设计的方式破裂。另外，根据本发明的装置的使用或其在汽车内的安装不会干扰汽车自身的安全气囊或其它类似安全装置的操作。

总之，由于采用了本发明，尤其是与控制件的控制有关的智能，活动能力受到限制的驾驶员就可以在不同的驾驶条件下尽可能容易、自然且安全地使用车辆的辅助控制装置。

本发明的下述详细介绍将为本领域的技术人员说明本发明的多种可能的实施例，以及通过本发明所带来的与现有技术相比较的优点。

在下文中，将参考附图来更详细地介绍本发明，其中

图1原理性地显示了根据本发明的装置的一个实施例，其安装成可促动与方向盘相连的手柄式开关，

图2a-2c和3a-3b原理性地显示了处于不同操作步骤中的实现为与手柄式开关相连的根据本发明的执行机构，

图4以原理性透视图的方式显示了根据本发明的执行机构的最重要的部件，

图5a和5b显示了安装于手柄式开关端部处的根据本发明的另一执行机构，和

图6以原理性框图的形式显示了根据本发明的控制执行机构的一种方式。

应当注意的是，下面将要讨论的本发明的不同实施例只用于说明本发明的本质，因此一定不能将它们解释为本发明的仅有的可能实施例。作为示例在此提出的实施例的优点主要在于它们的简单的机械结构，这使得能够以较低的制造成本来生产出重量较轻且尺寸紧凑的执行机构。通过使用可相互间运动的最少数量的单独部件，该目的还可使这些结构内的机械间隙较小，这使得可以准确且无噪音地操作这些装置。

图1是显示了根据本发明的装置的一个实施例的原理图，其安装成可操纵与方向盘10相连的手柄式开关11，12。该手柄式开关11，12以正常的方式设置在从驾驶员处看去的方向盘10的轮缘之下，然而在图1为清楚起见，通过将方向盘10的适当结构部分绘制成透明的而使这些手柄式开关可被完全看到。图1还显示了手动控制装置，下肢的活动能力受到限制的人士可通过该装置来驾驶装有自动变速器的车辆。手动控制装置最好是根据本申请人的在先芬兰专利申请No.20001987和/或No.20010443中所述的装置，其中驾驶员可用一只手使用手柄13来控制车辆的制动和加速踏板。在这种情况下，由于手动控制装置的静液传动，手柄13也能够以所需的方式自由地设置在驾驶员能够到的范围内，以实现最佳的工效学效果。通过沿车辆的纵向向前推动手柄13就可以促动车辆的制动踏板，通过向后拉动手柄，就可以相应地压下加速踏板。

在如图1所示的车辆中，根据普遍采用的实际情况，左手柄式开关11设有闪光指示灯的控制件，以及用于车辆大灯的近光灯和远光灯的开关。当手柄式开关11在方向盘轮缘的方向上向右和向左转动时，右闪光指示灯和左闪光指示灯分别接通。当手柄式开关处于这些位置之间的中央位置时，闪光指示灯未操作，并且如所公知的那样，手柄式开关在方向盘10复位时自动回到这一中央位置。使这些闪光指示灯自动复位的机构通常实现在手柄式开关、转向柱和包含于转向柱中的方向盘轴的结构中。通过沿方向盘轴方向的较大运动来朝向方向盘轮缘拉动手柄式开关11，就可以实现大灯的近光灯和远光灯之间的切换。在图1的示例中，通过以上述方式朝向方向盘轮缘拉动手柄式开关11，就可以将大灯从近光灯切换到远光灯，反之亦然。这一功能在下文中将称为“灯切换”。

在图1所示的情况中，右手柄式开关12设有可控制车辆挡风玻璃刮水器/清洗器的操作的操作开关。通过沿方向盘10轮缘的方向向右和/或左转动手柄式开关12，就可以为挡风玻璃刮水器选择不同的刮水速度，并且通过沿手柄式开关12的臂的方向压下设于手柄式开关12的末端处的按钮14，就可以执行清洗器的功能。目前，在许多车辆中清洗器的功能通常实施为当压下按钮14时，就将清洗液喷到挡风玻璃上，与此同时，刮水器自动地擦拭数次以使挡风玻璃干燥。除了挡风玻璃刮水器和清洗器之外，手柄式开关12还可以已知的方式设置成可控制后车窗的刮水器/清洗器和/或大灯。

根据本发明，手柄式开关11，12装有电气执行机构20，50，它们的操作由驾驶员用设于手动控制装置的手柄13中的控制件15来控制，在这里控制件15为按钮和摇臂式开关。由于本发明的缘故，驾驶员因此可以使用开关15来对执行机构20，50施加操纵运动，以便操纵车辆的原手柄式开关11，12，同时不会丧失他/她对方向盘10和/或手柄13的握持。

图2a-2c，3a-3b和4更详细地显示了与图1所示车辆的左手柄式开关11相连的执行机构20的一个有利实施例的结构和操作。

实际的机械操纵运动通过包括在执行机构20中的手柄件21而传递给手柄式开关11。如图2b所示，当处于基位时，手柄件21不会妨碍手柄式开关的正常使用，然而在需要时可以手动地向右R或向左L转动手柄式开关11以操纵闪光指示灯，还可以沿方向F转动手柄式开关11以操纵灯切换。当驾驶员操纵开关15以给出控制指令，例如接通闪光指示灯以便指示向右转时，手柄件21使手柄式开关11沿方向R机械式地运动，如图2a所示。因此，由于包括在手柄式开关自身中的锁定功能，手柄式开关11就可保持在如图2a所示的位置，而手柄件21立即回到其如图2b所示的基位。此时，手柄式开关11可通过下述任一方式回到其中央位置(其中闪光指示灯的功能停止)。首先，在驾驶员在转向后使方向盘10向左往回转动时，通过设置成与转向柱/轴相连的车辆自身的自动复位机构，手柄式开关11可以回到其中央位置。如果驾驶员愿意的话，他/她也可用手以正常方式使手柄式开关11回到中央位置，或者他/她可使用开关15来控制手柄件21进行如图2c所示的运动，使得手柄式开关11回到其中央位置，并进一步使手柄件回到其如图2b所示的基位。

图3a和3b显示了执行机构20在其对手柄式开关11施加机械操纵运动以使用灯切换时的操作。如图3a所示，手柄件21的基位对应于图2b所示的位置。为了将大灯从近光灯切换到远光灯或者相反，驾驶员通过开关15给出控制指令，使得手柄件21使手柄式开关11即刻沿方向F运动以操纵灯切换。在此之后，手柄件21立即回到其如图3a所示的基位。因此，由执行机构21所实现的操纵运动对应于驾驶员手动地“拉动”手柄式开关11，以便可以使用灯切换。

图4更详细地显示了如图2a-2c和3a-3b所示的执行机构20的一个有利的结构。执行机构20包括固定部分40，其通过延伸穿过开口41并围绕在转向柱周围的皮带等固定在转向柱上和手柄式开关的附近。如果需要的话，还可以在固定部分40上的朝向转向柱的表面上使用橡胶或粘结材料，以保证执行机构20保持在其位置中。此外，固定部分40与框架部分43相连，框架部分43设置成可通过轴42相对于固定部分旋转，在框架部分43上固定了执行机构20的其它部分。固定在框架部分上的第一部件为第一伺服电动机44，其输出轴45在由图4中的虚线示出的转动点46处与手柄件21相连。因此，第一伺服电动机44能够使手柄件21相对于转动点46在如图2a-2c所示的方向L-R上转动。在第一伺服电动机44的上方又固定了第二伺服电动机47，在其输出轴上连接了齿轮48。齿轮48设置成可与在固定部分40中加工出的齿缘49相配合，其中第二伺服电动机47能够使手柄件21相对于轴42在如图3a-3c所示的方向B-F上运动。此外，执行机构20最好包括控制单元60，其设置成可通过来自控制件15的控制信号来控制伺服电动机44，47，以便实现手柄件21的所需操纵运动。最好设置外壳55以覆盖执行机构20的各部件的适当部分，以便实现具有完好外观的紧凑单元。

用于固定部分40、框架部分43、手柄件21和外壳61的材料例如可以是带有适当覆层的金属或塑料。所述部分例如可由重量轻且强度高的铝制成。

伺服电动机44，47最好是用于比例模型等之中的伺服电动机，它们例如可由美国加利福尼亚州Poway的Hitec RCD Inc.制造。适于这一目的的由所述制造商生产的一种伺服电动机模型例如为Hitec HS-645MG。用于比例模型的伺服电动机的优点在于它们的尺寸紧凑、重量轻，并且相对于伺服电动机的物理尺寸来说其扭矩较高，该扭矩可通过集成在伺服电动机自身中的减速齿轮来实现。此外，比例模型伺服电动机还包括根据本发明的使用所必需的位置变送器，以及使用电动机自身所必需的电力电子器件。通过使用所知的控制方法并基于脉冲比来控制伺服电动机，其中伺服电动机基于其内部位置变送器而移动到由作为控制信号的脉冲比输入所确定的位置。由于该控制方法是比例模型伺服电动机的标准方法，因此不同制造商的伺服电动机还可大体上互换，其中可以为各种目的选择具有最适当的尺寸和扭矩的伺服电动机。

图5a和5b更详细地显示了执行机构50的一个有利实施例的结构和操作，执行机构50基于电螺线管并实现为与图1所示车辆中的右手柄式开关12相连。

在图1中，可沿杆12的臂方向压下位于手柄式开关12端部处的按钮14，以便使用在现代车辆中通常具备的清洗器功能，这样，当压下按钮14时就将清洗液喷到挡风玻璃上，同时挡风玻璃刮水器自动地擦拭数次以使挡风玻璃干燥。如果大灯接通的话，当压下按钮14时大灯清洗器也可进行操作。

图5a显示了能够以根据本发明的方式来使用按钮14的执行机构50的一个实施例的剖视图，图5b显示了其侧视图。执行机构50包括固定在手柄式开关12的端部处的框架部分51、与框架部分相连的绕线框架52以及销53，后二者一起构成了电操作螺线管。此时，根据本发明，驾驶员例如可使用设于手动控制装置的手柄13中的按钮开关15来操纵执行机构50的销53，以便压下按钮14来使用清洗功能。根据本发明的特征，销53延伸到执行机构50的框架部分51和绕线框架52之外，这样，驾驶员还可通过用手压下销53的端部来手动地使用清洗功能，其中销53进一步地下压原按钮14。

框架部分51例如可通过扣压连接或套筒接合连接到手柄式开关12的端部，如果需要的话，例如可以借助于连接夹。如果需要的话，可通过使用适当的粘胶来加固该连接。用于框架部分51的材料可以是塑料或金属。对于螺线管52，53而言，各种可以买到的微型螺线管是最适合的，其工作电压可以直接为车辆电气***的电压，即通常为12V。由于执行机构50的尺寸较小，执行机构就不会妨碍例如仪表板的读取，因此不会干扰驾驶员或妨碍手柄式开关的正常使用。

自然地，具有如图5a和5b所示的操作原理的螺线管执行机构还设置成可以相应的方式操纵车辆的仪表板开关。在图1中以标号16和17表示了一些这种仪表板开关。通过相应的方式，基于一个或多个伺服电动机和/或线性伺服电动机的根据本发明的执行机构设置成可操纵车辆的仪表板开关。在图1中，这类仪表板开关包括调节杆18和可转调节旋钮19。

图6以框图的形式显示了根据本发明的用于控制执行机构20，50的方法。

控制件15如设于手动控制装置的手柄13中的摇臂式或按钮开关设置成可与控制单元60形成有线或无线的数据传输连接。控制单元60的存储器包括关于一个或多个伺服电动机44，47的系列运动的类型的预编程数据，该类型对应于控制件15的给定指令。通过存储于其存储器中的程序，控制单元60还可产生信号62，63以引导伺服电动机44，47到所需的位置。由于伺服电动机44，47最好为如上所述的所谓的比例模型伺服电动机，因此控制信号62，63是由矩形脉冲构成的信号，其中脉冲比表示伺服电动机的所需位置，在该位置中伺服电动机通过其内部位置变送器和集成的控制和电力电子器件来转动。

所用的控制单元60最好为可编程的微控制器等，其包括用于存储程序的非逸失性存储器，以及可在来自与所述微控制器的输入连接相连的控制件15的控制信号61的控制下运行程序的微处理器。例如通过将各集成电路设置在为此目的而提供的单独的程控设备如与个人计算机相连的程控设备中，就可以在微控制器中进行编程或软件修改。或者，为了进行编程，还可使用在现有技术中已知的另一方式如通过使用电线来将微控制器与程控设备相连。

最好，控制单元60的操作设置成使得控制脉冲仅当执行机构20运动时被发送给伺服电动机44，47，以避免伺服电动机的不必要的加热和能耗。另外，整个根据本发明的装置的工作电压最好设置成仅当车辆的电气设备由点火开关钥匙或类似物接通时，工作电压才传送到该装置上。

另外，图6还显示了用于控制螺线管执行机构50的方法。螺线管50最好通过将控制信号从按钮或相应控制件15发送给耦合部件64如功率晶体管、继电器等来控制，其中耦合部件64将实际工作电流传递给螺线管50。这样，只有控制电流需要通过按钮或用作被驾驶员操作的控制件15的其它部件来传递，其中所述部件可以是适当的紧凑型部件。只要驾驶员压下用作控制件15的按钮或类似物，螺线管50就将“拉动”。

控制单元60最好设置成与包括有伺服电动机44，47的执行机构20相连，如图4所示。控制螺线管50所需的切换部件64优选设置在例如手动控制装置的手柄13中，以便提供紧凑的装置。

在下文中将通过描述了一些使用状态的示例来进一步说明根据本发明的装置的操作。在这些示例中，该装置基本上与图1所示的相符。

车辆的闪光指示灯最好设置成可通过设于手动控制装置的手柄13内的摇臂式开关15来控制，并例如通过食指和中指来使用。摇臂式开关15具有三个位置，当开关未受压时它通过弹簧回到其中央空档位置。当驾驶员通过例如持续0.3到0.8秒的中等长度的下压而将摇臂式开关“向右”压时，执行机构20将沿方向R转动手柄式开关11，使得车辆的右闪光指示灯接通(图2a)。手柄式开关11保持在其与该模式对应的位置中，而执行机构20立即回到其基位(图2b)。此时，当驾驶员向左往回转动方向盘时，手柄式开关11例如通过车辆自身的回行机构而回到其中央位置。

当驾驶员通过例如持续0.8秒以上的较长下压而将摇臂式开关“向右”压时，执行机构20首先转动手柄式开关11以使车辆的右闪光指示灯接通(图2a)。之后，执行机构首先立即回到其基位，在预定的延迟时间之后，执行机构20仍将沿相反的方向(图2c)作较短的回行运动，使手柄式开关11回到其中央位置。适当的延迟时间例如为6秒。当希望进行较短时间的闪光指示灯指示，例如在开始或结束超车的情况时，这一功能是有用的，在超车的情况中，方向盘只是被稍稍转动以改变车道，车辆自身的手柄式开关11的自动回行机构不会被促动。

在手柄式开关11转到“右”且驾驶员通过向“左”压持续例如小于0.3秒而将摇臂式开关向相反方向短暂下压时，执行机构20将产生使手柄式开关11回到其中央位置的运动。该功能可用于在闪光指示灯通过例如所述中等长度(0.3到0.8秒)的下压或其它方式先被接通之后切断闪光指示灯。

此外，下面的示例用于具体地介绍当通过手动控制装置来驾驶车辆时，根据本发明的装置如何在实践中提高交通安全。

如图1所示，驾驶员通过将他/她的右手放在手动控制装置的手柄13上来控制车辆的加速器和制动器，通过将他/她的左手放在方向盘10上来使车辆转向，并且可以下述方式在天黑时和恶劣的道路条件下进行超车。首先，通过较长时间(大于0.8秒)地压下设于手柄13中的摇臂式开关，驾驶员就可控制左闪光指示灯打开并持续片刻(延迟时间为6秒)，并同时通过向后拉动手柄13来加速，另外，基本上同时地转动方向盘10以改变车道而超车。此时，驾驶员可完全集中注意力于控制汽车的方向和速度，这是因为执行机构20在给定的延迟时间之后将使闪光指示灯的手柄式开关11自动地回到中央位置。当到达待超过车辆的一侧时，驾驶员可在任何时刻并完全不用管闪光指示灯的模式(并且不用管执行机构20在图2a-2c所示方向R-L上的位置)而压下手柄13中的按钮，以将大灯切换到远光灯。因此，执行机构20在方向B-F(图3a-3b)上实现手柄式开关11的操纵运动，以便使用灯切换。而且，驾驶员可在任何时刻压下手柄13中的另一按钮开关，以便通过执行机构50来使用挡风玻璃清洗器和相关的自动刮水功能，从而能够在超车情况下在例如水、泥或雪溅到挡风玻璃(或大灯)上时恢复视野清晰的状态。为了结束超车，驾驶员通过较长时间地(大于0.8秒)压下手柄13中的摇臂式开关来接通右闪光指示灯，并转动方向盘以改变车道，同时通过使用手柄13来将速度减速到适当的水平。在6秒延迟时间之后，执行机构20使闪光指示灯的手柄式开关自动地回到其中央位置。

可以看出，本发明能够提高交通安全的作用在于，在上述整个超车期间，驾驶员可以将他/她的一只手始终保持在方向盘上，而另一只手(在需要时)连续地保持在手动控制装置的手柄13上。

应当注意的是，上述闪光指示灯的短下压(小于0.3秒)、中等长度的下压(0.3到0.8秒)和长下压(大于0.8秒)以及延迟时间(6秒)的时限只是一些例子，它们用于说明本发明的不同功能。自然地，通过对控制单元60进行适当的编程，就可以自由地选择这些时限和延迟时间，使之不同于所述值。

当然，对于本领域的技术人员来说很明显，通过以不同方式将上述原理、操作方法和结构与本发明的不同实施例相结合，就可以提供各种符合本发明精神的本发明的实施例。因此，必须不能将上述示例解释为限制了本发明，相反，本发明的实施例可以在所附权利要求中提出的发明性特征的范围内自由地变化。

例如，显然如果需要的话，实现为具有伺服电动机的执行机构20例如也可安装在车辆的右手柄式开关12内，以便以比上述更通用的方式控制前、后车窗的刮水器的操作。如果需要的话，还可将一个伺服电动机设置成可转动设于手柄式开关端部处或控制板中或车辆内相应位置处的可转开关或调节旋钮。这种可转动的辅助控制装置例如可以是用于调节加热设备的温度的旋钮或用于调节吹风速度的开关。

如果驾驶员例如因类风湿性关节炎或其它损坏了肌肉强度的疾病而无法用手或手指以正常方式进行起动和停止车辆的操作的话，伺服电动机或相应的执行机构也可设置成通过转动车辆的点火开关钥匙来起动和停止车辆。

在一些情况下，还可采用线性伺服电动机来代替产生旋转运动的伺服电动机。线性伺服电动机可用于以定位的方式移动例如各种手柄调节装置，其通常用作例如可调节车辆加热器的装置。

控制板中的按钮开关或相应的仪表板开关可通过根据本发明的螺线管执行机构50来操纵，如果需要的话，例如可以并排地使用两个螺线管执行机构50。在这种情况下，可采用一个螺线管50来接通摇臂式开关等，并通过相应的方式沿相反的方向压下另一螺线管开关50，以切断摇臂式开关。

对于本领域的技术人员来说很明显，除了伺服电动机之外，在执行机构20中还可以采用其它类型的电动机，例如装有单独的齿轮***和/或位置变送器的步进电动机或直流电动机，如果需要的话。还可以使用各种线性电动机。这些均可用于实现各种根据本发明精神的执行机构，这样就可以使用各种车辆辅助控制装置，而不用理会用于这些辅助控制装置中的开关、手柄或操作旋钮的类型。

如果车辆的灯切换是手柄式开关11在转向柱方向(方向B-F)上具有两个不同位置的那种类型，其中手柄式开关11设置成可切换大灯的近光灯和远光灯，那么手柄件21可设置如图3b所示的夹紧件24或相应的止动件，其中由于采用了夹紧件24，手柄件21就可沿方向B有效地转动手柄式开关11。根据本发明的特征，在进行了手柄式开关11的操纵运动以使其沿方向B-F运动到其所需位置之后，执行机构20立即回到其基位，其中如果需要的话，还可手动地使手柄式开关11沿方向B-F从一个位置转动到另一位置。因此，手柄件21和夹紧件24之间的空间设置成使得在手柄件21处于方向B-F上的某一位置时，可用手使手柄式开关11沿所述方向从一个位置运动到另一位置。与手柄式开关在所述方向B-F上的位置完全无关，执行机构20可通过沿方向L-R的运动来促动闪光指示灯，或者手柄式开关11还可在由导向件22限制的范围内沿方向L-R手动地转动。

根据本发明的装置可安装在各种车辆中，并通过编程和/或机械的方式用于各种辅助控制装置中。在执行机构20中，手柄件21在方向L-R和B-F上的最大可能路径优选设置成例如与所述执行机构的设计相关，从而使用它们可覆盖在用于最普通的车辆构造或造型中操纵手柄式开关所需的运动。因此，执行机构20的路径可以容易地安装成与不同的车辆相配，例如仅通过修改控制单元60的软件即可。该路径的随车辆不同的具体调节也可机械式地进行，例如，导向件22在手柄件21中的连接点可根据需要来变化。图2b显示了导向件22在手柄件21中的若干不同的固定点23(固定孔)。因此，可根据沿方向L-R在手柄式开关11上的操纵运动的长度、例如根据手柄式开关11自身的长度和厚度来为导向件22选择适当的固定点。

可以容易地将必要数量的适当类型的执行机构20，50连接到控制单元60上，并且对各个执行机构单独来说，可以作为对控制件15给出的指令的响应来规定由所述执行机构执行的功能。控制件15可包括一个或多个手柄式开关、按钮开关或类似物。显然，除了各种手操作的开关之外，还可采用其它类型的控制件来作为控制件15。活动能力受到限制的驾驶员例如缺手指或移动手指的能力受到限制的驾驶员可以使用例如从现有技术中已知的技术作为控制件15，因而驾驶员可以通过吹/吸设于嘴中的薄管来发出各种控制指令。还可以使用由语音指令控制的各种***。在一些情况下，控制件15还可设置成由驾驶员的脚或其它身体部位来使用，这取决于他/她的能力。

当所用的控制件15包括各种设于手动控制装置的手柄中的开关时，手柄自然可设置成由驾驶员的右手或左手来操作。特别是，当采用基于静液传动的手动控制装置时，如本申请人的在先芬兰专利申请No.20001987和No.20010443中所述的那样，手动控制装置的手柄可自由地设置在从工效学的角度出发最适合驾驶员的位置。因此，手柄例如可以固定在用作驾驶员座位的轮椅上。

自然地，本发明还可用于驾驶员可用脚以正常方式控制车辆的制动和加速踏板但他/她只有一只手用于转向车辆的情况。因此，控制件15例如可设置在固定于方向盘轮缘并设置成可绕其连接轴旋转的控制旋钮中。当握住所述控制旋钮时，驾驶员可用一只手来转动方向盘，并通过使用控制旋钮中的控制件15来操作车辆辅助控制装置。在这种情况下，控制件15和控制单元60之间的数据传输最好通过无线通信来进行。

Claims (22)

1.一种用于使用至少一个车辆辅助控制装置的装置，所述辅助控制装置指设置成与车辆方向盘(10)相连的手柄式开关(11，12)或类似物，或者是设置在车辆控制板中或处于驾驶员能够到的其它地方的仪表板开关(16，17，18，19)或类似物，其特征在于，所述装置包括：

-至少一个电气执行机构(20，50)，其中所述执行机构设置成可执行车辆的所述至少一个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)的一项或多项机械操纵运动，和

-至少一个控制件(15)，其用于供驾驶员控制所述至少一个执行机构(20，50)的多项操纵运动，

其中，车辆驾驶员可通过所述装置来操作车辆的至少一个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)，以便进行与所述辅助控制装置的正常手动使用基本上对应的一项或多项操纵运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个控制单元(60)，所述控制单元(60)设置成可接收来自所述至少一个控制件(15)的一个或多个控制信号(61)，并且响应于所述一个或多个控制信号(61)来以预定方式控制所述至少一个执行机构(20，50)的操作。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元(60)是可编程的微控制器或类似物，其设置成可与所述至少一个控制件(15)形成有线或无线的数据传输连接，以便将一个或多个控制信号(61)从所述控制件(15)传送给所述控制单元(60)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制单元(60)可响应于从所述控制件(15)中得到的作为一个或多个控制信号(61)的一定指令而被编程，以便控制所述一个或多个执行机构(20，50)而执行预定系列的运动，从而操纵车辆的一个或多个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)上执行所述一项或多项操纵运动的所述执行机构(20)包括可执行至少一项或多项旋转运动的电气伺服电动机和/或可执行线性运动的电气伺服电动机。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)上执行所述一项或多项操纵运动的所述执行机构(50)包括至少一个或多个电螺线管。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，如果所述辅助控制装置为手柄式开关(11)，则所述执行机构(20)至少包括可在第一方向(L，R)上产生所述手柄式开关(11)的操纵运动的第一电气伺服电动机(44)和可在第二方向(B，F)上产生相应操纵运动的第二电气伺服电动机(47)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述执行机构(20)设置成可与手柄式开关相连地固定到支撑车辆方向盘(10)的转向柱上。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述执行机构(50)设置成可下压设于所述手柄式开关(12)的端部处的按钮(14)或类似物。

10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，供驾驶员使用的所述至少一个控制件(15)为手控制的摇臂式开关、按钮开关或类似物。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制装置(60)设置成可以检测所述控制件(15)的下压持续时间，并且响应于不同持续时间的下压来控制所述一个或多个执行机构(20，50)，以便执行预定系列的运动。

12.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，可通过所述装置来操纵的车辆辅助控制装置为用于闪光指示灯(11)的操作开关、用于大灯的近光灯或远光灯(11)的灯开关，或者是用于挡风玻璃刮水器/清洗器的操作开关(14)。

13.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，供驾驶员使用的所述至少一个控制件(15)设于所述手动控制装置的手柄(13)中，所述手柄(13)用于控制车辆的加速器和/或制动器。

14.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，供驾驶员使用的所述至少一个控制件(15)设于车辆的方向盘(10)上、设于固定在所述方向盘上的装置上，或设于所述方向盘的附近。

15.一种用于使用至少一个车辆辅助控制装置的方法，所述辅助控制装置指设置成与车辆方向盘(10)相连的手柄式开关(11，12)或类似物，或者是设置在车辆控制板中或处于驾驶员能够到的其它地方的仪表板开关(16，17，18，19)或类似物，其特征在于，在所述方法中

-通过至少一个电气执行机构(20，50)来使车辆的所述至少一个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)进行一项或多项机械操纵运动，和

-供驾驶员使用的至少一个控制件(15)通过所述至少一个执行机构(20，50)来控制所述一项或多项操纵运动，

其中，在所述方法中，车辆驾驶员可操作车辆的所述至少一个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)，以便进行与所述一个或多个辅助控制装置的正常手动使用基本上对应的一项或多项操纵运动。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述方法中，从所述至少一个控制件(15)中接收一个或多个控制信号(61)，并且响应于所述一个或多个控制信号(61)来以预定方式控制所述至少一个执行机构(20，50)的操作。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，响应于来自所述控制件(15)的作为一个或多个控制信号(61)而得到的一定指令来控制所述一个或多个执行机构(20，50)，所述控制单元(60)可被编程以执行预定系列的运动，从而操纵车辆的所述一个或多个辅助控制装置(11，12，16，17，18，19)。

18.根据权利要求14到17中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述辅助控制装置为手柄式开关(11)，则所述执行机构(20)使所述手柄式开关(11)在与所述手柄式开关(11)的臂基本上垂直的一个或多个方向(L，R；B，F)上产生一项或多项操纵运动。

19.根据权利要求14到17中任一项所述的方法，其特征在于，所述执行机构(50)使所述手柄式开关(11)在所述臂的大致纵向上产生一项或多项操纵运动，以便下压设于所述手柄式开关(12)的端部处的按钮(14)或类似物。

20.根据权利要求14到17中任一项所述的方法，其特征在于，所述执行机构使所述手柄式开关(11，12)产生一项或多项操纵运动，以便转动设于所述手柄式开关中或与之相连的可转开关。

21.根据权利要求14到20中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述控制件(15)为摇臂式开关、按钮开关或类似物，则可以检测驾驶员对所述控制件(15)的下压的持续时间，并且响应于不同持续时间的下压来控制所述一个或多个执行机构(20，50)，以便执行预定系列的运动。

22.根据权利要求14到21中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法可用于操纵用于闪光指示灯的操作开关、用于大灯的近光灯或远光灯(11)的灯开关，或者是用于挡风玻璃刮水器/清洗器的操作开关(14)。

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