ITRM970351A1

ITRM970351A1 - Complesso di servizio per il comando del movimento longitudinale e/o trasversale di un autoveicolo

Info

Publication number: ITRM970351A1
Application number: IT97RM000351A
Authority: IT
Inventors: Michael Bohringer; Lutz Eckstein
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1998-12-11
Also published as: ITRM970351A0; FR2750390B1; IT1293047B1; DE19625496A1; FR2750390A1; DE19625496C2; GB9713444D0; GB2314608A; GB2314608B; JPH1081244A

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"COMPLESSO DI SERVIZIO PER IL COMANDO DEL MOVIMENTO LONGITUDINALE E/O TRASVERSALE DI UN AUTOVEICOLO''

L’invenzione concerne un complesso di servizio per il comando almeno del movimento longitudinale e# opzionalmente, anche del movimento trasversale di un autoveicolo secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Tradizionalmente, in un’automobile il volante funge da elemento di servizio per il comando del movimento trasversale e il pedale dell'acceleratore e il pedale del freno fungono da elementi di servizio per il comando del movimento longitudinale. Nell'articolo di P. Braenneby et al., Improved Active and Passive Safety by Using Active Laterale Dynamic Control and an Unconventional Steering Unit, 13a. Conferenza Internazionale Tecnica su veicoli di sicurezza sperimentali, 4-7 Novembre 1991, Proceedings Voi. 1, pagina 224, viene proposta, come alternativa al volante tradizionale, una leva di comando disposta, ad esempio, sul tegolo copritrasmissione centrale del veicolo.

Inoltre è noto prevedere un elemento di servizio comune per il comando della dinamica longitudinale e trasversale di un autoveicolo dove, preferibilmente, il movimento longitudinale viene comandato con un azionamento dell'elemento di servizio in direzione longitudinale del veicolo e il movimento trasversale viene comandato con un azionamento dello stesso in direzione trasverale, in particolare come movimento rotatorio corrispondente al volante tradizionale. Un tale elemento di servizio è pubblicato, sotto forma di una barra di comando disposta su un telaio in modo da oscillare intorno ad un asse trasversale orizzontale, dove il telaio è girevole, a sua volta, intorno ad un asse longitudinale orizzontale, nel brevetto US 3.022.850. Un altro elemento di servizio di questo genere, citato nell’articolo di H: Bubb, Posto di lavoro del conducente - Uno studio ergonomico, Automobil-Industrie 3/85, pagina 265, contiene due manopole a disco, collegate meccanicamente fra loro e disposte intimamente una accanto all'altra, le quali sono disposte all’estremità di una staffa condotta in modo da spostarsi sul mobiletto portaoggetti centrale del veicolo. Spostando la staffa in direzione longitudinale del veicolo si comanda la dinamica longitudinale di detto veicolo mentre la dinamica trasversale viene influenzata mediante rotazióne delle due manopole a disco nel piano trasversale del veicolo.

Nella domanda di brevetto tedesca antecedente, non prepubblicata, 195 48 717.6 è indicato un sistema di elementi di servizio del tipo citato avanti, in cui i due elementi di servizio sono azionabili indipendententemente fra loro e, preferibilmente, sono strutturati come barra di comando azionabile a mano. Mediante accoppiamento elettronico dei due elementi di comando si evitano collisioni di ordini, ad esempio mediante sovrapposizione additiva dei segnali di comando, mediante comando passivo manuale, di volta in volta, di un elemento di servizio oppure mediante associazione di diverse priorità per i due elementi di servizio. In questo caso, per la sufficiente sicurezza di funzionamento si debbono prendere accorgimenti per il riconoscimento del mancato funzionamento di uno dei due elementi di servizio in modo che l'autista possa rilasciare immediatamente l'elemento di servizio che non ha funzionato per eseguire, successivamente, la guida del veicolo soltanto con l'elemento di servizio ancora funzionante .

Nella domanda di brevetto pubblicata WO 88/09279 è indicato un sistema di elementi di servizio per il comando del movimento trasversale di un'automobile che contiene due elementi di servizio a manopola disposti su una consolle posizionata al posto di un usuale volante tradizionale. Le due manopole sono disposte, in modo sincronicamente mobile mediante un accoppiamento meccanico, sulla consolle dove, in evidente associazione funzionale, i movimenti oscillanti verso destra provocano sterzate verso destra e movimenti oscillanti verso sinistra provocano sterzate verso sinistra.

Nella domanda di brevetto pubblicata EP 0525 817 Al è descritto un sistema di elementi di servizio per il comando del movimento trasversale di un veicolo che contiene due elementi di servizio realizzati come barra di comando, ciascuno dei quali è disposto nella zona laterale sinistra e rispettivamente nella zona laterale destra del sedile del conducente. In questo caso , le due barre di comando sono disposte in modo da potersi muovere esclusivamente in direzione longitudinale del veicolo . Inoltre essi sono accoppiati elettricamente fra loro tramite un motore nonché con le ruote sterzanti del veicolo in modo che una sterzata venga prodotta, in ciascuna direzione, da un movimento in avanti di una barra di comando e da un contemporaneo movimento indietro dell'altra barra di comando.

L'invenzione si prefigge il compito tecnico di approntare un sistema di elementi di servizio del tipo citato avanti in cui, con un dispendio comparativamente basso, si realizza una elevata affidabilità di funzionamento.

L’invenzione risolve questo problema con l'approntamento di un sistema di elementi di servizio con i particolari della rivendicazione 1. In questo sistema, i due elementi di servizio realizzati a guisa di barra di comando con cui poter comandare parallelamente il movimento longitudinale e opzionalmente anche il movimento trasversale dell'autoveicolo sono. accoppiati fra loro meccanicamente oppure idraulicamente in modo che i movimenti di regolazione oppure le forze di regolazione applicate su un elemento di servizio vengano tramessi di volta in volta sull'altro elemento di servizio. L'autista può condurre il veicolo a scelta mediante azionamento di un elemento di servizio, dell'altro elemento di servizio o di entrambi gli elementi di servizio. In questo modo, il sistema di elementi di servizio possiede, con i due elementi di servizio con accoppiamento meccanico o idraulico, sicuro dal punto di vista del funzionamento, una ridondanza inerente che aumenta la sicurezza di funzionamento senza dover prevedere, a questo scopo, componenti speciali per il riconoscimento del mancato funzionamento di uno dei due elementi di servizio.

Inoltre, con questo sistema di elementi di servizio si ottengono i noti vantaggi di un elemento di servizio comune per il comando del movimento longitudinale e del movimento trasversale rispetto ai sistemi tradizionali con un volante per il comando del movimento trasversale e con una pedaleria di acceleratore e di freno disaccoppiata da essi per il comando del movimento longitudinale, come le maggiori velocità di regolazione dello sterzo, l'eliminazione di pericoli di incidenti mediante il volante e la pedaleria, nessuna necessità di cambio di pedale durante il comando del movimento longitudinale, maggiore spazio libero per il piazzamento degli strumenti mediante eliminazione del volante e comodo posizionamento del corpo con libera scelta della posizione del piede e della posizione della mano vicina al corpo sull'elemento di servizio nonché la possibilità di un accorciamento dèi veicolo pari allo spazio finora necessario per il volante e per la pedaleria insieme ad una uguale offerta di spazio e ad una migliore possibilità di entrata nel veicolo.

Un sistema di elementi di servizio ulteriormente sviluppato nella rivendicazione 2 è vantaggioso specialmente da punti di vista ergonomici/ i due elementi di servizio essendo realizzati come barre di comando disposte lateralmente al sedile del veicolo, preferibilmente all'altezza delle braccia del conducente. In questo caso, le barre di comando sono disposte in modo da poter essere azionate in direzione longitudinale del veicolo e, opzionalmente, anche in direzione trasversale del veicolo in modo da poter ottenere un'associazione intuitiva di ciascuna direzione di azionamento per il funzionamento del dispositivo di comando, le barre di comando essendo azionate allo scopo di influenzare il movimento trasversale del veicolo in direzione trasversale e rispettivamente allo scopo di influenzare il movimento longitudinale del veicolo in direzione longitudinale.

In un'altra forma di realizzazione di un tale sistema di elementi di servizio, le due barre di comando sono accoppiate fra loro, secondo la rivendicazione ' 3, meccanicamente tramite una tiranteria o un tirante Bowden oppure sono accoppiate idraulicamente fra loro tramite un sistema a pistone e cilindro.

Forme di esecuzione preferite dell'invenzione sono rappresentate nei disegni e vengono descritte in seguito. In essi:

La figura 1 mostra una vista anteriore schematica di una zona di sedile di conducente di un autoveicolo con due barre di comando disposte lateralmente, collocate in modo oscillante e accoppiate tramite una tiranteria meccanica,

la figura 2 mostra una vista di una zona di sedile di conducente corrispondentemente alla figura 1 però con un accoppiamento meccanico dei tiranti Bowden delle due barre di comando, e

la figura 3 mostra una vista di una zona di sedile di conducente corrispondentemente alla figura 1 ma con accoppiamento idraulico tra le due barre di comando .

Il sistema di elementi di servizio mostrato soltanto schematicamente con le sue componenti interessanti a questo scopo per il comando del movimento longitudinale e del movimento trasversale di un autoveicolo contiene due barre di comando (1, 2), di cui una (1) si trova nella zona laterale destra e l'altra (2) si trova nella zona laterale sinistra di un sedile di conducente (3). Entrambe le barre di comando (1, 2) terminano, con le loro estremità libere superiori, in una manopola (la, 2a) di volta in volta afferrabile comodamente dal conducente e sono fissate alla carrozzeria del veicolo , in un segmento centrale, tramite un punto di articolazione (lb, 2b) in modo da poter oscillare sia in direzione longitudinale del veicolo sia in direzione trasversale dello stesso. Nella figura 1 è indicata, in modo semplificato, con doppie freccie corrisondenti (P), soltanto la mobilità oscillante in direzione trasversale. Alle loro estremità inferiori (le, 2c), le due barre di comando (1, 2) sono accoppiate meccanicamente fra loro tramite un "asta relativa (4) che si estende parallelamente alla direzione trasversale del veicolo al di sotto di un cuscino (3a) del sedile del conducente.

Come indicato nella figura 1, l'asta di accoppiamento (4) trasmette un movimento oscillante di una barra di comando,in direzione trasversale del veicolo in una corrispondente oscillazione trasversale dell'altra barra di comando. Per l'accoppiamento dei movimenti longitudinali della delle barre di comando, l'asta di accoppiamento (4) è condotta, in modo non indicato più dettagliatamente, sulla carrozzeria del veicolo in modo da poter essere mossa perpendicolarmente alla direzione trasversale del veicolo senza componenti di movimento rotatorio proprie in modo da trasmettere un'oscillazione longitudinale di una barra di comando in un movimento longitudinale di uguale grandezza dell'altra barra di comando. Con questa oscillazione longitudinale si comanda il movimento longitudinale del veicolo, un movimento in avanti delle parti di afferraggio (la, 2a) delle barre di comando producendo, a sua volta in connessione associativa funzionale, un'accelerazione positiva, cioè un aumento della velocità del veicolo, mentre un movimento delle stesse parti di afferraggio verso dietro genera un ritardo, cioè una riduzione della velocità del veicolo. E' evidente che il sistema di elementi di servizio è equipaggiato, in modo tradizionale non indicato più dettagliatamente, con un sensore appropriato e con un dispositivo di comando per rilevare la posizione delle manopole (la, 2a) e quindi delle barre di comando (1, 2) e per trasformarla in un corrispondente intervento nel comando del motore, nell'impianto di frenatura e/o nello sterzo allo scopo di accelerare, decelerare e/o sterzare il veicolo. A seconda del fabbisogno, nelle manopole (la, 2a) delle barre di comando (1, 2) si possono collocare altre funzionalità di servizio, quali tasti di comando per l'impianto di illuminazione del veicolo, per i tergicristalli e simili.

Oltre alla progettazione descritta delle due barre di comando (1, 2) come cosiddetti elementi di regolazione passivi in cui la grandezza da controllare viene regolata in funzione della deviazione della barra di comando, è possibile, in alternativa, una progettazione come cosiddetti elementi di comando isometrici o attivi. In caso di progettazione isometrica del sistema, le barre di comando (1, 2) rimangono fisse e la grandezza da controllare viene regolata come funzione della forza di azionamento applicata sulle barre di comando (1, 2) in ciascuna direzione di azionamento. Nella progettazione come elementi di regolazione attivi, la forza di azionamento o la deviazione determinano il valore delle grandezze da controllare e, inoltre, ha luogo automaticamente una deviazione e rispettivamente un caricamento della forza di reazione delle barre di comando (1, 2) in funzione di ciascun valore reale della grandezza da controllare, ad esempio in funzione dell'accelerazione e rispettivamente della decelerazione e/o dell'angolo di sterzata, come retrosegnalazione per il conducente. In entrambi i casi, il sistema di elementi di servizio dispongono di un attuatore appropriato per l'applicazione di una corrispondente forza di reazione sulle barre di comando (1, 2) e rispettivamente per la deviazione automatica .

Indipendentemente dalla concezione della barra di comando, con l'accoppiamento motore e rispettivamente dinamico delle due barre di comando (1, 2) le forze di manovra e/o i movimenti di manovra che il conducente esegue su una barra di comando vengono trasmesse meccanicamente all'altra barra di comando dove, in caso di azionamento contemporaneo di entrambe le barre di comando (1, 2), le forze di azionamento e rispettivamente le deviazioni delle barre di comando vengono ottenute automaticamente mediante un’operazione media di calcolo dall'accoppiamento meccanico. Pertanto è sufficiente associare soltanto ad una delle due barre di comando (1, 2) un semsore adatto per rilevare le deflessioni delle barre di comando e rispettivamente' le forze di manovra applicate dal conducente. Per lo stesso motivo, in caso di barre di comando concepite in modo attivo, si utilizza soltanto per uno delle due barre un attuatore. Naturalmente è anche possibile progettare una delle due barre di comando in senso passivo e l'altra barra in senso attivo e rispettivamente isometrico. Ad ogni modo, l’accoppiamento meccanico delle due barre di comando (1, 2) provvede ad una ridondanza che aumenta la sicurezza di funzionamento.

Al posto del comando del movimento longitudinale e del movimento trasversale descritto del veicolo attraverso le due barre di comando (1, 2) si può prevedere, in alternativa, di pilotare con le barre di comando (1, 2) soltanto il movimento longitudinale del veicolo, la mobilità delle barre di comando e rispettivamente il rilevamento della forza di azionamento essendo limitata alla direzione longitudinale del veicolo. Come ulteriore variante si prende in considerazione di comandare sì con le due barre di comando (1, 2), come descritto sopra, il movimento longitudinale e il movimento trasversale del veicolo, però di far agire l'accoppiamento delle due barre di comando (1, 2) mediante l'asta relativa (4) soltanto in una funzionalità di servizio. Ad esempio, questo accoppiamento può essere limitato al comando del movimento trasversale per il fatto che l'asta di accoppiamento (4) non viene limitata, nella sua mobilità, da una guida longitudinale sulla carrozzeria del veicolo in modo che essa trasmetta soltanto oscillazioni trasversali delle barre di comando (1, 2).

La figura 2 mostra un'altra variante del complesso di elementi di servizio della figura 1 dove, per motivi di chiarezza, per elementi funzionalmente uguali si impiegano gli stessi numeri di riferimento e pertanto si può rimandare alle spiegazioni relative alla figura 1. Invece dell’asta di accoppiamento (4) della figura 1, in questo sistema di elementi di servizio è previsto un tirante Bowden (5) come accoppiamento meccanico tra le due barre di comando (1, 2). Per poter trasmettere con la stessa affidabilità in entrambe le direzioni di azionamento le forze e rispettivamente le deflessioni delle barre di comando nella direzione trasversale indicata, il tirante Bowden (5) collega i due punti di articolazione inferiori (le, 2c) delle barre di comando (1, 2) sia con un segmento (5a) di collegamento diretto sia con un segmento di inversione (5b) in grado di applicare forze di trazione sul punto di articolazione inferiore (le, 2c) di ciascuna barra di comando (1/ 2) a partire dal lato opposto all'altra barra di comando. In questo modo, per questo sistema di elementi di servizio si ottengono le stesse proprietà di accoppiamento per le due barre di comando (1, 2) che si hanno per il sistema di elementi di servizio della figura 1 evidente che, oltre all’accoppiamento del tirante Bowden indicato in direzione trasversale, è previsto anche un accoppiamento delle due barre di comando (1, 2) relativo alla sua direzione di azionamento longitudinale .

La figura 3 mostra un'altra variante del sistema di elementi di servizio della figura 1 dove, a loro volta, elementi funzionalmente uguali sono provvisti degli stessi numeri di riferimento. In questo sistema di elementi di servizio, invece dell'accoppiamento meccanico dei sistemi delle figure 1 e 2 è previsto un accoppiamento idraulico delle due barre di comando (1, 2) Questo accoppiamento idraulico contiene un gruppo a pistoni e cilindri costituito da due cilindri (6a, 6b) con steli di pistoni relativi (7a, /b). I cilindri (6a, 6b) sono fissati, sui loro lati rivolti uno verso l’altro, a segmenti (8a, 8b) della carrozzeria del veicolo mentre gli steli (7a, 7b) dei loro pistoni escono dai lati opposti dei cilindri e, sulla parte terminale, sono articolati a ciascuna estremità inferiore (le, 2c) delle barre di comando (1, 2). Attraverso il pistone dello stelo relativo (7a, 7b), la cavità di ciascun cilindro (6a, 6b) viene divisa in due camere di lavoro, ciascuna delle quali è in collegamento idraulico con la corrispondente camera di lavoro dell'altro cilindro di volta in volta tramite un tubo idraulico (9a, 9b).

Un azionamento di una barra di comando in direzione trasversale del veicolo viene trasmesso da questo gruppo a pistone e cilindro, tramite uno stelo di pistone, il flusso di liquido idraulico mediante le tubazioni idrauliche (9a, 9b) e l’altro stelo di pistone, all'altra barra di comando. L'accoppiamento idraulico delle due barre di comando (1, 2) mediante il gruppo a pistone e cilindro produce, in questo modo, la stessa modalità di funzionamento e le stesse proprietà vantaggiose per il comando del movimento longitudinale e del movimento trasversale dell’autoveicolo relativo descritte precedentemente a proposito delle figure 1 e 2, a cui si rimanda. E' evidente che anche nel sistema di elementi di servizio della figura 3, oltre all'accoppiamento mostrato in direzione di azionamento trasversale, si può prevedere un accoppiamento preferibilmente meccanico oppure idraulico delle due barre di comando (1, 2) in direzione di azionamento longitudinale.

Gli esempi indicati mettono in evidenza che, attraverso l'accoppiamento meccanico oppure idraulico dei due elementi di servizio per il comando del movimento longitudinale ed, opzionalmente, anche del movimento trasversale, si ottiene una guida comparativamente sicura, affidabile, del veicolo con dispendio relativamente basso e con elevato comfort per il conducente. Attraverso l'accoppiamento meccanico oppure idraulico c'è bisogno, in confronto ad accoppiamento elettronico, complessivamente minore applicazione di sensori e di attuatori dati che lo stesso ha bisogno di essere associato soltanto ad uno dei due elementi di servizio .

Claims

RIVENDICAZIONI Complesso di servizio per il comando del movimento longitudinale e/o del movimento trasversale di un autoveicolo con due elementi di servizio (1, 2), dove almeno il movimento longitudinale e, opzionalmente, anche il movimento trasversale dell’autoveicolo sono comandabili a scelta mediante azionamento di uno o dell'altro elemento di servizio, caratterizzato dal fatto che i due elementi di servizio (1, 2) sono realizzati a guisa di barre di comando e sono accoppiati fra loro meccanicamente . oppure . idraulicamente . per . la trasmissione di movimenti di regolazione o di forze di regolazione tra i due elementi di servizio in modo da poter essere azionati uno in funzione dell 'altro.
2. Complesso di servizio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i due elementi di servizio sono formati di volta in volta da una barra di comando (1, 2) disposta nella zona laterale sinistra e rispettivamente nella zona laterale destra del sedile del conducente, le quali sono collocate in modo da poter essere azionate in direzione longitudinale del veicolo per il comando del movimento longitudinale del veicolo e, opzionalmente, anche in direzione trasversale del veicolo per il comando del movimento trasversale del veicolo.
3. Complesso di servizio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le due barre di comando (1, 2) sono accoppiate meccanicamente tramite una tiranteria (4) oppure un tirante Bowden(5) oppure idraulicamente tramite un gruppo a pistone e cilindro (da 6a a 9b).