CN106379410A - 转向组件及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种转向组件及控制方法。设置用于自主车辆的转向组件包括显示界面和控制器。所述显示界面布置在方向盘上并构造成显示图像。所述控制器与所述显示界面和先进驾驶员辅助系统通信。所述控制器构造成响应于所述先进驾驶员辅助系统的激活来操作所述显示界面以显示图像，并且基于所述方向盘的旋转位置定向所述图像。

Description

转向组件及控制方法

相关的交叉引用申请

本专利申请要求于2015年6月25日提交的美国临时专利申请序列号62/184627的优先权，其全部内容并入本文中。

背景技术

车辆方向盘通常用来提供车辆的方向控制。自主车辆设置有先进传感器、电子器件和控制器，以在没有驾驶员介入的情况下提供车辆的方向控制。自主车辆的操作者在该自主车辆由所述先进传感器、电子器件、或控制器控制时能够执行无驾驶动作。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供一种转向组件。该转向组件包括方向盘、先进驾驶员辅助系统、显示界面、和控制器。所述方向盘选择性联接到转向轴并且具有轮毂。所述先进的驾驶员辅助系统与所述方向盘通信并且构造成选择性控制自主车辆。所述显示界面布置在方向盘的轮毂内并构造成显示图像。控制器与先进驾驶员辅助系统和显示界面通信。控制器构造成基于方向盘的旋转位置相对于期望轴线来定向所述图像。

根据本公开的另一个实施例，提供一种设置用于自主车辆的转向组件。该转向组件包括显示界面和控制器。显示界面布置成在方向盘上并且构造成显示图像。控制器与所述显示界面和先进驾驶员辅助系统通信。控制器构造成响应于先进驾驶员辅助系统的激活来操作显示界面以显示图像并且基于方向盘的旋转位置定向所述图像。

根据本公开的另一实施例，提供一种方法。该方法包括经由布置在方向盘上的显示界面来显示图像。该方法还包括，响应于方向盘的旋转，在布置成与基于方向盘角度的第一方向相反布置的第二方向上旋转所述图像。

结合附图，这些和其它优点和特征从下面的描述中将会更加明显。

附图说明

作为本发明的主题在说明书结论处权利要求中特别指出且清楚地要求保护。本发明的前述的和其它的特征、以及优点，将结合附图从下面详细的描述中变得明显：

图1是具有转向组件的车厢的侧视图；

图2是具有处于第一显示模式在非旋转位置的显示界面的转向组件的方向盘的透视图；

图3是具有处于第一显示模式在旋转位置的显示界面的方向盘的透视图；

图4是具有处于第二显示模式在非旋转位置的显示界面的方向盘的透视图；

图5是具有处于第二显示模式在旋转位置的显示界面的方向盘的透视图；以及

图6是示出在设置有转向组件的方向盘的显示界面上显示图像的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中本公开可参考具体的实施方式进行描述，而并不局限于这样的具体的实施方式，可以认为公开的实施例仅仅用来例述本公开，本公开能够以各种或替代的形式实施。附图并不必按比例绘出；一些特征可放大或缩小来示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定的结构或功能并不解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员多方面地使用本公开的代表性依据。

参考图1，示出了一种自主车辆、自主驾驶车辆、或选择性自主车辆内车厢10的侧视图。该自主车辆、自主驾驶车辆、或选择性自主车辆设置有转向组件20和自主驾驶辅助转向系统或先进驾驶员辅助系统(ADAS)22。

ADAS22构造成利用感测、转向和/或刹车技术而没有驾驶员连续输入(例如转向、加速、制动、操作等)地选择性控制自主车辆、自主驾驶车辆、或选择性自主车辆。车辆驾驶员能够经由开关或其它机械装置选择性激活或去激活ADAS22。车辆监测系统可响应于车内外发生的事件选择性激活或去激活ADAS22。

转向组件20包括方向盘30、转向齿轮32、和控制器34。方向盘30可操作地连接至转向柱40。方向盘30和转向柱40的结合沿着延伸穿过转向柱40的纵向轴线42是可以延伸或缩回的。

方向盘30可直接或间接选择性联接到转向轴44，该转向轴44连接到转向齿轮32，或直接或间接选择性联接在转向齿轮32。方向盘30通过联接机构46直接或间接选择性联接到转向轴44，所述联接机构46可以包括断开离合器等。

当联接机构46的断开离合器至少部分地接合并且ADAS22去激活时，方向盘30联接到转向轴44。当联接机构46的断开离合器不接合并且ADAS22激活时，方向盘30从转向轴44脱离。理解的是，方向盘30从转向轴44“脱离”可以是机械的、电气的、或它们的组合。

转向轴44的旋转转动或致动转向齿轮32来枢转至少一个车辆车轮来转向或转动车辆。转向轴44可以由ADAS22或由提供至方向盘30的驾驶员输入来转动。

在至少一个实施例中，联接机构46构造成线控转向系统的部件，其将方向盘30电气联接到转向轴44，该转向轴44连接到转向齿轮32。联接机构46包括一种设备，例如旋转编码器，其解释方向盘30的旋转并将该信息应用至致动器，该致动器旋转连接到转向齿轮32的转向轴44，该转向齿轮32使至少一个车辆车轮枢转。

方向盘30在可旋转情况和不可旋转情况是可以转换的。方向盘30在ADAS22去激活时处于可以旋转的情况。车辆的驾驶员在ADAS22去激活时通过方向盘30提供车辆的方向控制。

ADAS22激活时，ADAS22提供车辆的方向控制。当ADAS22激活时，方向盘30处于不可旋转的状态或禁止旋转。在至少一个实施例中，当ADAS激活时，方向盘30可以旋转但不提供车辆的方向控制。在至少一个实施例中，当ADAS22激活时，转向轴44反向旋转，这样ADAS22控制的转向策略的执行不会引起方向盘30的旋转。在至少一个实施例中，当ADAS22激活时，方向盘30可允许或可以由车辆驾驶员或转向轴44中至少一个旋转，但不会提供输入到转向齿轮32。

方向盘30包括轮毂50、轮缘52、显示界面54、和传感器系统56。轮缘52至少部分绕着轮毂50延伸。显示界面54安装到方向盘30并布置在方向盘30的在50处的轮毂内。

显示界面54可以是触敏屏或非触敏屏。显示界面54设置成显示至少一个图像60。至少一个图像60可提供涉及车辆操作情况或车辆环境情况的信息，例如车辆速度、发动机/推进系统速度、燃料水平、电池电量水平、舱温度、发动机/推进系统温度、车辆摄像头图像、传感器状态、车辆导航、交通警告、音频控制、移动设备显示，或车辆警报/情况灯。

传感器系统56布置在转向柱40或方向盘30的轮毂50上或布置在其内。传感器系统56包括方向盘角度/旋转位置传感器70，加速计72和水平传感器74的至少一个。

方向盘角度/旋转位置传感器70构造成提供表示方向盘30旋转位置、方向盘30的角位置、或方向盘30转动或旋转的速率的信号到控制器34。方向盘角度/旋转位置传感器70可包括光电二极管提供的光学传感器，其构造成读取或监测布置在转向柱40的部分上的指示符。

加速计72构造成提供表示方向盘30相对于地球重力方向的角位置或旋转位置的信号到控制器34。例如，加速计72可以是两轴或三轴加速计，其构造成监测引力的变化。在至少一个实施例中，加速计72可以由陀螺仪替代。陀螺仪构造成利用地球重力将表示方向盘30的定向或角位置的信号提供到控制器34。

水平传感器74构造成将表示方向盘30相对于期望轴线80的角度或位置的信号提供到控制器34。期望轴线80可以是水平轴线，其布置成实质上横向于纵向轴线42并指示由显示界面54显示的至少一个图像60的水平或直立位置。在至少一个实施例中，期望轴线80可以由车辆驾驶员确定或设定。车辆驾驶员可以设定期望轴线80，使得期望轴线80可以是竖直轴线，或是在水平轴线和竖直轴线之间以角度布置的轴线等。

控制器34与ADAS22，方向盘30，显示界面54，和传感器系统56通信。控制器34设置为ADAS22或单独部件的部分。控制器34构造成从ADAS22、与ADAS22相关联的传感器、方向盘30、转向轴44、联接机构46、显示界面54，和传感器系统56接收信息或信号。

控制器34包括微处理器或中央处理单元(CPU)，其与各种计算机可读取存储设备或介质进行通信。计算机可读取存储设备或介质可包括在只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，不失效存储器(keep-alive memory(KAM))中的易失性存储器或非易失性存储器。KAM是当CPU关闭时能可用来存储各种操作变量永久的或非易失性存储器。计算机可读取的存储设备或介质可以实现利用任何数量的已知的存储设备例如PROMs(可编程只读存储器)、EPROMs(电气PROM)，EEPROMs(电气可擦除PROM)、闪速存储器，或其它电的、磁的、光学的、或能够存储数据的存储设备的结合来实施，其中的一些显示可执行指令，其由控制器34使用来控制转向组件20和ADAS22。

参考图2-5，控制器34解释方向盘30，显示界面54，传感器系统56提供的各种信号，来相对于期望轴线80定向至少一个图像60。控制器34还可构造成自动的改变至少一个图像60的比例或尺寸。

控制器34构造成在与方向盘30的旋转方向相反的方向上旋转至少一个图像60。例如，如果方向盘30在第一方向上旋转，则控制器34设置成在与第一方向相反布置的第二方向上定向或旋转至少一个图像60。在第二方向上的旋转度数基于方向盘30相对于期望轴线80的角位置或旋转位置以及显示界面54的刷新率。显示界面54的刷新率在60Hz到120Hz的范围内。至少一个图像60的旋转水准测量随着方向盘30的任何旋转度数是接近持续或无缝的，以保持至少一个图像60相对于期望轴线80是水平的。

参考图2和3，控制器34构造成以第一显示模式操作显示界面54。在第一显示模式的操作时，显示界面54构造成在显示界面54内显示至少一个图像60作为非分段图像。非分段图像作为整体，在方向盘30的旋转方向92的反向方向90上反向旋转。

参考图4和5，控制器34构造成以第二显示模式操作显示界面54。在第二显示模式的操作时显示界面54构造成在显示界面内显示至少一个图像60作为分段式图像。分段式图像包括第一图像部分100和第二图像部分102。

第一图像部分100和第二图像部分102各自相对于期望轴线80基于方向盘30的角位置或旋转位置定向。在至少一个实施例中，当方向盘30旋转时，第一图像部分100和第二图像部分102的相对位置相对于彼此是移动的。第一图像部分100和第二图像部分102的再定位可能能够基于方向盘30的角位置或旋转位置相对于期望轴线80将第一图像部分100和第二图像部分102中的至少一个确定大小、比例或旋转。

参考图6，示出在显示界面54内将至少一个图像60定向的示意性方法的流程图。该方法可以由控制逻辑实施或执行，该控制逻辑在硬件、软件或硬件的结合中通过控制器34的至少一个微处理器来实施或影响。为了简便起见，该方法将在下面在单一方法迭代的情况下来描述。

在方框200中，该方法评估ADAS22是否激活并可操作。如果ADAS22没有开启并可操作，该方法继续到方框202。在方框202处，车辆驾驶员通过方向盘30提供车辆的方向控制。在方框204，显示界面54可能禁止显示至少一个图像64或显示界面54可能关闭。

返回方框200，如果ADAS22激活并可操作，该方法继续到方框206。在方框206处，ADAS22提供车辆的方向控制。由于ADAS22提供车辆的方向控制，可能不通过车辆驾驶员来使用方向盘30以提供车辆的方向控制，并且该方法继续到方框208。

在方框208，该方法评估方向盘30操作地与转向齿轮32脱离或转向轴44操作地与方向盘30脱离。如果转向轴44操作地与方向盘30脱离，该方法继续到方框210。在方框210处，方向盘30不旋转或处于不可旋转的情况，该方法继续到方框212。

在方框212，该方法评估显示界面54是否开启并可操作。如果界面54没有开启，则该方法可结束。如果显示界面开启并可操作并且显示至少一个图像60，则该方法继续到方框214。在方框214，该方法可能不旋转或可禁止旋转至少一个图像60。

返回至方框208，如果转向轴44没有与方向盘30操作地脱离或方向盘30没有与转向齿轮32或转向轴44操作地脱离，则该方法继续到方框216。在方框216，该方法评估显示界面54是否开启并可操作。如果显示界面54没有开启并不可操作，则该方法结束。如果显示界面54开启并可操作并显示至少一个图像60，该方法继续到方框218。

在方框218，该方法决定或评估方向盘30是否在第一方向上旋转。如果方向盘30没有在第一方向上或在任何方向上旋转，该方法继续到方框220。在方框220，至少一个图像没有在第二方向上或在任何方向上旋转。如果方向盘30在第一方向上旋转，则该方法继续到方框222。

在方框222，该方法利用传感器系统56的至少一个传感器测量或确定方向盘30在第一方向上的角位置或旋转位置。在至少一个实施例中，测量或确定方向盘30在第一方向上的角位置或旋转位置包括将由方向盘角位置/旋转位置传感器70提供的第一方向盘角度和由加速计72提供的第二方向盘角度进行比较，或将由方向盘角位置/旋转位置传感器70提供的第一方向盘角度和由加速计72提供的第二方向盘角度的至少一个与方向盘角度阈值进行比较。

在方框224，该方法将方向盘30的测量到的角位置或旋转位置与阈值方向盘角度进行比较。如果方向盘30的测量到的角位置或旋转位置小于或在阈值方向盘角度内，则该方法继续到方框226。在方框226，方法可能不旋转至少一个图像60或可能禁止至少一个图像60的旋转。

返回方框224，如果方向盘30的测量到的角位置或旋转位置大于或超出阈值方向盘角度，则该方法继续到方框228。在方框228，该方法可以在与方向盘30旋转的第一方向相反的第二方向上旋转至少一个图像60。

由于本发明只用了有限数量的实施例进行细节描述，应该理解本发明并不限于这些公开的实施例。更确切地，本发明可以修改以包含任何数量的迄今没有描述的变化、改变、替代或等同布置，而其与本发明的范围相称。另外，虽然描述了本发明的各种实施例，可以理解的是，本发明某些方面可能只包括所描述的实施例的部分。另外，本发明并不视为由先前的描述限制。

Claims (18)

1.一种转向组件，包括：

方向盘，其选择性联接到转向轴，所述方向盘具有轮毂；

先进驾驶员辅助系统，其与所述方向盘通信，所述先进驾驶员辅助系统构造成选择性控制自主车辆；

显示界面，其布置在所述方向盘的所述轮毂内，所述显示界面构造成显示图像；并且

控制器，其与所述先进驾驶员辅助系统和所述显示界面通信，所述控制器构造成基于所述方向盘旋转位置相对于期望轴线来定向所述图像。

2.如权利要求1所述的转向组件，其中所述控制器还构造成相对于所述期望轴线基于所述显示界面的刷新率来定向所述图像，所述期望轴线是水平轴线。

3.如权利要求1所述的转向组件，还包括布置在所述方向盘内的位置传感器，构造成提供表示所述方向盘旋转位置的信号到所述控制器。

4.如权利要求1所述的转向组件，还包括布置在所述方向盘内的加速计，构造成提供表示所述方向盘旋转位置的信号到所述控制器。

5.如权利要求1所述的转向组件，其中所述控制器构造成以第一显示模式和第二显示模式操作所述显示界面。

6.如权利要求5所述的转向组件，其中当所述显示界面以第一显示模式操作时，所述图像在所述显示界面内显示为非分段图像。

7.如权利要求6所述的转向组件，其中当所述显示界面以第二显示模式操作时，所述图像显示为具有第一图像部分和第二图像部分的分段图像。

8.如权利要求7所述的转向组件，其中所述第一图像部分和所述第二图像部分各自相对于所述期望轴线基于所述方向盘的旋转位置定向，所述期望轴线是水平轴线。

9.如权利要求7所述的转向组件，其中所述第一图像部分和所述第二图像部分的相对位置相对于期望轴线基于所述方向盘的旋转位置相对彼此移动。

10.一种用于自主车辆的转向组件，所述转向组件，其包括：

显示界面，其布置在方向盘上，所述显示界面构造成显示图像；并且

控制器，其与所述显示界面和先进驾驶员辅助系统通信，所述控制器构造成响应于所述先进驾驶员辅助系统的激活来操作所述显示界面以显示图像，并且基于所述方向盘的旋转位置来定向所述图像。

11.如权利要求10所述的转向组件，还包括布置在所述方向盘内的位置传感器并且所述位置传感器构造成提供表示所述方向盘旋转位置的信号到所述控制器。

12.如权利要求11所述的转向组件，其中所述控制器构造成相对于水平轴线来定向图像。

13.如权利要求12所述的转向组件，其中响应于所述方向盘在第一方向上的旋转，所述控制器构造成在与第一方向相反布置的第二方向上操作所述显示界面以旋转所述图像。

14.一种方法，包括：

经由布置在方向盘上的显示界面显示图像；以及

响应于所述方向盘在第一方向上的旋转，在与基于所述方向盘的角度的第一方向相反布置的第二方向上旋转所述图像。

15.如权利要求14所述的方法，其中在第二方向上所述图像的旋转还基于所述显示界面的刷新率。

16.如权利要求14所述的方法，还包括将由位置传感器提供的第一方向盘角度和加速计提供的第二方向盘角度中的至少一个与方向盘角度阈值进行比较。

17.如权利要求16所述的方法，其中响应于所述第一方向盘角度和第二方向盘角度中的至少一个小于所述方向盘角度阈值，禁止在所述第二方向上所述图像的旋转。

18.如权利要求17所述的方法，其中响应于所述第一方向盘角度和第二方向盘角度中的至少一个大于所述方向盘角度阈值，在所述第二方向上旋转所述图像。