CN106904213B - 自主车辆的可移动方向盘 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的方向盘位置控制系统，包括用于车辆的控制器。控制器包括处理器和存储器。存储器存储可由处理器执行的指令。控制器被编程为从传感器接收值。控制器基于来自传感器的值而命令枢转机构将方向盘偏置到收起位置。控制器还基于来自传感器的值来展开安全气囊，其中方向盘被枢转到展开的安全气囊的空间包络之外。

Description

自主车辆的可移动方向盘
技术领域
本发明涉及自主车辆领域，并具体涉及自主车辆的可移动方向盘。
背景技术
在没有通常由人类操作者提供的一个或多个输入(例如转向)的情况下能够从一个位置驾驶到另一个位置的自主车辆中，不再需要方向盘来驾驶车辆。然而，目前的车辆通常依赖方向盘以用于容纳驾驶员侧安全气囊。此外，即使在旨在完全没有人工操作者转向输入来被驾驶的自主车辆中，缺少方向盘和由此带来的不能手动转向车辆的问题也可能导致车辆的潜在受困和/或操作者不能采取控制的危险，例如，在由于天气和其他原因导致自主功能丧失时。
发明内容
一种车辆的方向盘位置控制系统，包括：
车辆的控制器，控制器包括处理器和存储器，存储器存储可由处理器执行的指令，控制器被编程为：
接收来自至少一个传感器的值；
基于来自传感器的值，命令枢转机构将方向盘从驾驶位置偏置到收起位置；和
基于来自传感器的值展开安全气囊，
其中方向盘被枢转到展开的安全气囊的空间包络(space envelope)之外。
根据本发明的一个实施例，弹簧负载使方向盘朝向收起位置偏置。
根据本发明的一个实施例，方向盘通过可机电移位闩锁保持在驾驶位置，闩锁具有接合位置和分离位置，在接合位置中，闩锁阻止方向盘移动到收起位置，在分离位置中，闩锁允许方向盘移动到收起位置并且响应于对枢转机构的命令而移动到分离位置。
根据本发明的一个实施例，其中方向盘具有紧凑构造。
根据本发明的一个实施例，其中安全气囊设置在仪表板中。
一种车辆的方向盘位置控制系统，包括：
车辆的控制器，控制器包括处理器和存储器，存储器存储可由处理器执行的指令；
不含安全气囊的方向盘；
方向盘固定到方向盘模块，模块能够相对于仪表板在驾驶位置和收起位置之间选择性地枢转，在驾驶位置，方向盘位于驾驶员座椅上的乘员能够触及的范围之内，在收起位置，方向盘位于乘员能够触及的范围之外；
用于检测车辆碰撞事件的传感器；
枢转机构，枢转机构响应于来自控制器的命令信号选择性地将方向盘偏置到收起位置；
控制器被编程为：
接收来自传感器的值；
基于来自传感器的值，命令枢转机构将方向盘从驾驶位置偏置到收起位置；和
基于来自传感器的值展开安全气囊，
其中方向盘被枢转到展开的安全气囊的空间包络之外。
根据本发明的一个实施例，其中弹簧负载使方向盘朝向收起位置偏置。
根据本发明的一个实施例，其中方向盘通过可机电移位闩锁保持在驾驶位置，闩锁具有接合位置和分离位置，在接合位置中，闩锁阻止方向盘模块移动到收起位置，在分离位置中，闩锁允许方向盘模块移动到收起位置并且响应于对枢转机构的命令而移动到分离位置。
根据本发明的一个实施例，其中方向盘具有紧凑构造。
根据本发明的一个实施例，其中安全气囊设置在仪表板中。
一种用于定位方向盘的方法，包括：
接收来自传感器的值；
基于来自传感器的值，命令枢转机构将方向盘从驾驶位置偏置到收起位置；和
基于来自传感器的值来展开安全气囊
其中方向盘被枢转到展开的安全气囊的空间包络之外。
根据本发明的一个实施例，还包括采用弹簧将方向盘偏置向收起位置。
根据本发明的一个实施例，还包括用可机电移位闩锁将方向盘保持在驾驶位置，其中闩锁具有接合位置和分离位置，在接合位置中，闩锁阻止方向盘移动到收起位置，在分离位置中，闩锁允许方向盘移动到收起位置；并且响应于对枢转机构的命令而致动闩锁。
根据本发明的一个实施例，还包括以紧凑构造形成方向盘。
根据本发明的一个实施例，还包括在仪表板中设置安全气囊。
附图说明
图1是方向盘处于第一位置的车辆的示例性内部座椅和方向盘设置的示意性侧视图；
图2是图1的示例性内部座椅和方向盘设置的示意性侧视图，其中方向盘处于第二位置并且安全气囊展开；
图3是图1的示例性内部座椅和方向盘设置的透视图；
图4是图2的示例性内部座椅和方向盘设置的透视图，其中方向盘处于第二位置并且安全气囊展开；
图5是示例性方向盘位置控制系统的示意图；
图6是用于图5的方向盘位置控制系统的示例性逻辑的流程图。
具体实施方式
可移动的方向盘可以在驾驶位置和收起位置之间移动。可移动方向盘没有安全气囊。因此，驾驶员侧安全气囊安装在除了方向盘之外的位置，例如车顶位置或仪表板位置。与前排乘客侧对称的驾驶员侧设置可以用于驾驶员侧安全气囊位置和设计。这种通用性将通过使方向盘在任一位置进行单个碰撞安全分析/程序来降低开发成本。这种系统的另一个好处是能够容易地将方向盘移动到驾驶位置，以使得当需要或希望手动操作时能够手动操作车辆。
在说明书中表述了相对定向和方向(作为示例，上、下、底部、后部、前方，后方、后面、外侧、内侧、内部，外部、左、右)，其并不是用于限制，而是为了便于读者想象所描述的结构的至少一个实施例。
图1和2示出了示例性车辆10的一部分，其具有部分地由车顶14和挡风玻璃16限定的客舱12。示例性驾驶员座椅18和示例性可收起方向盘20位于客舱12中，座椅18定向在常规的前向方向。示出的方向盘20位于驾驶位置。示出的驾驶员或乘员22位于座椅18中。
方向盘10被固定到从仪表板28的仪表板区域26延伸的转向支撑模块24上。如图2和4所示的处于展开模式的驾驶员安全气囊30位于图4所示的车辆仪表板28中或者可替代性地位于车顶中，而不是方向盘20中。由展开的安全气囊30占据的体积可以表征为安全气囊30的空间包络32，如图4中的虚线所示。方向盘20和转向支撑模块24可以在不需要时枢转远离驾驶员22的可触及位置，到仪表板下侧的收起位置，如图2所示。方向盘20也可以移回到图1所示的驾驶员可触及的位置。在图5的示例性示意图中示出了枢转机构34，其中图5示出了设置在模块24和仪表板28之间的示例性方向盘位置控制系统35，枢转机构34使得转向支撑模块24在模块24和方向盘20处于驾驶位置时维持并传递驾驶员扭矩到车辆的转向装置(未示出)上。在枢转机构34的一个示例中，方向盘和支撑模块24朝向收起位置被弹簧偏置。枢转机构34的可选择性地分离的闩锁(未示出)将弹簧偏置的转向支撑模块保持在驾驶位置。一个示例性实施例采用可机电移位的闩锁。闩锁可以通过电控致动器(未示出)电子地分离。枢转机构34，更具体地为致动器，被电连接到电子控制单元36上。通过抵抗弹簧负载提升方向盘20直到闩锁接合，方向盘20恢复到驾驶位置。
如果车辆转向由常规的机械转向传动机构提供，则示例性模块24包括驾驶杆的上部。或者，如果转向系统是线控转向系统，示例性模块包括反馈马达、传感器38和轴承安装短轴的组合。每种类型的转向系统将需要不同的枢转机构34。在本公开中不需要枢转机构34的进一步的细节，因为功能性枢转机构在本领域技术人员所提供的范围内。
方向盘20的尺寸小于大多数常规方向盘，在一个示例性实施例中，最大外半径约为5英寸。方向盘20可以是椭圆形或轭形，以进一步减小其尺寸。当方向盘20枢转到收起位置时，其可以从转向系统断开，以使得能够独立于车辆车轮的转向方向而在预定的旋转方向中存储，并且当方向盘恢复到驾驶位置时重新定向。如果转向系统是线控转向系统，则可以通过如下的控制器软件来实现上述断开和随后的重新连接。如果转向系统是常规的机械转向传动机构，可以采用示例性离合器连接，其中离合器(未示出)在收起位置释放并且在驾驶位置接合。离合器的接合和分离通过模块24的枢转来实现。
当驾驶员安全气囊30的展开被期望到或正在进行时，方向盘20和模块24下降并向下枢转到收起位置，收起位置是仪表板28的下侧的位置。方向盘20，如果处于驾驶位置，则脱离安全气囊30的路径，以允许安全气囊30展开。当收起时，方向盘20和模块24不干扰安全气囊30的展开。当驾驶员坐在直立位置，当方向盘20处于枢转的收起位置时不能触及方向盘20。
转向系统电连接到电子控制单元36，和/或可以被理解为包括电子控制单元36，电子控制单元36或者被表示为控制器或计算机。电子控制单元36还电连接到安全气囊以及传感器38，传感器38可以包括例如座椅重量负载传感器、车辆速度传感器、指示车辆速度的变化的加速度计(其可以指示碰撞事件)以及座椅位置传感器。传感器38向电子控制单元36提供指示它们各自参数的电信号。同时，图5包括代表由电线提供电连接的线，但是这种电连接可以替代地使用无线通信技术无线地制成。
电子控制单元36包括至少一个电子处理器和相关联的存储器。处理器的操作系统软件存储在存储器中以供处理器访问。此外，用于执行某些预定任务的控制软件保持在存储器中。存储器还包括缓冲区域，或更简单地，缓冲器，以便于数据的存储和操纵。电子控制单元36的精确结构对本说明书不是关键的，并且是本领域技术人员所知晓的。电子控制单元36由控制软件编程，以使得方向盘20和模块24响应于来自传感器38的由电子控制单元36确定为代表碰撞事件的数据而枢转到收起位置。在示例性实施例中，当枢转机构34的致动器将闩锁移位到分离位置时，方向盘20和模块24枢转到收起位置，允许弹簧对模块24的偏置以使模块24和方向盘20从驾驶位置到收起位置。电子控制单元36还通过软件编程，以响应于来自传感器38由电子控制单元36确定的代表碰撞事件的数据来展开驾驶员安全气囊30。
图6的示例性逻辑示出了用于移动或定位方向盘20的方法的步骤。从开始框42启动程序40。在判定框44中，基于可用于电子控制单元36的信号，确定车辆是否在“运行”操作模式。当车辆被确定为不处于运行模式时，程序40移动到结束框46。当车辆被确定处于运行模式时，程序40移动到处理框48。处理框48指示电子控制单元36读取至少一个传感器38的值。在根据处理框48读取传感器38时，程序40移动到判定框50。判定框50基于来自传感器38的值确定是否发生了碰撞事件。当没有确定碰撞事件的发生时，程序移动回到判定框44。当确定碰撞事件的发生时，程序移动到框52和54以展开安全气囊30和枢转方向盘20。确定枢转和展开的顺序以确保方向盘20不干扰安全气囊30的展开，并且不会对驾驶员22造成碰撞的危险。例如，如果已知方向盘20将在安全气囊30完全展开之前退出空间包络32，安全气囊30可以与方向盘20同时或甚至在方向盘20被枢转之前展开。
应当理解，包括上述说明书和附图以及下面的权利要求的本公开旨在是说明性的而不是限制性的。在阅读上述说明书之后，除了所提供的示例之外的许多实施例和应用对于本领域技术人员将是显而易见的。应当参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的全部等同范围确定本发明的范围，而不是参考上面的说明书。除非本文另有说明或限定，否则所有权利要求术语旨在赋予其平常和通常的含义。可以预期和预料的是在本文中讨论的技术中将会出现未来的发展，并且所公开的系统和方法将被并入这些未来的实施例中。总之，应当理解，所公开的主题能够修改和变化。

Claims (15)

1.一种车辆的方向盘位置控制系统，包括：
车辆的控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，所述控制器被编程为：
接收来自至少一个传感器的值；
基于来自所述传感器的所述值，命令枢转机构将方向盘从驾驶位置偏置到收起位置；和
基于来自所述传感器的所述值展开安全气囊，
其中处于所述收起位置的所述方向盘位于仪表板的下侧，并且被枢转到所述展开的安全气囊的空间包络之外。
2.如权利要求1所述的位置控制系统，其中弹簧负载使所述方向盘朝向所述收起位置偏置。
3.如权利要求2所述的位置控制系统，其中，所述方向盘通过可机电移位闩锁保持在所述驾驶位置，所述闩锁具有接合位置和分离位置，在所述接合位置中，所述闩锁阻止所述方向盘移动到所述收起位置，在所述分离位置中，所述闩锁允许所述方向盘移动到所述收起位置并且响应于对所述枢转机构的所述命令而移动到所述分离位置。
4.如权利要求1所述的位置控制系统，其中所述方向盘具有紧凑构造。
5.如权利要求1所述的位置控制系统，其中所述安全气囊设置在所述仪表板中。
6.一种车辆的方向盘位置控制系统，包括：
车辆的控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令；
不含安全气囊的方向盘；
所述方向盘被固定到方向盘模块，所述模块能够相对于仪表板在驾驶置和收起位置之间选择性地枢转，在所述驾驶位置，所述方向盘位于驾驶员座椅上的乘员能够触及的范围之内，在所述收起位置，所述方向盘位于所述乘员能够触及的范围之外；
用于检测车辆碰撞事件的传感器；
枢转机构，所述枢转机构响应于来自所述控制器的命令信号而选择性地将所述方向盘偏置到所述收起位置；
所述控制器被编程为：
接收来自所述传感器的值；
基于来自所述传感器的所述值，命令所述枢转机构将所述方向盘从所述驾驶位置偏置到所述收起位置；和
基于来自所述传感器的所述值展开所述安全气囊，
其中处于所述收起位置的所述方向盘位于所述仪表板的下侧，并且被枢转到所述展开的安全气囊的空间包络之外。
7.如权利要求6所述的位置控制系统，其中弹簧负载使所述方向盘朝向所述收起位置偏置。
8.如权利要求7所述的位置控制系统，其中，所述方向盘通过可机电移位闩锁保持在所述驾驶位置，所述闩锁具有接合位置和分离位置，在所述接合位置中，所述闩锁阻止所述方向模块移动到所述收起位置，在所述分离位置中，所述闩锁允许所述方向模块移动到所述收起位置并且响应于对所述枢转机构的所述命令而移动到所述分离位置。
9.如权利要求6所述的位置控制系统，其中所述方向盘具有紧凑构造。
10.如权利要求6所述的位置控制系统，其中所述安全气囊设置在所述仪表板中。
11.一种用于定位方向盘的方法，包括：
接收来自传感器的值；
基于来自所述传感器的所述值，命令枢转机构将方向盘从驾驶位置偏置到收起位置；和
基于来自所述传感器的所述值来展开安全气囊，
其中处于所述收起位置的所述方向盘位于仪表板的下侧，并且被枢转到所述展开的安全气囊的空间包络之外。
12.如权利要求11所述的方法，还包括采用弹簧将所述方向盘偏置向所述收起位置。
13.如权利要求12所述的方法，还包括用可机电移位闩锁将所述方向盘保持在所述驾驶位置，其中所述闩锁具有接合位置和分离位置，在所述接合位置中，所述闩锁阻止所述方向盘移动到所述收起位置，在所述分离位置中，所述闩锁允许所述方向盘移动到所述收起位置；并且响应于对所述枢转机构的所述命令而致动所述闩锁。
14.如权利要求11所述的方法，还包括以紧凑构造形成所述方向盘。
15.如权利要求11所述的方法，还包括在所述仪表板中设置所述安全气囊。
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