ITVI950010A1 - Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo - Google Patents

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Abstract

Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo caratterizzato dal fatto che tra il dispositivo di comando della sterzatura (1) azionato dal pilota e il dispositivo di sterzatura (3) è interposto un dispositivo motorizzato (2) che contribuisce alla sterzatura, il dispositivo di comando (1) essendo accoppiato al dispositivo di sterzatura (3) per mezzo del dispositivo motorizzato (2). Quando il veicolo è pilotato per mezzo del dispositivo di comando (1), e il dispositivo motorizzato (2) viene attivato, detto dispositivo (2) può trasmettere al dispositivo di sterzatura (3) un movimento di ampiezza maggiore del movimento che il pilota impone al dispositivo di comando (1); ne consegue che il lavoro del pilota per sterzare il veicolo risulta minore di quanto sarebbe altrimenti necessario, e la sterzatura risulta agevolata.

Description

DESCRIZIONE
Carateristiche fondamentali della Invenzione .
La presente invenzione ha per oggetto un sistema motorizzato di sterzatura di un veicolo, caratterizzato dal fatto che tra il dispositivo di comando della sterzatura (1) e il dispositivo di sterzatura (3) è interposto un dispositivo motorizzato (2) atto a trasmettere al dispositivo di sterzatura (3) un movimento di ampiezza diversa dal movimento che il pilota impone al dispositivo di comando (1) .
Quando il veicolo è pilotato per mezzo del dispositivo di comando (1) e il dispositivo motorizzato (2) viene attivato , detto dispositivo (2) può amplificare il movimento trasmesso al dispositivo di sterzatura (3) a confronto con il movimento imposto dal pilota al dispositivo di comando (1) . In tal caso il lavoro del pilota , il quale oppone su detto dispositivo di comando (1) una reazione paragonabile alla azione che egli avrebbe esercitato in assenza del dispositivo motorizzato (2), risulta minore di quanto sarebbe altrimenti necessario, e la sterzatura risulta agevolata in particolare nelle manovre α stretto raggio .
Lo stesso dispositivo motorizzato (2) , opportunamente controllato può ridurre la ampiezza del movimento trasmesso al dispositivo di sterzatura (3) a confronto con il movimento imposto dal pilota al dispositivo di comando (1) , riducendo l'effetto sul dispositivo di sterzatura (3) della azione esercitata dal pilota.
Breve descrizione dello stato della tecnica .
In base alle conoscenze sullo stato della tecnica non sembra vi siano in commercio, né siano stati oggetto di domanda di brevetto, dispositivi che consentano benefici simili al trovato oggetto della presente invenzione.
Tutti i numerosi dispositivi , anche elettrici , atti a ridurre il lavoro di sterzatura , noti come servosterzi, sono caratterizzati dal fato che il movimento di sterzatura imposto dal pilota rimane inalterato tra ingresso ed uscita, a meno della deformazione elastica, mentre viene amplificata la forza o il momento con il quale il pilota agisce sul dispositivo di comando. A tal fine in tutti i servostèrzi noti la azione di sterzatura è potenziata per mezzo di un attuatore posto tra il telaio del veicolo e il dispositivo di sterzatura (3), e ciò indipendentemente dal fato che l'atuatore sia di tipo elettrico, idraulico, od altro. Sono tali , tra gli altri , i servosterzi eletrici brevettati dalle ditte
Il sistema oggetto della presente invenzione è invece caratterizzato dal fatto che la ampiezza del movimento di sterzatura trasmesso al dispositivo di sterzatura (3) può essere modificata a confronto con il movimento imposto dal pilota al dispositivo di comando (1). mentre la forza o il momento con il quale il pilota agisce sul dispositivo di comando rimangono sostanzialmente gli stessi che il pilota avrebbe esercitato in assenza del trovato oggetto della presente invenzione.
Al fine di modificare la ampiezza del movimento di sterzatura imposto dal pilota , il sistema oggetto della presente invenzione utilizza un dispositivo motorizzato (2) che agisce tra il dispositivo di comando della sterzatura (1), quale è per es. lo sterzo di un autoveicolo, e il dispositivo di sterzatura (3) , quale è per es. la scatola dello sterzo . Tale dispositivo motorizzato (2) può anche agire in serie con i noti servosterzi .
Breve descrizione degli obiettivi della Invenzione .
Un obiettivo della presente invenzione è di assistere il pilota durante la sterzatura di un veicolo fornendo energia alla sua azione, ed insieme modificando opportunamente la ampiezza del movimento trasmesso al dispositivo di sterzatura (3) a confronto con il movimento imposto dal pilota al dispositivo di comando (1) .
Un altro obiettivo della presente invenzione è di controllare la azione del pilota sul dispositivo di sterzatura (3) .
Un altro obiettivo della presente invenzione è di poter facilmente remotizzare il comando della sterzatura .
Un altro obiettivo della presente invenzione è di ottenere tutto ciò con una affidabilità del sistema di sterzatura che , nella ipotesi di avaria del dispositivo motorizzato (2) e del suo azionamento, possa essere pari alla affidabilità di un sistema meccanico .
Un altro obiettivo della presente invenzione è di poter realizzare tutto ciò in un veicolo esistente e dotato di un sistema tradizionale di sterzatura , con modifiche irrilevanti alla forma e alla disposizione dei dispositivi originali di guida .
Un altro obiettivo della presente invenzione è di ottenere tutto ciò ad un costo estremamente contenuto .
Breve descrizione dei vantaggi offerti dalla invenzione .
In accordo con la presente invenzione, il pilota può agire sul comando dello sterzo in modo tale che la sua azione sia convenientemente amplificata per mezzo di un opportuno dispositivo motorizzato (2), detto dispositivo essendo comandato o direttamente o indirettamente dal pilota. Inoltre , in accordo con la presente invenzione, quando il dispositivo motorizzato (2) è disattivato , il pilota può agire sul dispositivo di comando (1) in modo tale che la sua azione sia direttamente trasmessa al dispositivo di sterzatura (3), così come avviene in uno sterzo tradizionale.
In conseguenza della azione del dispositivo motorizzato (2), il pilota può otenere la sterzatura con uno sforzo paragonabile allo sforzo che egli avrebbe esercitato in assenza delia azione di detto dispositivo (2) , ma con un movimento del dispositivo di comando (1) di ampiezza inferiore.
Ciò consente di realizzare la sterzatura per mezzo di dispositivi di comando caraterizzati da movimenti complessivamente molto ridotti , come per esempio i dispositivi a forma di cloche , di manubrio o di joystick . mantenendo tuttavia una precisione nel controllo della sterzatura confrontabile con la precisione dei tradizionali dispositivi di sterzatura fortemente demoltiplicati .
Il trovato oggetto della presente invenzione risulta perciò di particolare utilità in tutte quelle manovre di sterzatura che oggi richiedono ampi movimenti del dispositivo di comando , quali i movimenti di rotazioni del volante nelle manovre di parcheggio e in percorsi tortuosi . Il trovato oggetto della presente invenzione risulta inoltre particolarmente utile al fine di consentire la sterzatura con i tradizionali volanti o con le ruote del timone a persone con ridotta funzionalità degli arti superiori , quali per es. le persone affette da alcune miopatie , o prive dell'uso di un braccio .
Inoltre la possibilità di modificare opportunamente la ampiezza del movimento trasmesso dal dispositivo di comando (1) al dispositivo di sterzatura (3), così come in alcune situazioni consente di amplificare la azione del pilota , allo stesso modo in altre situazioni consente di avere una trasmissione diretta o di ridurre la conseguenza della azione del pilota , finanche di disaccoppiare completamente il dispositivo di comando (1) dal dispositivo di sterzatura (3). Ciò consente , quando opportuno, di togliere al pilota il controllo del dispositivo di sterzatura per affidarlo a dispositivi automatici .
Inoltre , il fatto che la trasmissione meccanica del moto tra il dispositivo di comando (1) e il dispositivo di sterzatura (3) possa essere molto più demoltiplicata di quanto opportuno in sistema tradizionale , consente la sterzatura con uno sforzo modesto anche in assenza di servosterzo. In tal modo il sistema oggetto della presente invenzione consente di eliminare di fatto il tradizionale servosterzo in molte applicazioni nelle quali oggi è richiesto .
Ancora , il fatto che la sterzatura sia assistita dal dispositivo motorizzato (2) posto tra il dispositivo di comando (1) e dispositivo di sterzatura (3) , fa si che nella ipotesi di avaria di detto dispositivo motorizzato (2) sia comunque possibile la sterzatura con uno sforzo ridotto , anche se con movimenti più ampi .
A tal fine è sufficiente che il dispositivo motorizzato (2) sia irreversibile o sia dotato di un semplice dispositivo (4) atto di rendere tra loro solidali le due parti del motore , accoppiate rispettivamente al dispositivo di comando (1) e al dispositivo di sterzatura (3).
Breve presentazione dei disegni .
Le figure dal nr. 1 al nr.6 sono in tavola 1. Le figure dal nr. 7 al nr. 9 sono in tav. 2.
In figura 1 è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio. una soluzione costruttiva nella quale il dispositivo motorizzato (2) è posto tra il dispositivo di comando della sterzatura (1) , a forma di volante , e il dispositivo di sterzatura (3) , a forma di scatola dello sterzo .
In figura 2 è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio, una soluzione costruttiva analoga alla soluzione di fig.1 , tale che il dispositivo motorizzato (2J è provvisto di un dispositivo (4) , capace , in predefinite situazioni , di rendere tra loro solidali le due parti del dispositivo motorizzato (2) accoppiate rispettivamente al dispositivo di comando (1) e al dispositivo di sterzatura (3).
In figura (3) è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio, una soluzione costruttiva analoga alla precedente di fig.2 con un sensore (5) di posizione angolare dello sterzo , con un sensore (6) di posizione angolare delle ruote (8] e con un dispositivo (7) atto a impedire il movimento die dispositivo di comando (1).
In figura 4 è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio, una soluzione costruttiva analoga ad una delle precedenti configurazioni dalle quali differisce per il fatto che il dispositivo motorizzato (2) è posto all'interno della scatóla dello sterzo (3) .
In figura 5 è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio, una soluzione costruttiva analoga alla precedente configurazione di fig. (3) con il dispositivo di comando (1) a forma di manubrio e con il dispositivo di sterzatura (3) che trasmette il movimento ad un timone di direzione 9.
In figura 6 è schematicamente rappresentata , a solo titolo di esempio, una soluzione costruttiva analoga alla precedente configurazione di fig. 4 con il dispositivo di comando (1 ) a forma di cloche e con il dispositivo motorizzato (2) a forma di attuatore lineare che trasmette il movimento ad un timone di direzione(9)
In figura 7 è rappresentato uno schema a blocchi che illustra le funzioni del dispositivo rappresentato in fig. 1 , nella ipotesi che il pilota controlli direttamente il dispositivo motorizzato (2) .
In figura 8 è rappresentato uno schema a blocchi che illustra le funzioni del dispositivo rappresentato in fig. 4 , nella ipotesi che il dispositivo motorizzato (2) sia controllato da un azionamento sulla base del valore di grandezze rilevate dai sensori di posizione , (6) e(5 )
In figura 9 è rappresentato uno schema a blocchi che illustra le funzioni dei dispositivi rappresentati nelle figure (3) e 5 , nella ipotesi che ii dispositivo motorizzato (2) sia controllato da un azionamento sulla base del valore di grandezze rilevate da sensori di posizione (5) e (5) da altri sensori. Nello schema è considerata anche la possibilità che il controllo della sferzatura possa essere remotizzato trasferendolo ad un joystick ausiliario , meccanicamente separato dalla catena cinematica che unisce il dispositivo di comando(1) dispositivo di sterzatura (3) .
Breve descrizione delle esemplificazioni preferite .
Tra le molte possibili forme di realizzazione del trovato sono di seguito schematicamente descritte , a solo titolo di esempio , le soluzioni costruttive illustrate nelle figure da 1 a 6 il cui funzionamento è presentato in larga massima negli uno schemi a blocchi delle figure 7, 8, 9.
In particolare in figura 1 il trovato oggetto della presente invenzione è caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2) , posto tra il dispositivo di comando della sterzatura (1) . a forma di volante , e il dispositivo di sterzatura (3) , a forma di scatola dello sterzo . è di tipo irreversibile , cioè tale che , quando il dispositivo motorizzato (2) è inattivo , l'azione di sterzatura da parte del pilota è trasmessa direttamente alla scatola dello sterzo (3). Il dispositivo motorizzato (2) può essere attivato dal pilota per es. per mezzo di pulsanti posti o sullo sterzo (1) o sul telaio del veicolo. Tale elementare funzionamento del sistema, ad anello aperto, è descritto nel corrispondente schema a blocchi di fig. 7. Quando il dispositivo motorizzato (2) è azionato, questo genera un movimento, per es. una rotazione , con la quale esso agisce sul dispositivo (3) , mentre il pilota oppone una contemporanea reazione allo sterzo (1) . In tal modo le sterzate o le virate con stretti raggi di sterzatura -frequenti per es. nelle manovre di parcheggio o nella guida in città- possono essere ottenute con ridotti movimenti del dispositivo di comando , e quindi con minore affaticamento del pilota .
In fìg. 2 è raffigurata una esemplificazione della presente invenzione simile alla esemplificazione di fig. 1 , caratterizzata dal fatto che il dispositivo motorizzato (2), supposto reversibile, è dotato di un dispositivo (4) capace di rendere solidali ingresso ed uscita del dispositivo motorizzato (2) in modo tale che , in particolari situazioni -quale ad esempio nella sterzatura con piccoli angoli di rotazione del dispositivo di comando (1) , o in presenza di avaria del dispositivo motorizzato (2)- la sterzatura possa avvenire per azione diretta del pilota così come avviene in un sistema tradizionale di sterzatura .
Nelle figure da (3) a 6 , e nei corrispondenti diagrammi di figura 8 e 9 , sono raffigurate a solo titolo di esempio soluzioni costruttive della presente invenzione simili alle precedenti ma caratterizzate dal fatto di avere almeno un sensore (5) di posizione posto a monte ed eventualmente almeno un sensore (6) a valle del dispositivo motorizzato (2) . Per es. , in una particolare e non vincolante modalità di utilizzazione del trovato , sommariamente descritta nello schema a blocchi di fig. 8, il dispositivo motorizzato (2) potrebbe essere attivato solo dopo avere superato un predefinito angolo di rotazione dello sterzo rilevato dal sensore (5), o una predefinita velocità di rotazione, od entrambi , secondo predefinite modalità .
Sempre a solo titolo di esempio, in un altro impiego del trovato oggetto della presente invenzione il controllo della sterzatura potrebbe essere tolto al pilota per essere affidato ad un azionamento capace di gestire la sterzatura in funzione di segnali provenienti da sensori di posizione, velocità, accelerazione, ecc . Ciò è particolarmente utile nella eventualità di una azione del pilota non conforme alle esigenze di tenuta di strada del veicolo, o nella ipotesi dì guida passiva del veicolo.
In un'altra particolare e non vincolante forma di realizzazione del sistema oggetto della presente invenzione , comprendente il dispositivo (7) atto ad impedire il movimento del dispositivo di comando (1), un particolare azionamento può consentire il comando remoto della sterzatura . Tale funzione , sommariamente indicata nello schema a blocchi di fig. 9 , risulta di particolare utilità a quanti devono contemporaneamente azionare e pilotare macchine operatrici. Essa consente inoltre la guida a persone con funzionalità degli arti insuffficiente per azionare uno sterzo meccanico .
Nelle figure 5 e 6 , sempre a solo titolo di esempio , il sistema oggetto della presente invenzione è raffigurato in una forma costruttiva atta a muovere un timone di direzione . In fig. 5 il comando di direzione è dato dal pilota per mezzo di un manubrio (1) calettato a monte del dispositivo motorizzato (2) ; in fig. 6 è dato per mezzo di una cloche (1) che agisce con un favorevole rapporto di leva sul dispositivo motorizzato (2) che in questo esempio ha forma di attuatore lineare , e al quale è affidato il compito di amplificare il movimento del meccanismo posto tra la cloche (1) e il timone di direzione (9]
Comune a tutti questi esempi è la caratteristica del trovato oggetto della presente invenzione di modificare la sola ampiezza del movimento trasmesso dal dispositivo di comando (1) al dispositivo di sterzatura (3) , allo scopo principale di consentire la sterzatura con un movimento da parte del pilota di ampiezza minore e con un conseguente lavoro minore a confronto con quanto sarebbe altrimenti necessario in assenza di detto dispositivo .
Si sottolinea come questi esempi siano stati illustrati con il solo intento di presentare tale principio di funzionamento del comando motorizzato della sterzatura oggetto della presente invenzione , qualunque sia la forma costruttiva del dispositivo di comando della sterzatura (1) , del dispositivo motorizzato (2) , del dispositivo di sterzatura (3) e del dispositivo (8) o (9)che impone la direzione .
E' infatti facilmente intuibile il fatto che detto sistema dì comando motorizzato della sterzatura può essere realizzato con motori od attuatoli rotanti o lineari funzionanti con qualsiasi tipo energia: elettrica, idraulica, pneumatica, termochimica, ecc, o può essere realizzato con meccanismi di sterzatura diversi dalla tradizionale scatola dello sterzo di un autoveicolo, o con dispositivi di direzione diversi dalle ruote di un autoveicolo, o dal timone di direzione di una imbarcazione o di un velivolo, quali sono per es. i pattini di direzione , o i dispositivi di controllo dei rotori di un elicottero, ecc.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo , comprendente un dispositivo di comando ( 1 ) e un dispositivo di sterzatura (3) , caratterizzato dal fatto che tra il dispositivo di comando (1) e il dispositivo di sterzatura (3) vi è un dispositivo motorizzato (2) che contribuisce alla sterzatura modificando la ampiezza del movimento trasmesso tra il dispositivo di comando (1) e il dispositivo di sterzatura (3) . 2- Comandò motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo ia rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2) contribuisce ad attuare la sterzatura con una propria azione mentre il pilota oppone una equivalente reazione al dispositivo di comando (1). 3- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2), è controllato da! pilota direttamente ovvero per mezzo di un sistema di controllo ad anello chiuso. 4- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2) è controllato da un sistema ad anello chiuso che utilizza segnali da trasduttori di posizione (5) del dispositivo di comando della sterzatura (1) , o segnali da trasduttori di posizione (6) del dispositivo di sterzatura (3) o segnali proveniente da trasduttori di posizione di entrambi i dispositivi (1) e (3). 5- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il dispositivo di comando della sterzatura (1) ha la forma di una ruota di timone, di un volante, di un manubrio, di una cloche o di un joystick . 6- Comando motorizzato della sterratura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2) è realizzato all'interno del dispositivo di comando della sterzatura (1), o all'interno della trasmissione tra il dispositivo di comando (1) e il dispositivo di sterzatura (3) o all'interno del dispositivo di sterzatura (3} . 7- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzato (2) è di tipo irreversibile , cioè tale che , quando non è azionato, il movimento relativo tra uscita ed ingresso di detto dispositivo (2) è impedito. 8- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che tra monte e valle del dispositivo motorizzato (2) è posto un dispositivo (4 ) capace di impedire il movimento relativo tra ingresso ed uscita del dispositivo motorizzato (2). 9- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che è possibile disaccoppiare il comando del pilota dalla azione del dispositivo motorizzato (2) in modo tale da ridurre od annullare la azione del pilota , ovvero in modo tale da poter affidare il controllo del dispositivo motorizzato (2) ad un azionamento atto a gestire automaticamente la sterzatura . 10- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che è possibile remotizzare il comando della sterzatura da parte del pilota. 11- Comando motorizzato della sterzatura di un veicolo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il dispositivo motorizzalo (2) è un motore o motoriduttore elettrico od idraulico o pneumatico , di tipo rotativo o lineare.
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