Servosistema de dirección.

Servosistema de dirección (2) para un vehículo que comprende por lo menos uno o más de entre un sensor deángulo de volante de dirección (6) adaptado para detectar el ángulo actual del volante de dirección y generar unaseñal de ángulo de volante de dirección (SWA) en respuesta al mismo,

un sensor del par del volante de dirección (8)adaptado para detectar el par actual del volante de dirección y generar una señal del par del volante de dirección(SWT) en respuesta al mismo y un sensor de la velocidad de guiñada (8) adaptado para detectar la velocidad deguiñada actual y generar una señal de la velocidad de guiñada (YR) en respuesta al mismo, estando dichas señalesadaptadas para ser transportadas a una unidad de servocontrol (4), comprendiendo además el sistema uno o mássensores del centro de gravedad (10) conectados a un conjunto de cálculo del centro de gravedad (12) que estáadaptada para calcular el centro de gravedad del vehículo sobre la base de los valores medidos recibidos desde lossensores del centro de gravedad y para transportar por lo menos una señal del centro de gravedad (COG) querepresenta el centro de gravedad del vehículo a dicha unidad de servocontrol, caracterizado porque la unidad deservocontrol está adaptada para calcular una demultiplicación del engranaje de dirección (SGR) y unaservoasistencia (SA) para el servosistema de dirección en respuesta a dicha señal del centro de gravedad y por lomenos una de entre las otras señales.

Servosistema de dirección.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un servosistema de dirección para un vehículo y un procedimiento para un servosistema de dirección, según los preámbulos de las reivindicaciones independientes. Aunque la invención es ejemplificada mediante la aplicación a un autobús, es igualmente aplicable a un camión o a un coche de pasajeros o a cualquier otro vehículo equipado con un servosistema de dirección.

Antecedentes de la invención Los autobuses y los camiones y también la mayoría de los coches de pasajeros, están equipados actualmente con un servosistema de dirección para facilitar la dirección del vehículo. En términos simples, el modo en que trabaja el servosistema es que un servomotor facilita la dirección del vehículo sobre la base de una o más señales de entrada, por ejemplo, el ángulo del volante de dirección, par del volante de dirección y velocidad de guiñada.

El servosistema de dirección ayuda entre otras cosas a corregir las desviaciones direccionales las cuales ocurren, por ejemplo, cuando el vehículo se somete a una perturbación exterior, por ejemplo un fuerte viento. Los vehículos grandes, por ejemplo autobuses y camiones, a menudo son sensibles al viento de través y existe el riesgo de que el conductor pierda el control del vehículo en un viento de través fuerte.

En los coches de pasajeros (por ejemplo VW y Audi) el sistema de la dirección puede soportar una perturbación de viento de través pero no puede acelerar la corrección por parte del conductor.

Los ejemplos de una serie de patentes que se refieren a servosistemas de dirección para vehículos se mencionan a continuación.

El documento JP 60163767 describe un servosistema de dirección para un vehículo que comprende un sensor de ángulo de volante de dirección de dirección adaptado para detectar el ángulo del volante de dirección actual y generar una señal de ángulo de volante de dirección, esta señal es transportada a una unidad de servocontrol. Un sensor del centro de gravedad está conectado a un conjunto de cálculo del centro de gravedad el cual está adaptado para calcular el centro de gravedad del vehículo sobre la base de los valores medidos recibidos desde los sensores del centro de gravedad y que transporta una señal del centro de gravedad representativa del centro de gravedad del vehículo a dicha unidad de servocontrol.

La patente US nº 4.540.059 se refiere a un sistema de la dirección concebido para compensar las desviaciones direccionales de un vehículo causadas, por ejemplo, por viento de través. Entre otras cosas, puede estar provisto un sensor de derrape de modo que una desviación no deseada del vehículo debido a un fuerte viento de través se pueda evitar sin que el conductor tenga que compensar manualmente girando el volante de dirección.

El documento GB – 1, 451, 906 también se refiere a ejemplos de un servosistema el cual compensa los efectos del viento de través sobre un vehículo.

El documento US – 6.053.270 se refiere a sistemas de corrección del desplazamiento del volante de dirección para un vehículo, sobre la base, entre otras cosas, de la posición del vehículo en la carretera.

El objetivo general de la presente invención es mejorar la maniobrabilidad de un vehículo, particularmente con relación a las perturbaciones externas, por ejemplo la acción del viento.

Sumario de la invención El objetivo mencionado anteriormente se consigue con la invención definida por las reivindicaciones independientes.

Las formas de realización preferidas se definen mediante las reivindicaciones subordinadas.

La invención se basa en la observación del inventor de que la sensibilidad al viento de través, de, por ejemplo, los autobuses es porque a menudo son pesados en la parte trasera con una consiguiente distancia larga entre el punto en el que incide la carga resultante del viento y el centro de gravedad. El resultado es un fuerte momento de derrape el cual afecta en gran medida a la estabilidad direccional del vehículo. Además, la posición del centro de gravedad en un autobús varía en gran medida dependiendo de lo pesadamente cargado que esté, por lo tanto también puede variar la sensibilidad al viento de través. La variación en la posición del centro de gravedad también afecta a la sensación de dirección cuando se conduce sin viento de través.

Al igual que dicha distribución del peso desfavorable, la dirección en los autobuses actuales tiene sólo una demultiplicación del engranaje de dirección (la cual depende del ángulo del volante de dirección) y una característica servo (la cual depende del par del volante de dirección) .

Un estudio ha mostrado que cambiando la sensación de dirección (respuesta del vehículo con una función del ángulo del volante de dirección y del par del volante de dirección) y minimizando así el esfuerzo correctivo que tiene que aplicar el conductor reduce en gran medida la desviación direccional. Esto se consigue cambiando la demultiplicación del engranaje de dirección y la servoasistencia cuando se detecta una perturbación de viento de través y la magnitud del cambio depende de la distribución actual de la carga en los ejes, esto es, la posición del centro de gravedad. La sensación de dirección por lo tanto se puede optimizar para la conducción tanto con perturbación externa como sin ella, resultando en una sensación de dirección la cual es apreciada por el conductor cuando se conduce sin perturbación, mientras al mismo tiempo se mejora la seguridad cuando ocurre la perturbación.

Una ventaja de la presente invención es que la estabilidad direccional del autobús en viento de través se mejora modificando sólo la dirección. Esto hace posible fabricar vehículos más ligeros o más grandes con una estabilidad direccional mejor los cuales son también energéticamente más eficientes.

En resumen, la invención se basa en la adaptación de la relación del servo mecanismo y la servoasistencia según el centro de gravedad del vehículo y por lo menos uno de entre los parámetros del ángulo del volante de dirección, el par del volante de dirección y la velocidad de guiñada.

Por lo tanto lo que distingue la presente invención del estado de la técnica es que también se tiene en cuenta la posición del centro de gravedad del vehículo. La idea es adaptar la sensación de dirección según la distribución de la carga en los ejes cambiando la demultiplicación del engranaje de dirección y la servoasistencia incluso cuando no exista una perturbación exterior, por ejemplo viento de través. Cuando ocurre la perturbación exterior, la sensación de dirección cambia según la distribución de la carga en los ejes con el objeto de hacer mínimo el esfuerzo máximo de dirección requerido del conductor. La presente invención preferiblemente está concebida para ayudar al conductor, en lugar de automatizar la dirección, reduciendo de ese modo el riesgo de que el sistema haga una corrección incorrecta.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama esquemático de un servosistema de dirección según la presente invención.

La figura 2 es un cuatro de flujo que ilustra el procedimiento según la presente invención.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas de la invención La invención se describe con mayor detalle a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, utilizando los siguientes parámetros y expresiones:

Ángulo del volante de dirección - SWA, también referido como Oh.

Par del volante de dirección - SWT, también referido como Mh.

Velocidad de guiñada - YR.

Posición del centro de gravedad del vehículo - COG.

La figura 1 describe esquemáticamente cómo actúa el volante de dirección, a través del vástago del volante de dirección, en la dirección de las ruedas de un vehículo. Describe un vástago del volante de dirección físico, pero un especialista dentro de este ámbito apreciará que existen otras soluciones, por ejemplo transmisión eléctrica de las señales de control a motores auxiliares adaptados para realizar la dirección localmente.

La figura 1 describe un servosistema de dirección 2 para un vehículo que comprende por lo menos uno o más de entre un sensor del ángulo de derrape 6 para detectar el ángulo actual del volante de dirección y que genera una señal de ángulo de volante de dirección SWA en respuesta al ángulo del volante de dirección detectado, un sensor del par de la dirección 8 adaptado para detectar el par actual del volante de dirección y que genera una señal del par del volante de dirección SWT en respuesta... [Seguir leyendo]

1. Servosistema de dirección (2) para un vehículo que comprende por lo menos uno o más de entre un sensor de ángulo de volante de dirección (6) adaptado para detectar el ángulo actual del volante de dirección y generar una señal de ángulo de volante de dirección (SWA) en respuesta al mismo, un sensor del par del volante de dirección (8) adaptado para detectar el par actual del volante de dirección y generar una señal del par del volante de dirección (SWT) en respuesta al mismo y un sensor de la velocidad de guiñada (8) adaptado para detectar la velocidad de guiñada actual y generar una señal de la velocidad de guiñada (YR) en respuesta al mismo, estando dichas señales adaptadas para ser transportadas a una unidad de servocontrol (4) , comprendiendo además el sistema uno o más sensores del centro de gravedad (10) conectados a un conjunto de cálculo del centro de gravedad (12) que está adaptada para calcular el centro de gravedad del vehículo sobre la base de los valores medidos recibidos desde los sensores del centro de gravedad y para transportar por lo menos una señal del centro de gravedad (COG) que representa el centro de gravedad del vehículo a dicha unidad de servocontrol, caracterizado porque la unidad de servocontrol está adaptada para calcular una demultiplicación del engranaje de dirección (SGR) y una servoasistencia (SA) para el servosistema de dirección en respuesta a dicha señal del centro de gravedad y por lo menos una de entre las otras señales.

2. Servosistema de dirección según la reivindicación 1, en el que el sensor del centro de gravedad (10) adopta la forma de uno o más sensores de carga de ejes.

3. Servosistema de dirección según la reivindicación 1, en el que la señal del centro de gravedad (COG) contiene información sobre los cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo.

4. Servosistema de dirección según la reivindicación 3, en el que la señal del centro de gravedad (COG) contiene información sobre los cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo en la dirección longitudinal con relación a una línea de simetría longitudinal del vehículo.

5. Servosistema de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la señal del centro de gravedad (COG) contiene información sobre los cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo lateralmente con relación a la línea de simetría longitudinal del vehículo.

6. Servosistema de dirección según la reivindicación 1, en el que dichos sensores del centro de gravedad están situados próximos a la suspensión del vehículo.

7. Servosistema de dirección según la reivindicación 1, en la que dicha unidad de servocontrol calcula dichos uno o más parámetros de control mediante la aplicación de un conjunto de reglas de servocontrol.

8. Procedimiento para un servosistema de dirección (2) en un vehículo, comprendiendo dicho procedimiento por lo menos una de las etapas siguientes:

-detectar el ángulo actual del volante de dirección y generar una señal de ángulo de volante de dirección (SWA) en respuesta a la misma y transportar la señal a una unidad de servocontrol (4) ;

-detectar el par actual del volante de dirección y generar una señal del par del volante de dirección (SWT) en respuesta al mismo y transportar la señal a dicha unidad de servocontrol (4) , y

-detectar la velocidad actual de guiñada y generar una señal de velocidad de guiñada (YR) en respuesta a la misma mismo y transportar la señal a dicha unidad de servocontrol (4) ,

comprendiendo además el procedimiento:

-calcular el centro de gravedad del vehículo y transportar por lo menos una señal del centro de gravedad (COG) que representa el centro de gravedad del vehículo a dicha unidad de servocontrol (4) , caracterizado porque la unidad de servocontrol está adaptada para calcular una demultiplicación del engranaje de dirección (SGR) y una servoasistencia (SA) para el servosistema de dirección en respuesta a dicha señal del centro de gravedad y por lo menos una de entre las otras señales.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que señal del centro de gravedad contiene información sobre los cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la señal del centro de gravedad contiene información sobre los cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo en la dirección longitudinal con relación a una línea de simetría longitudinal del vehículo.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que la señal del centro de gravedad contiene información sobre cambios en la posición del centro de gravedad en el vehículo lateralmente con relación a una línea de simetría longitudinal del vehículo.

12. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicha unidad de servocontrol calcula dichos uno o más parámetros de control mediante la aplicación de un conjunto de reglas de servocontrol.

13. Programa de ordenador adaptado para la realización de las etapas del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12.