集成式车辆控制系统和设备的制造方法
集成式车辆控制系统和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是美国专利申请序列No. 13/859，962的部分连续案，所述美国专利申请序 列号No. 13/859,962是2012年5月7日提交的美国专利申请序列No. 13/465,468(其在2013年 5月21日颁布为美国专利No. 8，446，265)的延续案，所述美国专利申请序列No. 13/465，468 是2009年9月8日提交的美国专利申请12/555,477(其在2012年6月12日颁布为美国专利 No. 8，198，996)的部分连续案，在此其全部内容在法律允许的程度内以引用的方式并入本 发明。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于操作车辆部件的车辆控制系统和设备，所述车辆控制系统和设备 被集成到车辆方向盘的轮缘中，使得在不需要车辆驾驶员从方向盘移开他/她的手的前提 下就可以完全操作所述车辆控制系统和设备。
【背景技术】
[0004] 虽然已经在市售可获得的机动车辆中使用了约70年，但是自从首次投入使用以来 车辆转向灯几乎没有发生什么变化。最近，车辆已经装配由计算机操作的功能，所述计算机 操作的功能允许车辆驾驶员或者操作者通过中央控制器控制车辆收音机、光盘播放机、连 接的装置、移动电话和导航系统以及其它部件。
[0005] 车辆方向盘通常由柱形件、中央毂和环形件构成，并具有包括转向灯致动开关或 者多个开关的多种部件。通常，由位于方向盘一侧的"杆开关(stalk switch)"或者操作杆 来操作转向信号灯。杆开关向上运动将发出右转信号，而向下运动将发出左转信号。当杆开 关向上运动时，通常位于前部和后部的右侧挡泥板上的灯开始闪烁。类似地，当杆开关向下 运动时，通常位于前部和后部的左侧挡泥板上的灯开始闪烁。更一般地，杆开关包括四个位 置，即两个上部位置和两个下部位置。或位于上部或下部的第一位置操作转向灯，而且当杆 开关被释放时，杆开关返回到断开位置或者中央。第二位置即便在杆开关被释放时也保持 转向灯开启，并且转向灯在方向盘已经转到固定方向并且已经返回到大致"车轮直行"的位 置之后关闭。
[0006] 对于上述机构，存在若干众所周知的问题。例如，在完成转向之后，转向灯可能仍 然保持开始，并且信号灯仍然"闪烁"。常见情况是如果使方向盘暂时转动而略微偏离转动 方向，则信号灯会过早地关闭。另一种常见情况是，如果沿着一个方向略微转动方向盘并且 驾驶员试图发出沿着相反的方向转向的信号，则转向灯将出现故障。这种问题自从转向灯 首次安装在机动车辆上便已经存在。
[0007] 最近的进展已经提出了不同的物理构造和不同的控制机构，以改进转向灯的操 作。例如，更复杂的车载计算机硬件(例如由俄亥俄州的代顿市的RLP Engineering提供的 那些系统）已经允许实时管理转向灯操作，以便解决诸如上述那些问题的问题。在这种系统 中，实时监测车速、方向盘位置和其它数据，以判定车辆是否正在转向以及何时完成转向。 然而，即使在这种基于计算机的系统中，也是通过上下拨动杆开关来打开开关和对应的转 向信号灯来启动转向灯。通过杆开关上的按钮能够手动关闭这种基于计算机的系统的转向 灯。这个系统的一个缺陷是为了操作杆开关必须从方向盘上移开一只手。
[0008]转向灯的其它修改方案集中于用位于方向盘的毂中的按钮或者拨片来替换杆开 关，例如在Crosson，Jr的美国专利No . 5，739，491和Sakai等人的美国专利申请公报2009/ 01655592中所描述的设备。然而，这些修改方案没有解决上述缺陷。具体地，将转向灯致动 开关放置在方向盘的毂中仍然需要驾驶员或将一只手从方向盘上移开或者释放其对方向 盘的握持，以便操作安装在毂上的开关。这些修改方案也没有解决当在转向之后转向灯仍 然开始时或者当转向灯过早关闭时产生的问题。
[0009]安装在福条上的转向灯致动开关（例如在Kinsolver名下的美国专利No . 5,823， 666中预想的那些)没有消除这样的要求：即使手保持与方向盘接触，也必须重新定位驾驶 员的手，以致动开关。当握持方向盘时，驾驶员拇指的自然位置与方向盘的轮缘对准或者部 分环绕在方向盘的轮缘上。因此，驾驶员必须释放对方向盘上释放的握持，以将拇指定位在 安装在辐条上的开关上。不管辐条围绕方向盘内径的位置如何，这种位置改变都是必要的。 如果驾驶员的手位于辐条近侧或者与辐条相接触并在辐条上，则驾驶员必须向下旋转手， 以接触安装在辐条上的开关。如果驾驶员的手位于辐条近侧或者与辐条相接触并位于辐条 下面，则驾驶员必须向下旋转手以接触辐条上开关，或者向上移动手并向下旋转拇指，以接 触开关。这种旋转或运动要求驾驶员释放对方向盘的握持，以便移动手。
[0010]虽然将转向灯开关放置在方向盘的辐条上的优势在于这将允许在不需要驾驶员 从方向盘上移开他/她的手的前提下操作转向灯，但是实践中，驾驶员必须再次定位他/她 的手，以便按压安装在辐条上的开关。如上所述，类似于放置在方向盘的毂中的转向灯致动 开关的这种设计允许在在不从方向盘移开手的情况下以手相对于方向盘的非常受限且不 期望的位置来操作开关。
[0011 ] 在Mercier等人名下的美国专利No.6,961,644中，设想了这样一种方向盘，所述方 向盘具有位于方向盘轮缘上的"10点钟"位置和"2点钟"位置处的热钮。根据这个公报，这种 系统允许驾驶员通过使用拇指来激活热钮，从而开启转向灯。根据这个公报，开启转向灯的 这个处理将不要求驾驶员"更大幅度地移动他或她的手"。然而，所实施的测试证明，在驾驶 员保持完全用四指握持方向盘的上半部的任何部分的情况下，无法按压这种假想装置的热 钮。因此，这种假想装置仍然面临其它更早的装置所存在的所有问题，原因在于它仅将转向 灯杆开关的功能重新配置给方向盘轮缘上的热钮。转向信号灯可能会错误地放置手无意地 开启，或者在完成转向较长时间后转向灯仍然开启并且信号灯"闪烁"。如果方向盘暂时略 微偏离转动方向转动，转向灯可能会过早地关闭。而且，对于这种假想装置，驾驶员必须放 松对方向盘的握持以便可以转动手，以将拇指放到适当位置上来操作热钮。
[0012]根据Transit NZIHT 7thAnnual Conference(2005)，J.A.Thomas和D.Walton的 "Hands_0n:A Practical Measure of the Perceived Risk of the Driving Context'，， 当在更高风险或者复杂情况下驾驶时，绝大多数驾驶员都将其双手放在方向盘的上半部的 某处。因此，绝大多数驾驶员认为通过双手握持方向盘的上半部的方式来驾驶能够更好地 控制车辆，尤其在高风险或者复杂驾驶情况下。如Paul A.Eisenstein在援引了Society of Automotive Engineers 的石开究的 "Turn signal neglect a real danger, study shows," 中指出"当变道时48 %的时间驾驶员要么忽视使用它们的转向灯要么未能打开转向灯"。
[0013] http://bottomline.msnbc.msn.com/_news/2012/05/01/11486051-turn-signal-neglect-a-real-danger-study-showTliteaEisenstein还指出"当转向时，故障率 为约25%。" Id。
[0014] 在许多情况下，驾驶员必须从方向盘上移开一只手，以操作通过杆开关致动的转 向灯，这是因为杆开关通常不位于紧邻方向盘的位置。不管驾驶员的手的位置如何，为了操 作通过杆开关致动的转向灯，一只手必须从方向盘上移开。在转向灯开关位于方面盘的毂 中时，结果基本相同。驾驶员要么必须从方向盘移开手以致动毂上的开关，要么必须转动 手，使得驾驶员的手的拇指能够碰触安装在毂上的开关。在转动手以伸展拇指碰触开关的 过程中，即使手保持与方向盘向相接触，驾驶员也必须释放他/她对方向盘的握持。类似地， 当转向灯开关位于方向盘的辐条中时，为了操作安装在辐条上的开关，驾驶员必须重新定 位他或她的手。
[0015] 因此，有利的是具有这样的转向灯致动开关和系统，所述转向灯致动开关和系统 不要求驾驶员为了操作开关而释放对方向盘上的握持。还有利的是具有这样的转向灯致动 开关和系统，所述转向灯致动开关和系统能够在高风险或者复杂驾驶情况下操作，而同时 又保持双手握持方向盘。还有利的是具有这样的转向灯致动开关和系统，所述转向灯致动 开关和系统不会过早地关闭或在转向之后保持打开。还有利的是具有不会被无意地操作的 转向灯致动开关和系统。
[0016] 还已知在机动车辆中使用计算机-驾驶员接口（"CDI"）。这种接口可以用于控制机 动车辆的特定的设备部件，例如收音机、光盘播放器、连接的装置或无线通信装置。诸如BMW IDRIVE系统、AUDI MMI系统、MERCEDES ⑶MMAND系统、LEXUS REMOTE TOUCH系统和FORD SYNC系统以及MYFORD TOUCH系统的接口均提供了针对同一类型控制的变形方案。这种计算 机-驾驶员接口（CDIs)呈现为鼠标/拨盘/操纵杆/触摸屏与位于变速选择杆附近的控制装 置相组合。
[0017] 替代地，这种计算机-驾驶员接口（CDIs)可以位于附接有按钮和开关的柄操作杆 上，或者位于拇指操作的按钮中，所述拇指操作的按钮位于从方向盘环形件向内延伸的方 向盘水平辐条横杆上，并且靠近环形件上的3点钟和9点钟位置。来自控制机动车辆设备部 件的计算机系统的信息可以经由车辆仪表盘的中心处的屏幕显示给机动车辆操作者，或者 显示在车辆操作者的仪表组中的屏幕上和/或显示在称为HUD的平视显示器中。
[0018] 通常，不能在机动车辆操作者保持完全握持方向盘的环形件的情况下操作计算 机-驾驶员接口（CDIs)，并且操作计算机-驾驶员接口将要求重新定位手，尤其在手一开始 定位在方向盘的上半部的情况下。目前市售的计算机-驾驶员接口（CDIs)中的一些已经受 到批评，因为使用它们要求驾驶员的视线离开路面以定位和操作接口。
[0019] 因此，有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾 驶员接口和系统不要求驾驶员为了操作接口而释放对方向盘的握持。还有利的是具有一种 这样的计算机-驾驶员接口和系统，所述计算机-驾驶员接口和系统能够在高风险或者复杂 驾驶情况期间在保持双手握持方向盘的同时操作。还有利的是具有一种不会被无意地操作 的计算机-驾驶员接口和系统。
[0020] 与很多个人数字助理（"PDA"）和移动电话相同的是可分配的案件，这些可分配的 按键也称作"快捷键"。快捷键允许操作者在PDA或者移动电话上指定特定功能（照相机、录 音机、媒体播放器等）。诸如XBOX游戏系统或者PLAYSTATION游戏系统的视频游戏系统或者 个人计算机以及诸如IPOD装置的个人音乐设备包括菜单，所述菜单提供了控制器的子部 分，在所述子部分处，操作者可以脱离装置的本地默认设置，并将特定功能分配给装置上的 专用键。个性化按键还已知用于座椅、方向盘、镜和安全带位置设置，并且存在于具有控制 按钮(通常设置在机动车辆的车门上）的机动车辆中。这些个性化按键类同于收音机预设， 并且允许驾驶员利用推动一个按钮来调整选择的元件至预设值。然而，显而易见的是，可分 配/可再分配快捷键不可用作机动车辆的方向盘中的集成式控制装置。
[0021] 因此，有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾 驶员接口和系统包括可分配/可再分配快捷键，所述可分配/可再分配快捷键被集成到机动 车辆方向盘的环形件中，使得就坐在方向盘后方的操作者能够向这些快捷键分配功能，然 后可以随意地将该功能改变成一个不同的功能。
[0022] 在消费市场中的机动车辆上的所有拨片/拇指换档器（"PS"）的操作看起来都要求 该机动车辆的驾驶员放松或者改变对机动车辆的方向盘的完全环绕四指握持。这些拨片尤 其用在运动型驾驶模式中。合理的是假设在那些情况下车辆驾驶员的潜在欲望是尽可能多 地保持对方向盘的控制。拨片换档器至少在1912年就已经出现，并且所述拨片换档器在消 费市场中发展为明显模仿F1拨片，所述F1拨片在二十世纪八十年代后期获得了竞赛成功。 今天，绝大部分汽车制造商均在至少一种型号的机动车辆中提供了各种拨片换档器。这些 拨片换档器一方面作为折衷方案销售给希望对机动车辆变速箱进行手动和自动换档的汽 车购买者，而另一方面，作为能够比汽车上的传统手动变速箱更快地换档的设备销售，例如 FERRARI 汽车。
[0023] 因此，有利的是具有一种这样的用于机动车辆的拨片换档器(PS)，所述拨片换档 器被集成到机动车辆方向盘的环形件中，使得机动车辆的驾驶员在操作拨片换档器时不必 放松或者改变对方向盘的全环绕的四指握持。还有利的是提供一种集成式车辆控制系统和 设备，所述集成式车辆控制系统（"IVCS"）和设备包括计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所 述计算机-驾驶员接口和系统具有可分配/可再分配的快捷键，所述可分配/可再分配的快 捷键被集成到机动车辆的方向盘的环形件中，使得操作者能够随意将拨片换档器的功能分 配给快捷键。
[0024] 车辆中的"不用手"的控制的出现主要是响应保持机动车辆操作者的手位于方向 盘上的要求，并不一定是因为驾驶员希望"说出"每个命令来操作机动车辆。存在多种驾驶 员希望保密的命令。在发生劫车或者绑架时，使驾驶员能够秘密地向911发送求救信号并且 同时看起来似乎好像只是在双手放在方向盘上的情况下驾驶汽车的这种特性之前从未出 现在市场中。
[0025] 因此，有利的是具有一种集成式车辆控制系统（IVCS)，在高风险或者复杂驾驶情 况下，能够在保持双手握持方向盘的同时操作所述集成式车辆控制系统，并且集成式车辆 控制系统有助于向紧急救助人员发送求救信号。在装配有GPS系统的车辆中，请求信号还能 够向紧急救助人员发送实时地址，并且可以启动汽车中的隐藏摄像机，以捕捉相片或者视 频图像。如果有不需要驾驶员从机动车辆方向盘移开手就能够操作的集成式车辆控制系统 (IVCS)的话，出租车驾驶员和公共汽车驾驶员就不再需要冒险伸手去拿无线电设备或按 "银行柜员型"隐藏按钮以寻求帮助。
[0026] 还有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾驶 员接口和系统不要求驾驶员为了操作接口而释放对方向盘的握持，并且所述计算机-驾驶 员接口和系统还与机动车辆的HUD系统集成。对于驾驶员而言，还有利的是，在驾驶员把视 线保持在路面上并且同时保持完全的四指环绕机动车辆的方向盘的时候，能够访问HUD系 统以获取诸如机动车辆速度、导航信息和位置临近提醒的信息，或者能够使用车辆夜视能 力。
[0027] 还有利的是具有转向信号激活开关和系统，所述转向信号激活开关和系统不需要 驾驶员为了操作开关而从方向盘释放他的/她的手。另外有利的是具有这样的开关和系统， 所述开关和系统能够被设置处于自动模式，所述自动模式允许驾驶员接合开关并且继而在 使得开关保持接合并且对应的外信号灯闪烁的同时从开关移除他们的拇指。还有利的是具 有这样的转向信号开关和系统，所述转向信号开关和系统在已经检测到变道或者转向之后 自取消自动接合的开关和对应的外灯。
【发明内容】
[0028] 本发明提供一种激活开关和系统，所述激活开关和系统被集成到方向盘的轮缘 中，并且可以在驾驶员不需要改变他/她对方向盘的握持的情况下操作所述激活开关和系 统。更具体地，本发明更加具体地提供了一种机动车辆拇指换档器系统，所述拇指换档器系 统允许在高风险或者复杂驾驶情况期间，在保持双手四指握持方向盘的同时，使机动车辆 的变速箱换挡。在优选实施例中，本发明提供了一种集成式机动车辆拇指换档器系统，其用 于与具有环形件的机动车辆方向盘一起使用。集成式拇指换档器系统包括:左致动器，所述 左致动器在环形件上的9点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;右致动器，所述 右致动器在环形件上的3点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;和控制器，所述 控制器连接到所述左致动器和右致动器，所述控制器还连接到系统控制器，所述系统控制 器致使机动车辆变速箱换档。这个实施例的左致动器和右致动器不重叠。此外，在左致动器 和右致动器被同时压下并且保持压下预设阈值时间时，所述控制器激活左致动器和右致动 器，从而提供了激活的左致动器和激活的右致动器。根据本发明 ，当左致动器和右致动器中 的一个被压下时，变速箱进行升档和降档。当激活的左致动器和激活的右致动器被同时压 下时，集成式机动车辆拇指换档器系统能够致使变速箱切换到空档档位。当激活的左致动 器和激活的右致动器被同时压下并且机动车辆不运动时，本发明的集成式机动车辆拇指换 档器系统能够致使变速箱切换到停车档位。
[0029] 在本发明的又一个实施例中，左致动器和右致动器中的每一个均可以包括开关阵 列，使得可以使用手的多个位置在多个位置压下开关阵列。在一个实施例中，控制器确定什 么时候开关阵列中的开关的拇指大小的图案被压下。如果拇指大小的图案已经被压下，则 控制器将认为对应的致动器处于"接通"位置。在其它实施例中，当激活的致动器被压下时， 可以发出声音信号和/或打开仪表板灯。
[0030] 本发明还提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统（"ECCS"），所述集成式机 动车辆设备部件控制系统用于与具有环形件的机动车辆方向盘和具有功能的机动车辆设 备部件一起使用。所述集成式机动车辆设备部件控制系统包括:左致动器，所述左致动器在 所述环形件上的9点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件上;右致动器，所述右致 动器在所述环形件上的3点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;和控制器，所述 控制器连接到左致动器和右致动器，所述控制器还连接到机动车辆部件，例如收音机、光盘 播放器、连接的装置、移动电话和导航系统以及其它部件。左致动器和右致动器不重叠，并 且，当左致动器和右致动器被同时压下并且保持压下预设阈值时间时，控制器激活左致动 器和右致动器。当致动器被压下时，激活机动车辆设备部件的功能，所述致动器选自由左致 动器和右致动器构成的组。
[0031] 本发明的集成式机动车辆设备部件控制系统还可以包括致动器，每个所述致动器 均包括开关阵列。
[0032] 本发明还提供了集成式机动车辆设备部件控制系统，所述机动车辆设备部件控制 系统具有控制器，当所述左致动器和右致动器中的每一个中的开关阵列中的开关的拇指大 小的图案被同时压下时，所述控制器激活左致动器和右致动器。
[0033] 本发明还提供了一种用于机动车辆的集成式机动车辆设备部件控制系统，所述机 动车辆具有方向盘并且具有左致动器和右致动器，使得左致动器优选地定位成开始于方向 盘环形件上的11点钟位置并且优选地朝向9点钟位置延伸两英寸的圆弧，并且使得右致动 器优选地定位成开始于方向盘环形件上的1点钟位置并且优选地朝向3点钟位置延伸两英 寸的圆弧。
[0034] 本发明还提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统，其具有左和右致动器， 使得左和/或右致动器致使控制器控制机动车辆设备部件，或者任选地，控制器向接口控制 器发出信号，所述系统控制器控制机动车辆设备部件，并且其中机动车辆设备部件可以是 声音系统、娱乐系统、收音机、光盘播放器、连接的装置、移动电话、导航系统、互联网接入系 统、蓝牙系统和其它机动车辆部件中的一个或多个。
[0035]本发明提供了一种转向信号激活开关和系统（"TSSS"），所述转向信号激活开关和 系统集成到方向盘的轮缘中并且可以由拇指操作而且还可以在不需要驾驶员改变他/她对 方向盘的握持的情况下进一步操作。本发明更加特别地提供一种TSSS，所述TSSS允许驾驶 员手动接合以及自动结合转向信号致动器和对应的外信号灯。本发明还提供了一种系统， 所述系统使得驾驶员能够手动使得自动接合或者手动接合的转向信号致动器及对应的外 信号灯脱离接合。本发明还提供了用于使自动接合的转向信号致动器和对应的外信号灯自 取消或者脱离接合的多个系统。本发明提供的多个系统提供了基于经由"车道检测"类型系 统和方向盘角度和旋转传感器型系统或能够判定车辆的车道位置、驾驶路径和方向盘位置 的其它类似系统传递的信息使自动接合的转向信号致动器取消或者脱离接合的方法。
【附图说明】
[0036] 图la是以四指握持的方式握持方向盘的驾驶员的手的视图。
[0037] 图lb是以四指握持的方式握持方向盘的驾驶员的手的另一个视图。
[0038] 图2是本发明的实施例的方向盘的视图。
[0039] 图3是指定方向盘上的位置的钟点位置的视图。
[0040] 图4是本发明的一个实施例的方向盘的视图，其示出了优选的致动器位置。
[0041 ]图5是本发明的一个优选致动器设计的视图。
[0042] 图6是本发明的一个实施例的视图，其中，致动器包括位于多个开关阵列中的多个 开关。
[0043] 图7是现有技术的方向盘的视图，示出了安装在方向盘上的转向信号灯开关的位 置。
[0044] 图8a是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的视图，示出了驾驶员的手相对于安 装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0045] 图8b是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的另一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0046] 图8c是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的又一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0047] 图8d是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的再一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0048] 图9a图解了驾驶员在保持四指握持并激活致动器的同时握持本发明的方向盘。
[0049] 图9b图解了驾驶员以四指握持的方式握持本发明的方向盘。
[0050] 图9c图解了驾驶员以四指握持的方式握持本发明的方向盘的另一个视图。
[0051] 图9d图解了驾驶员在保持四指握持并激活致动器的同时握持本发明的方向盘。
[0052] 图10是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器、杆开关和致动器电 路。
[0053]图11是图解了本发明的实施例的操作的逻辑图。
[0054] 图12a和12b是图解了本发明的实施例的操作的逻辑图，其中，控制器用于确定什 么时候拇指按压在方向盘上以开启转向信号灯。
[0055] 图13是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器和机动车辆变速箱。
[0056] 图14是本发明的系统的实施例的逻辑简图，示出了方向盘、控制器、接口控制器和 设备部件。
[0057]图15是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器、接口控制器、显示 屏和设备部件。
[0058] 图16是图解了本发明的实施例的控制设备部件的操作的逻辑图。
【具体实施方式】
[0059] 对于驾驶员而言，通常期望的是（即便是不适当的），在驾驶机动车辆时以四指握 持的方式握持机动车辆的方向盘，其中手的手指环绕方向盘的轮缘。图la和lb中图解了四 指握持。这种四指握持将方向盘牢固地定位在驾驶员的手中。本发明的实施例旨在允许驾 驶员保持四指握持方向盘，并且同时能够经由计算机-驾驶员接口来操作车辆的转向灯或 者机动车辆的其它机械部件，所述部件包括收音机、光盘播放器、移动电话、导航系统、互联 网接入系统、蓝牙系统和机动车辆的其它部件。
[0060] 在一个实施例中，本发明提供了一种系统，所述系统允许在不需要驾驶员松开或 者移除对方向盘的完全环绕的四指握持的情况下对机动车辆的转向灯进行控制操作。如下 文更为全面地描述的那样，其它实施例提供了计算机-驾驶员接口，所述计算机-驾驶员接 口有助于操作机动车辆的设备部件并且有助于机械功能，并且所述计算机-驾驶员接口可 以对所要操作的功能进行编程。现在参照图2,本发明的实施例的系统可以包括以一体地安 装到方向盘10上的开关、传感器或者计量器、共同地致动器。如图2所示，致动器40、50可以 相互靠近，但是致动器40、50不相互重叠。本实施例的方向盘10包括环形件15，所述环形件 15可以通过一个或多个辐条20连接到毂30。方向盘的其它构造对于本领域普通技术人员而 g是公知的。
[0061 ] 现在参照图3，可以将从方向盘的右手侧上的3点钟的钟点位置至方向盘10的左手 侧上的9点钟的钟点位置指定为方向盘10的环形件15的上半部。还如图2所示，致动器40可 以定位成覆盖方向盘10的介于3点钟位置和12点钟位置之间的一部分。类似地，致动器50可 以定位成覆盖方向盘10的介于9点钟位置和12点钟位置之间的一部分。当致动器40、50如此 定位时，它们能够毗邻，但不重叠。因此，在一个实施例中，左致动器定位在方向盘环形件上 的9点钟位置附近，并且左致动器的相对的端部定位在方向盘环形件的12点钟位置附近，使 得左致动器的尺寸能够跨过介于9点钟位置和12点钟位置之间的距离。标准尺寸的方向盘 的直径为约15英寸。因此，环形件15的从3点钟钟点位置至12点钟位置的圆周分段或者"弧 形分段长度"的长度为约12英寸。类似地，从9点钟位置至12点钟位置的弧形分段的长度也 为约12英寸。
[0062]如上所述，致动器40、50的尺寸可以设定成使得致动器40、50分别覆盖介于3点钟 位置和12点钟位置之间的整个弧形分段长度和介于9点钟位置和12点钟位置之间的整个弧 形分段长度。替代地，致动器40、50的尺寸可以设定成使得致动器40、50分别覆盖介于3点钟 位置和12点钟位置之间的弧形分段长度的仅一部分和介于9点钟位置和12点钟位置之间的 弧形分段长度的仅一部分。如图4所示，致动器40、50的一个优选尺寸和位置是2英寸的弧形 分段长度，并且致动器40、50分别覆盖方向盘10的环形件15的终止于约1点钟位置的一部分 和终止于11点钟位置的一部分，使得致动器50朝向9点钟位置逆时针延伸，而致动器40朝向 3点钟位置顺时针延伸。
[0063] 本发明的致动器40、50可以是由纽约州的罗彻斯特市的Tapecon Membrane Switch Division的Tapecon有限公司制造的膜片开关。如本领域众所周知的那样，膜片开 关可以制造成多种构造，所述多种构造中的每一种是单极单掷开关，所述单极单掷开关是 常开的。膜片开关构造包括标准膜片开关构造、触觉塑料穹顶构造和不锈钢穹顶构造。图5 图解了一种类型的膜片开关41，所述膜片开关41包括顶部覆层42、粘合层43、顶部电路44、 电路垫片45、底部电路46、底部覆层47和接触器48。膜片开关41是常开的。当顶部覆层42被 压下时，顶部电路44弯曲，以便在接触器48形成闭合电路。根据如上所述的弧形分段长度， 致动器40、50可以各自包括一个或多个膜片开关。例如，在题目为"Curve-conforming Sensor Array Pad"的W01995001302中教导了一种膜片开关阵列，所述膜片开关阵列覆盖 的面积比单个膜片开关覆盖的面积大。致动器40、50可以是由弗吉尼亚州的黑堡市的Luna Innovations制造的光纤压力传感器或者光纤压力传感器阵列。替代地，致动器40、50可以 是由日本东京的东京大学的工程学院的Quantum-Phase Electronics Center研发并且在 2004年7月6 日 PNAS的第 101 卷第27 期中的 Τ· Some y a等人的 "A Large-Area，Flexible Pressure Sensor Matrix With Organic Field-Effect Transistors For Artificial Skin Applications"中描述的大面积柔性压力传感器矩阵。此外，致动器40、50可以是可从 康乃狄克州的斯坦福德市的Omega Engineering有限公司获得的烧性应变计。
[0064]在致动器40、50的构造材料和方向盘10的构造材料兼容并且易于附接的情况下， 致动器40、50可以例如通过热焊接或者声波焊接(sonic welding)机械地结合到方向盘上。 致动器40、50可以使用粘合剂附接到方向盘10。在致动器40、50附接到方向盘上10后，致动 器40、50可以由覆盖件或者蒙皮（未示出）覆盖，使得致动器40、50位于方向盘10的蒙皮下 面。致动器40、50能够定位在方向盘10的蒙皮下面，以使人眼不能看到致动器40、50。致动器 40、50可以在制造方向盘10的处理期间模制到方向盘10中。当模制到方向盘10中时，在方向 盘10的构造材料可充分变形从而使得方向盘10的变形也能够启动致动器40、50的情况下， 致动器可以定位在方向盘10的表面下面。
[0065]方向盘10的构造材料的特性是本领域普通技术人员公知的，因此将致动器40、50 附接到方向盘10的可行附接方法对于本领域普通技术人员而言也是能够理解的。例如，如 Yamazaki等人的美国专利No. 4,567,217中所教导的那样，本领域中公知的是方向盘可以由 柔韧的交联氯乙烯聚合物模制而成。在本领域中还应当理解的是，如Harris等人的美国专 利No.5,762,853中所教导的那样，诸如膜片开关的挠性传感器可以包封在模制部件中。而 且，如Hayashi等人的美国专利No. 5,198,629中所教导的那样，嵌入模制的膜片开关已经用 作安装在方向盘毂上的喇叭开关。
[0066]为了在车辆运转期间适应驾驶员使用的不同的手位置，致动器40、50可以构造成 感测何时手的拇指按压致动器40、50中的一个或者两个。图6图解了一种设计方案，在所述 设计方案中，致动器40、50中的每一个均分别由开关阵列140、150构成，并且其中，开关阵列 140、150均包括多个开关160。仅图解了图6的开关阵列140、150,而没有示出开关160的必要 构造。开关160是常开(断开）的，并且在被压下或者选择时闭合(接通），并且在被取消选择 时返回到打开(断开)状态。开关160中的每一个均连接到控制器60,使得控制器60可以感测 开关160什么时候处于打开位置或闭合位置。开关160可以例如经由线束(未示出）连接到控 制器60,使得每个开关60均通过电线连接到接线端子(未示出），并且接线端子经由线束连 接到控制器60。本领域普通技术人员将能够认识到将开关60连接到控制器60的其它连接方 法。控制器60可以判定开关阵列140、150中的每个开关160的激活状态，即判定开关160是接 通或者断开。在典型的操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅 与拇指大小的图案相对应的开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50处于"接通"位 置。然而，如果与比拇指大的图案相对应的开关160被压下，则致动器40、50被认为处于"断 开"位置。
[0067]在本发明的包括图6所示的致动器40、50的实施例中，控制器60被编程为判定开关 160什么时候被以拇指大小的图案压下。这里使用的拇指大小的图案指的是介于约0.5平方 英寸至约2.25平方英寸的范围内的面积。因此，在完全用四指握持方向盘10的情况下，根据 驾驶员将他的或她的手放置在方向盘上的位置，被压下开关160的图案的尺寸可能会超过 在拇指下压致动器40、50中的一个时所形成的开关图案的尺寸。在这种条件下，控制器60不 激活致动器40、50，并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后拇指被 放在任意一个致动器40和50上，则控制器60记录拇指大小的图案的开关已经被压下，并且 控制器60相应地认为致动器40或致动器50处于"接通"位置。一旦经由控制器60激活致动器 40、50,则可以下压致动器40或者致动器50,以便打开对应的信号灯(未示出）或操作对应的 车辆设备部件或者功能，例如收音机、光盘播放器、移动电话或者导航系统(未示出）。在被 激活之后，同时按压致动器40和致动器50将不会打开对应的转向信号灯。如果控制器60还 没有激活致动器40、50,则下压致动器40或者致动器50不会打开对应的转向信号灯或操作 对应车辆功能。本领域普通技术人员将理解的是，机动车辆的设备部件将具有至少一种功 能，例如被打开/关闭，但是也可以具有多种功能。
[0068]在一个实施例中，按压激活的致动器40或激活的致动器50除了打开对应的转向信 号灯或者设备部件之外还将打开声音信号。声音信号可以用于向驾驶员指示已经打开了转 向信号灯。声音信号还可以用于指示致动器40、50已经被激活。在一个实施例中，声音信号 可以来自机动车辆的扬声器系统，所述扬声器系统例如用于在点火钥匙保留在点火开关中 时发出车门打开的信号。在另一个实施例中，声音信号可以来自同一声源，与用于向机动车 辆的驾驶员发出已经打开了通过杆开关操作的转向灯的警示。在另一个实施例中，可以使 用BLUETOOTH'?技术无线播送声音信号，使得由驾驶员佩戴 的耳机或者头戴式耳机 接收声音信号，并且驾驶员由此听到声音信号。在又一个实施例中，致动器40、50可以连接 到对应的转向信号指示灯，所述转向信号指示灯位于机动车辆的仪表板中，使得按压激活 的致动器40或者激活的致动器50将点亮对应的转向信号指示灯。蓝牙技术或者替代的蓝牙 系统指的是用于在与固定和移动装置相距短距离的距离上交换数据的专有开放无线技术 标准(使用从2400MHz至2480MHz的ISM波段的短波无线电传输），从而产生了具有高安全水 平的个人局域网。蓝牙技术和系统能够从华盛顿州的柯克兰的Lake Washington Boulevard的Bluetooth Sig, Inc.，获得。
[0069] 图7图解了现有技术的方向盘110,图8a至图8d图解了驾驶员的手握持图7的方向 盘110。在图7中，如现有技术中所描述的那样，热钮115、120示出为定位在方向盘110上。这 里使用的术语"热钮"指的是单通/断开关(single on/ofT switch)，按压所述单通/断开关 可以打开，并且再次按压该单通/断开关可以关闭。因此，热钮115、120分别位于方向盘10上 的10点钟位置和2点钟位置处。参照图8a，清晰的是，为了转动拇指到压下热钮115的位置， 必须松开驾驶员的四指握持，从而不能完全握持方向盘110。在图8b中，驾驶员必须再次改 变四指握持以适应辐条125,以接触并且压下热钮115。在图8c中，同样清楚的是，为了转动 拇指到压下热钮120的位置，必须松开驾驶员的四指握持，由此不能完全握持方向盘110。与 在图8b中所看到的一样，图8d图解了驾驶员必须如何改变四指握持以适应辐条125,从而接 触和压下热钮120。
[0070] 在一个实施例中，致动器40、50优选地定位在方向盘10的环形件15上并且面向驾 驶员。当定位在这个位置时，在驾驶员使用左手或者右手的拇指压在方向盘上时，致动器 40、50将被激活。图9a至图9d图解了驾驶员握持方向盘10的环形件15,其中，在图9b和图9c 中，驾驶员的拇指定位成完全四指握持，并且，在图9a和图9d中，驾驶员的拇指定位在致动 器40、50上。本领域普通技术人员将认识到的是，致动器40、50除了可以定位在环形件15的 直接面对驾驶员的一侧上之外，还可以定位在其它位置。
[0071] 现在参照图解了本发明的实施例的图10,致动器40、50连接到控制器60。控制器60 包括处理器70。处理器70包括逻辑电路80、计时器90和存储装置100。控制器60连接到右侧 信号电路145和左侧信号电路155。右侧信号电路145包括右侧信号灯(未不出），左侧信号电 路155包括左侧信号灯(未示出）。转向灯杆开关(未示出)还可以连接到控制器60。
[0072]替代地，如将在下文进一步描述的那样，致动器40、50和控制器60可以与其它机动 车辆设备或者系统一起使用，以操作设备部件或者允许致动器40、50起到拇指换档器的作 用。
[0073]在本发明的一个实施例中，控制器60控制致动器40、50的操作，使得当致动器40被 压下时，右侧信号电路145的右侧信号灯(未示出）通电，而当致动器50被压下时，左侧信号 电路155的左侧信号灯(未不出)通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯和/或左侧 信号灯(未示出）可以"闪烁"。
[0074]图11图解了本发明的一个实施例的电路逻辑。在这个实施例中，当致动器40被压 下时，致动器40处于闭合位置并且与控制器60构成闭合电路。类似地，当致动器50被压下 时，致动器50与控制器60构成闭合电路。如果两个致动器40和50都被压下，则控制器60经由 计时器90(图10所示)测量控制器40和50中的每一个被压下的时间。如果测量的时间超过预 设阈值时间（例如1秒），则控制器60激活致动器40、50。如果测量的时间小于预设阈值时间， 则控制器60不激活致动器40、50。预设阈值时间能够变化并且被编程到图10示出的存储装 置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80激活致动器40、50。预设阈值时间可以 为约0.5秒至约5秒。优选的是，预设阈值时间为约1秒。当被激活时，压下致动器40导致右侧 信号电路145的右侧信号灯（未不出）通电，而致动器50被压下时，左侧信号电路155的左侧 信号灯（未示出）通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯和/或左侧信号灯（未示 出）可以"闪烁"。
[0075]图12 (包括图12a和图12b)示出了本发明的另一个实施例的逻辑电路，其中，致动 器40、50是图6所示类型的致动器。在这个实施例中，致动器40和50分别由开关阵列140、150 构成，其中，每个开关阵列140、150均包括多个开关160。开关160是常开(断开)的，在被压下 或选择时闭合(接通），并且在被取消选择时恢复到打开(断开）。开关160中的每一个均连接 到控制器60,使得控制器60可以感测开关160什么时候处于断开位置或者闭合位置。在典型 操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅与拇指图案相对应的 开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50处于"接通"状态。然而，如果与比拇指大小 的图案大的图案相对应的开关160被压下，则致动器40、50将被认为处于"断开"状态。控制 器60被编程，以判定什么时候拇指大小的图案的开关160被压下。因此，如果完全用四指握 持方向盘1 〇，则根据驾驶员的手放在方向盘上的位置，被压下的开关160的图案大小会超过 拇指压下致动器40、50时所形成的图案的大小。在这种条件下，控制器60不激活致动器40、 50,并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后拇指被放在致动器40、 50上，则控制器60记录拇指大小的图案的开关已经被压下，并且在致动器40、50被压下至少 预设阈值时间的情况下，控制器60将激活致动器40、50。当控制器60激活致动器40、50时，可 以压下致动器40或致动器50,以开启对应的信号灯（未示出）或者操作机动车辆设备部件 (如在下文所述)或者作为拇指换档器操作(也如下文所述）。如果控制器60还没有激活致动 器40、50,则压下致动器40或致动器50将不会打开对应的信号灯、作为设备部件操作或者用 作拇指换档器。
[0076] 为了停用致动器40、50,可以同时压下两个致动器40、50并且保持压下预设阈值时 间。参照图10,控制器60的计时器90测量每个致动器40和致动器50被压下的时间。如果测量 到的时间超过预设阈值时间（例如1秒），则控制器10停用激活的致动器40、50。如果测量到 的时间小于预设阈值时间，则控制器60不停用致动器40、50。预设阈值时间可以变化并且被 编程到图10示出的存储装置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80停用激活的 致动器40、50。优选的是预设阈值时间为约1秒。当致动器40、50被停用时，压下致动器40、50 将不会开启对应的转向信号灯、设备部件或者用作踏板换档器。
[0077]在驾驶装配有应用本发明的方向盘的机动车辆时，驾驶员可以使用车辆的杆开关 (stalk switch)来开启车辆的转向灯。优选地，不通过将本发明应用到方向盘中来改变杆 开关的操作，可以在不改变本说明书中包含的概念的前提下做出修改。在控制器60已经激 活这里设置的致动器40、50之后，可以使用致动器40、50来开启和关闭机动车辆的转向信号 灯。因此，在一个优选实施例中，致动器40、50与车辆的杆开关并行地操作，并且在激活的致 动器40或者激活的致动器50被压下时开启转向灯，而在激活的致动器40或者激活的致动器 50被释放时关闭转向灯。不同于在方向盘旋转离开转动方向时关闭的传统杆开关，在本发 明的优选实施例中，转向信号灯仅在致动器40和致动器50中的一个被压下时操作。在紧要 或者高应力驾驶状态下，驾驶员只需要将他或者她的拇指放在致动器40、50上，压下致动器 40、50并且保持致动器40、50处于"接通"位置一预定时间，然后使用致动器40、50中的仅一 个来操作转向信号灯。利用本发明的系统和设备，不会过早或者意外地关闭转向信号灯。一 旦致动器40、50被激活，则转向灯能够通过压下致动器40、50中的一个来开启，并且能够通 过释放被压下的致动器来关闭。
[0078] 在使用图11所示的本发明的致动器40和50的另一个实施例中，用于致动器40和50 的两个激活设置是可行的：（1)致动器40和50要求在每次启动机动车辆时激活致动器，或者 (2)在致动器40和50已经被激活之后，在机动车辆的发动机运转时，致动器40和50-直处于 激活状态。这个实施例中的控制器60是可编程的控制器或替代地是计算机实现的装置，其 允许对致动器40和50的接通/断开状态进行编程。因此，如果两个致动器40和50都被压下， 则控制器60经由计时器90(图10中示出）测量致动器40和50中的每一个被压下的时间。控制 器60可以预先编程有两个阈值时间范围，例如第一阈值时间范围和第二阈值时间范围，使 得通过同时压下致动器40和50在第一阈值时间范围（例如1至2秒）内的时间将仅在机动车 辆的发动机运转的时间段内激活致动器40和50。应当注意的是，本领域普通技术人员将理 解的是，第一阈值时间范围可以短到几分之一秒，使得致动器40、50被快速激活。此外，本领 域普通技术人员将理解的是，关于本发明的实施例实施的任何阈值时间范围均可以变化， 以适合具体要求和用途。在这种情况下，在每次机动车辆启动时，需要如上所述的那样激活 致动器40和50。然而，如果致动器40和50被同时压下并且保持压下经过第一阈值时间范围 并且持续了在第二阈值时间范围（例如3至5秒）内的时间，则致动器40和50-直处于接通状 态，这是因为在机动车辆的发动机运转时致动器40和50始终被激活。如果测量到的时间在 第一阈值时间范围或者第二阈值时间范围内时，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到 的时间小于第一阈值时间范围，则控制器60不激活致动器40、50。预设阈值时间范围能够变 化并且被编程到图10示出的存储装置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80激 活致动器40、50。预设阈值时间范围可以在约0.5秒至约5秒的范围内变化。优选的是，第一 预设阈值时间范围是约1至2秒，并且第二预设阈值时间范围是约3秒至约5秒。当被激活时， 压下致动器40导致右侧信号电路145的右侧信号灯(未示出）通电，而当压下致动器50时，左 侧信号电路（155)的左侧信号灯(未示出）通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯 和/或左侧信号灯(未示出）可以"闪烁"。
[0079] 致动器设置：自动和手动接合设置
[0080] 在一个实施例中，一旦激活致动器40、50,则致动器40、50的至少两个接合设置是 可行的：（1)自动接合和(2)手动接合。本实施例中的控制器60是可编程控制器，所述可编程 控制器允许关于这个接合状态对致动器进行编程。
[0081 ]在一个实施例中，当在短预设持续时间内下压和释放致动器40、50时实现自动接 合设置。在优选实施例中，这个预设持续时间应当不超过驾驶员将拇指按压在方向盘致动 器40、50上以及释放其拇指大体所需的时间。这个持续时间可以为大约0.5秒或者是由驾驶 员为实现这个目的根据其偏好编程的另一个持续时间。当在这个持续时间内下压以及释放 致动器40、50时，致动器40、50将保持自动接合并且对应的外信号灯将继续闪烁。如果下压 致动器40、50的持续时间超过预设持续时间，则开始手动接合致动器40、50,并且将在被驾 驶员按压的同时继续保持而将在被驾驶员释放时切断。
[0082] 在本发明的一个实施例中，如果例如已经自动接合致动器40，则该致动器40在相 对的致动器50被施压一任意时长的情况下脱离接合。在其它实施例中，如果已经自动接合 致动器40、50,则在致动器在短预设持续时间内被施压并释放的的情况下该同一致动器将 脱离接合。这种短预设持续时间可以是自动接合致动器所需的同一预设持续时间或者是为 了实现这个目的由驾驶员编程的另一持续时间。
[0083] 自动接合的自取消和脱离接合
[0084] 经由车道位置检测系统的致动器设置
[0085]已知车道位置检测和警报系统（"LPDWS"）应用在机动车辆上并且通常用于检测车 辆在车道内的相对位置和道路上的路径。这种系统可以可使用视频传感器、激光传感器和 红外传感器等传感器，以评估道路并且可以根据路况、车道位置或者发现的危险用声音、视 觉或者诸如座位或者方向盘振动的触觉刺激来警告驾驶员，以便唤醒疲倦欲睡的驾驶员、 校正驾驶路径或者调整车辆使其在车道的线内。
[0086] -种这种系统是福特汽车公司的"车道保持系统"，所述车道保持系统使用安装在 后视镜内部的挡风玻璃后方的面向前方的数字照相机检测非故意的车道偏离。这种系统具 有三个辅助等级："车道保持警告"、"车道保持辅助"和"驾驶员警告"，基于驾驶员偏好、行 为和车道偏离程度来致动所述三个辅助等级。当这个系统检测到车辆正在接近车道边缘， 而同时又没有致动转向信号时，黄色车道标志警报显示在仪表板上并且方向盘振动。如果 驾驶员未能对这种警告作出响应并且持续偏离车道，则黄色车道标志提醒变为红色并且系 统提供转向转矩，以使得方向盘旋转并且使车辆返回向车道中心。"驾驶员警报"监测车辆 在车道标记内的运动并且将在检测到的驾驶方式符合疲倦欲睡的驾驶员时发声警告。 [0087]由GENTEX公司利用由荷兰的阿姆斯特尔芬市的MOBILEYE N.V研发的技术制造与 其车道保持系统一起使用的福特后视镜组件。Mobileys的车道偏离和警告系统中的一些使 用基于视觉的前视技术和算法来解译视频图像，以便评估车辆道路车道对准。
[0088]其它汽车制造商已经将Mobileye的技术集成到类似的车道位置检测系统中。宝马 将Mobileye的技术集成到其车道偏离警报系统中。Mobileye和TRW合作向Chrysler、JEEP、 GM和Hy unda i提供了基于照相机的系统。Mob i 1 e y e和De 1 ph i合作向Vo 1 vo提供了类似的系 统。Mobileye和Leopold Kostal合作向PSA Peugeot Citroen提供了类似系统。除了其它合 作关系之外，Mobilieye和Magna Electronics合作向Honda和Opel提供了类似系统。
[0089] 日本Denso公司和Toyota已经研发了一种"车道保持辅助系统"，其使用面向前方 的立体照相机来检测车道标志的形状和位置。这种系统将数据从视觉传感器传输到转向辅 助电子控制单元（"ECU"），所述转向辅助电子控制单元判定车辆是否偏离其车道。如果检测 到非故意的车道偏离，则ECU利用视觉和听觉警报提醒驾驶员。ECU还可以将转向转矩信号 发送到电力转向（"EPS"）控制器，以施加轻微的反向转向转矩，以便使得车辆重新在车道内 重新对准。
[0090] 德国的BOSCH已经研发了多用途照相机（"MPC"），用于应用在基于视频的驾驶员辅 助系统中，诸如LPDWSAosch的MPC是集成单元，所述集成单元包含其自有的微处理器并且 不需要单独的控制单元。
[0091 ]由Mobileye、Denso、Bosch研发的系统和由不同技术厂商和汽车制造商提供的不 同商标名下的其它类似系统的基础特征是系统能够连续评估车辆在车道线内的相对位置 并且将这种信息传输给不同的辅助部件的能力。
[0092]在优选实施例中，这种转向信号安全系统（"TSSS"）使用由这种车道位置检测类型 系统（"LPDS"）获得的车道位置信息在已经检测到车道改变之后自取消自主接合的转向信 号致动器40、50和对应的外信号灯。在优选实施例中，LPDS与这种TSSS连接，使得两个系统 可以沟通信息。在这样的实施例中，一旦已经自主接合转向信号灯，则当LPDS已经检测到车 辆完已经全离开一条车道并且完全进入到"新"车道并且正近乎合理地在这条车道内行驶 时控制器60将使得自主接合的转向信号"脱离接合"。
[0093]在系统检测到车辆已经离开一条车道并进入到新车道之后，如果车辆保持新车道 的线内的驾驶路径一最小预设持续时间，则系统可以判定车辆正合理地在新车道的线内行 驶。这种持续时间可以是大约1至2秒或者若干秒或者足以判定车辆已经进入所需新车道并 且已经完成所需变道的另一可编程持续时间。
[0094] 在另一个实施例中，一旦已经自主接合转向信号并且LPDS已经检测到车辆已经离 开一条车道并且进入到另一条车道，如果LPDS检测到车辆继续沿着与自主接合的致动 器 40、50-样的方向转向，则控制器60将不使得自主接合的转向信号脱离接合。这种自主接合 的致动器40、50将在系统判定车辆已经进入到新车道并且近乎合理地在车道内行驶一预设 持续时间时脱离接合。
[0095] 经由方向盘旋转、转矩和角度的自主接合的致动器设置的自取消行为和脱离接合 [0096] 检测系统
[0097] 用于判定方向盘的旋转和角度的系统已经在各种系统中使用多年，所述各种系统 包括动力转向系统（"PSS"）。包括方向盘角度传感器的PSS的一个示例是福特公司的电动辅 助转向（"EPAS"）。福特的EPAS基于车速、路况和方向盘的旋转角度向驾驶员提供更大或减 小的方向盘旋转辅助。这种系统通常在低速条件下提供更多的辅助而在高速条件下提供更 少的辅助。这使得停车更加省力以及高速公路驾驶行车更加可控。这种系统通常除了其它 部件之外还包括控制器。
[0098] 使用方向盘角度传感器的其它系统包括"主动转向系统"。这种系统基于车辆的速 度调节方向盘的旋转角度和转向所需的角度。例如，奥迪和宝马提供了类似的系统，所述类 似的系统以以下方式基于车辆速度改变转向比：在低速条件(诸如停车）下，车轮的轻微转 向产生了更大程度的驱动轮方向上的改变。在更高的速度条件下，可比程度的方向盘转动 产生了更小程度的驱动轮方向上的改变，以提供针对车辆的最大化控制。
[0099] 方向盘角度传感器（"SWAS"）还应用在车上稳定性控制系统（"SCS"）、诸如BMW的 "动态稳定性控制系统"（"DSC"）中，所述车上稳定性控制系统在驾驶员不经意的过转向或 欠转向的情况中或者在某些或者全部车轮具有不同牵引力水平的表面上也能够保持车辆 所要的路线。这种系统通常除了其它部件之外还包括控制器。
[0100] BMW动态稳定性系统是电子稳定性控制系统（"ESC"）类型，所述电子稳定性控制系 统类型在美国和世界范围内的许多国家现在强制规定应用在新车上。通常，当ESC系统检测 到很可能失去转向控制时，系统评估打滑方向，然后将制动施加给各个车轮，以对抗打滑并 且使得车辆返回到与驾驶员所要的路径一致。
[0101] ESC系统通过从方向盘角度传感器接收到的辅助数据判定驾驶员所要的路径，所 述方向盘角度传感器一直监测方向盘位置并且将信息输出到ESC电子控制单元（"ECU"）。 ECS通过从多个传感器和系统接收到其ECU的数据输出来判定车辆的实际方向，所述系统包 括防抱死制动系统（"ABS"）、各个轮速度传感器、侧向加速传感器和车辆旋转传感器(YAW)。
[0102] ESC经由控制器局域网（"CAN"总线)接口与这些不同的传感器和系统相连，所述控 制器局域网接口允许它们通讯。一旦ESC已经判定驾驶员所要的路径并且比较其与车辆的 实际位置，如果ESC判定车辆打滑，则其可以向相连的系统(诸如ABS)发送命令，以便将制动 施加给各个轮，以校正车辆路径。一些ESC系统还能够减小发动机油门踏板，直到重新获得 车辆控制。在许多车辆中，在ESC系统已经介入的情况下ESC系统将用仪表盘灯和/或音调通 知驾驶员。
[0103] 多种方向盘旋转和角度检测系统均通常均由传感器和专门设计成评估方向盘转 矩、旋转和角度的部件构成。加利福尼亚的Riverside的Bourns公司已经研发一种应用在汽 车中的这样的传感器，Bourns公司制造了组合式方向盘转矩和角度传感器，用于与电动辅 助转向应用和ESC-起使用。Bourns公司的组合式传感器可以应用在转向柱和安装EPAS的 转向齿条中并且提供CAN转向传感器输出。
[0104] 已经由德国的Bosch公司研发了另一种用于应用在汽车中的方向盘位置传感器。 Bose型号LWS6转向角度传感器使用霍尔效应技术来检测固定到转向柱上的多极磁铁中的 磁场变化。这种传感器将磁场变化转换为方波信号，所述方波信号被传递到控制单元，以得 到方向盘的位置、旋转方向和旋转速度。
[0105] 在本发明的一个实施例中，这种方向盘TSSS可以与方向盘旋转和角度检测传感器 或系统（如上所述)和具有类似能力的其它系统连接，使得自主接合的转向信号致动器40、 50可以在检测到特定方向盘旋转和/或方向盘角度变化或者模式时脱离接合。在这个实施 例中，在方向盘10旋转任意角度的条件下驾驶员可以自主接合致动器40、50并且随后以各 种方式使得致动器40、50脱离接合。例如，当方向盘10向左、中心或者向右转动时驾驶员可 以自主接合致动器40、50。
[0106] 当机动车辆已经被改变为包括本发明的系统和设备时，以下示例阐释了本发明的 适用性，其中，致动器40、50被激活并且方向盘角度和旋转传感器系统用于使得自主接合的 转向信号致动器40、50脱离接合。
[0107] 1)致动器40、50自主接合，从而提供了自动通电的外信号灯。
[0108] 2)方向盘旋转和角度传感器系统判定方向盘10在致动器40、50接合时的旋转和角 度。
[0109] 3)如果在方向盘10处于大约中心位置处时接合致动器40、50,在方向盘10沿着与 接合的致动器40、50相同的方向转动至最小预设角度并且然后返回到大约中心位置之后信 号将会脱离接合。例如，如果方向盘10在右致动器40接合时处于大约中心处，则方向盘10必 须首先向右旋转至最小的预设角度，并且必须继而针对自主接合的致动器40旋转至大约中 心以脱离接合。这种最小的预设角度可以为大约45度。
[0110] 4)如果致动器40、50在方向盘10旋转到不同于大约中心的最小预设角时被接合， 并且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转都沿着相同的方向，则信号在方向盘10达到中 央位置时脱离接合。例如，如果方向盘10在左致动器50接合时向左旋转最小预设角度，则当 方向盘10旋转至大约中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度可以是大 约45度。
[0111 ] 5)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大约中心的最小预设角度时接合， 并且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转反向，则信号将在方向盘10沿着致动器40、50的 方向已经旋转至预设最小角度并且越过中心继而返回到中心时脱离接合。例如，如果方向 盘10在左致动器50自主接合时向右转动至最小预设角度，则当方向盘10首先向左转动至最 小角度并且继而旋转至中心时，自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度可以 为大约45度。
[0112]尽管理解的是方向盘10中心位置通常认为代表特定角度、旋转程度或者位置，但 是大体中心位置提供了这样的范围，所述范围包括特定的中心位置和偏离中心的位置。例 如，如果认为中心是0度和360度这两者，则大体中心范围可以提供介于350至10度或者355 度至5度的范围或者可以包括诸如360和0度的特定固定点的范围或者另一个范围。
[0113]所述最小预设旋转角度可以是大约45度或者足以使将这种角度与大体中心位置 区分开的另一个角度。
[0114] 在一个实施例中，本发明与能够监测方向盘10的角度和车辆速度这两者的系统 (诸如ESC系统)连接，足以区分方向盘旋转角度与大体中心位置以便记录已经发生转动的、 方向盘旋转的最小预设角度可以基于车速变化。例如，TSSS控制器可以编程以在更低的速 度条件下需要更大的方向盘10旋转角度(在该更低的速度条件下许多车辆可能需要这一点 以在城市街区的拐弯处转弯）而在更高的速度条件下需要更少的方向盘10旋转角度(在该 更高的速度条件下对于高速路变道或者安全转弯可能不需要这种角度）。这种构造的目的 是减小在已经完成转向或者变道之后自主接合的转向信号未能取消的情况。
[0115] 诸如NISSAN的汽车制造商已经研发了通常称作"线控转向"（"SBW"）的系统。SBW系 统通常认为是这样的系统，所述系统用电子信号、机电致动器或者其它部件替换诸如转向 齿条或者转向柱的机械控制系统。NISSAN的SBM系统使用连接到方向盘的转向力传感器判 定驾驶员转向角度并据此调节车轮以使得车辆沿着所需方向转向。
[0116] 在本发明的一个实施例中，这种方向盘TSSS可以与SBW系统连接并且更加特别地 可以与SBW控制器或者电子控制单元相连，使得由SBW系统收集的方向盘角度和旋转数据可 以被传达到该方向盘TSSS，使得当检测到特定方向盘旋转和/或方向盘角度变化或者模式 时自主接合的转向信号致动器可以脱离接合。
[0117] 当机动车辆已经修改以包括本发明的系统和设备时，以下示例阐释了本发明的改 动，其中，致动器40、50激活并且计算方向盘10角度和旋转的SBW系统用于使得自主接合的 转向信号致动器40、50脱离接合：
[0118] 1)致动器40、50自主接合，从而提供了自主通电的外信号灯。
[0119] 2)SBW系统判定致动器40、50接合时的方向盘10的旋转和角度；
[0120] 3)如果致动器40、50在方向盘10处于大体中心位置时接合，则在方向盘10沿着与 接合的致动器40、50相同的方向转动至最小预设角度然后返回到大体中心之后信号将脱离 接合。例如，如果方向盘10在右致动器40接合时位于大体中心处，则方向盘10必须首先向右 旋转至最小预设角度，并且必须继而针对自主接合的致动器40旋转至大体中心以脱离接 合。这种最小预设角度为大约45度。
[0121] 4)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大体中心的最小预设角度时接合并 且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转二者处于相同的方向，则当方向盘10抵达中心位 置时信号将脱离接合。例如，如果方向盘10在左致动器40接合时向左旋转至最小预设角度， 则当方向盘10旋转至大体中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度为大 约45度。
[0122] 5)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大体中心的最小预设角度时接合并 且致动器40、50的方向与方向盘10的旋转方向相反，则当方向盘10已经沿着致动器40、50的 方向旋转至预设最小角度并且越过中心继而返回到中心时信号将脱离接合。例如，如果方 向盘10在左致动器50自主接合时向右旋转至最小预设角度，则当方向盘10首先向左转动至 最小角度继而旋转至中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设旋转角可以为 大约45度。
[0123] 上述最小预设旋转角可以是大约45度或者是足以区分这种角度与大体中心位置 的另一角度。
[0124] 与车道位置检测系统的连接
[0125] 本发明的实施例提供了本发明的转向信号系统和车道检测系统之间的连接，以使 得自主接合的转向信号脱离接合又不会导致变道。需要驾驶员给出预期转向信号的多种转 向情况并不总是会导致变道，例如，离开高速路的情况。除了驾驶员执行转向而又没有变道 的其它情况，离开和进入高速公路也是常见情况，在该常见情况中，转向所需的方向盘旋转 角度不足以在方向盘返回到中心之后取消接合的转向信号灯操作杆。许多道路出口和入口 均遵循渐进螺旋形、半螺旋形、曲线或者对角形路径，所述路径设计成具有非常小的转向 角，以便向驾驶员提供从一条道路过渡到下一条道路的最安全并且急剧转变最小的过渡。
[0126] 这些情况还突出了传统转向信号操作杆的功能上的缺点。具体地，微小的转向角 通常不足以在方向盘已经返回到中心之后取消接合的转向信号。这种情况在需要转向信号 之后车辆的转向信号仍然保持从而将不准确的信息传递给其它驾驶员时是常见危害。这些 情况还需要驾驶员从方向盘移除他的/她的手或者改变他们的握持方式以取消进行中的信 号。这种要求再次降低了由两只手放在方向盘驾驶所实现的优化控制。因此重要的是提供 了一种系统，所述系统用于即使在这种转向没有导致变道以及在转向角度非常小的情况中 也能通过检测何时已经完成转向使自主接合的转向信号脱离接合。
[0127] 在本发明的实施例中，LH)型系统与这种转向信号系统连接，使得两个系统可以沟 通信息，所述LH)型系统能够判定道路是笔直的还是弯曲的。在这个实施例中，一旦已经自 主接合转向信号，则即使没有发生变道，当Lro系统已经检测到车辆已经完成转向时控制器 60也将使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0128] 例如，如果当LH)系统已经判定车辆正大体沿直线行驶时转向信号自主接合，则系 统将在LH)系统检测到车辆沿着与转向信号相同的方向转向一特定程度并且随后返回到直 线进程一预设持续时间之后使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0129] 在另一个示例中，如果当车辆已经转弯行驶时转向型号灯自主接合，则系统将在 车辆沿着与转向信号相同的方向行驶并且返回到直线行驶进程一预设时间之后使得信号 灯脱离接合。
[0130] 在另一个示例中，如果转向信号沿着与行驶转向相反的方向自主接合，则系统将 在车辆沿着转向信号的方向转向并且继而返回到直线行驶进程一预设持续时间之后使得 转向信号脱离接合。
[0131] 与车道偏离警报系统的连接
[0132] 本发明的实施例提供了本发明的转向信号系统和LPD以及车道偏离警报系统 ("LDWS"）之间的连接。这种连接的益处是改进当这种系统与传统杆型转向信号操作杆连接 时发生的缺陷。如上所述，LH)和LDWS通常用于检测车辆在车道内的相对位置或者道路上的 路径，并且还用于在检测到非预期偏离车道的情况下对驾驶员发出警报。这种系统的一个 明显的共同特征是根据驾驶员是否在转向之前或者在某些情况中在转向期间接合转向信 号而将车道偏离视为"非预期"或者"预期"。通常，当转向信号接合时，LDWS进入休止状态， 所述休止状态持续直到转向信号脱离接合为止。在这种状态中，LDWS不向驾驶员提供任何 警报、警示或者矫正措施。
[0133] 这种LDWS的一个明显的重要缺点是它们受转向信号支配发挥功能。具体地，如果 转向信号未能在已经完成变道之后取消(这屡见不鲜），则LDWS将在其被需要以便向驾驶员 安全地提供必要警告之后再一次保持静止。传统转向信号操作杆的功能和其众所周知的不 精确以及缺陷减损了诸如LH)和LDWS的创新性安全增强系统的完整影响。
[0134] 因此有利的是，提供转向信号系统和设备，所述转向信号系统和设备在与LDWS连 接时将在已经检测到转向或者变道之后使得自主接合的转向信号脱离接合，以便以最早的 可行时间间隔恢复这种LDWS的安全功能，并且还避免发生在已经完成变道或者转向之后转 向信号保持疏忽地接合的情况。本发明的接口系统通过使得LDWS在已经检测到变道之后使 得转向信号脱离接合并且由此使得LDWS在最早可能的时刻恢复到激活状态来提供针对所 述问题的补救措施。
[0135] 在此描述的实施例提供了这样的非限制性示例，即，本发明的转向信号系统可如 何与LH)和LDWS连接以在已经完成转向或者变道之后使得本发明的自主接合的转向信号脱 离接合，以便提供再次激活的LDWS，所述LDWS不存在传统转向信号操作操作杆的不精确性。 [0136] 方向盘角度和/或旋转传感器系统的连接
[0137] 在其它实施例中，本发明的转向信号系统与LPD系统和方向盘角度和旋转传感器 系统同时连接，以在Lro系统未能检测到变道或者转向的情况下利用方向盘角度和旋转传 感器系统使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0138] 如在此所述，LH)系统和LDWS的优势是提供了安全效益和用于检测车辆在道路上 的位置的器件。然而，这种系统并非尽善尽美并且可能不能总能够判定是否已经变道或者 开始或者完成转向。Lro和LDWS通常基于道路标志判定车辆车道位置。诸如刷漆车道标志的 道路标志可以具有这样程度的不同，即，有时这种基于视觉的系统不能准确判定车道的边 界。例如，汽车可能离开具有清晰标志的车道而进入具有模糊标志的车道，这可能防止LPD 系统准确判定是否已经执行了变道。这种系统如果面临包括例如阳光直射到系统的照相机 的多种不同类型的天气情况则还可能误判道路。如果车道位置检测型系统与本发明的TSSS 连接并且还用于通过如在此所述的实施例阐释的那样判定何时已经完成变道或者转向，则 因此有利的是组合这种系统与SWARS系统来检测在LH)系统未能准确判定是否已经执行变 道或者转向时何时已经完成转向。
[0139] 在以下示例中阐释了一些非限制性示例，所述非限制性示例是关于LPD系统和 SWARS系统如何与本发明的TSSS配合地连接，以便即使在LH)系统未能准确评估道路的情况 时在已经完成转向之后也能使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0140] 对于LH)系统比SAARS系统更加准确地评估道路 和车辆的行驶路径的情况而言，如 果Lro系统判定其正在获得必要信息以评估车辆在车道内的位置、车道线、转向或者车辆的 整个行驶路径，则由Lro系统而非由SWARS系统作出使得自主接合的转向信号脱离接合的判 定。
[0141] 在本发明的一个实施例中，如果LDP系统判定其未正在获得评估车辆在车道内的 位置、车道线、转向或者车辆的整个行驶路径的必要信息，则将遵从SWARS系统判定使得自 主接合的转向信号脱离接合。
[0142] 在其它实施例中，控制部件之间的关系可以构造成使得允许SWARS系统在其判定 已经转向并且方向盘10已经返回到大体中心一典型地足以允许LH)系统用车轮直线评估车 辆行驶路径但是其却未能这样做的预设持续时间之后使得自主接合的转向信号脱离接合。 在这种情况中，因为SWARS已经检测到转向并且继而检测到方向盘10已经恢复到大体中心 但是Lro系统未能使得自主接合的转向信号脱离接合，所以SWARS系统将施以控制。
[0143] 在上述构造中，因此即使在LPD系统没有显示其具有不足的道路信息但是确实不 具有准确地评估道路的足够的信息时的情况中，SWARS系统也能够使得自主接合的转向信 号脱离接合。例如，如果LPD系统典型地能够判定车辆是否在离开车道之后5秒内已经成功 进入到新车道，但是在5秒内未能这样做，并且SWARS系统判定已经完成转向并且方向盘10 已经旋转至大约中心一 10秒的持续时间，则SWARS系统将使得自主接合的转向信号脱离接 合。这种类型的构造因此在SWARS系统使得自主接合的转向信号脱离接合之前如SWARS系统 评估的那样在任何转向已经完成之后设定10秒的时间限制。
[0144] 前述实施例提供了LPD系统和SWARS系统如何构造成使得自主接合的转向信号脱 离接合的非限制性示例和如何对每个系统赋予实施这样做的优先权的其它示例。
[0145] 参照表格1，TSSS基于从连接的SWARS系统接收到的输出判定使得自主接合的转向 信号脱离接合。
[0146] SWARS系统通常被理解为这样的类型系统，所述系统能够评估方向盘转动位置变 化并且将数据输出到包括TSSS的其它部件。
[0147] 表格 1
[0148]
[0149]参照表格2，TSSS基于从连接的LH)系统接收到的输出判定使得自主接合的转向信 号致动器脱离接合。
[0150] LPD系统通常被理解为这样的类型系统，所述系统能够评估道路上的车辆路径和 车道内的位置以及将数据输出到其它部件。
[0151] 表格 2
[0152]
[0153] 参照表格3，TSSS基于从配合地构造的相连的LPD系统和SWARS接收到的输出判定 使得自主接合的转向信号致动器脱离接合。
[0154] 表格3还代表这样的构造，在所述构造中，在LPD系统具有作出必要道路判定的所 需信息的条件下，相对于SWARS，TSSS将优先从LPD系统输出。
[0155] 表格3还代表这样的构造，在所述构造中，自主接合的转向信号致动器能够一直因 SWARS输出而脱离接合。
[0156]
[0157] 参照表格4，LDWS基于从TSSS和LH)系统接收到的输出决定激活和停用。
[0158] LDWS通常被理解是这样的系统，所述系统可以在经由来自连接的LH)系统的输出 而检测到不安全驾驶行为或者未预期变道的情况下经由声音、视觉和触觉刺激警告驾驶 员。
[0159] 表格 4
[0160]
[0161]
[0162] 在又一个实施例中，在初始激活致动器40和50时，诸如安装在机动车辆上的液晶 显示屏（"LCD"）的显示屏(未示出）可以显示"始终接通"的可选选项。在机动车辆中使用IXD 是众所周知的。这种机动车辆的LCD由车载计算机驱动。在本实施例中，控制器60能够与车 载计算机相连，或者替代地，控制器60可以是车载计算机的一个部件，所述部件可以是硬连 接的部件，或者是被编程的部件以使得车载计算机被编程为实现控制器60的功能，或者所 述部件可以硬连接的部件和被编程的部件这两种构造的组合。如果响应于关于是选择还是 拒绝"始终接通"的选项的询问，机动车辆操作者例如输入"是"，则"始终接通"选项的选择 被存储在车载计算机的电子存储装置中或者存储在附接到车载计算机的数字存储装置中， 使得以后每次机动车辆启动时，致动器40和50都被激活，直到改变设置为止。
[0163] 在其它实施例中，本发明的系统和设备可以用于控制机动车辆的除了转向信号之 外的其它设备部件。本发明的这些实施例旨在允许驾驶员在操作车辆部件的同时保持四指 握持方向盘。这些部件可以包括但不局限于气候控制、访问和控制机动车辆的声音系统或 者连接的装置、访问和使用机动车辆的导航系统、访问和使用机动车辆的移动电话、打开和 关闭机动车辆的BUJETOOTH?系统、访问互联网以及使机动车辆的变速箱换挡。本 领域普通技术人员将能够认识到能够由本发明的控制系统设备控制的其它部件。
[0164] 在一个实施例中，参照图13,致动器40和50用作与控制器60的处理器70的计算机-驾驶员接口，所述致动器40和50共同用于允许对机动车辆的变速箱250进行拨片换挡和拇 指换挡。因此，本实施例提供了一种集成式机动车辆拇指换挡系统。对于用于拇指换挡的致 动器40和50而言，控制器60将电信号发送到系统控制器260,所述系统控制器260又将致使 变速箱250改变档位。系统控制器260可以是机电型的或者液力机械型的，并且是本领域中 众所周知的用于操作拨片换挡式变速箱的类型的控制器。美国专利No.7,892，143('143专 利"）中描述了一种这样的系统。' 143专利还描述了一种完整的拨片换挡系统，其包括适于 与本发明一起使用的控制器、变速箱和离合器。如本领域普通技术人员周知的那样，系统控 制器260将操作切换变速齿轮所需的那些辅助系统，包括变速箱自身和离合器(未示出）。离 合器可以是本领域中已知的包括电离合器的多种不同类型的离合器中的一种。
[0165] 给出了一种如何对控制器60进行编程以允许将致动器40和50用作拇指换挡器的 非限制性示例。在机动车辆的变速箱处于驱动位置并且同时致动器40和50两者被同时压下 一预设持续时间时，可以启动拇指换挡功能。右致动器40将控制通过齿轮进行的升档，即， 从例如第一档的低速档变换为例如第二档的高速档，而左致动器50将控制通过齿轮进行的 从高速档变换至低速档的降档。同时按压致动器40和50两者一预定持续时间将致使控制器 60将变速箱切换至空档位置。在另一个实施例中，同时按压致动器40和50两者并且与此同 时还压下机动车辆的制动踏板将使得变速箱置于空档位置。如本领域普通技术人员将理解 的那样，通过由车载计算机计算出的车辆的RPM (每分钟转数)和/或机动车辆的速度来确定 通过升档或者降档来选择变速齿轮并离开空档位置，使得换档不会损坏机动车辆的发动 机，并且将处于对应于基于发动机每分钟转速的最优动力带的档位。通过同时压下致动器 40和50预设时间（其显著长于致使变速箱切换到空档的持续时间）来停用致动器40和50。一 旦致动器40和50停止用作拇指换档器之后，变速箱的控制将返回到原来的自动变速状态。
[0166] 图14图解了本发明的一个实施例的电路逻辑，在所述电路逻辑中，致动器40和50 为机动车辆提供拇指换档功能。在这个实施例中，当致动器40被压下时，致动器40处于闭合 位置并且致动器40与控制器60形成闭合电路。类似地，当致动器50被压下时，致动器50与控 制器60形成闭合电路。如果致动器40和50两者都被压下，则控制器60经由计时器90(图13中 示出）测量致动器40和50中的每一个被压下的时间。如果测量到的时间在预设激活阈值时 间范围内，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到的时间在预设激活阈值时间范围之 外，则控制器60不激活致动器40、50。预设激活阈值时间范围能够变化并且被编程到图13示 出的存储装置100中，使得控制器60中的图13所示的逻辑电路80激活致动器40、50。一旦被 激活，致动器40和50就可以用作拇指换档器，并且控制器60经由计时器90(图13中所示）测 量致动器40和50中的每一个被压下的时间。在这个示例中，存在两个预设阈值时间范围：上 述第一预设阈值时间范围，其确定致动器40、50是否将被激活;和预设空档时间范围。预设 阈值时间范围将根据致动器40和50待实施的功能而变化。例如，为了将致动器40和50激活 为拇指换档器，致动器40和50将被压下优选地1至2秒的持续时间，尽管这个持续时间可以 在约0.1秒至1秒之间变化或者在0.5秒至约5秒之间变化。在致动器40和50已经被激活之 后，当同时压下致动器40和50、释放致动器40和50并且随后再次压下致动器40和50介于某 一时间范围（例如约0.1秒至约1秒）内的持续时间时，致动器40和50将用信号通知控制器60 系统控制器260将把变速箱250置于空档档位。当本发明的这个示例中的致动器40被激活 时，单独压下致动器40导致控制器60向系统控制器260发送信号，以操作机动车辆的变速箱 并且将变速箱切换到更高的档位。当本实施例的这个示例中的致动器50被激活时，单独压 下致动器50将导致控制器60向系统控制器260发送信号，以操作机动车辆的离合器并且将 变速箱切换到更低的档位。
[0167] 还可以进一步改变本发明的如图13所示的将致动器40、50用作拇指换档器的实施 例，使得致动器40、50可以用于实施本领域普通技术人员将理解的传统换档器的多种功能。 给出了下面的非限制性示例(示例1至6)，以进一步说明这些改变。
[0168] 示例 1
[0169] 激活致动器40、50。当机动车辆已经被更改为包括本发明的系统和设备时，在机动 车辆的点火开关(未示出）接通并且机动车辆的变速箱250处于空档或停车位置时，可以激 活致动器40、50。然后，机动车辆的操作者可以通过同时压下致动器40和50-处于预设阈值 时间范围内的时间来激活致动器40和50。替代地，当机动车辆的点火开关接通并且机动车 辆停止(变速箱250处于驱动位置并且机动车辆操作者制动机动车辆的刹车装置)时，同时 压下致动器40和50将立即激活致动器40和50。如进一步描述的那样，一旦致动器40和50被 激活，压下致动器40将致使变速箱250从停车档位升档至例如第一档，而压下致动器50将致 使变速箱250例如从停车档位降档至例如倒车档位。在本发明的有一个改变中，在机动车辆 正在行驶的同时压下致动器40、50将立即在变速箱250在激活致动器40、50时所处的对应档 位上激活致动器40、50。
[0170] 示例2
[0171] 操作致动器40、50。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设备时，以下示例说 明了本发明的修改，在所述修改中，致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，在这 个修改中：
[0172] 1)压下致动器40将致使变速箱250升档(例如从一档至二档）；
[0173] 2)压下致动器50将致使变速箱250降档(例如从二档至一档）；
[0174] 3)压下致动器40和50两者第一预设阈值持续时间或时间范围将致使变速箱250换 档为空档位置;和
[0175] 4)压下致动器40和50两者比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续时间 将关闭致动器40和50。
[0176] 示例3
[0177] 操作致动器40、50-其它修改。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设备时， 以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出）被接通，致动 器40和50被激活并被随后用作拇指换档器，以将机动车辆的变速箱250置于空档档位或者 停车档位。在这个修改中：
[0178] 1)同时压下致动器40和50两者第一预设阈值时间范围或者持续时间将使变速箱 250处于空档档位；
[0179] 2)继续同时压下致动器40、50比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续时 间将致使变速箱250处于停车档位(在机动车辆没有完全停止的任何时候均不能接合变速 箱250的停车档位）；
[0180] 3)在如在步骤2)中所述的那样机动车辆已经处于停车档位的情况下，释放致动器 40、50两者，然后同时压下致动器40、50两者第一预设阈值持续时间将致使变速箱250换档 到空档;和
[0181] 4)继续同时压下致动器40和50比第一预设阈值持续时间和第二预设阈值持续时 间都长的第三预设阈值持续时间将停用或关闭致动器40、50。
[0182] 示例4
[0183] 使用致动器40、50使机动车辆向前行驶。在机动车辆被更改为包括本发明的系统 和设备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出）接 通，并且致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，以使机动车辆的变速箱250从停 车档位或空档档位移动到前进档位。在这个修改中：
[0184] 1)压下致动器40将把变速箱250置于一档，并且汽车将向前运动;和
[0185] 2)在本修改的替代实施例中，在压下机动车辆的制动踏板的同时压下致动器40将 把变速箱250置于一档，并且机动车辆将不会向前运动，直到释放制动踏板为止。
[0186] 示例5
[0187] 使用致动器40、50使机动车辆倒车。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设 备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关（未示出）被接 通，致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，以使机动车辆的变速箱250从停车档 位或者空档档位移动到倒挡。在这个修改中：
[0188] 1)当机动车辆停止时并且变速箱250处于空档档位或者处于停车档位时，通过压 下致动器50能够立即接合变速箱250的倒车档位;和
[0189] 2)在这个修改的另一个实施例中，当机动车辆停止在空档档位或者停止档位并且 机动车辆的制动踏板被压下时，通过压下致动器50可以接合变速箱250的倒车档位。
[0190] 示例6
[0191] 在机动车辆倒车时使用致动器40、50。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和 设备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出)被接 通，致动器40和50被激活并且随后用作拇指换档器，以将机动车辆的变速箱250从倒车档位 移动到停车档位、空档档位或者前进档位。在这个修改中：
[0192] 1)在机动车辆的变速箱处于倒车档位并且机动车辆向后运动时，同时压下致动器 40、50将立即接合变速箱250的空档档位;和
[0193] 2)在机动车辆的变速箱处于倒档档位并且机动车辆停止时，在压下致动器40、50 如上所述的第一预设阈值持续时间的情况下，同时压下致动器40、50将接合变速箱的空档 档位，或者替代地，同时压下致动器40、50比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续 时间将把变速箱250置于停车档位;和
[0194] 3)在变速箱250处于倒车档位并且机动车辆停止时，压下致动器40将把变速箱250 置于一档。
[0195] 在另一个实施例中，如图15所示，控制器60连接到接口控制器360，所述接口控制 器360为车辆固有并且控制对机动车辆上的可用设备部件340和设备部件功能的选择，并且 提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统。例如，接口控制器360可以是计算机-驾驶 员接口，例如BMW IDRIV系统E。通过图15中的设备部件340图解的IDRIVE系统和大多数汽车 制造商以某种形式提供的类似系统使得操作者能够控制机动车辆中的多种设备部件(例如 气候控制系统、声音系统、导航系统、移动电话、蓝牙装置和用于访问互联网的系统以及机 动车辆的转向信号）的设置和操作。可用的设备部件以及它们的功能可以显示在显示屏380 (其通常位于机动车辆的前围板的面对前座乘客的中间位置)或者小屏幕(其位于驾驶员仪 表盘并且位于面对驾驶员的速度计和转速计之间）或者平视显示器(HUD)(其投射在驾驶员 前方的挡风玻璃上）或者这些显示装置的组合。在这个实施例中，接口控制器360可以被编 程，以允许操作者向致动器40或致动器50(包括机动车辆的转向信号）分配指定功能，并且 能够通过使用车辆固有的系统选择器实施功能选择，所述系统选择器例如是转盘、鼠标、控 制杆或者整合到显示屏380中的触摸屏能力。这种系统选择器功能广泛用在市售的包括乘 用车的机动车辆上，并且因此本领域普通技术人员将理解这种系统选择器功能。
[0196] 作为图15中示出的本发明的实施例的一个示例，接口控制器360将被编程，以允许 操作者将特定功能分配给致动器40或50,并且这个程序将存储在存储装置（图15中的100) 中，并且能够根据本发明的方法控制在致动器40和50被激活之后操作致动器40和50将影响 哪个设备部件或功能。通过使用车辆固有的系统选择器(例如转盘、鼠标、控制杆或者整合 到显示屏380中的触摸屏能力)来实施设备部件的功能选择。替代地，控制器60能够被编程， 以实施如上所述的接口控制器360的功能。在通过启动发动机或通过在不启动发动机的情 况下接通车辆电源来启动机动车辆时，机动车辆操作者同时压下致动器40和50两者预设持 续时间的第一时间间隔，将提供激活的致动器40、50。在不释放致动器40和50的情况下，机 动车辆操作者继续压下致动器40和50两者额外的预设持续时间的第二时间间隔（其比第一 时间间隔长）。为了方便起见，在第一和第二时间间隔期间，能够从机动车辆中的扬声器发 出声音信号，以通知机动车辆的操作者致动器40和50已经压下了适当的预设持续时间。在 致动器40和50已经被压下预设第二时间间隔之后，经由控制器(60)将信号发送至接口控制 器360,从而致使接口控制器360进入为致动器40和50分配待操作的设备部件和功能的模 式。接口控制器360已经进入用于为致动器40和50分配待操作的设备部件和功能的模式可 以伴随有声音信号和/或显示屏380上的显示内容。然后，机动车辆的操作者可以利用车辆 固有的连接到控制器360并且任选地连接到控制器60的选择器来切换或者滚动车辆的可用 设备部件和功能。选择机动车辆设备部件和功能的处理步骤可以显示在显示屏380上。在机 动车辆的操作者通过例如突出显示所述显示屏380上的选项然后进入显示屏380上的所述 选项来选择期望的设备部件或者功能之后，机动车辆操作者可以压下致动器40、50中的一 个一预设持续时间，这将对应的致动器分配给被突出显示的功能。分配致动器40或者50可 以伴随有声音信号和/或显示在显示屏380上的内容，从而提示机动车辆的操作者已经成功 进行了分配。应当指出的是，即使致动器40、50没有被激活，也可以经由接口控制器360和显 示屏380来将设备部件或者功能分配给致动器40、50。在本发明的这种修改中，选择将被存 储在机动车辆的车载计算机存储装置中，直到例如致动器40、50被激活的时间为止。在另一 个实施例中，与机动车辆的车载计算机一起使用的接口控制器360和显示屏380或者其它输 入/输出装置可以用于激活/停用致动器40、50。
[0197] 在本发明的其它实施例中，同时或者单独地压下致动器40和50的持续时间可以对 应于功能，这些功能取决于何种类型的设备部件和功能被分配给致动器。例如，当致动器 40、50被分配成控制机动车辆的声音系统时，例如暂停、下一曲目、上一曲目、倒回或者快进 的不同命令可以对应于压下致动器40和/或50-较短的持续时间、多个较短的持续时间、长 持续时间或者这些持续时间的任意组合。如本领域普通技术人员容易理解的那样，众所周 知的是这些控制功能可以与IPOD耳机一起使用，例如与远程连接到耳机右耳线(ear wire) 的IPOD-起使用。
[0198] 在使用图16中示出的本发明的致动器40和50的另一个实施例中，用于致动器40和 50的两种激活设置是可行的：（1)致动器40和50要求在每次机动车辆发动时均进行致动器 激活;或(2)致动器40和50-旦被激活之后，在机动车辆的发动机运转时就一直处于激活状 态。这个实施例中的控制器60是可编程的控制器，或者替代地是由计算机实现的装置，其允 许对致动器40和50的接通/断开状态进行编程。因此，如果两个致动器40和50都被压下，则 控制器60经由计时器90(图15中示出）测量致动器40和致动器50中的每一个被压下的时间。 控制器60可以被预先编程为具有两个阈值时间范围，例如第一阈值时间范围和第二阈值时 间范围，使得通过同时压下致动器40和50-在第一阈值时间范围（例如1至2秒）内的时间将 仅在机动车辆的发动机运转的时间段内激活致动器40和50。在这种情况下，在每次机动车 辆启动时，均需要按照上述方式激活致动器40和50。然而，如果致动器40和50被同时压下并 且保持压下经过第一阈值时间范围并且持续在第二阈值时间范围内或大于第二阈值时间 范围（例如3至5秒）的时间，则致动器40和50始终打开，这时因为当机动车辆的发动机运转 时致动器40和50始终处于激活状态。如果测量到的时间处于第一或者第二阈值时间范围 内，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到的时间小于第一阈值时间范围，则控制器60 不激活致动器40、50。预设阈值时间范围能够变化并且可以被编程到图15中示出的存储装 置100中，使得控制器60中的图15所示的逻辑电路80激活致动器40、50。预设阈值时间范围 可以是从约0.1秒至约5秒。优选的是，第一预设阈值时间范围为约0.1至2秒，并且第二预设 阈值时间范围大于第一预设阈值时间范围。当被激活时，压下致动器40致使接口控制器360 启动设备部件340的一个功能，而压下激活的致动器50将致使接口控制器360启动设备部件 340的一个不同的功能。例如，如本领域普通技术人员能够理解的那样，本发明的系统和设 备可以被编程为使得压下致动器40将致使控制器60向接口控制器360发送信号以打开机动 车辆的光盘播放器，而压下致动器50将致使控制器60向接口控制器360发送信号以关闭机 动车辆的光盘播放器。本领域普通技术人员可以修改这个实施例的其它变形方案和替代方 案。选择机动车辆的设备部件和功能的处理的步骤可以显示在显示屏380上。在机动车辆的 操作者通过例如突出显示所述显示屏380上的选项然后进入显示屏380上的所述选项来选 择期望的设备部件或者功能之后，机动车辆的操作者随后能够压下致动器40、50中的一个 预设持续时间，这将对应的致动器分配给被突出显示的功能。致动器40或者50的分配可以 伴随有声音信号和/或显示屏380上的显示内容，以提示机动车辆操作者分配已经成功。
[0199] 在另一个实施例中，图12(图12a和图12b)中图解的逻辑图可以适于操作机动车辆 的设备部件(未示出），使得机动车辆部件的功能替换图12中示出的"左信号灯打开"和"右 信号灯打开"的功能。参照图12,用于这个实施例的致动器40和致动器50分别由开关阵列 140、150构成，每个开关阵列140、150均包括多个开关160。开关160是常开(断开)的，在被压 下或者被选择时闭合(接通），并且在被取消选择时返回到打开(断开）。每个开关160都连接 到控制器60,使得控制器60可以感测开关160什么时候处于打开位置或者闭合位置。在典型 操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅与拇指图案相对应的 开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50被"接通"。然而，如果与比拇指大小的图案 大的图案相对应的开关160被压下，将认为致动器40、50被"断开"。控制器60被编程，以确定 什么时候与拇指大小的图案相对应的开关160被压下。因此，在完全四指握持方向盘10的情 况下，根据驾驶员将他或她的手放在方向盘上的位置，被压下的开关160的图案的尺寸可能 会超过拇指压下致动器40、50时的拇指大小的图案的尺寸。在这种情况下，控制器60不激活 致动器40、50，并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后将拇指放在 致动器40、50上，则控制器60记录与拇指大小的图案相对应的开关已经被压下，并且如果致 动器40、50被压下一至少预设阈值时间，则控制器60将激活致动器40、50。当控制器60激活 致动器40、50时，可以压下致动器40或致动器50，以启动机动车辆的设备部件(未示出）的对 应功能。如果控制器60还没有激活致动器40、50,则压下致动器40或50不会启动机动车辆的 设备部件(未示出）的对应功能。
[0200] 机动车辆中的"不用手"的控制的出现主要是响应保持机动车辆操作者的手位于 方向盘上的要求。可能存在多种驾驶员希望保密的命令。在本发明的另一个实施例中，在控 制器60被编程为在以预编程的顺序压下致动器40和/50时向911发送求救信号的情况下，机 动车辆的操作者可以使用致动器40和/或50来秘密地向911发送求救信号，而同时看起来似 乎好像只是用双手来驾驶汽车。在装配有GPS系统的车辆中，求救信号还能够向警察发送实 时位置，并且还可以激活汽车中的隐藏的摄像机，以捕获犯罪者的图像或者视频图像。
[0201] 本发明的实施例可以适于应用在汽车中，以操作转向信号、控制前灯的远光灯功 能、控制雾灯、操作汽车的声音和/或娱乐系统、操作汽车的移动电话、操作 RUJ ETOOT H?系统、操作汽车的导航系统、操作汽车的后座DVD播放器、操作连接到 汽车娱乐系统的IP0D、操作窗户/遮阳蓬控制器、操作泊车辅助摄像头、和访问和操作汽车 的夜视。本发明的实施例还可以适于应用在军用车辆中，例如用在HUMVEE、JEEP和卡车中。 将致动器集成到车辆方向盘中的这里系统和设备能够使得军用汽车操作者操作无线电、发 送求救信号、操作车辆导航系统、操作车辆的灯或者操作车辆的武器系统。单独的军用车辆 操作者能够例如使用致动器50旋转炮塔机枪，使用致动器40来用炮塔机枪射击，并始终保 持牢固握持车辆方向盘。本发明的实施例还可以适于用在工业或者农业车辆、船舶、消防 车、救护车、装甲车、警车、全地形车和高尔夫球车上。
[0202]因此，显而易见的是，根据本发明，已经提供了转向信号激活开关和系统以及用于 操作车辆部件的车辆控制系统和设备，它们分别集成到方向盘的轮缘上，并充分实现了上 述目的、宗旨和优势。
[0203]虽然已经接合本发明的特定实施例描述了本发明，但是显而易见的是，鉴于上述 描述，许多替代方案、修改方案和变形方案对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。因 此，本发明不受上述描述的限制。相反，本发明包括在所附权利要求的精神和范围内阐释的 所有替代方案、修改方案和变形方案。
【主权项】
1. 一种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器以及所述右致动器； 传感器系统，所述传感器系统选自由方向盘旋转传感器系统、车道位置检测系统、车道 偏离警报系统、方向盘角度传感器系统、电子稳定性控制系统、防抱死制动系统、线控转向 系统、主动转向系统和动力转向系统构成的组，所述传感器系统连接到所述控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。2. 根据权利要求1所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。3. 根据权利要求1所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。4. 一种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器以及所述右致动器； 传感器系统，所述传感器系统连接到所述控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。5. 根据权利要求4所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。6. 根据权利要求4所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。7. -种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器及所述右致动器，所述控制器还连接到系统 控制器，所述系统控制器适于激活至少第一功能和第二功能； 传感器系统，所述传感器系统连接到所述控制器和所述系统控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。8. 根据权利要求7所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。9. 根据权利要求7所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。
【专利摘要】本发明提供了一种将机动车辆部件操作集成到位于机动车辆方向盘的轮缘中的致动器中的系统。本发明的系统的两个致动器中的右手致动器位于方向盘的由3点钟位置和12点钟位置限定的弧形分段中而左手致动器位于由9点钟位置和12点钟位置限定的弧形分段中。致动器可以与传统柄开关或者与车载计算机相连的控制装置并行操作并且仅仅在被激活继而被下压时操作机动车辆部件。
【IPC分类】B60Q1/34
【公开号】CN105555609
【申请号】CN201480051276
【发明人】A·S·哥伦布
【申请人】哥伦布商业公司有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】CA2923130A1, EP3046806A1, WO2015041864A1...
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是美国专利申请序列No. 13/859，962的部分连续案，所述美国专利申请序 列号No. 13/859,962是2012年5月7日提交的美国专利申请序列No. 13/465,468(其在2013年 5月21日颁布为美国专利No. 8，446，265)的延续案，所述美国专利申请序列No. 13/465，468 是2009年9月8日提交的美国专利申请12/555,477(其在2012年6月12日颁布为美国专利 No. 8，198，996)的部分连续案，在此其全部内容在法律允许的程度内以引用的方式并入本 发明。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于操作车辆部件的车辆控制系统和设备，所述车辆控制系统和设备 被集成到车辆方向盘的轮缘中，使得在不需要车辆驾驶员从方向盘移开他/她的手的前提 下就可以完全操作所述车辆控制系统和设备。
【背景技术】
[0004] 虽然已经在市售可获得的机动车辆中使用了约70年，但是自从首次投入使用以来 车辆转向灯几乎没有发生什么变化。最近，车辆已经装配由计算机操作的功能，所述计算机 操作的功能允许车辆驾驶员或者操作者通过中央控制器控制车辆收音机、光盘播放机、连 接的装置、移动电话和导航系统以及其它部件。
[0005] 车辆方向盘通常由柱形件、中央毂和环形件构成，并具有包括转向灯致动开关或 者多个开关的多种部件。通常，由位于方向盘一侧的"杆开关(stalk switch)"或者操作杆 来操作转向信号灯。杆开关向上运动将发出右转信号，而向下运动将发出左转信号。当杆开 关向上运动时，通常位于前部和后部的右侧挡泥板上的灯开始闪烁。类似地，当杆开关向下 运动时，通常位于前部和后部的左侧挡泥板上的灯开始闪烁。更一般地，杆开关包括四个位 置，即两个上部位置和两个下部位置。或位于上部或下部的第一位置操作转向灯，而且当杆 开关被释放时，杆开关返回到断开位置或者中央。第二位置即便在杆开关被释放时也保持 转向灯开启，并且转向灯在方向盘已经转到固定方向并且已经返回到大致"车轮直行"的位 置之后关闭。
[0006] 对于上述机构，存在若干众所周知的问题。例如，在完成转向之后，转向灯可能仍 然保持开始，并且信号灯仍然"闪烁"。常见情况是如果使方向盘暂时转动而略微偏离转动 方向，则信号灯会过早地关闭。另一种常见情况是，如果沿着一个方向略微转动方向盘并且 驾驶员试图发出沿着相反的方向转向的信号，则转向灯将出现故障。这种问题自从转向灯 首次安装在机动车辆上便已经存在。
[0007] 最近的进展已经提出了不同的物理构造和不同的控制机构，以改进转向灯的操 作。例如，更复杂的车载计算机硬件(例如由俄亥俄州的代顿市的RLP Engineering提供的 那些系统）已经允许实时管理转向灯操作，以便解决诸如上述那些问题的问题。在这种系统 中，实时监测车速、方向盘位置和其它数据，以判定车辆是否正在转向以及何时完成转向。 然而，即使在这种基于计算机的系统中，也是通过上下拨动杆开关来打开开关和对应的转 向信号灯来启动转向灯。通过杆开关上的按钮能够手动关闭这种基于计算机的系统的转向 灯。这个系统的一个缺陷是为了操作杆开关必须从方向盘上移开一只手。
[0008]转向灯的其它修改方案集中于用位于方向盘的毂中的按钮或者拨片来替换杆开 关，例如在Crosson，Jr的美国专利No . 5，739，491和Sakai等人的美国专利申请公报2009/ 01655592中所描述的设备。然而，这些修改方案没有解决上述缺陷。具体地，将转向灯致动 开关放置在方向盘的毂中仍然需要驾驶员或将一只手从方向盘上移开或者释放其对方向 盘的握持，以便操作安装在毂上的开关。这些修改方案也没有解决当在转向之后转向灯仍 然开始时或者当转向灯过早关闭时产生的问题。
[0009]安装在福条上的转向灯致动开关（例如在Kinsolver名下的美国专利No . 5,823， 666中预想的那些)没有消除这样的要求：即使手保持与方向盘接触，也必须重新定位驾驶 员的手，以致动开关。当握持方向盘时，驾驶员拇指的自然位置与方向盘的轮缘对准或者部 分环绕在方向盘的轮缘上。因此，驾驶员必须释放对方向盘上释放的握持，以将拇指定位在 安装在辐条上的开关上。不管辐条围绕方向盘内径的位置如何，这种位置改变都是必要的。 如果驾驶员的手位于辐条近侧或者与辐条相接触并在辐条上，则驾驶员必须向下旋转手， 以接触安装在辐条上的开关。如果驾驶员的手位于辐条近侧或者与辐条相接触并位于辐条 下面，则驾驶员必须向下旋转手以接触辐条上开关，或者向上移动手并向下旋转拇指，以接 触开关。这种旋转或运动要求驾驶员释放对方向盘的握持，以便移动手。
[0010]虽然将转向灯开关放置在方向盘的辐条上的优势在于这将允许在不需要驾驶员 从方向盘上移开他/她的手的前提下操作转向灯，但是实践中，驾驶员必须再次定位他/她 的手，以便按压安装在辐条上的开关。如上所述，类似于放置在方向盘的毂中的转向灯致动 开关的这种设计允许在在不从方向盘移开手的情况下以手相对于方向盘的非常受限且不 期望的位置来操作开关。
[0011 ] 在Mercier等人名下的美国专利No.6,961,644中，设想了这样一种方向盘，所述方 向盘具有位于方向盘轮缘上的"10点钟"位置和"2点钟"位置处的热钮。根据这个公报，这种 系统允许驾驶员通过使用拇指来激活热钮，从而开启转向灯。根据这个公报，开启转向灯的 这个处理将不要求驾驶员"更大幅度地移动他或她的手"。然而，所实施的测试证明，在驾驶 员保持完全用四指握持方向盘的上半部的任何部分的情况下，无法按压这种假想装置的热 钮。因此，这种假想装置仍然面临其它更早的装置所存在的所有问题，原因在于它仅将转向 灯杆开关的功能重新配置给方向盘轮缘上的热钮。转向信号灯可能会错误地放置手无意地 开启，或者在完成转向较长时间后转向灯仍然开启并且信号灯"闪烁"。如果方向盘暂时略 微偏离转动方向转动，转向灯可能会过早地关闭。而且，对于这种假想装置，驾驶员必须放 松对方向盘的握持以便可以转动手，以将拇指放到适当位置上来操作热钮。
[0012]根据Transit NZIHT 7thAnnual Conference(2005)，J.A.Thomas和D.Walton的 "Hands_0n:A Practical Measure of the Perceived Risk of the Driving Context'，， 当在更高风险或者复杂情况下驾驶时，绝大多数驾驶员都将其双手放在方向盘的上半部的 某处。因此，绝大多数驾驶员认为通过双手握持方向盘的上半部的方式来驾驶能够更好地 控制车辆，尤其在高风险或者复杂驾驶情况下。如Paul A.Eisenstein在援引了Society of Automotive Engineers 的石开究的 "Turn signal neglect a real danger, study shows," 中指出"当变道时48 %的时间驾驶员要么忽视使用它们的转向灯要么未能打开转向灯"。
[0013] http://bottomline.msnbc.msn.com/_news/2012/05/01/11486051-turn-signal-neglect-a-real-danger-study-showTliteaEisenstein还指出"当转向时，故障率 为约25%。" Id。
[0014] 在许多情况下，驾驶员必须从方向盘上移开一只手，以操作通过杆开关致动的转 向灯，这是因为杆开关通常不位于紧邻方向盘的位置。不管驾驶员的手的位置如何，为了操 作通过杆开关致动的转向灯，一只手必须从方向盘上移开。在转向灯开关位于方面盘的毂 中时，结果基本相同。驾驶员要么必须从方向盘移开手以致动毂上的开关，要么必须转动 手，使得驾驶员的手的拇指能够碰触安装在毂上的开关。在转动手以伸展拇指碰触开关的 过程中，即使手保持与方向盘向相接触，驾驶员也必须释放他/她对方向盘的握持。类似地， 当转向灯开关位于方向盘的辐条中时，为了操作安装在辐条上的开关，驾驶员必须重新定 位他或她的手。
[0015] 因此，有利的是具有这样的转向灯致动开关和系统，所述转向灯致动开关和系统 不要求驾驶员为了操作开关而释放对方向盘上的握持。还有利的是具有这样的转向灯致动 开关和系统，所述转向灯致动开关和系统能够在高风险或者复杂驾驶情况下操作，而同时 又保持双手握持方向盘。还有利的是具有这样的转向灯致动开关和系统，所述转向灯致动 开关和系统不会过早地关闭或在转向之后保持打开。还有利的是具有不会被无意地操作的 转向灯致动开关和系统。
[0016] 还已知在机动车辆中使用计算机-驾驶员接口（"CDI"）。这种接口可以用于控制机 动车辆的特定的设备部件，例如收音机、光盘播放器、连接的装置或无线通信装置。诸如BMW IDRIVE系统、AUDI MMI系统、MERCEDES ⑶MMAND系统、LEXUS REMOTE TOUCH系统和FORD SYNC系统以及MYFORD TOUCH系统的接口均提供了针对同一类型控制的变形方案。这种计算 机-驾驶员接口（CDIs)呈现为鼠标/拨盘/操纵杆/触摸屏与位于变速选择杆附近的控制装 置相组合。
[0017] 替代地，这种计算机-驾驶员接口（CDIs)可以位于附接有按钮和开关的柄操作杆 上，或者位于拇指操作的按钮中，所述拇指操作的按钮位于从方向盘环形件向内延伸的方 向盘水平辐条横杆上，并且靠近环形件上的3点钟和9点钟位置。来自控制机动车辆设备部 件的计算机系统的信息可以经由车辆仪表盘的中心处的屏幕显示给机动车辆操作者，或者 显示在车辆操作者的仪表组中的屏幕上和/或显示在称为HUD的平视显示器中。
[0018] 通常，不能在机动车辆操作者保持完全握持方向盘的环形件的情况下操作计算 机-驾驶员接口（CDIs)，并且操作计算机-驾驶员接口将要求重新定位手，尤其在手一开始 定位在方向盘的上半部的情况下。目前市售的计算机-驾驶员接口（CDIs)中的一些已经受 到批评，因为使用它们要求驾驶员的视线离开路面以定位和操作接口。
[0019] 因此，有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾 驶员接口和系统不要求驾驶员为了操作接口而释放对方向盘的握持。还有利的是具有一种 这样的计算机-驾驶员接口和系统，所述计算机-驾驶员接口和系统能够在高风险或者复杂 驾驶情况期间在保持双手握持方向盘的同时操作。还有利的是具有一种不会被无意地操作 的计算机-驾驶员接口和系统。
[0020] 与很多个人数字助理（"PDA"）和移动电话相同的是可分配的案件，这些可分配的 按键也称作"快捷键"。快捷键允许操作者在PDA或者移动电话上指定特定功能（照相机、录 音机、媒体播放器等）。诸如XBOX游戏系统或者PLAYSTATION游戏系统的视频游戏系统或者 个人计算机以及诸如IPOD装置的个人音乐设备包括菜单，所述菜单提供了控制器的子部 分，在所述子部分处，操作者可以脱离装置的本地默认设置，并将特定功能分配给装置上的 专用键。个性化按键还已知用于座椅、方向盘、镜和安全带位置设置，并且存在于具有控制 按钮(通常设置在机动车辆的车门上）的机动车辆中。这些个性化按键类同于收音机预设， 并且允许驾驶员利用推动一个按钮来调整选择的元件至预设值。然而，显而易见的是，可分 配/可再分配快捷键不可用作机动车辆的方向盘中的集成式控制装置。
[0021] 因此，有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾 驶员接口和系统包括可分配/可再分配快捷键，所述可分配/可再分配快捷键被集成到机动 车辆方向盘的环形件中，使得就坐在方向盘后方的操作者能够向这些快捷键分配功能，然 后可以随意地将该功能改变成一个不同的功能。
[0022] 在消费市场中的机动车辆上的所有拨片/拇指换档器（"PS"）的操作看起来都要求 该机动车辆的驾驶员放松或者改变对机动车辆的方向盘的完全环绕四指握持。这些拨片尤 其用在运动型驾驶模式中。合理的是假设在那些情况下车辆驾驶员的潜在欲望是尽可能多 地保持对方向盘的控制。拨片换档器至少在1912年就已经出现，并且所述拨片换档器在消 费市场中发展为明显模仿F1拨片，所述F1拨片在二十世纪八十年代后期获得了竞赛成功。 今天，绝大部分汽车制造商均在至少一种型号的机动车辆中提供了各种拨片换档器。这些 拨片换档器一方面作为折衷方案销售给希望对机动车辆变速箱进行手动和自动换档的汽 车购买者，而另一方面，作为能够比汽车上的传统手动变速箱更快地换档的设备销售，例如 FERRARI 汽车。
[0023] 因此，有利的是具有一种这样的用于机动车辆的拨片换档器(PS)，所述拨片换档 器被集成到机动车辆方向盘的环形件中，使得机动车辆的驾驶员在操作拨片换档器时不必 放松或者改变对方向盘的全环绕的四指握持。还有利的是提供一种集成式车辆控制系统和 设备，所述集成式车辆控制系统（"IVCS"）和设备包括计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所 述计算机-驾驶员接口和系统具有可分配/可再分配的快捷键，所述可分配/可再分配的快 捷键被集成到机动车辆的方向盘的环形件中，使得操作者能够随意将拨片换档器的功能分 配给快捷键。
[0024] 车辆中的"不用手"的控制的出现主要是响应保持机动车辆操作者的手位于方向 盘上的要求，并不一定是因为驾驶员希望"说出"每个命令来操作机动车辆。存在多种驾驶 员希望保密的命令。在发生劫车或者绑架时，使驾驶员能够秘密地向911发送求救信号并且 同时看起来似乎好像只是在双手放在方向盘上的情况下驾驶汽车的这种特性之前从未出 现在市场中。
[0025] 因此，有利的是具有一种集成式车辆控制系统（IVCS)，在高风险或者复杂驾驶情 况下，能够在保持双手握持方向盘的同时操作所述集成式车辆控制系统，并且集成式车辆 控制系统有助于向紧急救助人员发送求救信号。在装配有GPS系统的车辆中，请求信号还能 够向紧急救助人员发送实时地址，并且可以启动汽车中的隐藏摄像机，以捕捉相片或者视 频图像。如果有不需要驾驶员从机动车辆方向盘移开手就能够操作的集成式车辆控制系统 (IVCS)的话，出租车驾驶员和公共汽车驾驶员就不再需要冒险伸手去拿无线电设备或按 "银行柜员型"隐藏按钮以寻求帮助。
[0026] 还有利的是具有一种这样的计算机-驾驶员接口（CDI)和系统，所述计算机-驾驶 员接口和系统不要求驾驶员为了操作接口而释放对方向盘的握持，并且所述计算机-驾驶 员接口和系统还与机动车辆的HUD系统集成。对于驾驶员而言，还有利的是，在驾驶员把视 线保持在路面上并且同时保持完全的四指环绕机动车辆的方向盘的时候，能够访问HUD系 统以获取诸如机动车辆速度、导航信息和位置临近提醒的信息，或者能够使用车辆夜视能 力。
[0027] 还有利的是具有转向信号激活开关和系统，所述转向信号激活开关和系统不需要 驾驶员为了操作开关而从方向盘释放他的/她的手。另外有利的是具有这样的开关和系统， 所述开关和系统能够被设置处于自动模式，所述自动模式允许驾驶员接合开关并且继而在 使得开关保持接合并且对应的外信号灯闪烁的同时从开关移除他们的拇指。还有利的是具 有这样的转向信号开关和系统，所述转向信号开关和系统在已经检测到变道或者转向之后 自取消自动接合的开关和对应的外灯。
【发明内容】
[0028] 本发明提供一种激活开关和系统，所述激活开关和系统被集成到方向盘的轮缘 中，并且可以在驾驶员不需要改变他/她对方向盘的握持的情况下操作所述激活开关和系 统。更具体地，本发明更加具体地提供了一种机动车辆拇指换档器系统，所述拇指换档器系 统允许在高风险或者复杂驾驶情况期间，在保持双手四指握持方向盘的同时，使机动车辆 的变速箱换挡。在优选实施例中，本发明提供了一种集成式机动车辆拇指换档器系统，其用 于与具有环形件的机动车辆方向盘一起使用。集成式拇指换档器系统包括:左致动器，所述 左致动器在环形件上的9点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;右致动器，所述 右致动器在环形件上的3点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;和控制器，所述 控制器连接到所述左致动器和右致动器，所述控制器还连接到系统控制器，所述系统控制 器致使机动车辆变速箱换档。这个实施例的左致动器和右致动器不重叠。此外，在左致动器 和右致动器被同时压下并且保持压下预设阈值时间时，所述控制器激活左致动器和右致动 器，从而提供了激活的左致动器和激活的右致动器。根据本发明 ，当左致动器和右致动器中 的一个被压下时，变速箱进行升档和降档。当激活的左致动器和激活的右致动器被同时压 下时，集成式机动车辆拇指换档器系统能够致使变速箱切换到空档档位。当激活的左致动 器和激活的右致动器被同时压下并且机动车辆不运动时，本发明的集成式机动车辆拇指换 档器系统能够致使变速箱切换到停车档位。
[0029] 在本发明的又一个实施例中，左致动器和右致动器中的每一个均可以包括开关阵 列，使得可以使用手的多个位置在多个位置压下开关阵列。在一个实施例中，控制器确定什 么时候开关阵列中的开关的拇指大小的图案被压下。如果拇指大小的图案已经被压下，则 控制器将认为对应的致动器处于"接通"位置。在其它实施例中，当激活的致动器被压下时， 可以发出声音信号和/或打开仪表板灯。
[0030] 本发明还提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统（"ECCS"），所述集成式机 动车辆设备部件控制系统用于与具有环形件的机动车辆方向盘和具有功能的机动车辆设 备部件一起使用。所述集成式机动车辆设备部件控制系统包括:左致动器，所述左致动器在 所述环形件上的9点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件上;右致动器，所述右致 动器在所述环形件上的3点钟位置和12点钟位置之间附接到方向盘环形件;和控制器，所述 控制器连接到左致动器和右致动器，所述控制器还连接到机动车辆部件，例如收音机、光盘 播放器、连接的装置、移动电话和导航系统以及其它部件。左致动器和右致动器不重叠，并 且，当左致动器和右致动器被同时压下并且保持压下预设阈值时间时，控制器激活左致动 器和右致动器。当致动器被压下时，激活机动车辆设备部件的功能，所述致动器选自由左致 动器和右致动器构成的组。
[0031] 本发明的集成式机动车辆设备部件控制系统还可以包括致动器，每个所述致动器 均包括开关阵列。
[0032] 本发明还提供了集成式机动车辆设备部件控制系统，所述机动车辆设备部件控制 系统具有控制器，当所述左致动器和右致动器中的每一个中的开关阵列中的开关的拇指大 小的图案被同时压下时，所述控制器激活左致动器和右致动器。
[0033] 本发明还提供了一种用于机动车辆的集成式机动车辆设备部件控制系统，所述机 动车辆具有方向盘并且具有左致动器和右致动器，使得左致动器优选地定位成开始于方向 盘环形件上的11点钟位置并且优选地朝向9点钟位置延伸两英寸的圆弧，并且使得右致动 器优选地定位成开始于方向盘环形件上的1点钟位置并且优选地朝向3点钟位置延伸两英 寸的圆弧。
[0034] 本发明还提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统，其具有左和右致动器， 使得左和/或右致动器致使控制器控制机动车辆设备部件，或者任选地，控制器向接口控制 器发出信号，所述系统控制器控制机动车辆设备部件，并且其中机动车辆设备部件可以是 声音系统、娱乐系统、收音机、光盘播放器、连接的装置、移动电话、导航系统、互联网接入系 统、蓝牙系统和其它机动车辆部件中的一个或多个。
[0035]本发明提供了一种转向信号激活开关和系统（"TSSS"），所述转向信号激活开关和 系统集成到方向盘的轮缘中并且可以由拇指操作而且还可以在不需要驾驶员改变他/她对 方向盘的握持的情况下进一步操作。本发明更加特别地提供一种TSSS，所述TSSS允许驾驶 员手动接合以及自动结合转向信号致动器和对应的外信号灯。本发明还提供了一种系统， 所述系统使得驾驶员能够手动使得自动接合或者手动接合的转向信号致动器及对应的外 信号灯脱离接合。本发明还提供了用于使自动接合的转向信号致动器和对应的外信号灯自 取消或者脱离接合的多个系统。本发明提供的多个系统提供了基于经由"车道检测"类型系 统和方向盘角度和旋转传感器型系统或能够判定车辆的车道位置、驾驶路径和方向盘位置 的其它类似系统传递的信息使自动接合的转向信号致动器取消或者脱离接合的方法。
【附图说明】
[0036] 图la是以四指握持的方式握持方向盘的驾驶员的手的视图。
[0037] 图lb是以四指握持的方式握持方向盘的驾驶员的手的另一个视图。
[0038] 图2是本发明的实施例的方向盘的视图。
[0039] 图3是指定方向盘上的位置的钟点位置的视图。
[0040] 图4是本发明的一个实施例的方向盘的视图，其示出了优选的致动器位置。
[0041 ]图5是本发明的一个优选致动器设计的视图。
[0042] 图6是本发明的一个实施例的视图，其中，致动器包括位于多个开关阵列中的多个 开关。
[0043] 图7是现有技术的方向盘的视图，示出了安装在方向盘上的转向信号灯开关的位 置。
[0044] 图8a是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的视图，示出了驾驶员的手相对于安 装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0045] 图8b是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的另一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0046] 图8c是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的又一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0047] 图8d是驾驶员握持图7的现有技术的方向盘的再一个视图，示出了驾驶员的手相 对于安装在方向盘上的转向信号灯开关的位置。
[0048] 图9a图解了驾驶员在保持四指握持并激活致动器的同时握持本发明的方向盘。
[0049] 图9b图解了驾驶员以四指握持的方式握持本发明的方向盘。
[0050] 图9c图解了驾驶员以四指握持的方式握持本发明的方向盘的另一个视图。
[0051] 图9d图解了驾驶员在保持四指握持并激活致动器的同时握持本发明的方向盘。
[0052] 图10是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器、杆开关和致动器电 路。
[0053]图11是图解了本发明的实施例的操作的逻辑图。
[0054] 图12a和12b是图解了本发明的实施例的操作的逻辑图，其中，控制器用于确定什 么时候拇指按压在方向盘上以开启转向信号灯。
[0055] 图13是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器和机动车辆变速箱。
[0056] 图14是本发明的系统的实施例的逻辑简图，示出了方向盘、控制器、接口控制器和 设备部件。
[0057]图15是本发明的系统的实施例的简图，示出了方向盘、控制器、接口控制器、显示 屏和设备部件。
[0058] 图16是图解了本发明的实施例的控制设备部件的操作的逻辑图。
【具体实施方式】
[0059] 对于驾驶员而言，通常期望的是（即便是不适当的），在驾驶机动车辆时以四指握 持的方式握持机动车辆的方向盘，其中手的手指环绕方向盘的轮缘。图la和lb中图解了四 指握持。这种四指握持将方向盘牢固地定位在驾驶员的手中。本发明的实施例旨在允许驾 驶员保持四指握持方向盘，并且同时能够经由计算机-驾驶员接口来操作车辆的转向灯或 者机动车辆的其它机械部件，所述部件包括收音机、光盘播放器、移动电话、导航系统、互联 网接入系统、蓝牙系统和机动车辆的其它部件。
[0060] 在一个实施例中，本发明提供了一种系统，所述系统允许在不需要驾驶员松开或 者移除对方向盘的完全环绕的四指握持的情况下对机动车辆的转向灯进行控制操作。如下 文更为全面地描述的那样，其它实施例提供了计算机-驾驶员接口，所述计算机-驾驶员接 口有助于操作机动车辆的设备部件并且有助于机械功能，并且所述计算机-驾驶员接口可 以对所要操作的功能进行编程。现在参照图2,本发明的实施例的系统可以包括以一体地安 装到方向盘10上的开关、传感器或者计量器、共同地致动器。如图2所示，致动器40、50可以 相互靠近，但是致动器40、50不相互重叠。本实施例的方向盘10包括环形件15，所述环形件 15可以通过一个或多个辐条20连接到毂30。方向盘的其它构造对于本领域普通技术人员而 g是公知的。
[0061 ] 现在参照图3，可以将从方向盘的右手侧上的3点钟的钟点位置至方向盘10的左手 侧上的9点钟的钟点位置指定为方向盘10的环形件15的上半部。还如图2所示，致动器40可 以定位成覆盖方向盘10的介于3点钟位置和12点钟位置之间的一部分。类似地，致动器50可 以定位成覆盖方向盘10的介于9点钟位置和12点钟位置之间的一部分。当致动器40、50如此 定位时，它们能够毗邻，但不重叠。因此，在一个实施例中，左致动器定位在方向盘环形件上 的9点钟位置附近，并且左致动器的相对的端部定位在方向盘环形件的12点钟位置附近，使 得左致动器的尺寸能够跨过介于9点钟位置和12点钟位置之间的距离。标准尺寸的方向盘 的直径为约15英寸。因此，环形件15的从3点钟钟点位置至12点钟位置的圆周分段或者"弧 形分段长度"的长度为约12英寸。类似地，从9点钟位置至12点钟位置的弧形分段的长度也 为约12英寸。
[0062]如上所述，致动器40、50的尺寸可以设定成使得致动器40、50分别覆盖介于3点钟 位置和12点钟位置之间的整个弧形分段长度和介于9点钟位置和12点钟位置之间的整个弧 形分段长度。替代地，致动器40、50的尺寸可以设定成使得致动器40、50分别覆盖介于3点钟 位置和12点钟位置之间的弧形分段长度的仅一部分和介于9点钟位置和12点钟位置之间的 弧形分段长度的仅一部分。如图4所示，致动器40、50的一个优选尺寸和位置是2英寸的弧形 分段长度，并且致动器40、50分别覆盖方向盘10的环形件15的终止于约1点钟位置的一部分 和终止于11点钟位置的一部分，使得致动器50朝向9点钟位置逆时针延伸，而致动器40朝向 3点钟位置顺时针延伸。
[0063] 本发明的致动器40、50可以是由纽约州的罗彻斯特市的Tapecon Membrane Switch Division的Tapecon有限公司制造的膜片开关。如本领域众所周知的那样，膜片开 关可以制造成多种构造，所述多种构造中的每一种是单极单掷开关，所述单极单掷开关是 常开的。膜片开关构造包括标准膜片开关构造、触觉塑料穹顶构造和不锈钢穹顶构造。图5 图解了一种类型的膜片开关41，所述膜片开关41包括顶部覆层42、粘合层43、顶部电路44、 电路垫片45、底部电路46、底部覆层47和接触器48。膜片开关41是常开的。当顶部覆层42被 压下时，顶部电路44弯曲，以便在接触器48形成闭合电路。根据如上所述的弧形分段长度， 致动器40、50可以各自包括一个或多个膜片开关。例如，在题目为"Curve-conforming Sensor Array Pad"的W01995001302中教导了一种膜片开关阵列，所述膜片开关阵列覆盖 的面积比单个膜片开关覆盖的面积大。致动器40、50可以是由弗吉尼亚州的黑堡市的Luna Innovations制造的光纤压力传感器或者光纤压力传感器阵列。替代地，致动器40、50可以 是由日本东京的东京大学的工程学院的Quantum-Phase Electronics Center研发并且在 2004年7月6 日 PNAS的第 101 卷第27 期中的 Τ· Some y a等人的 "A Large-Area，Flexible Pressure Sensor Matrix With Organic Field-Effect Transistors For Artificial Skin Applications"中描述的大面积柔性压力传感器矩阵。此外，致动器40、50可以是可从 康乃狄克州的斯坦福德市的Omega Engineering有限公司获得的烧性应变计。
[0064]在致动器40、50的构造材料和方向盘10的构造材料兼容并且易于附接的情况下， 致动器40、50可以例如通过热焊接或者声波焊接(sonic welding)机械地结合到方向盘上。 致动器40、50可以使用粘合剂附接到方向盘10。在致动器40、50附接到方向盘上10后，致动 器40、50可以由覆盖件或者蒙皮（未示出）覆盖，使得致动器40、50位于方向盘10的蒙皮下 面。致动器40、50能够定位在方向盘10的蒙皮下面，以使人眼不能看到致动器40、50。致动器 40、50可以在制造方向盘10的处理期间模制到方向盘10中。当模制到方向盘10中时，在方向 盘10的构造材料可充分变形从而使得方向盘10的变形也能够启动致动器40、50的情况下， 致动器可以定位在方向盘10的表面下面。
[0065]方向盘10的构造材料的特性是本领域普通技术人员公知的，因此将致动器40、50 附接到方向盘10的可行附接方法对于本领域普通技术人员而言也是能够理解的。例如，如 Yamazaki等人的美国专利No. 4,567,217中所教导的那样，本领域中公知的是方向盘可以由 柔韧的交联氯乙烯聚合物模制而成。在本领域中还应当理解的是，如Harris等人的美国专 利No.5,762,853中所教导的那样，诸如膜片开关的挠性传感器可以包封在模制部件中。而 且，如Hayashi等人的美国专利No. 5,198,629中所教导的那样，嵌入模制的膜片开关已经用 作安装在方向盘毂上的喇叭开关。
[0066]为了在车辆运转期间适应驾驶员使用的不同的手位置，致动器40、50可以构造成 感测何时手的拇指按压致动器40、50中的一个或者两个。图6图解了一种设计方案，在所述 设计方案中，致动器40、50中的每一个均分别由开关阵列140、150构成，并且其中，开关阵列 140、150均包括多个开关160。仅图解了图6的开关阵列140、150,而没有示出开关160的必要 构造。开关160是常开(断开）的，并且在被压下或者选择时闭合(接通），并且在被取消选择 时返回到打开(断开)状态。开关160中的每一个均连接到控制器60,使得控制器60可以感测 开关160什么时候处于打开位置或闭合位置。开关160可以例如经由线束(未示出）连接到控 制器60,使得每个开关60均通过电线连接到接线端子(未示出），并且接线端子经由线束连 接到控制器60。本领域普通技术人员将能够认识到将开关60连接到控制器60的其它连接方 法。控制器60可以判定开关阵列140、150中的每个开关160的激活状态，即判定开关160是接 通或者断开。在典型的操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅 与拇指大小的图案相对应的开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50处于"接通"位 置。然而，如果与比拇指大的图案相对应的开关160被压下，则致动器40、50被认为处于"断 开"位置。
[0067]在本发明的包括图6所示的致动器40、50的实施例中，控制器60被编程为判定开关 160什么时候被以拇指大小的图案压下。这里使用的拇指大小的图案指的是介于约0.5平方 英寸至约2.25平方英寸的范围内的面积。因此，在完全用四指握持方向盘10的情况下，根据 驾驶员将他的或她的手放置在方向盘上的位置，被压下开关160的图案的尺寸可能会超过 在拇指下压致动器40、50中的一个时所形成的开关图案的尺寸。在这种条件下，控制器60不 激活致动器40、50，并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后拇指被 放在任意一个致动器40和50上，则控制器60记录拇指大小的图案的开关已经被压下，并且 控制器60相应地认为致动器40或致动器50处于"接通"位置。一旦经由控制器60激活致动器 40、50,则可以下压致动器40或者致动器50,以便打开对应的信号灯(未示出）或操作对应的 车辆设备部件或者功能，例如收音机、光盘播放器、移动电话或者导航系统(未示出）。在被 激活之后，同时按压致动器40和致动器50将不会打开对应的转向信号灯。如果控制器60还 没有激活致动器40、50,则下压致动器40或者致动器50不会打开对应的转向信号灯或操作 对应车辆功能。本领域普通技术人员将理解的是，机动车辆的设备部件将具有至少一种功 能，例如被打开/关闭，但是也可以具有多种功能。
[0068]在一个实施例中，按压激活的致动器40或激活的致动器50除了打开对应的转向信 号灯或者设备部件之外还将打开声音信号。声音信号可以用于向驾驶员指示已经打开了转 向信号灯。声音信号还可以用于指示致动器40、50已经被激活。在一个实施例中，声音信号 可以来自机动车辆的扬声器系统，所述扬声器系统例如用于在点火钥匙保留在点火开关中 时发出车门打开的信号。在另一个实施例中，声音信号可以来自同一声源，与用于向机动车 辆的驾驶员发出已经打开了通过杆开关操作的转向灯的警示。在另一个实施例中，可以使 用BLUETOOTH'?技术无线播送声音信号，使得由驾驶员佩戴 的耳机或者头戴式耳机 接收声音信号，并且驾驶员由此听到声音信号。在又一个实施例中，致动器40、50可以连接 到对应的转向信号指示灯，所述转向信号指示灯位于机动车辆的仪表板中，使得按压激活 的致动器40或者激活的致动器50将点亮对应的转向信号指示灯。蓝牙技术或者替代的蓝牙 系统指的是用于在与固定和移动装置相距短距离的距离上交换数据的专有开放无线技术 标准(使用从2400MHz至2480MHz的ISM波段的短波无线电传输），从而产生了具有高安全水 平的个人局域网。蓝牙技术和系统能够从华盛顿州的柯克兰的Lake Washington Boulevard的Bluetooth Sig, Inc.，获得。
[0069] 图7图解了现有技术的方向盘110,图8a至图8d图解了驾驶员的手握持图7的方向 盘110。在图7中，如现有技术中所描述的那样，热钮115、120示出为定位在方向盘110上。这 里使用的术语"热钮"指的是单通/断开关(single on/ofT switch)，按压所述单通/断开关 可以打开，并且再次按压该单通/断开关可以关闭。因此，热钮115、120分别位于方向盘10上 的10点钟位置和2点钟位置处。参照图8a，清晰的是，为了转动拇指到压下热钮115的位置， 必须松开驾驶员的四指握持，从而不能完全握持方向盘110。在图8b中，驾驶员必须再次改 变四指握持以适应辐条125,以接触并且压下热钮115。在图8c中，同样清楚的是，为了转动 拇指到压下热钮120的位置，必须松开驾驶员的四指握持，由此不能完全握持方向盘110。与 在图8b中所看到的一样，图8d图解了驾驶员必须如何改变四指握持以适应辐条125,从而接 触和压下热钮120。
[0070] 在一个实施例中，致动器40、50优选地定位在方向盘10的环形件15上并且面向驾 驶员。当定位在这个位置时，在驾驶员使用左手或者右手的拇指压在方向盘上时，致动器 40、50将被激活。图9a至图9d图解了驾驶员握持方向盘10的环形件15,其中，在图9b和图9c 中，驾驶员的拇指定位成完全四指握持，并且，在图9a和图9d中，驾驶员的拇指定位在致动 器40、50上。本领域普通技术人员将认识到的是，致动器40、50除了可以定位在环形件15的 直接面对驾驶员的一侧上之外，还可以定位在其它位置。
[0071] 现在参照图解了本发明的实施例的图10,致动器40、50连接到控制器60。控制器60 包括处理器70。处理器70包括逻辑电路80、计时器90和存储装置100。控制器60连接到右侧 信号电路145和左侧信号电路155。右侧信号电路145包括右侧信号灯(未不出），左侧信号电 路155包括左侧信号灯(未示出）。转向灯杆开关(未示出)还可以连接到控制器60。
[0072]替代地，如将在下文进一步描述的那样，致动器40、50和控制器60可以与其它机动 车辆设备或者系统一起使用，以操作设备部件或者允许致动器40、50起到拇指换档器的作 用。
[0073]在本发明的一个实施例中，控制器60控制致动器40、50的操作，使得当致动器40被 压下时，右侧信号电路145的右侧信号灯(未示出）通电，而当致动器50被压下时，左侧信号 电路155的左侧信号灯(未不出)通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯和/或左侧 信号灯(未示出）可以"闪烁"。
[0074]图11图解了本发明的一个实施例的电路逻辑。在这个实施例中，当致动器40被压 下时，致动器40处于闭合位置并且与控制器60构成闭合电路。类似地，当致动器50被压下 时，致动器50与控制器60构成闭合电路。如果两个致动器40和50都被压下，则控制器60经由 计时器90(图10所示)测量控制器40和50中的每一个被压下的时间。如果测量的时间超过预 设阈值时间（例如1秒），则控制器60激活致动器40、50。如果测量的时间小于预设阈值时间， 则控制器60不激活致动器40、50。预设阈值时间能够变化并且被编程到图10示出的存储装 置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80激活致动器40、50。预设阈值时间可以 为约0.5秒至约5秒。优选的是，预设阈值时间为约1秒。当被激活时，压下致动器40导致右侧 信号电路145的右侧信号灯（未不出）通电，而致动器50被压下时，左侧信号电路155的左侧 信号灯（未示出）通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯和/或左侧信号灯（未示 出）可以"闪烁"。
[0075]图12 (包括图12a和图12b)示出了本发明的另一个实施例的逻辑电路，其中，致动 器40、50是图6所示类型的致动器。在这个实施例中，致动器40和50分别由开关阵列140、150 构成，其中，每个开关阵列140、150均包括多个开关160。开关160是常开(断开)的，在被压下 或选择时闭合(接通），并且在被取消选择时恢复到打开(断开）。开关160中的每一个均连接 到控制器60,使得控制器60可以感测开关160什么时候处于断开位置或者闭合位置。在典型 操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅与拇指图案相对应的 开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50处于"接通"状态。然而，如果与比拇指大小 的图案大的图案相对应的开关160被压下，则致动器40、50将被认为处于"断开"状态。控制 器60被编程，以判定什么时候拇指大小的图案的开关160被压下。因此，如果完全用四指握 持方向盘1 〇，则根据驾驶员的手放在方向盘上的位置，被压下的开关160的图案大小会超过 拇指压下致动器40、50时所形成的图案的大小。在这种条件下，控制器60不激活致动器40、 50,并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后拇指被放在致动器40、 50上，则控制器60记录拇指大小的图案的开关已经被压下，并且在致动器40、50被压下至少 预设阈值时间的情况下，控制器60将激活致动器40、50。当控制器60激活致动器40、50时，可 以压下致动器40或致动器50,以开启对应的信号灯（未示出）或者操作机动车辆设备部件 (如在下文所述)或者作为拇指换档器操作(也如下文所述）。如果控制器60还没有激活致动 器40、50,则压下致动器40或致动器50将不会打开对应的信号灯、作为设备部件操作或者用 作拇指换档器。
[0076] 为了停用致动器40、50,可以同时压下两个致动器40、50并且保持压下预设阈值时 间。参照图10,控制器60的计时器90测量每个致动器40和致动器50被压下的时间。如果测量 到的时间超过预设阈值时间（例如1秒），则控制器10停用激活的致动器40、50。如果测量到 的时间小于预设阈值时间，则控制器60不停用致动器40、50。预设阈值时间可以变化并且被 编程到图10示出的存储装置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80停用激活的 致动器40、50。优选的是预设阈值时间为约1秒。当致动器40、50被停用时，压下致动器40、50 将不会开启对应的转向信号灯、设备部件或者用作踏板换档器。
[0077]在驾驶装配有应用本发明的方向盘的机动车辆时，驾驶员可以使用车辆的杆开关 (stalk switch)来开启车辆的转向灯。优选地，不通过将本发明应用到方向盘中来改变杆 开关的操作，可以在不改变本说明书中包含的概念的前提下做出修改。在控制器60已经激 活这里设置的致动器40、50之后，可以使用致动器40、50来开启和关闭机动车辆的转向信号 灯。因此，在一个优选实施例中，致动器40、50与车辆的杆开关并行地操作，并且在激活的致 动器40或者激活的致动器50被压下时开启转向灯，而在激活的致动器40或者激活的致动器 50被释放时关闭转向灯。不同于在方向盘旋转离开转动方向时关闭的传统杆开关，在本发 明的优选实施例中，转向信号灯仅在致动器40和致动器50中的一个被压下时操作。在紧要 或者高应力驾驶状态下，驾驶员只需要将他或者她的拇指放在致动器40、50上，压下致动器 40、50并且保持致动器40、50处于"接通"位置一预定时间，然后使用致动器40、50中的仅一 个来操作转向信号灯。利用本发明的系统和设备，不会过早或者意外地关闭转向信号灯。一 旦致动器40、50被激活，则转向灯能够通过压下致动器40、50中的一个来开启，并且能够通 过释放被压下的致动器来关闭。
[0078] 在使用图11所示的本发明的致动器40和50的另一个实施例中，用于致动器40和50 的两个激活设置是可行的：（1)致动器40和50要求在每次启动机动车辆时激活致动器，或者 (2)在致动器40和50已经被激活之后，在机动车辆的发动机运转时，致动器40和50-直处于 激活状态。这个实施例中的控制器60是可编程的控制器或替代地是计算机实现的装置，其 允许对致动器40和50的接通/断开状态进行编程。因此，如果两个致动器40和50都被压下， 则控制器60经由计时器90(图10中示出）测量致动器40和50中的每一个被压下的时间。控制 器60可以预先编程有两个阈值时间范围，例如第一阈值时间范围和第二阈值时间范围，使 得通过同时压下致动器40和50在第一阈值时间范围（例如1至2秒）内的时间将仅在机动车 辆的发动机运转的时间段内激活致动器40和50。应当注意的是，本领域普通技术人员将理 解的是，第一阈值时间范围可以短到几分之一秒，使得致动器40、50被快速激活。此外，本领 域普通技术人员将理解的是，关于本发明的实施例实施的任何阈值时间范围均可以变化， 以适合具体要求和用途。在这种情况下，在每次机动车辆启动时，需要如上所述的那样激活 致动器40和50。然而，如果致动器40和50被同时压下并且保持压下经过第一阈值时间范围 并且持续了在第二阈值时间范围（例如3至5秒）内的时间，则致动器40和50-直处于接通状 态，这是因为在机动车辆的发动机运转时致动器40和50始终被激活。如果测量到的时间在 第一阈值时间范围或者第二阈值时间范围内时，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到 的时间小于第一阈值时间范围，则控制器60不激活致动器40、50。预设阈值时间范围能够变 化并且被编程到图10示出的存储装置100中，使得控制器60中的图10所示的逻辑电路80激 活致动器40、50。预设阈值时间范围可以在约0.5秒至约5秒的范围内变化。优选的是，第一 预设阈值时间范围是约1至2秒，并且第二预设阈值时间范围是约3秒至约5秒。当被激活时， 压下致动器40导致右侧信号电路145的右侧信号灯(未示出）通电，而当压下致动器50时，左 侧信号电路（155)的左侧信号灯(未示出）通电。当通电时，与所有转向灯一样，右侧信号灯 和/或左侧信号灯(未示出）可以"闪烁"。
[0079] 致动器设置：自动和手动接合设置
[0080] 在一个实施例中，一旦激活致动器40、50,则致动器40、50的至少两个接合设置是 可行的：（1)自动接合和(2)手动接合。本实施例中的控制器60是可编程控制器，所述可编程 控制器允许关于这个接合状态对致动器进行编程。
[0081 ]在一个实施例中，当在短预设持续时间内下压和释放致动器40、50时实现自动接 合设置。在优选实施例中，这个预设持续时间应当不超过驾驶员将拇指按压在方向盘致动 器40、50上以及释放其拇指大体所需的时间。这个持续时间可以为大约0.5秒或者是由驾驶 员为实现这个目的根据其偏好编程的另一个持续时间。当在这个持续时间内下压以及释放 致动器40、50时，致动器40、50将保持自动接合并且对应的外信号灯将继续闪烁。如果下压 致动器40、50的持续时间超过预设持续时间，则开始手动接合致动器40、50,并且将在被驾 驶员按压的同时继续保持而将在被驾驶员释放时切断。
[0082] 在本发明的一个实施例中，如果例如已经自动接合致动器40，则该致动器40在相 对的致动器50被施压一任意时长的情况下脱离接合。在其它实施例中，如果已经自动接合 致动器40、50,则在致动器在短预设持续时间内被施压并释放的的情况下该同一致动器将 脱离接合。这种短预设持续时间可以是自动接合致动器所需的同一预设持续时间或者是为 了实现这个目的由驾驶员编程的另一持续时间。
[0083] 自动接合的自取消和脱离接合
[0084] 经由车道位置检测系统的致动器设置
[0085]已知车道位置检测和警报系统（"LPDWS"）应用在机动车辆上并且通常用于检测车 辆在车道内的相对位置和道路上的路径。这种系统可以可使用视频传感器、激光传感器和 红外传感器等传感器，以评估道路并且可以根据路况、车道位置或者发现的危险用声音、视 觉或者诸如座位或者方向盘振动的触觉刺激来警告驾驶员，以便唤醒疲倦欲睡的驾驶员、 校正驾驶路径或者调整车辆使其在车道的线内。
[0086] -种这种系统是福特汽车公司的"车道保持系统"，所述车道保持系统使用安装在 后视镜内部的挡风玻璃后方的面向前方的数字照相机检测非故意的车道偏离。这种系统具 有三个辅助等级："车道保持警告"、"车道保持辅助"和"驾驶员警告"，基于驾驶员偏好、行 为和车道偏离程度来致动所述三个辅助等级。当这个系统检测到车辆正在接近车道边缘， 而同时又没有致动转向信号时，黄色车道标志警报显示在仪表板上并且方向盘振动。如果 驾驶员未能对这种警告作出响应并且持续偏离车道，则黄色车道标志提醒变为红色并且系 统提供转向转矩，以使得方向盘旋转并且使车辆返回向车道中心。"驾驶员警报"监测车辆 在车道标记内的运动并且将在检测到的驾驶方式符合疲倦欲睡的驾驶员时发声警告。 [0087]由GENTEX公司利用由荷兰的阿姆斯特尔芬市的MOBILEYE N.V研发的技术制造与 其车道保持系统一起使用的福特后视镜组件。Mobileys的车道偏离和警告系统中的一些使 用基于视觉的前视技术和算法来解译视频图像，以便评估车辆道路车道对准。
[0088]其它汽车制造商已经将Mobileye的技术集成到类似的车道位置检测系统中。宝马 将Mobileye的技术集成到其车道偏离警报系统中。Mobileye和TRW合作向Chrysler、JEEP、 GM和Hy unda i提供了基于照相机的系统。Mob i 1 e y e和De 1 ph i合作向Vo 1 vo提供了类似的系 统。Mobileye和Leopold Kostal合作向PSA Peugeot Citroen提供了类似系统。除了其它合 作关系之外，Mobilieye和Magna Electronics合作向Honda和Opel提供了类似系统。
[0089] 日本Denso公司和Toyota已经研发了一种"车道保持辅助系统"，其使用面向前方 的立体照相机来检测车道标志的形状和位置。这种系统将数据从视觉传感器传输到转向辅 助电子控制单元（"ECU"），所述转向辅助电子控制单元判定车辆是否偏离其车道。如果检测 到非故意的车道偏离，则ECU利用视觉和听觉警报提醒驾驶员。ECU还可以将转向转矩信号 发送到电力转向（"EPS"）控制器，以施加轻微的反向转向转矩，以便使得车辆重新在车道内 重新对准。
[0090] 德国的BOSCH已经研发了多用途照相机（"MPC"），用于应用在基于视频的驾驶员辅 助系统中，诸如LPDWSAosch的MPC是集成单元，所述集成单元包含其自有的微处理器并且 不需要单独的控制单元。
[0091 ]由Mobileye、Denso、Bosch研发的系统和由不同技术厂商和汽车制造商提供的不 同商标名下的其它类似系统的基础特征是系统能够连续评估车辆在车道线内的相对位置 并且将这种信息传输给不同的辅助部件的能力。
[0092]在优选实施例中，这种转向信号安全系统（"TSSS"）使用由这种车道位置检测类型 系统（"LPDS"）获得的车道位置信息在已经检测到车道改变之后自取消自主接合的转向信 号致动器40、50和对应的外信号灯。在优选实施例中，LPDS与这种TSSS连接，使得两个系统 可以沟通信息。在这样的实施例中，一旦已经自主接合转向信号灯，则当LPDS已经检测到车 辆完已经全离开一条车道并且完全进入到"新"车道并且正近乎合理地在这条车道内行驶 时控制器60将使得自主接合的转向信号"脱离接合"。
[0093]在系统检测到车辆已经离开一条车道并进入到新车道之后，如果车辆保持新车道 的线内的驾驶路径一最小预设持续时间，则系统可以判定车辆正合理地在新车道的线内行 驶。这种持续时间可以是大约1至2秒或者若干秒或者足以判定车辆已经进入所需新车道并 且已经完成所需变道的另一可编程持续时间。
[0094] 在另一个实施例中，一旦已经自主接合转向信号并且LPDS已经检测到车辆已经离 开一条车道并且进入到另一条车道，如果LPDS检测到车辆继续沿着与自主接合的致动 器 40、50-样的方向转向，则控制器60将不使得自主接合的转向信号脱离接合。这种自主接合 的致动器40、50将在系统判定车辆已经进入到新车道并且近乎合理地在车道内行驶一预设 持续时间时脱离接合。
[0095] 经由方向盘旋转、转矩和角度的自主接合的致动器设置的自取消行为和脱离接合 [0096] 检测系统
[0097] 用于判定方向盘的旋转和角度的系统已经在各种系统中使用多年，所述各种系统 包括动力转向系统（"PSS"）。包括方向盘角度传感器的PSS的一个示例是福特公司的电动辅 助转向（"EPAS"）。福特的EPAS基于车速、路况和方向盘的旋转角度向驾驶员提供更大或减 小的方向盘旋转辅助。这种系统通常在低速条件下提供更多的辅助而在高速条件下提供更 少的辅助。这使得停车更加省力以及高速公路驾驶行车更加可控。这种系统通常除了其它 部件之外还包括控制器。
[0098] 使用方向盘角度传感器的其它系统包括"主动转向系统"。这种系统基于车辆的速 度调节方向盘的旋转角度和转向所需的角度。例如，奥迪和宝马提供了类似的系统，所述类 似的系统以以下方式基于车辆速度改变转向比：在低速条件(诸如停车）下，车轮的轻微转 向产生了更大程度的驱动轮方向上的改变。在更高的速度条件下，可比程度的方向盘转动 产生了更小程度的驱动轮方向上的改变，以提供针对车辆的最大化控制。
[0099] 方向盘角度传感器（"SWAS"）还应用在车上稳定性控制系统（"SCS"）、诸如BMW的 "动态稳定性控制系统"（"DSC"）中，所述车上稳定性控制系统在驾驶员不经意的过转向或 欠转向的情况中或者在某些或者全部车轮具有不同牵引力水平的表面上也能够保持车辆 所要的路线。这种系统通常除了其它部件之外还包括控制器。
[0100] BMW动态稳定性系统是电子稳定性控制系统（"ESC"）类型，所述电子稳定性控制系 统类型在美国和世界范围内的许多国家现在强制规定应用在新车上。通常，当ESC系统检测 到很可能失去转向控制时，系统评估打滑方向，然后将制动施加给各个车轮，以对抗打滑并 且使得车辆返回到与驾驶员所要的路径一致。
[0101] ESC系统通过从方向盘角度传感器接收到的辅助数据判定驾驶员所要的路径，所 述方向盘角度传感器一直监测方向盘位置并且将信息输出到ESC电子控制单元（"ECU"）。 ECS通过从多个传感器和系统接收到其ECU的数据输出来判定车辆的实际方向，所述系统包 括防抱死制动系统（"ABS"）、各个轮速度传感器、侧向加速传感器和车辆旋转传感器(YAW)。
[0102] ESC经由控制器局域网（"CAN"总线)接口与这些不同的传感器和系统相连，所述控 制器局域网接口允许它们通讯。一旦ESC已经判定驾驶员所要的路径并且比较其与车辆的 实际位置，如果ESC判定车辆打滑，则其可以向相连的系统(诸如ABS)发送命令，以便将制动 施加给各个轮，以校正车辆路径。一些ESC系统还能够减小发动机油门踏板，直到重新获得 车辆控制。在许多车辆中，在ESC系统已经介入的情况下ESC系统将用仪表盘灯和/或音调通 知驾驶员。
[0103] 多种方向盘旋转和角度检测系统均通常均由传感器和专门设计成评估方向盘转 矩、旋转和角度的部件构成。加利福尼亚的Riverside的Bourns公司已经研发一种应用在汽 车中的这样的传感器，Bourns公司制造了组合式方向盘转矩和角度传感器，用于与电动辅 助转向应用和ESC-起使用。Bourns公司的组合式传感器可以应用在转向柱和安装EPAS的 转向齿条中并且提供CAN转向传感器输出。
[0104] 已经由德国的Bosch公司研发了另一种用于应用在汽车中的方向盘位置传感器。 Bose型号LWS6转向角度传感器使用霍尔效应技术来检测固定到转向柱上的多极磁铁中的 磁场变化。这种传感器将磁场变化转换为方波信号，所述方波信号被传递到控制单元，以得 到方向盘的位置、旋转方向和旋转速度。
[0105] 在本发明的一个实施例中，这种方向盘TSSS可以与方向盘旋转和角度检测传感器 或系统（如上所述)和具有类似能力的其它系统连接，使得自主接合的转向信号致动器40、 50可以在检测到特定方向盘旋转和/或方向盘角度变化或者模式时脱离接合。在这个实施 例中，在方向盘10旋转任意角度的条件下驾驶员可以自主接合致动器40、50并且随后以各 种方式使得致动器40、50脱离接合。例如，当方向盘10向左、中心或者向右转动时驾驶员可 以自主接合致动器40、50。
[0106] 当机动车辆已经被改变为包括本发明的系统和设备时，以下示例阐释了本发明的 适用性，其中，致动器40、50被激活并且方向盘角度和旋转传感器系统用于使得自主接合的 转向信号致动器40、50脱离接合。
[0107] 1)致动器40、50自主接合，从而提供了自动通电的外信号灯。
[0108] 2)方向盘旋转和角度传感器系统判定方向盘10在致动器40、50接合时的旋转和角 度。
[0109] 3)如果在方向盘10处于大约中心位置处时接合致动器40、50,在方向盘10沿着与 接合的致动器40、50相同的方向转动至最小预设角度并且然后返回到大约中心位置之后信 号将会脱离接合。例如，如果方向盘10在右致动器40接合时处于大约中心处，则方向盘10必 须首先向右旋转至最小的预设角度，并且必须继而针对自主接合的致动器40旋转至大约中 心以脱离接合。这种最小的预设角度可以为大约45度。
[0110] 4)如果致动器40、50在方向盘10旋转到不同于大约中心的最小预设角时被接合， 并且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转都沿着相同的方向，则信号在方向盘10达到中 央位置时脱离接合。例如，如果方向盘10在左致动器50接合时向左旋转最小预设角度，则当 方向盘10旋转至大约中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度可以是大 约45度。
[0111 ] 5)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大约中心的最小预设角度时接合， 并且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转反向，则信号将在方向盘10沿着致动器40、50的 方向已经旋转至预设最小角度并且越过中心继而返回到中心时脱离接合。例如，如果方向 盘10在左致动器50自主接合时向右转动至最小预设角度，则当方向盘10首先向左转动至最 小角度并且继而旋转至中心时，自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度可以 为大约45度。
[0112]尽管理解的是方向盘10中心位置通常认为代表特定角度、旋转程度或者位置，但 是大体中心位置提供了这样的范围，所述范围包括特定的中心位置和偏离中心的位置。例 如，如果认为中心是0度和360度这两者，则大体中心范围可以提供介于350至10度或者355 度至5度的范围或者可以包括诸如360和0度的特定固定点的范围或者另一个范围。
[0113]所述最小预设旋转角度可以是大约45度或者足以使将这种角度与大体中心位置 区分开的另一个角度。
[0114] 在一个实施例中，本发明与能够监测方向盘10的角度和车辆速度这两者的系统 (诸如ESC系统)连接，足以区分方向盘旋转角度与大体中心位置以便记录已经发生转动的、 方向盘旋转的最小预设角度可以基于车速变化。例如，TSSS控制器可以编程以在更低的速 度条件下需要更大的方向盘10旋转角度(在该更低的速度条件下许多车辆可能需要这一点 以在城市街区的拐弯处转弯）而在更高的速度条件下需要更少的方向盘10旋转角度(在该 更高的速度条件下对于高速路变道或者安全转弯可能不需要这种角度）。这种构造的目的 是减小在已经完成转向或者变道之后自主接合的转向信号未能取消的情况。
[0115] 诸如NISSAN的汽车制造商已经研发了通常称作"线控转向"（"SBW"）的系统。SBW系 统通常认为是这样的系统，所述系统用电子信号、机电致动器或者其它部件替换诸如转向 齿条或者转向柱的机械控制系统。NISSAN的SBM系统使用连接到方向盘的转向力传感器判 定驾驶员转向角度并据此调节车轮以使得车辆沿着所需方向转向。
[0116] 在本发明的一个实施例中，这种方向盘TSSS可以与SBW系统连接并且更加特别地 可以与SBW控制器或者电子控制单元相连，使得由SBW系统收集的方向盘角度和旋转数据可 以被传达到该方向盘TSSS，使得当检测到特定方向盘旋转和/或方向盘角度变化或者模式 时自主接合的转向信号致动器可以脱离接合。
[0117] 当机动车辆已经修改以包括本发明的系统和设备时，以下示例阐释了本发明的改 动，其中，致动器40、50激活并且计算方向盘10角度和旋转的SBW系统用于使得自主接合的 转向信号致动器40、50脱离接合：
[0118] 1)致动器40、50自主接合，从而提供了自主通电的外信号灯。
[0119] 2)SBW系统判定致动器40、50接合时的方向盘10的旋转和角度；
[0120] 3)如果致动器40、50在方向盘10处于大体中心位置时接合，则在方向盘10沿着与 接合的致动器40、50相同的方向转动至最小预设角度然后返回到大体中心之后信号将脱离 接合。例如，如果方向盘10在右致动器40接合时位于大体中心处，则方向盘10必须首先向右 旋转至最小预设角度，并且必须继而针对自主接合的致动器40旋转至大体中心以脱离接 合。这种最小预设角度为大约45度。
[0121] 4)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大体中心的最小预设角度时接合并 且致动器40、50的方向和方向盘10的旋转二者处于相同的方向，则当方向盘10抵达中心位 置时信号将脱离接合。例如，如果方向盘10在左致动器40接合时向左旋转至最小预设角度， 则当方向盘10旋转至大体中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设角度为大 约45度。
[0122] 5)如果致动器40、50在方向盘10旋转至不同于大体中心的最小预设角度时接合并 且致动器40、50的方向与方向盘10的旋转方向相反，则当方向盘10已经沿着致动器40、50的 方向旋转至预设最小角度并且越过中心继而返回到中心时信号将脱离接合。例如，如果方 向盘10在左致动器50自主接合时向右旋转至最小预设角度，则当方向盘10首先向左转动至 最小角度继而旋转至中心时自主接合的致动器50将脱离接合。这种最小预设旋转角可以为 大约45度。
[0123] 上述最小预设旋转角可以是大约45度或者是足以区分这种角度与大体中心位置 的另一角度。
[0124] 与车道位置检测系统的连接
[0125] 本发明的实施例提供了本发明的转向信号系统和车道检测系统之间的连接，以使 得自主接合的转向信号脱离接合又不会导致变道。需要驾驶员给出预期转向信号的多种转 向情况并不总是会导致变道，例如，离开高速路的情况。除了驾驶员执行转向而又没有变道 的其它情况，离开和进入高速公路也是常见情况，在该常见情况中，转向所需的方向盘旋转 角度不足以在方向盘返回到中心之后取消接合的转向信号灯操作杆。许多道路出口和入口 均遵循渐进螺旋形、半螺旋形、曲线或者对角形路径，所述路径设计成具有非常小的转向 角，以便向驾驶员提供从一条道路过渡到下一条道路的最安全并且急剧转变最小的过渡。
[0126] 这些情况还突出了传统转向信号操作杆的功能上的缺点。具体地，微小的转向角 通常不足以在方向盘已经返回到中心之后取消接合的转向信号。这种情况在需要转向信号 之后车辆的转向信号仍然保持从而将不准确的信息传递给其它驾驶员时是常见危害。这些 情况还需要驾驶员从方向盘移除他的/她的手或者改变他们的握持方式以取消进行中的信 号。这种要求再次降低了由两只手放在方向盘驾驶所实现的优化控制。因此重要的是提供 了一种系统，所述系统用于即使在这种转向没有导致变道以及在转向角度非常小的情况中 也能通过检测何时已经完成转向使自主接合的转向信号脱离接合。
[0127] 在本发明的实施例中，LH)型系统与这种转向信号系统连接，使得两个系统可以沟 通信息，所述LH)型系统能够判定道路是笔直的还是弯曲的。在这个实施例中，一旦已经自 主接合转向信号，则即使没有发生变道，当Lro系统已经检测到车辆已经完成转向时控制器 60也将使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0128] 例如，如果当LH)系统已经判定车辆正大体沿直线行驶时转向信号自主接合，则系 统将在LH)系统检测到车辆沿着与转向信号相同的方向转向一特定程度并且随后返回到直 线进程一预设持续时间之后使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0129] 在另一个示例中，如果当车辆已经转弯行驶时转向型号灯自主接合，则系统将在 车辆沿着与转向信号相同的方向行驶并且返回到直线行驶进程一预设时间之后使得信号 灯脱离接合。
[0130] 在另一个示例中，如果转向信号沿着与行驶转向相反的方向自主接合，则系统将 在车辆沿着转向信号的方向转向并且继而返回到直线行驶进程一预设持续时间之后使得 转向信号脱离接合。
[0131] 与车道偏离警报系统的连接
[0132] 本发明的实施例提供了本发明的转向信号系统和LPD以及车道偏离警报系统 ("LDWS"）之间的连接。这种连接的益处是改进当这种系统与传统杆型转向信号操作杆连接 时发生的缺陷。如上所述，LH)和LDWS通常用于检测车辆在车道内的相对位置或者道路上的 路径，并且还用于在检测到非预期偏离车道的情况下对驾驶员发出警报。这种系统的一个 明显的共同特征是根据驾驶员是否在转向之前或者在某些情况中在转向期间接合转向信 号而将车道偏离视为"非预期"或者"预期"。通常，当转向信号接合时，LDWS进入休止状态， 所述休止状态持续直到转向信号脱离接合为止。在这种状态中，LDWS不向驾驶员提供任何 警报、警示或者矫正措施。
[0133] 这种LDWS的一个明显的重要缺点是它们受转向信号支配发挥功能。具体地，如果 转向信号未能在已经完成变道之后取消(这屡见不鲜），则LDWS将在其被需要以便向驾驶员 安全地提供必要警告之后再一次保持静止。传统转向信号操作杆的功能和其众所周知的不 精确以及缺陷减损了诸如LH)和LDWS的创新性安全增强系统的完整影响。
[0134] 因此有利的是，提供转向信号系统和设备，所述转向信号系统和设备在与LDWS连 接时将在已经检测到转向或者变道之后使得自主接合的转向信号脱离接合，以便以最早的 可行时间间隔恢复这种LDWS的安全功能，并且还避免发生在已经完成变道或者转向之后转 向信号保持疏忽地接合的情况。本发明的接口系统通过使得LDWS在已经检测到变道之后使 得转向信号脱离接合并且由此使得LDWS在最早可能的时刻恢复到激活状态来提供针对所 述问题的补救措施。
[0135] 在此描述的实施例提供了这样的非限制性示例，即，本发明的转向信号系统可如 何与LH)和LDWS连接以在已经完成转向或者变道之后使得本发明的自主接合的转向信号脱 离接合，以便提供再次激活的LDWS，所述LDWS不存在传统转向信号操作操作杆的不精确性。 [0136] 方向盘角度和/或旋转传感器系统的连接
[0137] 在其它实施例中，本发明的转向信号系统与LPD系统和方向盘角度和旋转传感器 系统同时连接，以在Lro系统未能检测到变道或者转向的情况下利用方向盘角度和旋转传 感器系统使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0138] 如在此所述，LH)系统和LDWS的优势是提供了安全效益和用于检测车辆在道路上 的位置的器件。然而，这种系统并非尽善尽美并且可能不能总能够判定是否已经变道或者 开始或者完成转向。Lro和LDWS通常基于道路标志判定车辆车道位置。诸如刷漆车道标志的 道路标志可以具有这样程度的不同，即，有时这种基于视觉的系统不能准确判定车道的边 界。例如，汽车可能离开具有清晰标志的车道而进入具有模糊标志的车道，这可能防止LPD 系统准确判定是否已经执行了变道。这种系统如果面临包括例如阳光直射到系统的照相机 的多种不同类型的天气情况则还可能误判道路。如果车道位置检测型系统与本发明的TSSS 连接并且还用于通过如在此所述的实施例阐释的那样判定何时已经完成变道或者转向，则 因此有利的是组合这种系统与SWARS系统来检测在LH)系统未能准确判定是否已经执行变 道或者转向时何时已经完成转向。
[0139] 在以下示例中阐释了一些非限制性示例，所述非限制性示例是关于LPD系统和 SWARS系统如何与本发明的TSSS配合地连接，以便即使在LH)系统未能准确评估道路的情况 时在已经完成转向之后也能使得自主接合的转向信号脱离接合。
[0140] 对于LH)系统比SAARS系统更加准确地评估道路 和车辆的行驶路径的情况而言，如 果Lro系统判定其正在获得必要信息以评估车辆在车道内的位置、车道线、转向或者车辆的 整个行驶路径，则由Lro系统而非由SWARS系统作出使得自主接合的转向信号脱离接合的判 定。
[0141] 在本发明的一个实施例中，如果LDP系统判定其未正在获得评估车辆在车道内的 位置、车道线、转向或者车辆的整个行驶路径的必要信息，则将遵从SWARS系统判定使得自 主接合的转向信号脱离接合。
[0142] 在其它实施例中，控制部件之间的关系可以构造成使得允许SWARS系统在其判定 已经转向并且方向盘10已经返回到大体中心一典型地足以允许LH)系统用车轮直线评估车 辆行驶路径但是其却未能这样做的预设持续时间之后使得自主接合的转向信号脱离接合。 在这种情况中，因为SWARS已经检测到转向并且继而检测到方向盘10已经恢复到大体中心 但是Lro系统未能使得自主接合的转向信号脱离接合，所以SWARS系统将施以控制。
[0143] 在上述构造中，因此即使在LPD系统没有显示其具有不足的道路信息但是确实不 具有准确地评估道路的足够的信息时的情况中，SWARS系统也能够使得自主接合的转向信 号脱离接合。例如，如果LPD系统典型地能够判定车辆是否在离开车道之后5秒内已经成功 进入到新车道，但是在5秒内未能这样做，并且SWARS系统判定已经完成转向并且方向盘10 已经旋转至大约中心一 10秒的持续时间，则SWARS系统将使得自主接合的转向信号脱离接 合。这种类型的构造因此在SWARS系统使得自主接合的转向信号脱离接合之前如SWARS系统 评估的那样在任何转向已经完成之后设定10秒的时间限制。
[0144] 前述实施例提供了LPD系统和SWARS系统如何构造成使得自主接合的转向信号脱 离接合的非限制性示例和如何对每个系统赋予实施这样做的优先权的其它示例。
[0145] 参照表格1，TSSS基于从连接的SWARS系统接收到的输出判定使得自主接合的转向 信号脱离接合。
[0146] SWARS系统通常被理解为这样的类型系统，所述系统能够评估方向盘转动位置变 化并且将数据输出到包括TSSS的其它部件。
[0147] 表格 1
[0148]
[0149]参照表格2，TSSS基于从连接的LH)系统接收到的输出判定使得自主接合的转向信 号致动器脱离接合。
[0150] LPD系统通常被理解为这样的类型系统，所述系统能够评估道路上的车辆路径和 车道内的位置以及将数据输出到其它部件。
[0151] 表格 2
[0152]
[0153] 参照表格3，TSSS基于从配合地构造的相连的LPD系统和SWARS接收到的输出判定 使得自主接合的转向信号致动器脱离接合。
[0154] 表格3还代表这样的构造，在所述构造中，在LPD系统具有作出必要道路判定的所 需信息的条件下，相对于SWARS，TSSS将优先从LPD系统输出。
[0155] 表格3还代表这样的构造，在所述构造中，自主接合的转向信号致动器能够一直因 SWARS输出而脱离接合。
[0156]
[0157] 参照表格4，LDWS基于从TSSS和LH)系统接收到的输出决定激活和停用。
[0158] LDWS通常被理解是这样的系统，所述系统可以在经由来自连接的LH)系统的输出 而检测到不安全驾驶行为或者未预期变道的情况下经由声音、视觉和触觉刺激警告驾驶 员。
[0159] 表格 4
[0160]
[0161]
[0162] 在又一个实施例中，在初始激活致动器40和50时，诸如安装在机动车辆上的液晶 显示屏（"LCD"）的显示屏(未示出）可以显示"始终接通"的可选选项。在机动车辆中使用IXD 是众所周知的。这种机动车辆的LCD由车载计算机驱动。在本实施例中，控制器60能够与车 载计算机相连，或者替代地，控制器60可以是车载计算机的一个部件，所述部件可以是硬连 接的部件，或者是被编程的部件以使得车载计算机被编程为实现控制器60的功能，或者所 述部件可以硬连接的部件和被编程的部件这两种构造的组合。如果响应于关于是选择还是 拒绝"始终接通"的选项的询问，机动车辆操作者例如输入"是"，则"始终接通"选项的选择 被存储在车载计算机的电子存储装置中或者存储在附接到车载计算机的数字存储装置中， 使得以后每次机动车辆启动时，致动器40和50都被激活，直到改变设置为止。
[0163] 在其它实施例中，本发明的系统和设备可以用于控制机动车辆的除了转向信号之 外的其它设备部件。本发明的这些实施例旨在允许驾驶员在操作车辆部件的同时保持四指 握持方向盘。这些部件可以包括但不局限于气候控制、访问和控制机动车辆的声音系统或 者连接的装置、访问和使用机动车辆的导航系统、访问和使用机动车辆的移动电话、打开和 关闭机动车辆的BUJETOOTH?系统、访问互联网以及使机动车辆的变速箱换挡。本 领域普通技术人员将能够认识到能够由本发明的控制系统设备控制的其它部件。
[0164] 在一个实施例中，参照图13,致动器40和50用作与控制器60的处理器70的计算机-驾驶员接口，所述致动器40和50共同用于允许对机动车辆的变速箱250进行拨片换挡和拇 指换挡。因此，本实施例提供了一种集成式机动车辆拇指换挡系统。对于用于拇指换挡的致 动器40和50而言，控制器60将电信号发送到系统控制器260,所述系统控制器260又将致使 变速箱250改变档位。系统控制器260可以是机电型的或者液力机械型的，并且是本领域中 众所周知的用于操作拨片换挡式变速箱的类型的控制器。美国专利No.7,892，143('143专 利"）中描述了一种这样的系统。' 143专利还描述了一种完整的拨片换挡系统，其包括适于 与本发明一起使用的控制器、变速箱和离合器。如本领域普通技术人员周知的那样，系统控 制器260将操作切换变速齿轮所需的那些辅助系统，包括变速箱自身和离合器(未示出）。离 合器可以是本领域中已知的包括电离合器的多种不同类型的离合器中的一种。
[0165] 给出了一种如何对控制器60进行编程以允许将致动器40和50用作拇指换挡器的 非限制性示例。在机动车辆的变速箱处于驱动位置并且同时致动器40和50两者被同时压下 一预设持续时间时，可以启动拇指换挡功能。右致动器40将控制通过齿轮进行的升档，即， 从例如第一档的低速档变换为例如第二档的高速档，而左致动器50将控制通过齿轮进行的 从高速档变换至低速档的降档。同时按压致动器40和50两者一预定持续时间将致使控制器 60将变速箱切换至空档位置。在另一个实施例中，同时按压致动器40和50两者并且与此同 时还压下机动车辆的制动踏板将使得变速箱置于空档位置。如本领域普通技术人员将理解 的那样，通过由车载计算机计算出的车辆的RPM (每分钟转数)和/或机动车辆的速度来确定 通过升档或者降档来选择变速齿轮并离开空档位置，使得换档不会损坏机动车辆的发动 机，并且将处于对应于基于发动机每分钟转速的最优动力带的档位。通过同时压下致动器 40和50预设时间（其显著长于致使变速箱切换到空档的持续时间）来停用致动器40和50。一 旦致动器40和50停止用作拇指换档器之后，变速箱的控制将返回到原来的自动变速状态。
[0166] 图14图解了本发明的一个实施例的电路逻辑，在所述电路逻辑中，致动器40和50 为机动车辆提供拇指换档功能。在这个实施例中，当致动器40被压下时，致动器40处于闭合 位置并且致动器40与控制器60形成闭合电路。类似地，当致动器50被压下时，致动器50与控 制器60形成闭合电路。如果致动器40和50两者都被压下，则控制器60经由计时器90(图13中 示出）测量致动器40和50中的每一个被压下的时间。如果测量到的时间在预设激活阈值时 间范围内，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到的时间在预设激活阈值时间范围之 外，则控制器60不激活致动器40、50。预设激活阈值时间范围能够变化并且被编程到图13示 出的存储装置100中，使得控制器60中的图13所示的逻辑电路80激活致动器40、50。一旦被 激活，致动器40和50就可以用作拇指换档器，并且控制器60经由计时器90(图13中所示）测 量致动器40和50中的每一个被压下的时间。在这个示例中，存在两个预设阈值时间范围：上 述第一预设阈值时间范围，其确定致动器40、50是否将被激活;和预设空档时间范围。预设 阈值时间范围将根据致动器40和50待实施的功能而变化。例如，为了将致动器40和50激活 为拇指换档器，致动器40和50将被压下优选地1至2秒的持续时间，尽管这个持续时间可以 在约0.1秒至1秒之间变化或者在0.5秒至约5秒之间变化。在致动器40和50已经被激活之 后，当同时压下致动器40和50、释放致动器40和50并且随后再次压下致动器40和50介于某 一时间范围（例如约0.1秒至约1秒）内的持续时间时，致动器40和50将用信号通知控制器60 系统控制器260将把变速箱250置于空档档位。当本发明的这个示例中的致动器40被激活 时，单独压下致动器40导致控制器60向系统控制器260发送信号，以操作机动车辆的变速箱 并且将变速箱切换到更高的档位。当本实施例的这个示例中的致动器50被激活时，单独压 下致动器50将导致控制器60向系统控制器260发送信号，以操作机动车辆的离合器并且将 变速箱切换到更低的档位。
[0167] 还可以进一步改变本发明的如图13所示的将致动器40、50用作拇指换档器的实施 例，使得致动器40、50可以用于实施本领域普通技术人员将理解的传统换档器的多种功能。 给出了下面的非限制性示例(示例1至6)，以进一步说明这些改变。
[0168] 示例 1
[0169] 激活致动器40、50。当机动车辆已经被更改为包括本发明的系统和设备时，在机动 车辆的点火开关(未示出）接通并且机动车辆的变速箱250处于空档或停车位置时，可以激 活致动器40、50。然后，机动车辆的操作者可以通过同时压下致动器40和50-处于预设阈值 时间范围内的时间来激活致动器40和50。替代地，当机动车辆的点火开关接通并且机动车 辆停止(变速箱250处于驱动位置并且机动车辆操作者制动机动车辆的刹车装置)时，同时 压下致动器40和50将立即激活致动器40和50。如进一步描述的那样，一旦致动器40和50被 激活，压下致动器40将致使变速箱250从停车档位升档至例如第一档，而压下致动器50将致 使变速箱250例如从停车档位降档至例如倒车档位。在本发明的有一个改变中，在机动车辆 正在行驶的同时压下致动器40、50将立即在变速箱250在激活致动器40、50时所处的对应档 位上激活致动器40、50。
[0170] 示例2
[0171] 操作致动器40、50。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设备时，以下示例说 明了本发明的修改，在所述修改中，致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，在这 个修改中：
[0172] 1)压下致动器40将致使变速箱250升档(例如从一档至二档）；
[0173] 2)压下致动器50将致使变速箱250降档(例如从二档至一档）；
[0174] 3)压下致动器40和50两者第一预设阈值持续时间或时间范围将致使变速箱250换 档为空档位置;和
[0175] 4)压下致动器40和50两者比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续时间 将关闭致动器40和50。
[0176] 示例3
[0177] 操作致动器40、50-其它修改。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设备时， 以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出）被接通，致动 器40和50被激活并被随后用作拇指换档器，以将机动车辆的变速箱250置于空档档位或者 停车档位。在这个修改中：
[0178] 1)同时压下致动器40和50两者第一预设阈值时间范围或者持续时间将使变速箱 250处于空档档位；
[0179] 2)继续同时压下致动器40、50比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续时 间将致使变速箱250处于停车档位(在机动车辆没有完全停止的任何时候均不能接合变速 箱250的停车档位）；
[0180] 3)在如在步骤2)中所述的那样机动车辆已经处于停车档位的情况下，释放致动器 40、50两者，然后同时压下致动器40、50两者第一预设阈值持续时间将致使变速箱250换档 到空档;和
[0181] 4)继续同时压下致动器40和50比第一预设阈值持续时间和第二预设阈值持续时 间都长的第三预设阈值持续时间将停用或关闭致动器40、50。
[0182] 示例4
[0183] 使用致动器40、50使机动车辆向前行驶。在机动车辆被更改为包括本发明的系统 和设备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出）接 通，并且致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，以使机动车辆的变速箱250从停 车档位或空档档位移动到前进档位。在这个修改中：
[0184] 1)压下致动器40将把变速箱250置于一档，并且汽车将向前运动;和
[0185] 2)在本修改的替代实施例中，在压下机动车辆的制动踏板的同时压下致动器40将 把变速箱250置于一档，并且机动车辆将不会向前运动，直到释放制动踏板为止。
[0186] 示例5
[0187] 使用致动器40、50使机动车辆倒车。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和设 备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关（未示出）被接 通，致动器40和50被激活并且随后被用作拇指换档器，以使机动车辆的变速箱250从停车档 位或者空档档位移动到倒挡。在这个修改中：
[0188] 1)当机动车辆停止时并且变速箱250处于空档档位或者处于停车档位时，通过压 下致动器50能够立即接合变速箱250的倒车档位;和
[0189] 2)在这个修改的另一个实施例中，当机动车辆停止在空档档位或者停止档位并且 机动车辆的制动踏板被压下时，通过压下致动器50可以接合变速箱250的倒车档位。
[0190] 示例6
[0191] 在机动车辆倒车时使用致动器40、50。在机动车辆被更改为包括本发明的系统和 设备时，以下示例说明了本发明的修改，在所述修改中，机动车辆的点火开关(未示出)被接 通，致动器40和50被激活并且随后用作拇指换档器，以将机动车辆的变速箱250从倒车档位 移动到停车档位、空档档位或者前进档位。在这个修改中：
[0192] 1)在机动车辆的变速箱处于倒车档位并且机动车辆向后运动时，同时压下致动器 40、50将立即接合变速箱250的空档档位;和
[0193] 2)在机动车辆的变速箱处于倒档档位并且机动车辆停止时，在压下致动器40、50 如上所述的第一预设阈值持续时间的情况下，同时压下致动器40、50将接合变速箱的空档 档位，或者替代地，同时压下致动器40、50比第一预设阈值持续时间长的第二预设阈值持续 时间将把变速箱250置于停车档位;和
[0194] 3)在变速箱250处于倒车档位并且机动车辆停止时，压下致动器40将把变速箱250 置于一档。
[0195] 在另一个实施例中，如图15所示，控制器60连接到接口控制器360，所述接口控制 器360为车辆固有并且控制对机动车辆上的可用设备部件340和设备部件功能的选择，并且 提供了一种集成式机动车辆设备部件控制系统。例如，接口控制器360可以是计算机-驾驶 员接口，例如BMW IDRIV系统E。通过图15中的设备部件340图解的IDRIVE系统和大多数汽车 制造商以某种形式提供的类似系统使得操作者能够控制机动车辆中的多种设备部件(例如 气候控制系统、声音系统、导航系统、移动电话、蓝牙装置和用于访问互联网的系统以及机 动车辆的转向信号）的设置和操作。可用的设备部件以及它们的功能可以显示在显示屏380 (其通常位于机动车辆的前围板的面对前座乘客的中间位置)或者小屏幕(其位于驾驶员仪 表盘并且位于面对驾驶员的速度计和转速计之间）或者平视显示器(HUD)(其投射在驾驶员 前方的挡风玻璃上）或者这些显示装置的组合。在这个实施例中，接口控制器360可以被编 程，以允许操作者向致动器40或致动器50(包括机动车辆的转向信号）分配指定功能，并且 能够通过使用车辆固有的系统选择器实施功能选择，所述系统选择器例如是转盘、鼠标、控 制杆或者整合到显示屏380中的触摸屏能力。这种系统选择器功能广泛用在市售的包括乘 用车的机动车辆上，并且因此本领域普通技术人员将理解这种系统选择器功能。
[0196] 作为图15中示出的本发明的实施例的一个示例，接口控制器360将被编程，以允许 操作者将特定功能分配给致动器40或50,并且这个程序将存储在存储装置（图15中的100) 中，并且能够根据本发明的方法控制在致动器40和50被激活之后操作致动器40和50将影响 哪个设备部件或功能。通过使用车辆固有的系统选择器(例如转盘、鼠标、控制杆或者整合 到显示屏380中的触摸屏能力)来实施设备部件的功能选择。替代地，控制器60能够被编程， 以实施如上所述的接口控制器360的功能。在通过启动发动机或通过在不启动发动机的情 况下接通车辆电源来启动机动车辆时，机动车辆操作者同时压下致动器40和50两者预设持 续时间的第一时间间隔，将提供激活的致动器40、50。在不释放致动器40和50的情况下，机 动车辆操作者继续压下致动器40和50两者额外的预设持续时间的第二时间间隔（其比第一 时间间隔长）。为了方便起见，在第一和第二时间间隔期间，能够从机动车辆中的扬声器发 出声音信号，以通知机动车辆的操作者致动器40和50已经压下了适当的预设持续时间。在 致动器40和50已经被压下预设第二时间间隔之后，经由控制器(60)将信号发送至接口控制 器360,从而致使接口控制器360进入为致动器40和50分配待操作的设备部件和功能的模 式。接口控制器360已经进入用于为致动器40和50分配待操作的设备部件和功能的模式可 以伴随有声音信号和/或显示屏380上的显示内容。然后，机动车辆的操作者可以利用车辆 固有的连接到控制器360并且任选地连接到控制器60的选择器来切换或者滚动车辆的可用 设备部件和功能。选择机动车辆设备部件和功能的处理步骤可以显示在显示屏380上。在机 动车辆的操作者通过例如突出显示所述显示屏380上的选项然后进入显示屏380上的所述 选项来选择期望的设备部件或者功能之后，机动车辆操作者可以压下致动器40、50中的一 个一预设持续时间，这将对应的致动器分配给被突出显示的功能。分配致动器40或者50可 以伴随有声音信号和/或显示在显示屏380上的内容，从而提示机动车辆的操作者已经成功 进行了分配。应当指出的是，即使致动器40、50没有被激活，也可以经由接口控制器360和显 示屏380来将设备部件或者功能分配给致动器40、50。在本发明的这种修改中，选择将被存 储在机动车辆的车载计算机存储装置中，直到例如致动器40、50被激活的时间为止。在另一 个实施例中，与机动车辆的车载计算机一起使用的接口控制器360和显示屏380或者其它输 入/输出装置可以用于激活/停用致动器40、50。
[0197] 在本发明的其它实施例中，同时或者单独地压下致动器40和50的持续时间可以对 应于功能，这些功能取决于何种类型的设备部件和功能被分配给致动器。例如，当致动器 40、50被分配成控制机动车辆的声音系统时，例如暂停、下一曲目、上一曲目、倒回或者快进 的不同命令可以对应于压下致动器40和/或50-较短的持续时间、多个较短的持续时间、长 持续时间或者这些持续时间的任意组合。如本领域普通技术人员容易理解的那样，众所周 知的是这些控制功能可以与IPOD耳机一起使用，例如与远程连接到耳机右耳线(ear wire) 的IPOD-起使用。
[0198] 在使用图16中示出的本发明的致动器40和50的另一个实施例中，用于致动器40和 50的两种激活设置是可行的：（1)致动器40和50要求在每次机动车辆发动时均进行致动器 激活;或(2)致动器40和50-旦被激活之后，在机动车辆的发动机运转时就一直处于激活状 态。这个实施例中的控制器60是可编程的控制器，或者替代地是由计算机实现的装置，其允 许对致动器40和50的接通/断开状态进行编程。因此，如果两个致动器40和50都被压下，则 控制器60经由计时器90(图15中示出）测量致动器40和致动器50中的每一个被压下的时间。 控制器60可以被预先编程为具有两个阈值时间范围，例如第一阈值时间范围和第二阈值时 间范围，使得通过同时压下致动器40和50-在第一阈值时间范围（例如1至2秒）内的时间将 仅在机动车辆的发动机运转的时间段内激活致动器40和50。在这种情况下，在每次机动车 辆启动时，均需要按照上述方式激活致动器40和50。然而，如果致动器40和50被同时压下并 且保持压下经过第一阈值时间范围并且持续在第二阈值时间范围内或大于第二阈值时间 范围（例如3至5秒）的时间，则致动器40和50始终打开，这时因为当机动车辆的发动机运转 时致动器40和50始终处于激活状态。如果测量到的时间处于第一或者第二阈值时间范围 内，则控制器60激活致动器40、50。如果测量到的时间小于第一阈值时间范围，则控制器60 不激活致动器40、50。预设阈值时间范围能够变化并且可以被编程到图15中示出的存储装 置100中，使得控制器60中的图15所示的逻辑电路80激活致动器40、50。预设阈值时间范围 可以是从约0.1秒至约5秒。优选的是，第一预设阈值时间范围为约0.1至2秒，并且第二预设 阈值时间范围大于第一预设阈值时间范围。当被激活时，压下致动器40致使接口控制器360 启动设备部件340的一个功能，而压下激活的致动器50将致使接口控制器360启动设备部件 340的一个不同的功能。例如，如本领域普通技术人员能够理解的那样，本发明的系统和设 备可以被编程为使得压下致动器40将致使控制器60向接口控制器360发送信号以打开机动 车辆的光盘播放器，而压下致动器50将致使控制器60向接口控制器360发送信号以关闭机 动车辆的光盘播放器。本领域普通技术人员可以修改这个实施例的其它变形方案和替代方 案。选择机动车辆的设备部件和功能的处理的步骤可以显示在显示屏380上。在机动车辆的 操作者通过例如突出显示所述显示屏380上的选项然后进入显示屏380上的所述选项来选 择期望的设备部件或者功能之后，机动车辆的操作者随后能够压下致动器40、50中的一个 预设持续时间，这将对应的致动器分配给被突出显示的功能。致动器40或者50的分配可以 伴随有声音信号和/或显示屏380上的显示内容，以提示机动车辆操作者分配已经成功。
[0199] 在另一个实施例中，图12(图12a和图12b)中图解的逻辑图可以适于操作机动车辆 的设备部件(未示出），使得机动车辆部件的功能替换图12中示出的"左信号灯打开"和"右 信号灯打开"的功能。参照图12,用于这个实施例的致动器40和致动器50分别由开关阵列 140、150构成，每个开关阵列140、150均包括多个开关160。开关160是常开(断开)的，在被压 下或者被选择时闭合(接通），并且在被取消选择时返回到打开(断开）。每个开关160都连接 到控制器60,使得控制器60可以感测开关160什么时候处于打开位置或者闭合位置。在典型 操作中，开关160断开和闭合开关160和控制器60之间的电路。如果仅与拇指图案相对应的 开关160被压下，则控制器60将认为致动器40、50被"接通"。然而，如果与比拇指大小的图案 大的图案相对应的开关160被压下，将认为致动器40、50被"断开"。控制器60被编程，以确定 什么时候与拇指大小的图案相对应的开关160被压下。因此，在完全四指握持方向盘10的情 况下，根据驾驶员将他或她的手放在方向盘上的位置，被压下的开关160的图案的尺寸可能 会超过拇指压下致动器40、50时的拇指大小的图案的尺寸。在这种情况下，控制器60不激活 致动器40、50，并且控制器60认为致动器40、50处于"断开"位置。然而，如果随后将拇指放在 致动器40、50上，则控制器60记录与拇指大小的图案相对应的开关已经被压下，并且如果致 动器40、50被压下一至少预设阈值时间，则控制器60将激活致动器40、50。当控制器60激活 致动器40、50时，可以压下致动器40或致动器50，以启动机动车辆的设备部件(未示出）的对 应功能。如果控制器60还没有激活致动器40、50,则压下致动器40或50不会启动机动车辆的 设备部件(未示出）的对应功能。
[0200] 机动车辆中的"不用手"的控制的出现主要是响应保持机动车辆操作者的手位于 方向盘上的要求。可能存在多种驾驶员希望保密的命令。在本发明的另一个实施例中，在控 制器60被编程为在以预编程的顺序压下致动器40和/50时向911发送求救信号的情况下，机 动车辆的操作者可以使用致动器40和/或50来秘密地向911发送求救信号，而同时看起来似 乎好像只是用双手来驾驶汽车。在装配有GPS系统的车辆中，求救信号还能够向警察发送实 时位置，并且还可以激活汽车中的隐藏的摄像机，以捕获犯罪者的图像或者视频图像。
[0201] 本发明的实施例可以适于应用在汽车中，以操作转向信号、控制前灯的远光灯功 能、控制雾灯、操作汽车的声音和/或娱乐系统、操作汽车的移动电话、操作 RUJ ETOOT H?系统、操作汽车的导航系统、操作汽车的后座DVD播放器、操作连接到 汽车娱乐系统的IP0D、操作窗户/遮阳蓬控制器、操作泊车辅助摄像头、和访问和操作汽车 的夜视。本发明的实施例还可以适于应用在军用车辆中，例如用在HUMVEE、JEEP和卡车中。 将致动器集成到车辆方向盘中的这里系统和设备能够使得军用汽车操作者操作无线电、发 送求救信号、操作车辆导航系统、操作车辆的灯或者操作车辆的武器系统。单独的军用车辆 操作者能够例如使用致动器50旋转炮塔机枪，使用致动器40来用炮塔机枪射击，并始终保 持牢固握持车辆方向盘。本发明的实施例还可以适于用在工业或者农业车辆、船舶、消防 车、救护车、装甲车、警车、全地形车和高尔夫球车上。
[0202]因此，显而易见的是，根据本发明，已经提供了转向信号激活开关和系统以及用于 操作车辆部件的车辆控制系统和设备，它们分别集成到方向盘的轮缘上，并充分实现了上 述目的、宗旨和优势。
[0203]虽然已经接合本发明的特定实施例描述了本发明，但是显而易见的是，鉴于上述 描述，许多替代方案、修改方案和变形方案对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。因 此，本发明不受上述描述的限制。相反，本发明包括在所附权利要求的精神和范围内阐释的 所有替代方案、修改方案和变形方案。
【主权项】
1. 一种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器以及所述右致动器； 传感器系统，所述传感器系统选自由方向盘旋转传感器系统、车道位置检测系统、车道 偏离警报系统、方向盘角度传感器系统、电子稳定性控制系统、防抱死制动系统、线控转向 系统、主动转向系统和动力转向系统构成的组，所述传感器系统连接到所述控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。2. 根据权利要求1所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。3. 根据权利要求1所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。4. 一种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器以及所述右致动器； 传感器系统，所述传感器系统连接到所述控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。5. 根据权利要求4所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。6. 根据权利要求4所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。7. -种用于与具有环形圈的机动车辆方向盘和机动车辆设备部件一起使用的集成转 向信号致动系统，所述环形圈具有蒙皮，所述机动车辆设备部件具有多种功能，所述集成转 向信号致动系统包括： 左致动器，所述左致动器进一步包括开关阵列，所述左致动器附接到方向盘环形圈上， 其中，所述左致动器的一个端部朝向所述环形圈上的9点钟位置，所述左致动器的相反的端 部朝向所述环形圈上的12点钟位置，所述左致动器被蒙皮覆盖； 右致动器，所述右致动器进一步包括开关阵列，所述右致动器附接到方向盘环形圈上， 所述右致动器的一个端部朝向所述环形圈上的3点钟位置，所述右致动器的相反的端部朝 向所述环形圈上的12点钟位置，所述右致动器被蒙皮覆盖； 控制器，所述控制器连接到所述左致动器及所述右致动器，所述控制器还连接到系统 控制器，所述系统控制器适于激活至少第一功能和第二功能； 传感器系统，所述传感器系统连接到所述控制器和所述系统控制器； 其中，所述左致动器和所述右致动器不重叠； 其中，所述控制器在所述左致动器和所述右致动器被同时下压并保持预设阈值时间时 激活所述左致动器和所述右致动器，从而提供激活的左致动器和激活的右致动器； 其中，当激活的左致动器被压下时第一功能被激活； 其中，当激活的右致动器被压下时第二功能被激活;并且 其中，经由来自所述传感器系统的信号终止被激活的功能。8. 根据权利要求7所述的集成转向信号致动系统，其中，所述控制器在所述左致动器和 所述右致动器中的每一个致动器的开关阵列中的开关的拇指大小的图案被同时压下时激 活所述左致动器和所述右致动器。9. 根据权利要求7所述的集成转向信号致动系统，其中，所述集成转向信号致动系统安 装在机动车辆上，所述机动车辆选自由汽车、四轮驱动的机动车、卡车、机动化农业机械、军 事车辆、船舶、越野车和高尔夫球车构成的组。
【专利摘要】本发明提供了一种将机动车辆部件操作集成到位于机动车辆方向盘的轮缘中的致动器中的系统。本发明的系统的两个致动器中的右手致动器位于方向盘的由3点钟位置和12点钟位置限定的弧形分段中而左手致动器位于由9点钟位置和12点钟位置限定的弧形分段中。致动器可以与传统柄开关或者与车载计算机相连的控制装置并行操作并且仅仅在被激活继而被下压时操作机动车辆部件。
【IPC分类】B60Q1/34
【公开号】CN105555609
【申请号】CN201480051276
【发明人】A·S·哥伦布
【申请人】哥伦布商业公司有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】CA2923130A1, EP3046806A1, WO2015041864A1...
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