一种电动四向调节转向管柱机构及其调节方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动四向调节转向管柱机构及其调节方法，该机构包括管柱总成、摆动管总成、转向柱支架、转向柱总成、位移电机、位移传感器、位移蜗轮蜗杆减速机、位移蜗杆座、角度电机、角度传感器、角度蜗轮蜗杆减速机、角度蜗杆座、控制器及调节按钮；本发明通过位移电机带动管柱总成与摆动管总成滑动实现转向管柱前、后方向调节，通过角度电机带动摆动管总成与转向柱支架转动实现转向管柱上、下方向调节，采用位移及角度蜗轮蜗杆减速机实现调节扭矩传递，由于蜗杆本身制锁效果，替换了手动调节转向管柱中的锁止机构，有效减化了转向管柱机构结构复杂程度，本发明结构简单，占用空间小，操作方便，调节功能突出，提升了车辆的安全性和可靠性。
【专利说明】
一种电动四向调节转向管柱机构及其调节方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车转向柱，尤其涉及一种电动四向调节转向管柱机构及其调节方法。
【背景技术】
[0002]随着我国汽车工业的不断发展和汽车质量的不断提高，人们对汽车零部件的性能要求也越来越高，而汽车转向管柱总成作为连接方向盘和转向器的部件，其作用不仅仅传递扭矩，目前汽车为了保证驾驶员的安全，同时也为了更加舒适、可靠地操纵转向，通常要求转向操纵机构上使用可靠性、安全的调节装置，及可调式转向柱管。以满足驾驶员不同的驾驶姿势和身材对转向盘的最佳操纵位置，以及驾驶员对方便进、出驾驶座位要求。
[0003]目前国内四向可调式转向管柱大多采用带机械锁止机构的手动调节装置，但存在结构复杂，零部件加工精度要求较高，安装占用空间大，锁止机构保持力有限，疲劳磨损较快等问题，同时驾驶员使用体验上存在操作不方便，调节性能不可靠等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种电动四向调节转向管柱机构及其调节方法。
[0005]—种电动四向调节转向管柱机构包括管柱总成、摆动管总成、转向柱支架、转向柱总成、位移电机、位移传感器、位移蜗轮蜗杆减速机、位移蜗杆座、角度电机、角度传感器、角度蜗轮蜗杆减速机、角度蜗杆座、控制器、调节按钮；
[0006]管柱总成与摆动管总成滑动连接，形成孔轴配合，位移电机与管柱总成固定，位移蜗轮蜗杆减速机与位移电机连接，位移蜗轮蜗杆减速机的位移蜗杆穿过管柱总成上固定的中间支撑座与位移蜗杆座螺纹连接，位移传感器与位移蜗杆座连接，位移蜗杆座与摆动管总成固定，
[0007]摆动管总成与转向柱支架铰连接，转向柱总成与转向柱支架铰连接，角度电机与转向柱总成固定，角度蜗轮蜗杆减速机与角度电机连接，角度蜗轮蜗杆减速机的角度蜗杆穿过转向柱总成上固定的中间支撑座与角度蜗杆座螺纹连接，角度传感器与角度蜗杆座连接，角度蜗杆座与摆动管总成铰连接，
[0008]控制器与管柱总成固定，控制器分别与位移电机、位移传感器、角度电机、角度传感器连接。
[0009]作为优选，所述的位移蜗轮蜗杆减速机的位移蜗杆中间端为光管，与位移蜗杆座连接的末端为螺纹管;所述的角度蜗轮蜗杆减速机的角度蜗杆中间端为光管，与角度蜗杆座连接的末端为螺纹管;所述管柱总成与摆动管总成配合面涂有润滑脂。
[0010]电动四向调节转向管柱机构调节方法包括以下步骤:
[0011]I)汽车启动后，位移传感器与角度传感器迅速将位置信息传送至控制器；
[0012]2)当需要方向盘往前调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器将命令传送至位移电机，位移电机启动通过位移蜗轮蜗杆减速机减速后，带动管柱总成相对于摆动管总成往前滑动，直至松开调节按钮；
[0013]3)当需要方向盘往后调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器将命令传送至位移电机，位移电机启动通过位移蜗轮蜗杆减速机减速后，带动管柱总成相对于摆动管总成往后滑动，直至松开调节按钮；
[0014]4)当需要方向盘往上调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器将命令传送至角度电机，角度电机启动通过角度蜗轮蜗杆减速机减速后，带动摆动管总成连同管柱总成一起相对于转向柱支架向上转动，直至松开调节按钮；
[0015]5)当需要方向盘往下调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器将命令传送至角度电机，角度电机启动通过角度蜗轮蜗杆减速机减速后，带动摆动管总成连同管柱总成一起相对于转向柱支架向下转动，直至松开调节按钮。
[0016]作为优选，当位移传感器/角度传感器检测到前后滑动位置/上下摆动角度达到滑动/摆动极限值时，会将信号传送至控制器，控制器识别到该信号后，将命令位移电机/角度电机停机，同时调节按钮灯亮，提醒用户。
[0017]本发明电动四向调节转向管柱机构采用电动调节，通过位移电机带动管柱总成与摆动管总成滑动实现转向管柱前、后方向调节，通过角度电机带动摆动管总成与转向柱支架转动实现转向管柱上、下方向调节，采用位移及角度蜗轮蜗杆减速机实现调节扭矩传递，由于蜗杆本身制锁效果，替换了手动调节转向管柱中的锁止机构，有效减化了转向管柱机构结构复杂程度。本发明结构简单，占用空间小，操作方便，调节功能突出，提升了驾驶车辆的安全性和可靠性。
【附图说明】
[0018]图1为电动四向调节转向管柱机构位移信号、角度信号均为零时结构示意图；
[0019]图2为电动四向调节转向管柱机构位移信号、角度信号均为极限值时结构示意图；
[0020]图中，管柱总成1、摆动管总成2、转向柱支架3、转向柱总成4、位移电机5、位移传感器6、位移蜗轮蜗杆减速机7、位移蜗杆座8、角度电机9、角度传感器10、角度蜗轮蜗杆减速机11、角度蜗杆座12、控制器13。
【具体实施方式】
[0021]如图1、2所示，一种电动四向调节转向管柱机构包括管柱总成1、摆动管总成2、转向柱支架3、转向柱总成4、位移电机5、位移传感器6、位移蜗轮蜗杆减速机7、位移蜗杆座8、角度电机9、角度传感器10、角度蜗轮蜗杆减速机11、角度蜗杆座12、控制器13、调节按钮；
[0022]管柱总成I与摆动管总成2滑动连接，形成孔轴配合，位移电机5与管柱总成I固定，位移蜗轮蜗杆减速机7与位移电机5连接，位移蜗轮蜗杆减速机7的位移蜗杆穿过管柱总成I上固定的中间支撑座与位移蜗杆座8螺纹连接，位移传感器6与位移蜗杆座8连接，位移蜗杆座8与摆动管总成2固定，
[0023]摆动管总成2与转向柱支架3铰连接，转向柱总成4与转向柱支架3铰连接，角度电机9与转向柱总成4固定，角度蜗轮蜗杆减速机11与角度电机9连接，角度蜗轮蜗杆减速机11的角度蜗杆穿过转向柱总成4上固定的中间支撑座与角度蜗杆座12螺纹连接，角度传感器10与角度蜗杆座12连接，角度蜗杆座12与摆动管总成2铰连接，
[0024]控制器13与管柱总成I固定，控制器13分别与位移电机5、位移传感器6、角度电机
9、角度传感器1、调节按钮连接。
[0025]电动四向调节转向管柱机构的位移蜗轮蜗杆减速机7的位移蜗杆中间端为光管，与位移蜗杆座6连接的末端为螺纹管。
[0026]电动四向调节转向管柱机构的角度蜗轮蜗杆减速机11的角度蜗杆中间端为光管，与角度蜗杆座12连接的末端为螺纹管。
[0027]电动四向调节转向管柱机构的管柱总成I与摆动管总成2配合面涂有润滑脂。
[0028]电动四向调节转向管柱机构调节方法，包括以下步骤:
[0029]I)汽车启动后，位移传感器6与角度传感器10迅速将位置信息传送至控制器13;
[0030]2)当需要方向盘往前调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器13将命令传送至位移电机5，位移电机5启动通过位移蜗轮蜗杆减速机7减速后，带动管柱总成I相对于摆动管总成2往前滑动，直至松开调节按钮；
[0031]3)当需要方向盘往后调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器13将命令传送至位移电机5，位移电机5启动通过位移蜗轮蜗杆减速机7减速后，带动管柱总成I相对于摆动管总成2往后滑动，直至松开调节按钮；
[0032]4)当需要方向盘往上调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器13将命令传送至角度电机9，角度电机9启动通过角度蜗轮蜗杆减速机11减速后，带动摆动管总成2连同管柱总成I 一起相对于转向柱支架3向上转动，直至松开调节按钮；
[0033]5)当需要方向盘往下调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器13将命令传送至角度电机9，角度电机9启动通过角度蜗轮蜗杆减速机11减速后，带动摆动管总成2连同管柱总成I 一起相对于转向柱支架3向下转动，直至松开调节按钮。
[0034]6.根据权利要求5所述的电动四向调节转向管柱机构调节方法，其特征在于当位移传感器6/角度传感器10检测到前后滑动位置/上下摆动角度达到滑动/摆动极限值时，会将信号传送至控制器13，控制器13识别到该信号后，将命令位移电机5/角度电机9停机，同时调节按钮灯亮，提醒用户。
【主权项】
1.一种电动四向调节转向管柱机构，其特征在于包括管柱总成(I)、摆动管总成(2)、转向柱支架(3)、转向柱总成(4)、位移电机(5)、位移传感器(6)、位移蜗轮蜗杆减速机(7)、位移蜗杆座(8)、角度电机(9)、角度传感器(10)、角度蜗轮蜗杆减速机(11)、角度蜗杆座(12)、控制器(13)、调节按钮； 管柱总成(I)与摆动管总成(2)滑动连接，形成孔轴配合，位移电机(5)与管柱总成(I)固定，位移蜗轮蜗杆减速机(7)与位移电机(5)连接，位移蜗轮蜗杆减速机(7)的位移蜗杆穿过管柱总成(I)上固定的中间支撑座与位移蜗杆座(8)螺纹连接，位移传感器(6)与位移蜗杆座(8)连接，位移蜗杆座(8)与摆动管总成(2)固定， 摆动管总成(2)与转向柱支架(3)铰连接，转向柱总成(4)与转向柱支架(3)铰连接，角度电机(9)与转向柱总成(4)固定，角度蜗轮蜗杆减速机(11)与角度电机(9)连接，角度蜗轮蜗杆减速机(11)的角度蜗杆穿过转向柱总成(4)上固定的中间支撑座与角度蜗杆座(12)螺纹连接，角度传感器(10)与角度蜗杆座(12)连接，角度蜗杆座(12)与摆动管总成(2)铰连接， 控制器(13)与管柱总成(I)固定，控制器(13)分别与位移电机(5)、位移传感器(6)、角度电机(9)、角度传感器(10)、调节按钮连接。2.根据权利要求1所述的电动四向调节转向管柱机构，其特征在于所述的位移蜗轮蜗杆减速机(7)的位移蜗杆中间端为光管，与位移蜗杆座(6)连接的末端为螺纹管。3.根据权利要求1所述的电动四向调节转向管柱机构，其特征在于所述的角度蜗轮蜗杆减速机(11)的角度蜗杆中间端为光管，与角度蜗杆座(12)连接的末端为螺纹管。4.根据权利要求1所述的电动四向调节转向管柱机构，其特征在于所述管柱总成(I)与摆动管总成(2)配合面涂有润滑脂。5.如权利要求1所述的电动四向调节转向管柱机构调节方法，其特征在于包括以下步骤: 1)汽车启动后，位移传感器(6)与角度传感器(10)迅速将位置信息传送至控制器(13); 2)当需要方向盘往前调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器(13)将命令传送至位移电机(5)，位移电机(5)启动通过位移蜗轮蜗杆减速机(7)减速后，带动管柱总成(I)相对于摆动管总成(2)往前滑动，直至松开调节按钮； 3)当需要方向盘往后调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器(13)将命令传送至位移电机(5)，位移电机(5)启动通过位移蜗轮蜗杆减速机(7)减速后，带动管柱总成(I)相对于摆动管总成(2)往后滑动，直至松开调节按钮； 4)当需要方向盘往上调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器(13)将命令传送至角度电机(9)，角度电机(9)启动通过角度蜗轮蜗杆减速机(11)减速后，带动摆动管总成(2)连同管柱总成(I) 一起相对于转向柱支架(3)向上转动，直至松开调节按钮； 5)当需要方向盘往下调节时，按住对应的调节按钮不动，控制器(13)将命令传送至角度电机(9)，角度电机(9)启动通过角度蜗轮蜗杆减速机(11)减速后，带动摆动管总成(2)连同管柱总成(I) 一起相对于转向柱支架(3)向下转动，直至松开调节按钮。6.根据权利要求5所述的电动四向调节转向管柱机构调节方法，其特征在于当位移传感器(6)/角度传感器(10)检测到前后滑动位置/上下摆动角度达到滑动/摆动极限值时，会将信号传送至控制器(13)，控制器(13)识别到该信号后，将命令位移电机(5)/角度电机(9)停机，同时调节按钮灯亮，提醒用户。
【文档编号】B62D1/181GK105946958SQ201610301188
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月7日
【发明人】董正奇, 陈伟, 张玉玺, 孔益民, 张建建
【申请人】浙江万达汽车方向机股份有限公司