用于转向柱的夹紧负载调节组件的制作方法

本文描述的实施例涉及车辆转向系统，并且更具体地，涉及用于转向柱组件的夹紧负载调节组件。

背景技术：

典型的钢管上部护套和铸件下部护套动力柱被调节到一定的行程负载以满足一组性能标准，同时还允许护套由动力致动器(例如，马达和齿轮箱)伸缩地驱动。在用于行程负载的调节被设定后，柱上部护套被恒定地加载。在由致动器驱动的伸缩运动期间，线性速度的当前控制是恒定的。在某些设计中，伸缩调节或便利速度可能在8毫米/秒-12毫米/秒的范围内。当这种类型的护套调节技术用于更长的伸缩柱(即，收起柱(stowcolumns))时，无法增加柱的收起速度，因此该收起速度可能被认为太慢。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，一种用于自主或半自主车辆的转向柱组件包括上部护套。该组件还包括可操作地联接至上部护套的下部护套，上部护套和下部护套能以自动、电动的方式相对于彼此伸缩地移动，上部护套和下部护套能沿倾斜(rake，前倾)方向在第一倾斜位置范围内移动以及在第二倾斜位置范围内移动，该第二倾斜位置范围在第一倾斜位置范围之外。该组件还包括与下部护套相接触的夹紧负载控制部件，所述夹紧负载控制部件用于在下部护套处于第一倾斜位置范围内时在上部护套与下部护套之间的护套接口上施加第一夹紧负载，当下部护套处于第二倾斜位置范围内时，该夹紧负载控制部件在护套接口上施加第二夹紧负载，第二夹紧负载小于第一夹紧负载。

根据本公开的另一方面，一种转向柱组件包括上部护套。该组件还包括可操作地联接至上部护套的下部护套，上部护套和下部护套能相对于彼此伸缩地移动。该组件还包括可操作地联接到倾斜致动器的倾斜支架，该倾斜支架能在第一旋转位置与第二旋转位置之间枢转。该组件还包括邻近于下部护套定位的凸轮元件，该凸轮元件在倾斜支架的第一旋转位置中在上部护套与下部护套之间的护套接口上施加第一夹紧负载，该凸轮元件在倾斜支架的第二旋转位置中在护套接口上施加第二夹紧负载，第二夹紧负载小于第一夹紧负载。

附图说明

视为本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别指出并明确要求保护。从以下结合附图的详细描述中，本发明的前述和其他特征以及优点将变得显而易见，其中：

图1是处于第一倾斜位置中的转向柱组件的侧视图(side,elevationalview)；

图2是处于第二倾斜位置中的转向柱组件的侧视图；

图3是转向柱组件的立体图；

图4是用于转向柱组件的凸轮组件的第一立体图；

图5是凸轮组件的第二立体图；

图6是处于第一夹紧负载状态中的转向柱组件的立体图；

图7是处于第二夹紧负载状态中的转向柱组件的立体图；

图8a-图8d是处于各个位置中的凸轮组件的侧视图；以及

图9是示出操作转向柱组件的方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，其中将参考具体实施例在不限制本发明的情况下描述本发明。图1示出了总体上用数字10表示的转向柱组件。转向柱组件10用于车辆，并沿纵向轴线x延伸。转向柱组件10在倾斜方向y和伸缩方向上可调节，所述倾斜方向通常横向于纵向轴线x(翘起(tilt，倾斜))，所述伸缩方向通常平行于纵向轴线x(即，沿纵向轴线x可调节)。转向柱组件10包括柱护套组件12和沿纵向轴线x延伸的转向轴14。在某些实施例(例如所示的实施例)中，柱护套组件12包括彼此伸缩接合的多个护套(例如，上部护套16和下部护套18)。安装支架20有助于将柱护套组件12附接到车辆。

图1示出了处于第一位置中的转向柱组件10，在本文中出于位置参考的目的，该第一位置可以被称为标称位置(nominalposition)。轴线a和轴线b是倾斜边界，其限定了柱护套组件12能在其中移动的第一倾斜(rake)翘起(tilting)范围。第一倾斜范围限定了在车辆的手动驾驶期间所使用的运动范围。特别地，第一倾斜范围限定了驾驶员为了获得方便转向位置而通常将柱护套组件定位于其中的翘起位置。转向柱组件包括可操作地联接至倾斜致动器32的倾斜支架30。倾斜致动器包括在致动器壳体34内的电动马达和齿轮箱，用以驱动倾斜支架30，该倾斜支架可操作地联接至下部护套18。倾斜支架30的运动引起柱护套组件12在方向y上的倾斜运动。

转向柱组件也可以在自主或半自主驾驶模式下操作。术语自主或半自主是指车辆或车辆子系统被构造为在无需来自驾驶员的连续输入(例如，转向、加速、制动等)的情况下即可执行操作，并且可以配备有一个或多个先进驾驶辅助转向系统(adas)，以允许使用感应、转向和/或制动技术对车辆进行自主控制。

现在参考图2，示出了柱护套组件12的运动超出了由轴线a和轴线b限定的第一倾斜运动范围。在第一倾斜范围之外(即，上方或下方)的倾斜位置被称为第二倾斜范围。在图2中示出了在第二倾斜范围内(即，在第一倾斜范围之外)的倾斜位置的示例，且柱护套组件12的纵向轴线沿着轴线z。如本文所述，柱护套组件12到第二倾斜范围内的位置的移动减小了施加在护套接口处的夹紧负载，所述护套接口被定义为上部护套16与下部护套18之间的接口。夹紧负载的减小使得与上部护套16的伸缩运动相关的摩擦减小。这在去往柱护套组件12的收起位置的伸缩运动期间是有益的。收起位置是指这样一个伸缩位置：其使柱护套组件12(可能还有与之附接的方向盘)缩回得比手动驾驶过程中采用的一系列伸缩位置更远离驾驶员。在一些实施例中，柱护套组件12被完全缩回在仪表板内或接近于该位置。在向自主或半自主驾驶模式过渡期间进行去往收起位置的伸缩运动。由于上述减小的摩擦，在手动驾驶模式下驱动伸缩运动的同一马达可在向自主或半自主驾驶模式过渡期间使用，以比由于较大夹紧负载而存在较高摩擦时发生的伸缩速度更大的伸缩速度收起柱上部护套16。

参考图3至图5，示出了夹紧负载控制组件。包括设置在下部护套18与倾斜支架30之间的凸轮元件40。凸轮元件40具有第一侧42，该第一侧的表面轮廓限定第一凸轮表面。凸轮元件40的相对第二侧44与下部护套18接触。在一些实施例中，凸轮元件40可以至少部分地设置在下部护套18的空隙空间内。倾斜支架30限定了第二凸轮表面46，该第二凸轮表面与凸轮元件40的第一侧42接触。因此，在凸轮元件40与倾斜支架30之间的相对移动期间，凸轮元件40的凸轮表面与倾斜支架30的凸轮表面相互作用。在一些实施例中，凸轮元件40的凸轮表面包括突起，并且倾斜支架30的凸轮表面46包括凹部，所述凹部被构造成至少部分地接纳凸轮元件40的突起。在其他实施例中，与该情况相反，凸轮元件40的凸轮表面包括凹部，且倾斜支架30的凸轮表面46包括突起。尽管以上将凸轮表面46示出并描述为倾斜支架30的一部分(例如，与之一体地形成)，但是应当理解，凸轮表面46可以是附加部件的一部分。

不管凸轮表面如何布置，凸轮轮廓均使得柱护套组件12在第一倾斜范围内的运动将凸轮元件40保持在第一侧向位置中，而柱护套组件12在第一倾斜范围之外去往第二倾斜范围的运动将凸轮元件40转移(shift)至第二侧向位置。倾斜支架30和凸轮元件的凸轮轮廓促进了凸轮元件40的侧向运动。第一位置和第二位置之间的横向运动调节了施加在护套接口处的夹紧负载。特别地，如图6所示，凸轮元件40的第一侧向位置在护套接口处施加第一夹紧负载，而如图7所示，凸轮元件40的第二侧向位置在护套接口处施加第二夹紧负载。凸轮元件40远离下部护套18的移动减小了护套接口处的夹紧负载，从而减小了与上部护套的伸缩运动相关的摩擦。减小的摩擦增加了相同伸缩马达驱动伸缩移动的速度。如上所述，在已减小摩擦的情况下，柱上部护套16以更快的速度移动到收起位置。因此，在向自主驾驶模式(在该模式中柱上部护套16将被收起)过渡期间，柱护套组件12的倾斜位置首先移动到第二倾斜范围，以允许更快的伸缩移动。

现在参考图8a-图8d，示出了凸轮元件40和倾斜支架30的多个相对位置。特别地，图8a示出了柱护套组件12处于由轴线a(图1和图2)限定的最大倾斜下降位置处，而图8b示出了柱护套组件12处于由轴线b限定的最大倾斜上升位置处。换句话说，柱护套组件12在整个第一倾斜范围内的倾斜移动将凸轮元件40保持在第一侧向位置处，以在护套接口处保持第一较高夹紧负载。图8c示出了柱护套组件处于刚刚超过最大倾斜上升位置的位置处。在该位置中，凸轮元件40的突起正进入倾斜支架30的凹部中。凸轮元件40的侧向过渡在该点处开始，以减小护套接口处的夹紧负载。图8d示出了凸轮元件40完全过渡到远离下部护套18的第二横向位置。如上所述，在一些实施例中，低于最大倾斜下降位置的倾斜移动可以是夹紧负载减小移动。

现在参考图9，流程图示出了操作上述具有夹紧负载调节特征的转向柱组件的方法。具体地，示出了柱位置模块的学习过程。利用该过程来找到最大的倾斜上升位置和倾斜下降位置以及护套“解锁”位置。该过程适于模块在倾斜上升位置和/或倾斜下降位置中学习解锁位置。在方框50，指令倾斜致动器的马达下降以找到硬止动部。在方框52，设置第一倾斜范围的最大倾斜下降位置。在方框54，命令倾斜致动器的马达上升以找到硬止动部。在方框56，设置护套夹紧负载减小位置(“解锁”)。在方框58，命令倾斜致动器的马达下降以基于凸轮几何形状设置马达计数的数量，以找到第一倾斜范围的最大倾斜上升位置。在方框60，设置第一倾斜范围的最大倾斜上升位置。

由于系统摩擦的改变，本文所述的实施例提供了双致动器速度。因此，可以继续使用典型的动力致动器，而无需更大、更昂贵的“收起致动器”。

尽管仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当容易理解，本发明不局限于这样公开的实施例。相反，可以对本发明进行修改以包含迄今未描述但与本发明的精神和范围相应的任何数量的变化、替代、替换或等同布置。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为由前述描述限制。