CN102126517A - 包括具有转向柱的纵向和/或倾斜调节的转向柱的转向柱模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的转向柱模块，包括转向柱以及至少一个用于转向柱的纵向和/或倾斜调节的装置，该调节装置具有一个控制电路并且配备至少一个用于调节装置的电动机。此外，转向柱模块具有一个夹紧装置，该夹紧装置与控制电路相连并且配备一个用于夹紧装置的电动机，该电动机用于在正常存在的夹紧位置和释放位置之间操作夹紧装置。在该方法中首先操作夹紧装置，直到它到达释放位置中并且将其保持在释放位置，然后实现调节装置的调节，直到实现所希望的转向柱的纵向和/或倾斜调节。之后允许夹紧装置返回到夹紧位置。

Description

包括具有转向柱的纵向和/或倾斜调节的转向柱的转向柱模块

相关申请

本申请在此要求普通转让的德国专利申请No.10 2010 000 917(2010年1月14日提交)以及德国专利申请No.102010039896(2010年8月27日提交)的优先权，其在此以参引的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种转向柱模块，包括一个用于机动车的转向柱，其中，转向柱模块具有至少一个用于转向柱的纵向调节和/或倾斜调节的装置，该装置具有一个控制电路，并且配备至少一个电动机，以及本发明涉及一种用于调节转向柱模块的转向柱的方法。

背景技术

在DE 10 2007 042 737 A1中已知的一个这种类型的转向柱模块。此外，DE 103 01 142 B3、EP 1 767 432 A1和DE 197 37 036 B1也示出这种类型的转向柱模块。一个转向柱模块具有一个转向柱和一个转向柱支架。

在这种已知的转向柱模块中调节力相对较大。因此，为纵向调节而使用的电动机和/或为倾斜调节而使用的电动机必须相应地高功率地实现。所述转向柱模块必需始终防撞和无间隙地保持转向柱，这与是否正在进行一个调节过程无关。调节装置必需这样构造，即所设定的调节即使在事故中也保持不变。该要求导致电动机必需相对高功率地构造，以便能够操作防撞和无间隙地构造的调节装置。

但是，现在高功率的电动机相对较贵。每个调节装置通常情况下使用一个电动机。因此，对一个既在纵向上、也在倾斜上的调节需要两个电动机。

除了可电动调节的转向柱模块，还已知可手动调节的转向柱模块，对此只参照例如DE 196 40 196 C1和EP 600 700 A1。这种转向柱模块用于既能在倾斜中，也能在长度中无级调节转向柱。它们具有一个夹紧装置，夹紧装置为了一个调节过程而松开，然后转向柱可由使用者调节，随后夹紧装置又再被带到夹紧位置中。夹紧位置是常态。

在这种类型的手动操作的转向柱模块中，手动施加的调节力明显更小。但是缺点是，在夹紧装置松开以后，转向柱被释放，并且需要另一装置、例如通过弹簧用某种方式来保持转向柱。调节运动必需用手进行。但是，许多用户希望转向柱在转向柱模块内部的电动调节。当事先为特定的用户存储了所希望的方向盘位置时，电动调节还能实现为该用户把方向盘调节到一个预选的位置中。

发明内容

从此出发本发明的目的是，如下改进开始所述类型的电动转向柱模块和用于在转向柱模块中调节转向柱的方法，即调节可通过较小的调节力进行，并且相应的为调节可使用电动机，该电动机比现有技术中在电动转向柱模块中的电动机具有更小的功率消耗。

该目的通过用于机动车的转向柱的转向柱模块得以解决，其中，转向柱模块具有至少一个用于转向柱的纵向和/或倾斜调节的装置，该装置具有一个控制电路，并且配备用于调节装置的至少一个电动机，其中转向柱模块此外具有一个电动的夹紧装置，该夹紧装置与控制电路相连，并且，该夹紧装置配备一个用于夹紧装置的电动机，该电动机用于在一个通常情况下位于的夹紧位置和一个释放位置之间操作夹紧装置。

上述目的按步骤地通过一个用于在一个转向柱模块中调节转向柱的方法得以解决，其中，转向柱模块具有一个用于转向柱的纵向和/或倾斜调节的装置，该装置具有一个控制电路，并且配备用于调节装置的至少一个电动机，并且此外，转向柱模块具有一个夹紧装置，该夹紧装置与控制电路相连，并且配备一个用于夹紧装置的电动机，该电动机用于在一个通常情况下位于的夹紧位置和一个释放位置之间的操作夹紧装置，为了调节在正常工作中的夹紧位置中的转向柱，依次实施下述步骤：操作夹紧装置的电动机，直到夹紧装置到达释放位置中，并且将夹紧装置保持在释放位置中，操作调节装置的电动机，直到实现转向柱的所希望的纵向和/或倾斜调节，并且操作夹紧装置的电动机，直到夹紧装置再到达夹紧位置中。

作为夹紧装置可使用在两个已提及的文献DE 19640196C1和EP600700A1中已知的一种夹紧装置。为了松开这种类型的调节装置所需要的力为50N。为此可使用相对小的电动机。相同的也适用于调节装置。因为只有当夹紧装置松开时，才能实现调节，由调节电动机施加的功明显比现有技术中电动转向柱模块施加的功更小。为了调节所施加的功率只约等于为了现有技术中的电动机所施加的功率的1/3。因此能够使用相对小的电动机，该电动机按当时的情况比常规使用的电动机便宜至少50％。此外显著节省了重量，因为较小的发动机也具有较轻的重量。

最终，相比至今为止相对大的电动机，通过实现较小的电动机而节省空间。

与可纯粹手动调节的转向柱模块相比，本发明带来优点，即两个调节装置可相互独立地彼此调节。在手动调节装置中，在夹紧装置释放之后，可在每个已设置的调节装置中实现调节，特别是同时在纵向调节和倾斜调节中，这对使用者不总是有利的。

本发明致力于一个单独的夹紧装置，该夹紧装置对着转向柱支架释放转向柱，以至于能够实现所希望的调节，为每个调节运动单独设置一个夹紧装置。

还有利的是，单独的调节装置可相对简单地构造和设立。特别是它不必是无间隙的。它可以具有一个例如0.05mm和0.5mm之间的间隙。例如通过主轴驱动实现调节，则在主轴和主轴螺母之间可存在一个这种类型的间隙。此外，螺纹主轴现在可具有3-4mm的芯直径，当它迄今为止在现有技术中具有在8-12mm区域中的芯直径时。所属的主轴螺母可简单地构造，它可以例如由一种简单塑料、例如POM或PA制造。它不必具有衬板，也不必配设润滑剂。总括可使用构造非常简单的驱动装置。所述驱动装置只为调节运动而被需要和使用，它们在事故情况中没有任务。防撞通过夹紧装置得以实现。这不排除调节装置还是能够承担一部分撞击力。

所使用的电动机优选为相同构造。所使用的电动机优选具有约为一个发动机的体积的最多70％、优选50％的体积。如它在当时现有技术中为转向柱模块所使用的。

在控制电路中优选设置一个开关电路，该开关电路避免了：只要为调节装置的至少一个电动机通电，那么夹紧装置的电动机就能被供电，并且反之亦然。

附图说明

在其它权利要求以及不局限于本发明的这个实施例的下列描述中得出本发明的其它优点和特征，下面参见附图详细解释。

图1示出一个转向柱模块的透视视图，包括一个转向柱，斜前视图、俯视图，绘出所属的车辆的x-y-z轴，其中x方向是正常行驶方向，y方向位于行驶平面中，并且z方向垂直指向上方；

图2示出图1中的一个与夹紧装置相关的部件的放大视图；以及

图3示出图1中的区段以组装图的形式，再次看向夹紧装置。

具体实施方式

本申请人明确保留，单独的权利要求的特征和从属特征可任意相互组合，即使当它们彼此无关时，并且至少一个权利要求的特征和从属特征任意与描述中的特征和/或部分特征组合，以及描述中的特征和从属特征相互组合。

附图中可见的转向柱模块具有一个轴承座20，该轴承座具有一个固定工具，该固定工具用于在机动车(这里未示出)的仪表盘的下方的安装。它构成两个上方的支架22，这两个支架基本上在x-z平面中对齐。在其中设有长形孔24，见图3。这些长形孔24具有长轴和短轴。在轴承座20的下方有套管26，下面被称为导向元件26。它抓住转向柱30的一个上方的主轴部件28，下面被称为套管28。导向元件26和套管28相互紧密连接。在图1和图3中的右方末端区域中设有一个方向盘容纳部32，在此可安置一个(未示出)方向盘。导向元件26具有一个纵向孔34，该纵向孔与长形孔24的纵向约为90度位错地延伸并且具有长轴和短轴。所述纵向孔34的长轴与转向柱30的轴线36平行，并且与y方向平行。

导向元件26位于两个上方的支架22之间，这两个支架紧贴在导向元件上。一个夹紧销38穿过上方支架22的两个长形孔24和纵向孔34。该夹紧销是下面要阐述的夹紧装置40的一部分。它通常情况下是夹紧状态。在夹紧状态中，支架22双侧形状配合和/或力配合地紧贴在导向元件26上，并且抓紧在其间的导向元件26。这个夹紧力的实现如下：

夹紧装置40的电动机42通过一个蜗杆驱动一个涡轮44。这个电动机42的传动轴基本上平行于轴线36的方向延伸，但是也可能导向其它方向。所述涡轮44与一主动齿轮旋转连接，该主动齿轮与一扇形齿部件46啮合。这个齿部件46作为在已知的手动工作的夹紧装置中的手柄。因此可为其它部件有利地接受或使用，如其已知的例如在如上所述对于夹紧装置的现有技术中。在此明确参考全文。特别是可使用一夹紧机构47，如其在两个所提及的用于手动调节的文献之一中已知的。

电动机42与控制器48电子连接。

此外，转向柱模块具有一个用于转向柱30的纵向调节的装置。为此在导向元件26上、可选的在套管28上设置纵向调节装置的一个电动机50。它驱动主轴52，该主轴平行于轴线32地延伸。它平行于纵向孔34的延伸。它嵌入一个主轴螺母54，该主轴螺母借助于一个L形保持角被设置在导向元件26上。在此，该保持角具有一个平行于x-z平面延伸的侧腿，并且在其中构成一个圆形孔。主轴螺母54的一部分穿过这个孔。因此主轴螺母54能够围绕一个平行于y方向的轴线摆动。

发动机50也与控制器48相连。最终还在控制器48上设置一第三连接管道，它通向在附图中不可见的用于倾斜调节的电动机。以这种方式，该电动机也与控制器48相连。它位于转向柱30的与电动机50相对置的侧面上。用于倾斜调节的电动机能够直接被固定在轴承座20上，它又可具有一个主轴和一个主轴螺母，如所绘出的纵向调节装置，但是只位错90度。倾斜调节的主轴优选平行于长形孔24延伸。在此，又可以使用一个L形保持角，该保持角同样具有一个在x-z方向上平行的平面中延伸的法兰，在该法兰中构建了一个圆形孔。保持角从现在起只90度位错于用于纵向调节的保持角。

所述轴承座20、它的支架22和导向元件26以及夹紧装置40和两个调节装置是转向柱支架的一部分。转向柱30通过这个转向柱支架延伸。转向柱支架和转向柱30共同构成转向柱模块。转向柱30由套管28和一个下方的主轴56共同组成。它们可在轴线36的方向上相互移动，但是是抗扭地相互移动。

下面说明一个调节过程：在常态中所有电动机不通电，夹紧装置位于夹紧位置中。如调节装置的一个或者其它电动机现在被供电。则不进行调节运动。与夹紧状态相对的是可实现一个既不是纵向调节装置，也不是倾斜调节装置的调节。

在进行调节之前，夹紧装置必需松开，在此，夹紧装置的发动机42由控制器48控制。它将夹紧装置带到释放位置中，并且将其保持在其中。只有当到达释放位置时，才能操作至少一个用于调节装置的电动机50。操作例如纵向调节装置的电动机50，则套管28对下方的主轴部件56进行一个相应的移动。如纵向调节已完成，则所达到的状态由此确定，即现在再操作夹紧装置。操作电动机42，直到夹紧装置再次到达夹紧位置中。现在调节过程结束。

用于调节的发动机能够同时、意即平行、或也能够依次地被驱动。两个主轴驱动装置可以是相同构造的、至少是尽量相同构造的。调节装置优选装配有道路识别装置或者类似的装置，以至于能够识别最新的当前位置，并且能够存储在控制器48的存储器中。以这种方式能够实现所谓的记忆功能。还可能的是，将方向盘带到一个舒适的位置，例如以便使上车变得容易。

主轴螺母优选由一种简单的塑料、例如POM或PA制成。它不需要加固或衬板。也不需要润滑添加物。主轴52具有从2到5mm、优选为3-4mm的芯直径。在主轴螺母54和主轴52之间可能存在一个在0.01-0.5mm、优选0.05mm-0.3mm之间的间隙。

在控制器48中优选设有逻辑控制器，该逻辑控制器防止了电动机42与调节装置的电动机50同时被操作。此外，优选设置一个逻辑控制器，该逻辑控制器总是在调节运动之前和之后操作夹紧装置40。

本发明带来优点，即通过电动的调节装置，转向柱总是被定位在转向柱支架中。与在手动的转向模块中不同的是，转向柱实际上不是完全自由的。由于调节装置将手动调节排除在外，必需总是通过调节装置的至少一个电动机进行调节。用户意见表明这比在手动装置中舒适性更高。

在已知的方式中，转向柱模块具有一个释放装置，通过该释放装置，调节运动可被导入和结束。例如在方向盘上设置一个压迫面，该压迫面必需与喇叭的按钮类似地设置，并且被按压，当进行调节时。通过在所希望的调节方向上的倾斜预先给定调节方向。或者在方向盘上设置传感面。在另一实施例中设置了四个成十字形的按键。在操作一个按键时，在通过十字形指出的方向上实现调节。输入工具可使用已经在现有技术中已知的电动转向柱模块的解决方案。

申请人保留，单独的说明段落和/或权利要求中的任意特征和从属特征可任意相互组合，即使当一个这种类型的组合不能直接反应和/或通过涉及的权利要求不能直接说明时。

Claims (10)

1.一种用于机动车的转向柱模块，包括转向柱以及至少一个用于所述转向柱的调节装置，所述调节装置具有一个控制电路并且配备至少一个用于调节装置的电动机，其中，转向柱模块此外具有一个夹紧装置，所述夹紧装置与控制电路相连，并且配备一个用于所述夹紧装置的电动机，所述电动机用于在正常存在的夹紧位置和释放位置之间操作夹紧装置。

2.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述调节装置具有至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母。

3.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述调节装置具有至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母，并且主轴具有位于2-6mm之间或位于3-4mm之间的芯直径。

4.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述调节装置具有保持夹和至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母，并且主轴螺母可移动地保持在保持夹中。

5.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述转向柱模块包括长形孔，所述调节装置具有至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母，并且主轴倾斜于长形孔的长轴方向延伸。

6.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述调节装置是用于纵向调节和倾斜调节中的至少一个的调节装置。

7.如权利要求2所述的转向柱模块，其中，在所述主轴螺母和所述主轴之间存在位于0.01-0.5mm或者位于0.05-0.3mm之间的间隙。

8.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述调节装置具有保持夹和至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母，并且主轴螺母可枢转地保持在保持夹中。

9.如权利要求1所述的转向柱模块，其中，所述转向柱模块包括长形孔，所述调节装置具有至少一个主轴驱动装置，该主轴驱动装置具有一个主轴和一个主轴螺母，并且主轴平行于长形孔的长轴方向延伸。

10.用于在一个转向柱模块中调节转向柱的方法，其中，所述转向柱模块具有用于所述转向柱调节装置，该调节装置具有一个控制电路，至少一个用于所述调节装置的电动机以及夹紧装置，该夹紧装置与控制电路相连并且配备有一个用于夹紧装置的电动机，该电动机用于在通常存在的夹紧位置和释放位置之间操作夹紧装置，在从夹紧位置开始调节转向柱的过程中依次实施下述方法步骤：

-操作用于夹紧装置的电动机，直到夹紧装置到达释放位置中，并且将夹紧装置保持在该释放位置中；

-操作用于调节装置的电动机，直到实现所希望的转向柱的纵向和/或倾斜调节；并且

-操作用于夹紧装置的电动机，直到夹紧装置再度回到夹紧位置中。

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