CN103129602B - 车辆的转向装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的转向装置及其控制系统，其提供的转向装置可以包括：马达；马达轴，其连接至所述马达并适于传送所述马达的转矩；可变转向部分，其连接至转向柱并适于改变所述转向柱的角度和长度，所述转向柱联接至转向手柄；以及连接部分，其适于从所述马达轴接收所述马达的转矩并将所述马达的转矩传送至所述可变转向部分；其中，所述可变转向部分包括：倾斜设备，其适于改变所述转向柱的角度；伸缩设备，其适于改变所述转向柱的长度；可变转向离合器，其适于可选择地与所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个联接；和传送构件，其联接至所述可变转向离合器，并适于从所述连接部分向所述可变转向离合器传送所述马达的转矩。

Description

车辆的转向装置及其控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0121881号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆的转向装置及其控制系统，并且更具体地，本发明涉及这样一种车辆的转向装置及其控制系统，其能够辅助转向柱的操纵力并控制所述转向柱的长度和角度。

背景技术

通常而言，车辆的动力转向装置通过利用额外的液压或马达转矩来辅助转向柱的操纵力，从而轻巧快速地进行转向操纵。

主要使用利用液压的动力转向装置，但近年来，越来越多地使用利用马达转矩的动力转向装置。

马达驱动的动力转向系统(MDPS)具有电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元控制该马达，从而根据通过车速传感器和转向转矩传感器所检测到的车辆行驶状态，在低速区域下产生轻巧舒适的转向力，并产生重转向力以提高载高速区域下的安全性。

另外，在所述马达驱动的动力转向系统的转向柱处安装有用于控制角度和长度的倾斜设备和伸缩设备。

驾驶员能够根据其体型通过所述倾斜设备来控制转向手柄的竖直位置，并通过所述伸缩设备来控制所述转向手柄对于所述转向柱的长度方向的水平位置。与所述马达驱动的动力转向系统相似，所述倾斜设备和所述伸缩设备也通过马达来操作，并且设置了除了操作所述马达驱动的动力转向系统的马达之外的马达。

通常而言，所述马达驱动的动力转向系统在驾驶车辆的过程中使用，但在所述驾驶车辆的过程中却并不使用所述倾斜设备和所述伸缩设备。因此，各个设备并不需要独自的马达。尽管如此，在将独自的马达用于各个设备的情况下，车体结构可能会复杂，车体重量可能会增加，并且车辆的生产成本可能会升高。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的转向装置及其控制系统，其优势在于，通过仅利用一个马达而辅助转向柱的操纵力或者控制所述转向柱的角度和长度。

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的转向装置及其控制系统，其进一步的优势在于，将用于辅助转向柱的操纵力的马达的转矩有效地传送至用于控制所述转向柱的角度的倾斜设备，或者有效地传送至用于控制所述转向柱的长度的伸缩设备。

在本发明的一个方面中，一种车辆的转向装置可以包括：马达；马达轴，其连接至所述马达并传送所述马达的转矩；可变转向部分，其联接至转向柱并根据所述马达的转矩来改变所述转向柱的角度和长度，所述转向柱联接至转向手柄；以及连接部分，其选择性地连接至所述马达轴，从而由所述马达轴接收所述马达的转矩，并将所述马达的转矩传送至所述可变转向部分；其中，所述可变转向部分可以包括：倾斜设备，其改变所述转向柱的角度；伸缩设备，其改变所述转向柱的长度；可变转向离合器，其选择性地使所述连接部分联接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个；和传送构件，其接合于所述连接部分与所述可变转向离合器之间，并将从所述连接部分接收到的所述马达的转矩传送至所述可变转向离合器。

所述可变转向离合器为电磁离合器。

所述倾斜设备可以包括：倾斜转动构件，其通过从所述连接部分传送来的所述马达的转矩而转动；以及倾斜连接构件，其使所述倾斜转动构件与所述转向柱接合，从而将所述倾斜转动构件的转动转换成所述转向柱的上下移动。

所述伸缩设备可以包括：伸缩转动构件，其通过从所述连接部分传送来的所述马达的转矩而转动；以及伸缩连接构件，其使所述伸缩转动构件与所述转向柱接合，从而将所述伸缩转动构件的转动转换成所述转向柱的沿其长度方向的线性移动。

所述可变转向离合器可以包括：第一接触板，其联接至所述倾斜转动构件；第二接触板，其联接至所述伸缩转动构件；离合器连接板，其可移动地设置于所述第一接触板与所述第二接触板之间；第一电磁铁，其设置成与所述离合器连接板相邻，并通过电流而被磁化；以及弹性构件，其通过弹性力而使所述离合器连接板偏向所述第一接触板与所述第二接触板中的一个，其中所述离合器连接板根据所述电流是否供给至所述第一电磁铁而选择性地联接至所述第一接触板或所述第二接触板。

分别在所述离合器连接板和所述第一接触板的接触表面处形成齿状物。

分别在所述离合器连接板和所述第二接触板的接触表面处形成齿状物。

所述传送构件接合至所述离合器连接板的外圆周的端部。

所述传送构件的轴线布置成垂直于所述连接部分的轴线，其中在所述传送构件和所述连接部分中的一个处形成蜗杆，并且在所述传送构件和所述连接部分中的另一个处形成蜗轮。

在本发明的另一个方面中，一种控制车辆的转向装置的系统可以包括：马达，其产生转矩；马达轴，其连接至所述马达，以传送所述马达的转矩；倾斜设备，其连接至转向柱并改变所述转向柱的角度，所述转向柱联接至转向手柄；伸缩设备，其连接至所述转向柱并使所述转向柱沿其长度方向移动，所述转向柱联接至所述转向手柄；可变转向离合器，其接收所述马达的转矩，并选择性地联接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个；传送构件，其接合至所述可变转向离合器，并接收所述马达的转矩且将所述马达的转矩供给至所述可变转向离合器；连接部分，其选择性地接合至所述马达轴并从所述马达轴接收所述马达的转矩，从而将所述马达的转矩传送至所述传送构件；以及控制部分，其控制所述马达和所述可变转向离合器的操作。

当检测到所述转向手柄的操纵时，所述控制部分向所述马达传递控制信号，从而驱动所述马达；当需要改变所述转向柱的角度时，所述控制部分传送使所述可变转向离合器与所述倾斜设备联接的控制信号；并且在对所述转向柱的长度进行控制时，所述控制部分传送使所述可变转向离合器与所述伸缩设备联接的控制信号。

所述可变转向离合器为利用电磁铁的离合器，其中所述控制部分控制对所述电磁铁的电流供给，从而使得所述可变转向离合器将所述传送构件连接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个。

在本发明的又一个方面中，一种车辆的转向装置，其具有：马达驱动部分，其包括马达和马达轴；动力传送部分，其通过利用所述马达的转矩来协助转向手柄的操纵力；和可变转向部分，其通过利用所述马达的转矩来控制转向柱的角度和长度；所述转向装置包括：第一转换部分，其通过使用马达离合器而选择性地使所述马达驱动部分接合至所述动力传送部分和所述可变转向部分中的一个，从而将所述马达的转矩传送至所述动力传送部分和所述可变转向部分中的所述一个；连接部分，其从所述马达驱动部分接收所述马达的转矩，并在通过所述第一转换部分而接合至所述马达驱动部分之后，将所述马达的转矩传送至所述可变转向部分；以及第二转换部分，其接合至所述连接部分，并通过使用可变转向离合器而选择性地联接至用于控制所述转向柱的角度的倾斜设备和用于控制所述转向柱的长度的伸缩设备中的一个。

所述马达离合器可以包括第一电磁铁，当未将电流供给至所述第一电磁铁时，所述马达驱动部分与所述动力传送部分联接，从而使所述马达的转矩传送至所述动力传送部分；并且当将电流供给至所述第一电磁铁时，所述马达驱动部分与所述动力传送部分分离，并且所述马达驱动部分与所述连接部分联接，从而使所述马达的转矩通过所述连接部分而传送至所述可变转向部分。

所述可变转向离合器可以包括第二电磁铁，其中当未将电流供给至所述第二电磁铁时，所述可变转向离合器与所述倾斜设备联接，从而使所述马达的转矩传送至所述倾斜设备；并且其中当将电流供给至所述第二电磁铁时，所述可变转向离合器与所述倾斜设备分离，并且所述可变转向离合器与所述伸缩设备联接，从而使所述马达的转矩传送至所述伸缩设备。

所述转向装置可以进一步包括：控制部分，其控制所述马达、所述马达离合器和所述可变转向离合器的操作，其中，当检测到所述转向手柄的操纵时，所述控制部分向所述马达传送控制信号，从而驱动所述马达；当所述可变转向部分的操作开关开启时，所述控制部分向所述马达离合器传送控制信号，从而向所述第一电磁铁供给电流；并且当所述伸缩设备的操作开关开启时，所述控制部分向所述可变转向离合器传送控制信号，从而向所述第二电磁铁供给电流。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的实施方式，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置的方框图。

图2为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置的示意图。

图3为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置中的第一系统和第一转换部分的示意图。

图4至图5为用于显示根据本发明的示例性实施方式的第一转换部分的操作的示意图。

图6为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置中的第二系统和第二转换部分的示意图。

图7至图8为用于显示根据本发明的示例性实施方式的第二转换部分的操作的示意图。

图9A至图9C为用于简要显示根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置的图，所述车辆的转向装置包括第一转换部分和第二转换部分。

图10为根据本发明的示例性实施方式的控制车辆的转向装置的系统的示意图。

图11为用于显示根据本发明的示例性实施方式中的供给至电磁离合器的电流随时间的变化的图。

图12和图13为向电磁离合器供给电流的方法的流程图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的实质和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其他实施方式。

将参考所附附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，从而使本领域技术人员易于实行。

这些示例性实施方式为根据本发明的示例性实施方式的示例性实施方式。由于本领域技术人员能够理解本发明为各种形式的示例性实施方式，所以本发明的范围不限于将在下文中描述的示例性实施方式。

图1为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置的方框图，而图2为根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置的示意图。

如图1和图2所示，车辆的转向装置1适于通过利用一个马达12而辅助转向手柄4的操纵力(参照图9)并控制转向柱5的角度和长度，所述转向柱5联接至转向手柄4。

更详细地，根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置1适于利用马达12，以辅助转向手柄4的操纵力，从而控制转向柱5的角度和长度。

车辆的转向装置1包括：马达驱动部分10，其具有马达12和马达轴14；动力传送部分20，其适于将马达12的转矩传送至转向柱5，以辅助转向手柄4的操纵力；以及可变转向部分30，其适于接收马达12的转矩并控制转向柱5的角度和长度。

此外，车辆的转向装置1包括：连接部分300，其适于将马达12的转矩传送至可变转向部分30；第一转换部分100，其适于将马达12的转矩选择性地传送至动力传送部分20或连接部分300中的一个；以及第二转换部分200，其适于将马达12的转矩选择性地传送至可变转向部分30的倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。

马达驱动部分10包括：马达12，其适于产生用于操作车辆的转向装置1的转矩；和马达轴14，其联接至马达12并传送马达12的转矩。马达轴14连接至第一转换部分100，并通过第一转换部分100而将马达12的转矩传送至动力传送部分20和连接部分300。

动力传送部分20设置于马达驱动部分10与转向柱5之间，并包括动力传送轴22和齿轮24。

动力传送轴22将从马达轴14接收到的马达12的转矩通过齿轮24而传送至转向柱5。联接至动力传送轴22的齿轮24与联接至转向柱5的齿轮7啮合，从而将马达12的转矩供给至转向柱5。联接至动力传送轴22的齿轮24以及联接至转向柱5的齿轮7可按各种类型提供。

在例如垂直地设置动力传送轴22和转向柱5的情况下，联接至动力传送轴22的齿轮24以及联接至转向柱5的齿轮7可为蜗轮传动装置。联接至动力传送轴22的齿轮24可为蜗杆，而联接至转向柱5的齿轮7可为蜗轮。在此情况下，在转动速度降低的状态下，马达12的转矩被传送至转向柱5，从而减轻转向手柄4的操纵力。

亦即，马达12的转矩通过第一转换部分100而传送至动力传送部分20，并随后通过蜗轮传动装置而传送至转向柱5，该蜗轮传动装置将动力传送部分20连接至转向柱5。因此，转向手柄4的操纵力得以辅助。

第一转换部分100通过利用马达离合器110而将马达12的转矩传送至动力传送部分20和连接部分300中的一个。第一转换部分100连接至马达驱动部分10、动力传送部分20和连接部分300，并包括马达离合器110和第一传送构件130。

马达驱动部分10的马达轴14通过马达离合器110而连接至动力传送部分20的动力传送轴22或者与动力传送部分20的动力传送轴22分离。可使用各种类型的离合器作为马达离合器110。马达离合器110可为利用电磁铁的离合器，或者为机械离合器。

如果马达轴14与动力传送轴22连接，则将马达12的转矩从马达轴14传送至动力传送轴22；而如果马达轴14与动力传送轴22分离，则通过第一传送构件130而将马达12的转矩从马达轴14传送至连接部分300。

可变转向部分30联接至转向柱5，从而控制转向柱5的角度和长度。亦即，可变转向部分30改变联接至转向手柄4的转向柱5的角度和长度，从而改变转向手柄4的位置。可变转向部分30包括用于控制转向柱5的角度的倾斜设备40、用于控制转向柱5的长度的伸缩设备50以及第二转换部分200。

可使用各种类型的倾斜设备40和伸缩设备50。

倾斜设备40通过马达12的转矩而转动，从而改变转向柱5的角度。倾斜设备40包括倾斜转动构件41和倾斜连接构件43，所述倾斜转动构件41通过马达12的转矩而转动，而所述倾斜连接构件43使倾斜转动构件41连接至转向柱5。

倾斜连接构件43将倾斜转动构件41的转动运动转换成转向柱5的上下线性移动。如果通过连接部分300和第二转换部分200而将马达12的转矩传送至倾斜转动构件41，则倾斜转动构件41和倾斜连接构件43将马达12的转矩传送至转向柱5。由此，转向柱5的角度得以控制。

伸缩设备50通过马达12的转矩而转动，从而改变转向柱5的长度。伸缩设备50包括伸缩转动构件51和伸缩连接构件53，所述伸缩转动构件51通过马达12的转矩而转动，而所述伸缩连接构件53使伸缩转动构件51连接至转向柱5。

伸缩连接构件53将伸缩转动构件51的转动运动转换成转向柱5的沿其长度方向的线性移动。亦即，如果通过连接部分300和第二转换部分200而将马达12的转矩传送至伸缩转动构件51，则伸缩转动构件51和伸缩连接构件53将马达12的转矩传送至转向柱5。由此，转向柱5的长度得以控制。

第二转换部分200通过利用可变转向离合器210而将马达12的转矩传送至倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。第二转换部分200包括可变转向离合器210和第二传送构件230。通过第二传送构件230而将从连接部分300传送来的马达12的转矩传送至可变转向离合器210。可变转向离合器210选择性地联接至倾斜设备40和伸缩设备50中的一个，并将通过第二传送构件230而传送来的马达12的转矩传送至倾斜设备40或伸缩设备50。

连接部分300使第一转换部分100与可变转向部分30连接。更详细地，连接部分300使第一转换部分100的第一传送构件130与第二转换部分200的第二传送构件230连接。连接部分300包括：第一连接构件310，其连接至第一转换部分100的第一传送构件130；第二连接构件320，其连接至第二转换部分200的第二传送构件230；以及连接轴330，其使第一连接构件310与第二连接构件320连接。

第一连接构件310通过连接至马达轴14的第一传送构件130来接收马达12的转矩，而第二连接构件320通过连接至第一连接构件310的连接轴330来接收马达12的转矩，从而将马达12的转矩传送至第二转换部分200的第二传送构件230。

第一连接构件310啮合至第一传送构件130。此外，马达轴14和连接轴330相互平行地设置，而第一连接构件310和第一传送构件130可为(但不限于)正齿轮。根据马达轴14和连接轴330的位置，第一连接构件310和第一传送构件130可为其他的齿轮类型，而第一连接构件310和第一传送构件130可设置成彼此分离，并通过额外的构件连接。

第二连接构件320与第二传送构件230啮合。此外，第二连接构件320的轴线设置成与第二传送构件230的轴线垂直，因此第二连接构件320和第二传送构件230可为蜗轮传动装置。例如，第二连接构件320为蜗杆，而第二传送构件230为蜗轮。然而，第二连接构件320和第二传送构件230不限于蜗轮传动装置。根据其轴线位置，第二连接构件320和第二传送构件230可为其他的齿轮类型。第二连接构件320和第二传送构件230可设置成彼此分离，并通过额外的构件连接。

如上所述，车辆的转向装置1将马达12的转矩选择性地传送至动力传送部分20、倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。更详细地，车辆的转向装置1通过利用第一转换部分100和第二转换部分200来传送马达12的转矩。

根据本发明的示例性实施方式的车辆的转向装置1将通过描述第一转换部分100和第二转换部分200而得以更加详细的描述。与第一转换部分100的操作相关的车辆的转向装置1将被称作第一系统，而与第二转换部分200的操作相关的车辆的转向装置1将被称作第二系统。

图3为根据本发明的示例性实施方式的车辆转向装置中的第一系统和第一转换部分的示意图，而图4至图5为用于显示根据本发明的示例性实施方式的第一转换部分的操作的示意图。图4和图5中的虚线指示了马达12的转矩的传送方向，而粗箭头指示了马达离合器110的第一离合器板112的操作方向。

转向装置1的第一系统通过利用第一转换部分100而将马达12的转矩传送至动力传送部分20或可变转向部分30中的一个，并包括马达驱动部分10、动力传送部分20、第一转换部分100、连接部分300和可变转向部分30。

马达驱动部分10、动力传送部分20、连接部分300和可变转向部分30的结构和操作与上文所述的结构和操作相同，因此将省略其细节描述。

如上所述，第一转换部分100通过利用马达离合器110而将马达12的转矩传送至动力传送部分20和连接部分300中的一个。更详细地，第一转换部分100分别连接至马达驱动部分10、动力传送部分20和连接部分300，并由此根据马达离合器110的操作而将马达12的转矩从马达驱动部分10传送至动力传送部分20或者连接部分300。

马达离合器110设置于马达轴14与动力传送轴22之间，并使马达轴14与动力传送轴22连接或分离。马达离合器110包括第一离合器板112、第二离合器板114、第一电磁铁116和第一弹性构件118。

第一离合器板112联接至马达轴14，而第二离合器板114联接至动力传送轴22，从而与第一离合器板112对应。由此，马达离合器110使第一离合器板112联接至第二离合器板114，或者使第一离合器板112与第二离合器板114分离，从而使马达轴14和动力传送轴22联接或分离。

第一电磁铁116和第一弹性构件118使第一离合器板112或第二离合器板114移动，从而使得马达轴14与动力传送轴22联接或分离。亦即，根据第一电磁铁116和第一弹性构件118的设置来移动第一离合器板112或第二离合器板114。

例如，第一电磁铁116和第一弹性构件118布置成接近第一离合器板112，如图3至图5中所示。亦即，第一电磁铁116和第一弹性构件118使第一离合器板112移动，从而使得马达轴14与动力传送轴22联接或分离。

第一电磁铁116设置于第一离合器板112与马达12之间。如果第一电磁铁116通过电流而磁化，则第一离合器板112通过磁力而向第一电磁铁116移动。

第一弹性构件118联接至第一离合器板112，从而通过弹力而使第一离合器板112移动。如果未向第一电磁铁116供给电流，亦即第一电磁铁116未被磁化，则第一离合器板112通过第一弹性构件118的弹力而向第二离合器板114移动。

也就是说，通过第一电磁铁116和第一弹性构件118来移动第一离合器板112，从而使其与第二离合器板114联接或分离。

第一传送构件130设置于第一离合器板112与第一电磁铁116之间，并选择性地连接至马达轴14。亦即，第一传送构件130设置成与马达轴14分离，并通过马达离合器110的操作而选择性地连接至马达轴14。

如果马达轴14通过马达离合器110而与动力传送轴22分离，则第一传送构件130连接至马达轴14，从而将马达12的转矩传送至连接部分300。更详细地，如果通过第一电磁铁116的磁力而将第一离合器板112拉向第一电磁铁116，则第一传送构件130联接至第一离合器板112并随第一离合器板112转动，所述第一离合器板112联接至马达轴14。

可在第一离合器板112、第二离合器板114和第一传送构件130的各自的接触表面处形成齿状物。更详细地，在第一离合器板112和第二离合器板114的接触表面处分别形成可相互啮合的齿状物，并且在第一离合器板112和第一传送构件130的接触表面处分别形成可相互啮合的齿状物。由此，可提高联接力，也可提高转动力的传送。

第一转换部分100通过第一电磁铁116的磁力而使马达轴14联接至动力传送轴22或者使马达轴14与动力传送轴22分离，并由此将马达12的转矩传送至动力传送部分10或连接部分300。

因此，转向装置1的第一系统适于将马达12的转矩传送至动力传送部分10或连接部分300。将详细描述第一系统的操作。

如果未向第一电磁铁116供给电流，则第一离合器板112与第二离合器板114通过第一弹性体构件118的弹力而联接，并将马达12的转矩从马达轴14传送至动力传送轴22。此时，传送至动力传送轴22的马达12的转矩被传送至转向柱5，从而辅助转向手柄4的操纵力。

相反，如果第一电磁铁116通过电流而磁化，则第一离合器板112与第二离合器板114分离，并与第一传送构件130联接。在此情况下，马达12的转矩通过第一传送构件130以及连接部分300的第一连接构件310而被传送至可变转向部分30。由此，将传送至可变转向部分30的马达12的转矩用于控制转向柱5的角度和长度。

图6为根据本发明的示例性实施方式的车辆转向装置中的第二系统和第二转换部分的示意图，而图7至图8为用于显示根据本发明的示例性实施方式的第二转换部分的操作的示意图。图7和图8中的虚线指示了马达12的转矩的传送方向，而粗箭头指示了可变转向离合器210的离合器连接板212的操作方向。

转向装置1的第二系统通过利用第二转换部分200而将传送至可变转向部分30的马达12的转矩传送至倾斜设备40或伸缩设备50，并且其包括马达驱动部分10、第一传送构件130、连接部分300、第二转换部分200、倾斜设备40和伸缩设备50。

马达驱动部分10和连接部分300的结构和操作与上文所述的结构和操作相同，因此将省略其细节描述。

第一传送构件130连接至马达轴14，并将马达12的转矩从马达轴14传送至连接部分300。可使用各种类型的第一传送构件130。例如，可使用第一转换部分100的第一传送构件130，如图6所示。

如上所述，第二转换部分200通过利用可变转向离合器210而将马达12的转矩传送至倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。

更详细地，第二转换部分200分别连接至倾斜设备40、伸缩设备50和连接部分300，并根据可变转向离合器210的操作而将马达12的转矩从连接部分300传送至倾斜设备40或伸缩设备50中的一个。在连接至连接部分300的状态下，第二转换部分200选择性地联接至倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。

第二转换部分200包括第二传送构件230和可变转向离合器210，所述第二传送构件230连接至连接部分300的第二连接构件320，而所述可变转向离合器210从第二传送构件230接收马达12的转矩。

可变转向离合器210包括：离合器连接板212，其联接至第二传送构件230；第一接触板214，其联接至倾斜转动构件41；第二接触板216，其联接至伸缩转动构件51；第二电磁铁218；以及第二弹性构件219。

离合器连接板212可在第一接触板214与第二接触板之间216之间移动，并且使连接部分300联接至倾斜设备40或伸缩设备50，或者使连接部分300与倾斜设备40或伸缩设备50分离。

更详细地，第二电磁铁218和第二弹性构件219使离合器连接板212移动。如果离合器连接板212联接至第一接触板214，则离合器连接板212与第二接触板216分离；而如果离合器连接板212与第一接触板214分离，则离合器连接板212联接至第二接触板216。

参照图6至图8，将详细描述根据本发明的示例性实施方式的倾斜设备40、伸缩设备50、可变转向离合器210和第二传送构件230。

倾斜设备40包括管身45和操作板47。

管身45具有联接至第一接触板214的一端，从而通过离合器连接板212而转动。在管身45的外圆周处形成第一螺纹49，并且，当管身45转动时，操作板47沿着第一螺纹49移动，从而改变转向柱5的角度。操作板47连接至管身45和转向柱5，并具有各种形状。

伸缩设备50包括轴体55、螺母构件57和可移动构件59。

轴体55的一部分插入到倾斜设备40的管身45中，并在轴体55的不插入管身45中的其他部分的外圆周处形成第二螺纹56，从而与螺母构件57的第三螺纹58螺纹连接。

第二接触板216联接至螺母构件57的一端，并且，当离合器连接板212与第二接触板216相联接并转动时，螺母构件57转动。由此，轴体55沿着螺母构件57的螺纹58转动，并沿其长度方向移动。当轴体55移动时，连接轴体55与转向柱5的可移动构件59使转向柱5移动。

可变转向离合器210的离合器连接板212插入到伸缩设备50的轴体55中，并设置在第一接触板214和第二接触板216之间。第二传送构件230联接至离合器连接板212的外圆周，并与连接部分300的第二连接构件320啮合。

可变转向离合器210的第二电磁铁218设置为接近第二接触板216，而第二弹性构件219插入到伸缩设备50的轴体55中，并联接至离合器连接板212。

如果未向第二电磁铁218供给电流，亦即第二电磁铁218未通过电流而磁化，则离合器连接板212通过第二弹性构件219而联接至第一接触板214。

如果向第二电磁铁218供给电流，亦即第二电磁铁218通过电流而磁化，则第二电磁铁218向着第二接触板216拉动离合器连接板212。由此，离合器连接板212与第一接触板214分离，并联接至第二接触板216。

可在离合器连接板212、第一接触板214和第二接触板216的各自的接触表面处形成齿状物。更详细地，在第一接触板214和离合器连接板212的接触表面处分别形成可相互啮合的齿状物，并且在第二接触板216和离合器连接板212的接触表面处分别形成可相互啮合的齿状物。由此，可提高联接力，也可提高转动力的传送。

转向装置1的第二系统适于将马达12的转矩传送至倾斜设备40或伸缩设备50。将详细描述第二系统的操作。

如果未向第二电磁铁218供给电流，则离合器连接板212与第一接触板214通过第二弹性构件219的弹力而联接。因此，如果通过第一传送构件130和连接部分300而将马达12的转矩传送至第二传送构件230，则离合器连接板212和第一接触板214通过第二传送构件230的转动而转动。倾斜设备40的管身45通过第一接触板214而转动，并通过倾斜设备40的操作板47来控制转向柱5的角度。

如果向第二电磁铁218供给电流，则离合器连接板212与第二接触板216联接。因此，如果通过第一传送构件130和连接部分300而将马达12的转矩传送至第二传送构件230，则离合器连接板212和第二接触板216通过第二传送构件230的转动而转动。伸缩设备50的轴体55通过第二接触板216和螺母构件57而转动，并通过伸缩设备50的可移动构件59来控制转向柱5的长度。

图9A至图9C为用于简要显示根据本发明的示例性实施方式的车辆转向装置的图，所述车辆转向装置包括第一转换部分和第二转换部分。图9A至图9C中的虚线指示了马达12的转矩的传送方向。

参照图9A至图9C，转向装置1适于向第一转换部分100的第一电磁铁116和/或第二转换部分200的第二电磁铁218供给电流，从而使马达12的转矩传送至动力传送部分20、倾斜设备40和伸缩设备50中的一个。

在转向手柄4的操纵力被辅助的情况下，第一转换部分100的第一电磁铁116和第二转换部分200的第二电磁铁218均不供给电流，如图9A所示。由此，第一离合器板112通过第一弹性构件118而联接至第二离合器板114，从而使马达12的转矩通过动力传送轴22而传送至转向柱5。此时，离合器连接板212通过第二弹性构件219而联接至第一接触板214。

在转向手柄4的角度被控制的情况下，向第一转换部分100的第一电磁铁116供给电流，而不向第二转换部分200的第二电磁铁218供给电流，如图9B所示。由此，第一离合器板112联接至第一传送构件130，从而使马达12的转矩传送至连接部分300。联接至第一接触板214的离合器连接板212将从连接部分300接收到的马达12的转矩传送至倾斜设备40。由此，转向柱5的角度得以控制。

在转向手柄4的长度被控制的情况下，向第一转换部分100的第一电磁铁116和第二转换部分200的第二电磁铁218供给电流，如图9C所示。由此，第一离合器板112联接至第一传送构件130，从而使马达12的转矩传送至连接部分300。联接至第二接触板214的离合器连接板212将从连接部分300接收到的马达12的转矩传送至伸缩设备50。由此，转向柱5的长度得以控制。

图10为根据本发明的示例性实施方式的控制车辆的转向装置的系统的示意图。

参照图10，控制车辆的转向装置的系统2适于通过利用一个控制部分400来控制转向装置1。

控制部分400对马达12、第一转换部分100的马达离合器110以及第二转换部分200的可变转向离合器210进行控制。更详细地，控制部分400向马达12传输驱动信号，向马达离合器110传输操作信号，并向可变转向离合器210传输操作信号。

如果检测到转向手柄4的操纵，亦即在驾驶时对转向手柄4进行操纵或者开启用于控制转向手柄4的角度或长度的开关(即可变转向开关410)，则控制部分400向马达12传输驱动信号。

此外，控制部分400向马达离合器110传输操作信号，从而控制马达轴14与动力传送轴22的联接或分离。如果要辅助转向手柄4的操纵力，则控制部分400传送操作信号，从而使马达轴14联接至动力传送轴22。如果要控制转向手柄4的角度或长度，则控制部分400传送操作信号，从而使马达轴14与动力传送轴22分离。

此外，控制部分400向可变转向离合器210传输操作信号，从而使得可变转向离合器210与倾斜设备40和伸缩设备50中的一个相联接。如果转向装置1对转向手柄4的角度进行控制，则控制部分400向倾斜设备40传输操作信号，从而使其与可变转向离合器210相联接。如果转向装置1对转向手柄4的长度进行控制，则控制部分400向伸缩设备50传输操作信号，从而使其与可变转向离合器210相联接。

将联系图3和图6所示的第一转换部分和第二转换部分来详细描述根据本发明的示例性实施方式的控制转向装置的系统2的操作。

如果检测到转向手柄4的操纵，则控制部分400向马达12传输驱动信号；如果可变转向开关410开启时，控制部分400传输操作信号从而向马达离合器110的第一电磁铁116供给电流；并且如果伸缩设备50的开关414开启时，控制部分400传输操作信号从而向可变转向离合器210的第二电磁铁218供给电流。

将进一步详细描述包括控制部分400的系统的操作。

如果检测到转向手柄4的操纵，则控制部分400向马达12传输驱动信号，从而驱动马达12。特别地，如果在驾驶时对转向手柄4进行操纵，则控制部分400向马达12传输驱动信号。由此，通过与马达轴14联接的动力传送轴22而将马达12的转矩传送至转向柱4。

如果可变转向开关410开启，则控制部分400向马达12传输驱动信号，并向马达离合器110传输操作信号，从而向第一电磁铁116供给电流。由此，马达离合器110的第一电磁铁116通过电流而磁化，动力传送轴22通过第一电磁铁116的磁力而与马达轴14分离，并通过连接至马达轴14的连接部分300而将马达12的转矩传送至可变转向部分30。

如果倾斜设备40的开关412开启，则通过倾斜设备40而将马达12的转矩传送至转向柱5，所述倾斜设备40联接至可变转向离合器210的离合器连接板212。

如果伸缩设备50的开关414开启，则控制部分400向马达12传输驱动信号，向马达离合器110传输操作信号，从而向第一电磁铁116供给电流，并向可变转向离合器210传输操作信号，从而向第二电磁铁218供给电流。由此，可变转向离合器210的第二电磁铁218被磁化，而离合器连接板212通过第二电磁铁218的磁力而联接至伸缩设备50。在此情况下，马达12的转矩通过连接至马达轴14的连接部分300而传送至可变转向部分30的离合器连接板212，从而通过伸缩设备50而传送至转向柱5。

图11为用于显示根据本发明的示例性实施方式中的供给至电磁离合器的电流随时间的变化的图，而图12和图13为向电磁离合器供给电流的方法的流程图。

参照图11，控制部分400适于向马达离合器110的第一电磁铁116和可变转向离合器210的第二电磁铁218供给电流(其方向连续地变化)。亦即，控制部分400控制对各个电磁铁的电流供给，从而使得之前供给的电流的方向与当前供给的电流的方向不同。

更详细地，如果可变转向开关410(亦即倾斜设备40的开关412或伸缩设备50的开关414)首次开启，则控制部分400可传输操作信号，从而向第一电磁铁116和第二电磁铁218供给正电流。此后，如果倾斜设备40的开关412或伸缩设备50的开关414再次开启，则控制部分400可传输操作信号，从而向第一电磁铁116和第二电磁铁218供给负电流。

如果倾斜设备40的开关412开启，则马达12的转矩传送至可变转向部分30的倾斜设备40，从而控制转向柱5的角度。亦即，如果向马达离合器110的第一电磁铁116供给电流，则马达离合器110的第一离合器板112通过第一电磁铁116的磁力而与第二离合器板114分离，并与第一传送构件130联接。此时，控制部分400向第一电磁铁116供给电流，该电流的方向与之前供给的电流的方向不同。

如果伸缩设备50的开关414开启，则马达12的转矩传送至可变转向部分30的伸缩设备50，从而控制转向柱5的长度。亦即，如果向马达离合器110的第一电磁铁116和可变转向离合器210的第二电磁铁218供给电流，则马达离合器110的第一离合器板112通过第一电磁铁116的磁力而与第二离合器板114分离，并联接至第一传送构件130，而可变转向离合器210的离合器连接板212与第一接触板214分离，并通过第二电磁铁218的磁力而联接至第二接触板216。此时，控制部分400向电磁铁116和218中的每一个供给电流，该电流的方向与之前供给的电流的方向不同。

将具体描述根据本发明的示例性实施方式的向电磁铁116和218中的每一个供给电流的方法。

参照图12，在步骤S100中，控制部分400确定可变转向开关410是否开启。在步骤S110中，如果可变转向开关410开启，则控制部分400计数。每当可变转向开关410开启时，执行计数。例如，如果可变转向开关410首次开启，则计数为1。如果可变转向开关410继续开启，则计数为2。在步骤S120中，确定计数是否为奇数，根据计数是奇数还是偶数来改变供给至电磁铁116和218的电流的各自的方向。在步骤S130中，如果计数例如为奇数，则向电磁铁116和218中的每一个供给正电流，在步骤S140中，而如果计数为偶数，则向电磁铁116和218中的每一个供给负电流。然而，电流的供给并不限于此。

更详细地，分别在倾斜设备40的开关412开启的情况下和伸缩设备50的开关414开启的情况下，执行计数。

如果倾斜设备40的开关412开启，则向马达离合器110的第一电磁铁116供给电流，但是，如果伸缩设备50的开关414开启，则向马达离合器110和可变转向离合器210的第一电磁铁116和第二电磁铁218供给电流。由此，分别执行对马达离合器110的第一电磁铁116的计数和对可变转向离合器210的第二电磁铁218的计数。

在一个或多个示例性实施方式中，参照图13，在步骤S200中确定可变转向开关410是否开启，无论是否对倾斜设备40或伸缩设备50进行操作。在步骤S210中，如果可变转向开关410开启，则对预先存储的第一计数加上1，并再次存储该第一计数。其后，在步骤S250中，确定伸缩设备50的开关414是否开启。在步骤S260中，如果伸缩设备50的开关414开启，则对预先存储的第二计数加上1，并再次存储该第二计数。

分别在步骤S220和S270中，确定第一计数和第二计数中的每一个是否为奇数。如果第一计数为奇数，则在步骤S230中向马达离合器110的第一电磁铁116供给正电流，而如果第一计数为偶数，则在步骤S240中向马达离合器110的第一电磁铁116供给负电流。此外，如果第二计数为奇数，则在步骤S280中向可变转向离合器210的第二电磁铁218供给正电流，而如果第二计数为偶数，则在步骤S290中向可变转向离合器210的电磁铁218供给负电流。

用于操作车辆转向装置的开关410、412和414中的每一个均可为由驾驶员开启/关闭的手动开关，或者通过传感器而开启/关闭的自动开关。

根据本发明的示例性实施方式，通过一个马达，可辅助转向柱的操纵力，或者可对转向柱的角度和长度进行控制。

根据本发明的示例性实施方式，用于辅助转向柱的操纵力的马达转矩可有效地传送至用于控制转向柱的角度的倾斜设备或者用于控制转向柱的长度的伸缩设备。

根据本发明的示例性实施方式，可有效地改变车体布局，可减轻车体重量，并且可降低车辆的生产成本。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (16)

1.一种车辆的转向装置，包括：

马达；

马达轴，其连接至所述马达并传送所述马达的转矩；

可变转向部分，其联接至转向柱并根据所述马达的转矩来改变所述转向柱的角度和长度，所述转向柱联接至转向手柄；以及

连接部分，其选择性地连接至所述马达轴，从而由所述马达轴接收所述马达的转矩，并将所述马达的转矩传送至所述可变转向部分，

其中，所述可变转向部分包括：

倾斜设备，其改变所述转向柱的角度；

伸缩设备，其改变所述转向柱的长度；

可变转向离合器，其选择性地使所述连接部分联接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个；和

传送构件，其接合于所述连接部分与所述可变转向离合器之间，并将从所述连接部分接收到的所述马达的转矩传送至所述可变转向离合器。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中所述可变转向离合器为电磁离合器。

3.根据权利要求2所述的车辆的转向装置，其中所述倾斜设备包括：

倾斜转动构件，其通过从所述连接部分传送来的所述马达的转矩而转动；以及

倾斜连接构件，其使所述倾斜转动构件与所述转向柱接合，从而将所述倾斜转动构件的转动转换成所述转向柱的上下移动。

4.根据权利要求3所述的车辆的转向装置，其中所述伸缩设备包括：

伸缩转动构件，其通过从所述连接部分传送来的所述马达的转矩而转动；以及

伸缩连接构件，其使所述伸缩转动构件与所述转向柱接合，从而将所述伸缩转动构件的转动转换成所述转向柱的沿其长度方向的线性移动。

5.根据权利要求4所述的车辆的转向装置，其中所述可变转向离合器包括：

第一接触板，其联接至所述倾斜转动构件；

第二接触板，其联接至所述伸缩转动构件；

离合器连接板，其能够移动地设置于所述第一接触板与所述第二接触板之间；

第一电磁铁，其设置成与所述离合器连接板相邻，并通过电流而被磁化；以及

弹性构件，其通过弹性力而使所述离合器连接板偏向所述第一接触板与所述第二接触板中的一个，

其中所述离合器连接板根据所述电流是否供给至所述第一电磁铁而选择性地联接至所述第一接触板或所述第二接触板。

6.根据权利要求5所述的车辆的转向装置，其中分别在所述离合器连接板和所述第一接触板的接触表面处形成齿状物。

7.根据权利要求5所述的车辆的转向装置，其中分别在所述离合器连接板和所述第二接触板的接触表面处形成齿状物。

8.根据权利要求5所述的车辆的转向装置，其中所述传送构件接合至所述离合器连接板的外圆周的端部。

9.根据权利要求8所述的车辆的转向装置，其中所述传送构件的轴线布置成垂直于所述连接部分的轴线，并且

其中在所述传送构件和所述连接部分中的一个处形成蜗杆，并且在所述传送构件和所述连接部分中的另一个处形成蜗轮。

10.一种控制车辆的转向装置的系统，包括：

马达，其产生转矩；

马达轴，其连接至所述马达，以传送所述马达的转矩；

倾斜设备，其连接至转向柱并改变所述转向柱的角度，所述转向柱联接至转向手柄；

伸缩设备，其连接至所述转向柱并使所述转向柱沿其长度方向移动，所述转向柱联接至所述转向手柄；

可变转向离合器，其接收所述马达的转矩，并选择性地联接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个；

传送构件，其接合至所述可变转向离合器，并接收所述马达的转矩且将所述马达的转矩供给至所述可变转向离合器；

连接部分，其选择性地接合至所述马达轴并从所述马达轴接收所述马达的转矩，从而将所述马达的转矩传送至所述传送构件；以及

控制部分，其控制所述马达和所述可变转向离合器的操作。

11.根据权利要求10所述的控制车辆的转向装置的系统，其中当检测到所述转向手柄的操纵时，所述控制部分向所述马达传递控制信号，从而驱动所述马达；当需要改变所述转向柱的角度时，所述控制部分传送使所述可变转向离合器与所述倾斜设备联接的控制信号；并且在对所述转向柱的长度进行控制时，所述控制部分传送使所述可变转向离合器与所述伸缩设备联接的控制信号。

12.根据权利要求11所述的控制车辆的转向装置的系统，其中所述可变转向离合器为利用电磁铁的离合器，并且

其中所述控制部分控制对所述电磁铁的电流供给，从而使得所述可变转向离合器将所述传送构件连接至所述倾斜设备和所述伸缩设备中的一个。

13.一种车辆的转向装置，其具有：马达驱动部分，其包括马达和马达轴；动力传送部分，其通过利用所述马达的转矩来辅助转向手柄的操纵力；和可变转向部分，其通过利用所述马达的转矩来控制转向柱的角度和长度；所述转向装置包括：

第一转换部分，其通过使用马达离合器而选择性地使所述马达驱动部分接合至所述动力传送部分和所述可变转向部分中的一个，从而将所述马达的转矩传送至所述动力传送部分和所述可变转向部分中的一个；

连接部分，其从所述马达驱动部分接收所述马达的转矩，并在通过所述第一转换部分而接合至所述马达驱动部分之后，将所述马达的转矩传送至所述可变转向部分；以及

第二转换部分，其接合至所述连接部分，并通过使用可变转向离合器而选择性地联接至倾斜设备和伸缩设备中的一个，所述倾斜设备用于控制所述转向柱的角度，所述伸缩设备用于控制所述转向柱的长度。

14.根据权利要求13所述的车辆的转向装置，其中所述马达离合器包括第一电磁铁，

当未将电流供给至所述第一电磁铁时，所述马达驱动部分与所述动力传送部分联接，从而使所述马达的转矩传送至所述动力传送部分，并且

当将电流供给至所述第一电磁铁时，所述马达驱动部分与所述动力传送部分分离，并且所述马达驱动部分与所述连接部分联接，从而使所述马达的转矩通过所述连接部分而传送至所述可变转向部分。

15.根据权利要求13所述的车辆的转向装置，

其中所述可变转向离合器包括第二电磁铁，

其中，当未将电流供给至所述第二电磁铁时，所述可变转向离合器与所述倾斜设备联接，从而使所述马达的转矩传送至所述倾斜设备，并且

其中，当将电流供给至所述第二电磁铁时，所述可变转向离合器与所述倾斜设备分离，并且所述可变转向离合器与所述伸缩设备联接，从而使所述马达的转矩传送至所述伸缩设备。

16.根据权利要求15所述的车辆的转向装置，其还包括控制部分，该控制部分控制所述马达、所述马达离合器和所述可变转向离合器的操作，

其中，当检测到所述转向手柄的操纵时，所述控制部分向所述马达传送控制信号，从而驱动所述马达；当所述可变转向部分的操作开关开启时，所述控制部分向所述马达离合器传送控制信号，从而向所述第一电磁铁供给电流；并且当所述伸缩设备的操作开关开启时，所述控制部分向所述可变转向离合器传送控制信号，从而向所述第二电磁铁供给电流。