CN107672670A - 电力转向柱组件 - Google Patents
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Abstract
一种电力转向柱组件，包括转向轴和行进挡止组件。转向轴具有被配置成附接到方向盘的第一端。转向轴具有延伸穿过转向致动器的第二端。行进挡止组件与转向轴的第二端接合。行进挡止组件被配置成用以阻止转向轴的旋转。
Description
背景技术
线控转向(steering by wire，电子转向)型转向柱可以使方向盘与转向齿轮之间不具有机械连接。机械连接可被替换为模拟路感装置，该装置通常是连接到转向轴的伺服电机，而所述转向轴连接到转向齿轮。该伺服电机向车辆的操作者提供道路力反馈。该伺服电机还可以提供一个力来表示方向盘行进的结束或锁定到锁定端挡止部(的状态)。不幸的是，当车辆关停时，方向盘可能容易旋转并且旋转超越方向盘行进的结束状态，或者超越锁定到锁定端挡止部的状态。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种电力转向柱组件。该电力转向柱组件包括转向轴和行进挡止组件。该转向轴沿转向轴线延伸。该转向轴具有被配置成附接到方向盘的第一端。该转向轴具有延伸穿过该转向致动器的第二端。该行进挡止组件设置在该转向致动器上。该行进挡止组件接合该转向轴的第二端。该行进挡止组件被配置成用以阻止转向轴的旋转。
根据本发明的另一实施例，提供了一种线控转向型转向柱组件。该线控转向型转向柱组件包括转向致动器、转向轴和行进挡止组件。该转向致动器具有限定一凹部的端板。该转向轴具有与第二端相对设置的第一端。第二端容置在该转向致动器内并且靠近该端板设置。该行进挡止组件包括设置在该转向致动器内的螺旋构件。该螺旋构件具有第一部分，该第一部分至少部分地容置在该转向轴的第二端内。该螺旋构件还具有第二部分，该第二部分至少部分地容置在凹部内。
通过下文结合附图的描述，本发明的上述的和其它的优点和特征将更为明晰。
附图说明
作为本发明的主题在与说明书随附的权利要求中被特别指出并明确地请求保护。通过参照以下附图对优选实施例的说明，本发明的上述的及其它的目的、特征和优点将更加明晰，在图中：
图1是具有行进挡止组件的电力转向柱组件的立体图；
图2是行进挡止组件的立体图。
图3是行进挡止组件的平面图。
图4是具有行进挡止组件的线控转向型转向柱组件的立体图；以及
图5是线控转向型转向柱组件的局部剖视图。
具体实施方式
现在参照附图，下面将参照具体实施例对本发明进行描述，但本发明不受限于这些实施例，应理解的是，所公开的这些实施例仅是用于对本发明的阐示，其可通过各种替代性的方式来实施。所公开的实施例的各种元件可以被组合或省略以形成本发明的另外的实施例。这些附图并非必须按比例绘制，可以扩大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为一个有代表性的基础来教导本领域技术人员如何以多种方式应用本发明。
参见图1，其示出了电力转向柱组件10。电力转向柱组件10设置于车辆。电力转向柱组件10包括转向轴20、护套组件22、转向致动器24和行进挡止组件26。
转向轴20沿着转向轴线30延伸。转向轴20至少部分地沿着转向轴线30延伸穿过护套组件22、转向致动器24和行进挡止组件26。转向轴20包括在转向轴第一端34与转向轴第二端36之间延伸的转向轴本体32。转向轴第一端34配置成附接到方向盘。转向轴第二端36配置成可操作地连接到转向致动器24和行进挡止组件26中的至少一者。转向轴第二端36设有一个或多个螺纹40。
转向轴20延伸穿过护套组件22。护套组件22配置成承载或可旋转地支撑转向轴20。护套组件22配置成将电力转向柱组件10附接到一车辆结构。护套组件22通过安装支架42附接到该车辆结构。
转向致动器24一般被称为“手轮致动器”。转向致动器24被配置成一机电致动器，其通过安装支架42被安装到护套组件22的端部和车辆结构中的至少一者上。转向轴第二端36容置在转向致动器24中并且至少部分地延伸穿过转向致动器24。转向致动器24将转向轴20与可操作地连接到车轮的转向齿轮之间的直接机械连接替换为电子的或虚拟的连接。转向致动器24配置成用以说明转向轴20和连接到该转向轴第一端34的方向盘中的至少一者的位置，并将该位置作为转向输入提供给可操作地连接到车轮的转向齿轮，以使车轮枢转。转向致动器24配置成用以向转向轴第二端36提供旋转输入或其它输入，以向车辆的操作者提供虚拟路感。
在至少一个实施例中，当车辆启动且处于运行状态时，转向致动器24配置成用以提供与转向轴20的旋转相反的力来表示车轮行进的结束。车轮行进的结束表示使车辆转向的方向盘旋转和/或车轮旋转的最大量。当车辆关停且不运转时，转向致动器24可不提供与转向轴20的旋转相反的力，以表示车轮行进的结束。行进挡止组件26被配置成一实体的转动限制器，用以限制转向轴20和附接到转向轴第一端34的方向盘中的至少一者(的转动)。
参见图1到图3，行进挡止组件26设置在转向致动器24上。行进挡止组件26配置成与转向轴第二端36接合。行进挡止组件26配置成用以阻止作为转向轴20沿第一方向或第二方向转过预定转向角度或预定转数/圈数的响应而导致转向轴20沿第一方向或第二方向的旋转。行进挡止组件26包括第一安装臂50、第二安装臂52、构件54和行进螺母56。
第一安装臂50设置在转向致动器24上。第一安装臂50从转向致动器24延伸并且包括具有第一安装臂开口62的第一安装臂远端60。第一安装臂开口62从第一安装臂第一侧64完全穿过第一安装臂远端60而延伸到第一安装臂第二侧66。
第二安装臂52设置在转向致动器24上。第二安装臂52与第一安装臂50间隔开。第二安装臂52基本上平行于第一安装臂50设置。第二安装臂52从转向致动器24延伸。第二安装臂52包括具有第二安装臂开口72的第二安装臂远端70。第二安装臂开口72从第二安装臂第一侧74完全穿过第二安装臂远端70而延伸到第二安装臂第二侧76。第二安装臂开口72与第一安装臂开口62基本上同轴地设置。
构件54在第一安装臂50与第二安装臂52之间延伸。构件54延伸穿过第一安装臂开口62和第二安装臂开口72。构件54被靠近转向轴第二端36设置。构件54包括在第一构件端部82与第二构件端部84之间延伸的构件本体80。
第一构件端部82至少部分地容置在第一安装臂开口62内。第一构件端部82包括第一构件第一保持特征部部(retaining feature，保持特征)90和第一构件第二保持特征部92。第一构件第一保持特征部90设置为靠近第一安装臂第一侧64。第一构件第二保持特征92与第一构件第一保持特征90间隔开。第一构件第二保持特征部92设置为靠近第一安装臂第二侧66，使得第一构件第一保持特征部90和第一构件第二保持特征部92设置在第一安装臂50的相对两侧。
第二构件端部84至少部分地容置在第二安装臂开口72内。第二构件端部84包括第二构件第一保持特征部100和第二构件第二保持特征部102。第二构件第一保持特征部100设置为靠近第二安装臂第一侧74。第二构件第二保持特征部102与第二构件第一保持特征部100间隔开。第二构件第二保持特征部102设置为靠近第二安装臂第二侧76，使得第二构件第一保持特征部100和第二构件第二保持特征部102设置在第二安装臂52的相对两侧。
行进螺母56设置在第一安装臂50与第二安装臂52之间。行进螺母56以螺纹配合方式安装到转向轴第二端36。行进螺母56包括在第一面112与第二面114之间延伸的行进螺母本体110。
第一安装臂50和第二安装臂52与行进螺母本体110接合，以在转向轴第二端36相对于行进螺母56旋转时阻止行进螺母56的旋转。行进螺母本体110限定一中心开口120。中心开口120从第一面112延伸到第二面114。中心开口120包括一个或多个互补的螺纹，这些螺纹配置成用以与转向轴第二端36的一个或多个螺纹40以啮合方式接合。
第一面112设置为与第二面114相对。第一面112面向构件54。第一面112是具有第一突起122的、大致平坦的表面。第一突起122靠近行进螺母56的外周124设置。第一突起122具有第一宽度。在至少一个实施例中，第一突起122被配置成倾斜表面。该倾斜表面朝向行进螺母56的外周124倾斜，使得该倾斜表面具有靠近外周的一最大高度以及在从外周124向中心开口120延伸的方向上减小的一降低的高度。
第二面114朝向转向致动器24。第二面114是具有第二突起126的、大致平坦的表面。第二突起126设置为靠近行进螺母56的外周124。第二突起126设置为与第一突起122相对。第二突起126具有比第一宽度大的第二宽度。在至少一个实施例中，第二突起126被配置成一倾斜表面。该倾斜表面朝向行进螺母56的外周124倾斜或者成角度，使得该倾斜表面具有靠近外周124的一最大高度以及在从外周124朝向中心开口120延伸的方向上减小的一降低的高度。
参见图2，响应于附接到转向轴第一端34的方向盘沿第一方向绕转向轴线30的旋转，转向轴20沿第一方向旋转。转向轴20的旋转导致转向轴第二端36相对于行进螺母56沿第一方向旋转。转向轴第二端36沿第一方向的旋转导致行进螺母56沿转向轴第二端36朝向构件54轴向行进(而非旋转)。
构件54被配置成第一端部挡止部，当行进螺母56与构件54接合时，该第一端部挡止部阻止行进螺母56相对于转向轴第二端部36进一步移动(平移，translation)。例如，当第一突起122与构件54接合时，行进螺母56与构件54的结合阻止了转向轴第二端36进一步旋转，并最终阻止了转向轴20沿第一方向绕转向轴线30旋转。
第一突起122与构件54之间的接合使得行进螺母56绕横向于转向轴线30设置的轴线枢转或扭转。行进螺母56绕横向于转向轴线30设置的轴线扭转产生一倾覆力矩，该力矩防止了行进螺母56过紧(binding)。在至少一个实施例中，在行进挡止组件的行进螺母56阻止转向轴20沿第一方向进一步旋转之前，行进挡止组件26的行进螺母56使附接到转向轴第一端34的方向盘能够沿第一方向从相对的端部挡止部旋转2.5转。
参见图3，响应于附接到转向轴第一端34的方向盘沿第二方向绕转向轴线30的旋转，转向轴20沿与第一方向相反的第二方向旋转。转向轴20的旋转导致转向轴第二端36相对于行进螺母56旋转。转向轴第二端36的旋转导致行进螺母56沿转向轴第二端36朝向转向致动器24轴向行进(而非旋转)。
转向致动器24和端部挡止螺母130中的至少一者被配置成第二端部挡止部，该第二端部挡止部在行进螺母56与转向致动器24和端部挡止螺母130中的至少一者接合时，阻止行进螺母56相对于转向轴第二端部36进一步移动(平移)。端部挡止螺母130被配置成绕转向轴第二端36设置并且靠近转向致动器24设置的螺母。例如，当第二突起126与转向致动器24和端部挡止螺母130中的至少一者接合时，行进螺母56与转向致动器24和端部挡止螺母130中的至少一者的结合阻止了转向轴第二端36的进一步旋转、并最终阻止了转向轴20沿第二方向进一步旋转。
第二突起126与构件54之间的接合使得行进螺母56绕横向于转向轴线30设置的轴线枢转或扭转。行进螺母56绕横向于转向轴线30设置的轴线扭转产生了防止行进螺母56过紧的倾覆力矩。在至少一个实施例中，在行进挡止组件26的行进螺母56阻止转向轴20沿第二方向进一步旋转之前，行进挡止组件26的行进螺母56使附接到转向轴第一端34的方向盘能够沿第二方向旋转2.5转。
参见图4和图5，其示出了线控转向型转向柱组件150。线控转向型转向柱组件150设置于车辆。该线控转向型转向系统被配置成基于方向盘的旋转并通过方向盘和车轮之间的电子连接或其它非机械连接而使一组车轮转向或枢转。线控转向型转向柱组件150包括转向轴160、护套组件162、转向致动器164和行进挡止组件166。
转向轴160沿着转向轴线170延伸。转向轴160至少部分地延伸穿过护套组件162并被容置在转向致动器164内。转向轴160包括转向轴本体172，其在转向轴第一端174和与转向轴第一端174相对设置的转向轴第二端176之间延伸。转向轴第一端174被配置成附接到方向盘。转向轴第二端176被配置成可操作地连接到转向致动器164和行进挡止组件166中的至少一者。转向轴第二端176配置成具有一组螺纹180的一中空端部。该组螺纹180可配置成内螺纹或阴螺纹。
转向轴160沿着转向轴线170延伸穿过护套组件162。护套组件162被配置成承载或可旋转地支撑转向轴160。护套组件162配置成将该线控转向型转向柱组件150附接到一车辆结构。护套组件162通过安装支架182附接到该车辆结构。在至少一个实施例中，护套组件162可操作地连接到转向致动器164。
转向致动器164通常被称为“手轮致动器”。转向致动器164被配置成一机电式致动器，其通过安装支架被安装到护套组件162的一端部和一车辆结构中的至少一者上。转向致动器164包括转向致动器壳体190。转向致动器壳体190限定一开口192，该开口被配置成用以容置该机电式致动器的部件。转向致动器壳体190包括端板194和封闭板196。
端板194限定一凹部200。凹部200包括端壁202和至少一个侧壁204。端壁202设置为基本上平行于端板194。端壁202延伸超过端板194。上述至少一个侧壁从端壁202朝向封闭板196延伸。上述至少一个侧壁204设置为基本上垂直于端壁202。上述至少一个侧壁204延伸穿过端板194。
封闭板196设置为基本上平行于端板194。封闭板196覆盖转向致动器壳体190的开口192。封闭板196限定一封闭板开口210。转向轴第二端176延伸穿过封闭板开口210并被容置在转向致动器壳体190的开口192内。转向轴第二端176设置为靠近端板194。转向轴第二端176设置为靠近上述至少一个侧壁204。
行进挡止组件166设置在转向致动器壳体190的开口192之内。行进挡止组件166设置在端板194与转向轴第二端176之间。行进挡止组件166包括螺旋构件220。该螺旋构件220包括第一部分222和第二部分224。
第一部分222至少部分地容置在转向轴第二端176内。第一部分222被配置成具有一组互补的螺纹230的螺旋构件。这组互补的螺纹230与转向轴第二端176的那一组螺纹180螺接。这组互补的螺纹230可被配置成外螺纹或阳螺纹。
第二部分224至少部分地容置在端板194的凹部200内。上述至少一个侧壁204被配置成与第二部分224接合，以在转向轴第二端176相对于螺旋构件220旋转的同时阻止螺旋构件220旋转。
响应于附接到转向轴第一端174的方向盘沿第一方向绕转向轴线170的旋转，转向轴160沿第一方向旋转。转向轴160的旋转导致转向轴第二端176沿第一方向相对于螺旋构件220旋转。转向轴第二端176沿第一方向的旋转导致螺旋构件220沿转向轴第二端176朝向端部202轴向行进(而非旋转)。
端壁202被配置成第一端部挡止部，其在螺旋构件220与端壁202接合时阻止螺旋构件220相对于转向轴第二端176进一步移动。例如，螺旋构件220与端壁202接合；螺旋构件220阻止转向轴第二端176的进一步旋转，并最终阻止转向轴160沿第一方向绕转向轴170进一步旋转。
响应于附接到转向轴第一端174的方向盘沿第二方向绕转向轴线170的旋转，转向轴160沿与第一方向相反的第二方向旋转。转向轴160的旋转导致转向轴第二端176相对于螺旋构件220旋转。转向轴第二端176的旋转导致螺旋构件220沿转向轴第二端176朝向转向轴第一端174轴向行进(而非旋转)。
第二部分224与转向轴第二端176的端部之间的接合、或者第一部分222与转向轴第二端176的中空部分的端部之间的接合被配置成端部挡止部，以阻止螺旋构件220相对于转向轴第二端36进一步移动。对螺旋构件220进一步移动的阻止，阻止了转向轴第二端176的进一步旋转，并最终阻止了转向轴160沿第二方向绕转向轴线170进一步旋转。
纵观整个说明书，术语“附接”、“附连”、“连接”、“联接”或“安装”应当被解释为一结构部件或元件通过至少一个中间结构元件以某种方式直接或间接地与另一元件连接或接触、或者与另一个结构元件一体形成之意。
虽然仅结合有限数量的实施例对本发明作了详细描述，但应理解的是，本发明并不限于所公开的这些实施例。相反，本发明能够被修改为囊括此前未被描述但与本发明的范围相当的任何数量的变型、变更、替代或等同设置。另外，尽管已描述了本发明的多个实施例，但应理解的是，本发明的方案可以仅包括所描述的实施例中的某一些或者这些实施例的结合。因此，本发明应被认为不受前文的描述所限制。
Claims (15)
1.一种电力转向柱组件，包括：
转向轴，其沿转向轴线延伸，所述转向轴具有第一端和第二端，所述第一端被配置成附接到方向盘，而所述第二端延伸穿过转向致动器；以及
行进挡止组件，设置在所述转向致动器上并与所述转向轴的第二端接合，所述行进挡止组件被配置成用以阻止所述转向轴的旋转。
2.如权利要求1所述的电力转向柱组件，其中，所述行进挡止组件包括：
第一安装臂，从所述转向致动器延伸；
第二安装臂，与所述第一安装臂间隔开，并从所述转向制动器延伸；
在所述第一安装臂与所述第二安装臂之间延伸的构件；以及
行进螺母，设置在所述第一安装臂与所述第二安装臂之间，所述行进螺母以螺纹配合方式安装到所述转向轴的第二端。
3.如权利要求2所述的电力转向柱组件，其中，所述行进螺母包括与第二面相对设置的第一面以及在所述第一面与所述第二面之间延伸的行进螺母本体。
4.如权利要求3所述的电力转向柱组件，其中，所述第一安装臂和所述第二安装臂与所述行进螺母本体接合。
5.如权利要求3所述的电力转向柱组件，其中，所述第一面面向所述构件，而所述第二面面向所述转动致动器。
6.如权利要求5所述的电力转向柱组件，其中，所述第一面限定朝所述构件延伸的第一突起。
7.如权利要求6所述的电力转向柱组件，其中，响应于所述转向轴沿第一方向绕所述转向轴线相对于所述行进螺母的旋转，所述行进螺母沿所述转向轴的第二端朝向所述构件行进。
8.如权利要求7所述的电力转向柱组件，其中，响应于所述第一突起与所述构件之间的接合，所述转向轴沿所述第一方向的进一步旋转被阻止。
9.如权利要求6所述的电力转向柱组件，其中，所述第二面限定了朝向所述转向致动器延伸的第二突起。
10.如权利要求9所述的电力转向柱组件，其中，响应于所述转向轴沿第二方向绕所述转向轴线相对于所述行进螺母的旋转，所述行进螺母沿所述转向轴的第二端朝向所述转向致动器行进。
11.如权利要求10所述的电力转向柱组件，其中，响应于所述第二突起与靠近所述转向致动器设置的端部挡止部之间的接合，所述转向轴沿所述第二方向的进一步旋转被阻止。
12.一种线控转向型转向柱组件，包括：
转向致动器，具有限定凹部的端板；
转向轴，具有与第二端相对设置的第一端，所述第二端容置在所述转向致动器内，所述第二端靠近所述端板设置；以及
行进挡止组件，包括设置在所述转向致动器内的螺旋构件，所述螺旋构件具有：第一部分，其至少部分地容置在所述转向轴的第二端内；以及第二部分，其至少部分地容置在所述凹部内。
13.如权利要求12所述的线控转向型转向柱组件，其中，所述转向轴的第二端设有一组螺纹，并且所述螺旋构件的第一部分设有一组互补的螺纹，所述一组互补的螺纹与所述一组螺纹螺接。
14.如权利要求13所述的线控转向型转向柱组件，其中，所述端板的所述凹部包括端壁和至少一个侧壁，所述至少一个侧壁从所述端壁延伸并设置成大致垂直于所述端壁。
15.如权利要求14所述的线控转向型转向柱组件，其中，所述至少一个侧壁被配置成与所述螺旋构件的第二部分接合，以阻止所述螺旋构件旋转。
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