CN107792161A - 转向管柱解锁控制装置及其控制方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向管柱解锁控制装置及其控制方法，该装置包括锁紧装置，与转向管柱相连、以驱动转向管柱转动的驱动机构，以及设置在转向管柱上、以检测转向管柱承受的扭矩的扭矩传感器和控制系统。该控制系统用于接收扭矩传感器的检测信息并与驱动机构控制相连；在转向管柱承受的扭矩值大于预设的解锁扭矩阈值时，控制系统控制驱动机构运转，以减小转向管柱承受的扭矩。本发明还涉及一种具有该转向管柱解锁控制装置的车辆。本转向管柱解锁控制装置，通过控制系统控制驱动机构运转而减小转向管柱承受的扭矩，从而可减小因转向管柱扭转而对锁紧装置施加的压力，进而减小锁紧装置自行解锁所受的障碍，可提高转向管柱的自行解锁性能。

Description

转向管柱解锁控制装置及其控制方法和车辆

技术领域

本发明涉及转向管柱技术领域，特别涉及一种转向管柱解锁控制装置。本发明还涉及该转向管柱解锁控制装置的控制方法及一种具有该转向管柱解锁装置的车辆。

背景技术

为了满足国标中规定的对汽车防盗装置的要求，各整车厂一般均增加一个电子锁来实现转向锁止功能。即在转向管柱上安装一个电子锁，当车辆锁止以后，电子锁弹出锁舌，锁舌伸入转向管柱的锁槽内，通过限制锁槽转动而实现对转向管柱的锁止。但是，当车辆停止后，如果车轮位置不正，电子锁的锁舌会受到锁槽的侧向挤压力，当驾驶员解锁时，如果锁舌受到的侧向挤压力大于电子锁对锁舌的回弹力时，会导致转向管柱无法自行解锁也即车辆解锁失败，而且截止目前，也暂无针对该问题的解决对策。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种转向管柱解锁控制装置，以提高转向管柱的自行解锁性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种转向管柱解锁控制装置，包括与转向管柱配合设置以将所述转向管柱锁止的锁紧装置，还包括:

驱动机构，与所述转向管柱相连，以驱动所述转向管柱转动；

扭矩传感器，设置在所述转向管柱上，以构成对所述转向管柱承受扭矩的检测；

控制系统，接收所述扭矩传感器的检测信息并与所述驱动机构控制相连；在所述转向管柱承受的扭矩值大于预设的解锁扭矩阈值时，所述控制系统控制驱动机构运转，以减小所述转向管柱承受的扭矩。

进一步的，所述驱动机构包括经由所述控制系统控制的驱动电机，连接于所述驱动电机和所述转向管柱之间的、将所述驱动电机的动力转化为驱使所述转向管柱转动的驱动力的传递机构。

进一步的，所述传递机构包括连接于所述驱动电机输出端的蜗杆，以及与所述转向管柱共轴线固连的、与所述蜗杆配合的蜗轮。

进一步的，所述锁紧装置包括设置于所述转向管柱上的锁槽，以及经由所述控制系统控制的、带有与所述锁槽适配的锁舌的电子锁。

进一步的，所述控制系统包括：

控制器；

阈值存储单元，与所述控制器相连，所述阈值存储单元内存储有解锁扭矩阈值；

比较器，与所述控制器相连，以将所述控制器接收的所述扭矩传感器的检测信息和所述阈值存储单元内存储的解锁扭矩阈值进行比较。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的转向管柱解锁控制装置，通过控制系统控制驱动机构运转而减小转向管柱承受的扭矩，从而可减小因转向管柱扭转而对锁紧装置施加的压力，进而减小锁紧装置自行解锁所受的障碍，可提高转向管柱的自行解锁性能。

本发明还涉及一种转向管柱解锁控制方法，该方法包括如下步骤：

a、信息采集：锁紧装置解锁前，由扭矩传感器对转向管柱的扭矩值进行检测，并将检测信息发送至控制系统；

b、解锁控制：若检测信息大于预设的解锁扭矩阈值时，控制系统控制驱动机构运转，以减小所述转向管柱承受的扭矩后，控制锁紧装置进行解锁操作。

本发明还涉及一种车辆，该车辆装载有如上所述的转向管柱解锁控制装置。

本发明所述的转向管柱解锁控制方法及车辆，与如上所述的转向管柱解锁控制装置具有相同的效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的转向管柱解锁控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的转向管柱解锁控制装置的锁紧装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一所述的转向管柱解锁控制装置的驱动机构的结构示意图；

图4为本发明实施例一所述的转向管柱解锁控制装置的控制系统的电路连接框图；

附图标记说明：

1-转向管柱，11-转向管，12-输入轴，13-销轴，14-扭杆，15-输出轴，16-锁槽，2-扭矩传感器，3-蜗轮，4-蜗杆，5-电子锁，51-锁舌，6-控制器，7-驱动电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种转向管柱解锁控制装置，其整体结构中，主要包括锁紧装置、驱动机构、扭矩传感器以及控制系统。其中，锁紧装置与转向管柱配合设置，以将转向管柱锁止。驱动机构设置在转向管柱上，以驱动转向管柱转动。扭矩传感器也设置在转向管柱上，用于检测转向管柱所承受的扭矩。控制系统则用于接收扭矩传感器的检测信息，并与驱动机构控制相连，以在转向管柱承受的扭矩值大于预设的解锁扭矩阈值时，控制驱动机构运转，以减小转向管柱承受的扭矩，进而使锁止装置实现对转向管柱的自行解锁。本转向管柱解锁控制装置，通过控制系统控制驱动机构运转而减小转向管柱承受的扭矩，从而可减小因转向管柱扭转而对锁紧装置施加的压力，进而减小锁紧装置自行解锁所受的障碍，具有提高转向管柱自行解锁性能的效果。

如图1中所示，本实施例中的转向管柱主要包括转向管11，于转向管11中插装有以图1所示状态下位于转向管11内部的输入轴12以及位于转向管11下部并与输入轴12相接的输出轴15，且于输入轴12及输出轴15上形成有同轴布置且一端开口的容纳腔，于容纳腔内容置有分别与输入轴12及输出轴15形成固连的扭杆14，且扭杆14因于容纳腔内的设置而构成与转向管柱的同轴布置。为了实现扭杆14与输入轴12之间的固连，于输入轴12及扭杆14上形成有相配合的销孔，以通过在销孔内插设销轴13，并使销轴13与销孔过盈配合而将输入轴12与扭杆14连为一体。扭杆14与输出轴15相固连的方式也可采用扭杆14与输入轴12形成固连的结构，另外，还可以使扭杆14与输出轴15上的容纳腔采用过盈配合的方式实现两者之间的固连。针对于本实施例所述的转向管柱的具体结构可参照现有汽车上装设的转向管柱的结构。

本实施例中的扭矩传感器2套设于输入轴12及输出轴15的外周面上，该扭矩传感器2可采用BI科技公司生产的LH3型扭矩传感器2，其包括内圈与外圈，且内圈与输入轴12相连，外圈与输出轴15相连。由此，当转向管11柱受力带动扭杆14旋转变形，而使输入轴12与输出轴15之间形成有一扭转角度时，扭矩传感器2因与输入轴12及输出轴15之间的连接，便可通过检测出该扭转角度，而得出转向管柱所承受的扭矩。

由图2所示，本实施例中的锁紧装置包括穿过转向管11而形成于输入轴12上的锁槽16，以及具有与锁槽16相适配的锁舌51的电子锁5，于其上设有为锁舌51回弹提供回弹力的回弹机构，且该电子锁5的具体结构可参照现有结构。本实施例中的锁槽16呈矩形，其长度方向还沿转向管柱1的轴向设置，以使锁槽16构成与扭杆14的同轴向布置，因此，当锁槽16受到侧面挤压力也即剪切力时，扭杆14便受到一个与剪切力相关联并可促使其扭转的扭矩。当然，锁槽16除了呈矩形，其还可成正方形、三角形、圆形等其他形状，但此类结构会降低锁紧装置的使用效果。

如图1及图3所示，本实施例中的驱动机构包括驱动电机7以及与驱动电机7传动连接的蜗轮3蜗杆4，具体来讲，蜗杆4连接于驱动电机7的动力输出端，蜗轮3则与输出轴15同轴布置，且两者之间采用过盈配合实现固连，以使蜗轮3在驱动电机7的驱使下带动输出轴15转动，进而使转向管柱1发生扭转。另外，蜗轮3与输出轴15之间除了采用过盈配合实现固连，还可以在输出轴15上设置键槽，而在蜗轮3上设置平键，通过平键与键槽的配合也可实现蜗轮3与输出轴15之间的固连。此外，本实施例中除了采用蜗轮3蜗杆4结构传递动力，还可采用锥齿轮的传动结构，但相对而言，蜗轮3蜗杆4结构具有更好的实际效果，其不仅传动平稳，结构紧凑，且占用空间小、便于空间布局，

如图4中所示，本实施例中的控制系统具体包括控制器6、与控制器6相连并存储有预设的解锁扭矩阈值的阈值存储单元，以及与控制器6相连、以将控制器6接收的扭矩传感器2的检测信息也即转向管柱1承受的扭矩值和阈值存储单元内存储的解锁扭矩阈值进行比较的比较器。其中，解锁扭矩阈值需使转向管柱1在此扭矩值时的扭转状态时，锁槽16对锁舌51的剪切力应小于电子锁5的锁舌51回弹时需要的回弹力。

本转向管柱解锁装置使用时，可在控制器6内预设解锁扭矩阈值，再通过控制器6接收扭矩传感器2检测转向管柱1承受的扭矩值，并利用比较器将检测的扭矩值与预设的解锁扭矩阈值进行比较，便可间接得出锁舌51所受到的剪切力与其回弹力的大小关系，从而使控制器6直接控制电子锁5解锁或控制驱动机构运转而减小转向管柱1承受的扭矩后，再控制电子锁5解锁。

实施例二

本实施例涉及一种实施例一所述的转向管柱解锁控制方法，主要包括信息采集及解锁控制两个过程，步骤简单，控制方便。具体来讲，首先进行信息采集过程，即锁紧装置解锁前，由扭矩传感器2对转向管柱1的扭矩值进行检测，并将检测信息也即转向管柱1承受的扭矩值发送至控制系统的控制器6中。然后，再通过比较器将接收到的扭矩传感器2的检测信息和阈值存储单元内存储的预设的解锁扭矩阈值进行比较。

若扭矩传感器2检测到的扭矩值小于或等于解锁扭矩阈值时，控制器6将控制信号直接发送至电子锁5，使电子锁5的锁舌51在回弹机构的驱使下回弹，从而解除锁舌51与锁槽16的锁止状态，实现转向管柱1的解锁。若扭矩传感器2检测到的扭矩值大于预设的解锁扭矩阈值时，控制系统将向驱动电机7发送信号，以控制驱动电机7转动，从而驱使蜗轮3带动转向管柱1具有减小自身所承受扭矩的动作。在转向管柱1转动过程中，控制器6可持续地接收扭矩传感器2检测的新的扭矩信号，当然，控制器6也可间断地接收扭矩传感器2检测的新的扭矩信号，并通过比较器将接收的新扭矩值与预设的解锁扭矩阈值持续进行比较，直至扭矩传感器2检测到的扭矩值小于或等于解锁扭矩阈值后，控制器6将控制信号发送至电子锁5，使锁舌51回弹而解除锁舌51与锁槽16的锁止状态，进而实现转向管柱1的解锁。

实施例三

本实施例涉及一种车辆，在该车辆上装载有如实施例一所述的转向管柱解锁控制装装置。通过装设转向管柱解锁控制装装置，可使本车辆在任意状态下都能实现自行解锁，从而提升整车品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种转向管柱(1)解锁控制装置，包括与转向管柱(1)配合设置以将所述转向管柱(1)锁止的锁紧装置，其特征在于还包括:

驱动机构，与所述转向管柱(1)相连，以驱动所述转向管柱(1)转动；

扭矩传感器(2)，设置在所述转向管柱(1)上，以构成对所述转向管柱(1)承受扭矩的检测；

控制系统，接收所述扭矩传感器(2)的检测信息并与所述驱动机构控制相连；在所述转向管柱(1)承受的扭矩值大于预设的解锁扭矩阈值时，所述控制系统控制驱动机构运转，以减小所述转向管柱(1)承受的扭矩。

2.根据权利要求1所述的转向管柱(1)解锁控制装置，其特征在于：所述驱动机构包括经由所述控制系统控制的驱动电机(7)，连接于所述驱动电机(7)和所述转向管柱(1)之间的、将所述驱动电机(7)的动力转化为驱使所述转向管柱(1)转动的驱动力的传递机构。

3.根据权利要求2所述的转向管柱(1)解锁控制装置，其特征在于：所述传递机构包括连接于所述驱动电机(7)输出端的蜗杆(4)，以及与所述转向管柱(1)共轴线固连的、与所述蜗杆(4)配合的蜗轮(3)。

4.根据权利要求1所述的转向管柱(1)解锁控制装置，其特征在于：所述锁紧装置包括设置于所述转向管柱(1)上的锁槽(16)，以及经由所述控制系统控制的、带有与所述锁槽(16)适配的锁舌(51)的电子锁(5)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转向管柱(1)解锁控制装置，其特征在于所述控制系统包括：

控制器(6)；

阈值存储单元，与所述控制器(6)相连，所述阈值存储单元内存储有解锁扭矩阈值；

比较器，与所述控制器(6)相连，以将所述控制器(6)接收的所述扭矩传感器(2)的检测信息和所述阈值存储单元内存储的解锁扭矩阈值进行比较。

6.一种转向管柱(1)解锁控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

a、信息采集：锁紧装置解锁前，由扭矩传感器(2)对转向管柱(1)的扭矩值进行检测，并将检测信息发送至控制系统；

b、解锁控制：若检测信息大于预设的解锁扭矩阈值时，控制系统控制驱动机构运转，以减小所述转向管柱(1)承受的扭矩后，控制锁紧装置进行解锁操作。

7.一种车辆，其特征在于：该车辆装载有如权利要求1至5中任一项所述的转向管柱(1)解锁控制装置。