CN108116486B - 具有传感器组件的转向柱组件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有传感器组件的转向柱组件，其包括第一壳体、第二壳体和锁定组件。第一壳体设置为围绕第一轴。第二壳体至少部分地被接纳在第一壳体内。第二壳体设置为围绕第二轴，所述第二轴选择性地联接到第一轴。锁定组件包括轴套和传感器组件。轴套设置为围绕第一轴并具有位置特征。传感器组件设置在第二壳体内且操作性地连接到壳体套。传感器组件设置为检测位置特征相对于传感器组件的位置。

Description

具有传感器组件的转向柱组件
技术领域
本公开涉及一种设置于自主或半自主车辆的转向组件。
背景技术
正在开发中的自主驾驶辅助转向系统，其构造为在某些情况下驾驶车辆而无需驾驶员干预。操纵车辆的责任可以从车辆的驾驶员转移到自主驾驶辅助的转向系统。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供一种转向组件。该转向组件设置于自主或半自主车辆。该转向组件包括转向柱组件和锁定组件。转向柱组件能够在收起位置与未收起位置之间移动。转向柱组件包括第一轴和第二轴。第一轴被至少部分地接纳在第一壳体内。第二轴被至少部分地接纳在第二壳体内。第二轴选择性地联接到第一轴。锁定组件被容纳在第一壳体和第二壳体中的至少一个内。锁定组件设置为响应于转向柱组件从未收起位置朝向收起位置移动，而选择性地使第一轴与第二轴脱离联接。
在本文描述的一个或多个特征之外，一轴套设置为围绕第一轴，该轴套设有位置特征；一壳体套设置在第二壳体中，该壳体套设有构造为检测位置特征的位置的传感器组件。
在本文描述的一个或多个特征之外，壳体套与第二轴间隔开。
在本文描述的一个或多个特征之外，当转向柱从未收起位置朝向收起位置移动时，轴套被至少部分地接纳在壳体套中。
在本文描述的一个或多个特征之外，当轴套被至少部分地接纳在壳体套中时，基于位置特征被置于传感器组件附近，传感器组件提供表示转向柱组件处于收起位置的信号。
在本文描述的一个或多个特征之外，位置特征是设置在轴套上的磁力发射器。
在本文描述的一个或多个特征之外，传感器组件是磁通量传感器和霍尔效应传感器中的至少一种。
在本文描述的一个或多个特征之外，第一轴的内表面设有多个第一接合元件。
在本文描述的一个或多个特征之外，第二轴的外表面设有多个第二接合元件。
在本文描述的一个或多个特征之外，当转向柱组件处于收起位置时，多个第一接合元件与多个第二接合元件间隔开。
根据本发明的另一实施例，提供一种转向柱组件。转向柱组件包括第一壳体、第二壳体和锁定组件。第一壳体设置为围绕第一轴。第二壳体被至少部分地接纳在第一壳体内。第二壳体设置为围绕第二轴，第二轴选择性地联接到第一轴。锁定组件包括轴套和传感器组件。轴套设置为围绕第一轴并具有位置特征。传感器组件位于第二壳体内且操作性地连接到壳体套。传感器组件设置为检测位置特征相对于传感器组件的位置。
在本文描述的一个或多个特征之外，第一轴能够相对于第二轴移动。
在本文描述的一个或多个特征之外，壳体套限定延伸穿过壳体套的窗口。
在本文描述的一个或多个特征之外，传感器组件被至少部分地接纳在窗口内。
在本文描述的一个或多个特征之外，壳体套限定从壳体套内表面朝向壳体套外表面延伸的槽。
在本文描述的一个或多个特征之外，轴套限定至少部分延伸穿过轴套的凹口。
在本文描述的一个或多个特征之外，位置特征设置在凹口内。
在本文描述的一个或多个特征之外，轴套包括从轴套的外表面延伸的翼片。
在本文描述的一个或多个特征之外，翼片构造为被接纳在槽中。
在本文描述的一个或多个特征之外，当轴套被至少部分地接纳在壳体套中时，第一轴与第二轴脱离联接。
参照以下描述并结合附图，将更加显现以上和其它优点和特征。
附图说明
在说明书的结尾处的权利要求中特别指出且明确要求保护本发明的主题。从以下结合附图的详细描述中，容易显现本发明的前述和其它特征以及优点，附图中：
图1是处于未收起位置的转向组件的局部剖视图；
图2是设有处于未收起位置的转向组件的锁定组件的立体图；
图3是处于收起位置的转向组件的局部剖视图；
图4是设有处于收起位置的转向组件的锁定组件的立体图；以及
图5是锁定组件的传感器组件和轴套的立体图。
具体实施方式
现在参照附图，其中将参考具体实施方式描述本发明，但不限于此，应该理解，所公开的实施方式仅仅是对本发明的说明，其可以采取各种替代形式来实施。附图不一定依照比例；一些特征可能被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员采取各种方式使用本发明的示例性基础。
参考图1-4，诸如自主车辆、自主驾驶车辆、选择性自主车辆或者半自主车辆等车辆设有与转向组件12通信的自主驾驶辅助转向系统(ADAS)10。ADAS10构造为选择性地操作车辆，使得车辆能够在没有来自驾驶员的连续输入(例如，转向、加速、制动、操纵等)的情况下执行操作。ADAS10能够使用感测、转向和/或制动技术至少部分自主地控制车辆和转向组件12。车辆的驾驶员能够通过开关或其它机构选择性地启用或停用ADAS10。车辆控制或监视系统能够响应于在车辆内部或外部发生的事件而选择性地启用或停用ADAS。
如图3所示，转向组件12包括转向柱组件20，该转向柱组件20可以基于ADAS10的状态而在如图1所示的伸展位置(未收起位置)与如图3所示的收缩位置(收起位置)之间移动。当ADAS10被停用时，操作性地连接到转向柱组件20的方向盘处于伸展位置(未收起位置)。延伸位置(未收起位置)可以对应于车辆的驾驶员能够经由方向盘向转向组件12提供转向输入的位置。未收起位置还可以对应于操作性地连接到转向柱组件20的方向盘正在朝向缩回位置(收起位置)移动的位置。操作性地连接到转向柱组件20的方向盘响应于ADAS10的启用而从伸展位置(未收起位置)朝向缩回位置(收起位置)移动。缩回位置(收起位置)可以对应于可限制车辆的驾驶员经由方向盘向转向组件12提供转向输入的位置。
参照图1和图3，转向柱组件20沿着转向柱轴线22延伸。转向柱组件20包括第一壳体24、第二壳体26、第一轴组件30、第二轴组件32、锁定组件34和传感器组件36。
第一轴组件30沿着转向柱轴线22延伸。第一轴组件30操作性地连接到方向盘。第一轴组件30可相对于第二轴组件32移动。
第一壳体24包括与第一壳体外表面54相对设置的第一壳体内表面52。第一壳体内表面52和第一壳体外表面54分别沿着转向柱轴线22在第一壳体第一端56与第一壳体第二端58之间延伸。
第一轴42被至少部分地容纳在第一壳体24内。第一轴42与第一壳体内表面52间隔开。
第一轴42包括具有第一轴内表面62的第一轴体60，第一轴内表面62与第一轴外表面64相对设置。第一轴内表面62和第一轴外表面64分别沿着转向柱轴线22在第一轴第一端66与第一轴第二端68之间延伸。
第一轴内表面62限定或设有多个第一接合元件70。该多个第一接合元件70可以是靠近第一轴第二端68设置且朝向第一轴第一端66延伸的内花键。
第二轴组件32沿着转向柱轴线22延伸且被至少部分地接纳在第一轴组件30内。基于ADAS10的操作状态和/或转向柱组件20是否处于收起位置或未收起位置，第二轴组件32选择性地联接到第一轴组件30。
第二壳体26包括与第二壳体外表面94相对设置的第二壳体内表面92。第二壳体内表面92和第二壳体外表面94分别沿着转向柱轴线22在第二壳体第一端96与第二壳体第二端98之间延伸。
第二壳体26限定从第二壳体外表面94延伸至第二壳体内表面92的开口100。开口100设置为靠近第二壳体第二端98。
第二壳体26操作性地连接到转向板102。第二壳体第二端98邻接转向板102。
第二壳体26被至少部分地容纳在第一壳体24内。第二壳体外表面94与第一壳体内表面52间隔开。第二壳体26至少部分地设置为围绕第一轴42，使得第一轴42被至少部分地容纳在第二壳体26内。
衬套104被设置和布置于第一壳体24与第二壳体26之间。衬套104设置为有助于第一壳体24沿着转向柱轴线22相对于第二壳体26平移。衬套104设置在第一壳体内表面52与靠近第一壳体第二端58的第二壳体外表面94之间。在至少一个实施例中，多个衬套可以设置在第一壳体内表面52与第二壳体外表面94之间的不同位置处。
第二轴82至少部分地容纳在第二壳体26内。第二轴82选择性地联接到第一轴42。第一轴42可相对于第二轴82移动。
第二轴82包括第二轴外表面110。第二轴外表面110沿着转向柱轴线22在第二轴第一端112与第二轴第二端114之间延伸。第二轴外表面110限定或设有多个第二接合元件116。多个第二接合元件116设置在第二轴第一端112附近且沿转向柱轴线22朝向第二轴第二端114移动。
多个第二接合元件116设置成选择性地接合多个第一接合元件70。在转向柱组件20处于如图1所示的伸展位置(未收起位置)时，多个第二接合元件116接合多个第一接合元件。在转向柱组件20处于如图3所示的缩回位置(收起位置)时，多个第二接合元件116与多个第一接合元件70间隔开。
锁定组件34被容纳在第一轴组件30和第二轴组件32中的至少一个内。锁定组件34设置为响应于转向柱组件20从伸展位置(未收起位置)向缩回位置(收起位置)移动，而使第一轴组件30的第一轴42与第二轴组件32的第二轴82选择性地脱离联接。当ADAS10被启用且第一轴组件30的第一轴42与第二轴组件32的第二轴82操作性地脱离联接时，方向盘和第一轴组件30和/或第二轴组件32中的至少一个处于非旋转状态。
如图1所示，锁定组件34设置为响应于转向柱组件20从缩回位置(收起位置)移动到伸展位置(未收起位置)，而选择性地将第一轴组件30的第一轴42联接到第二轴组件32的第二轴82。当ADAS10被停用且第一轴组件30的第一轴42被操作性地连接到第二轴组件32的第二轴82时，方向盘和第一轴组件30和/或第二轴组件32中的至少一个处于可旋转状态。
如图3所示，锁定组件34允许方向盘和第一轴组件30和/或第二轴组件32中的至少一个保持在非移动或非旋转状态，同时维持第一轴组件30的第一轴42和第二轴组件32的第二轴82中的至少一个与车辆车轮之间的机械连接的重新接合的选项。
参照图1至图4，锁定组件34包括轴套120和壳体套122。
轴套120设置为围绕第一轴42。轴套120设置为靠近第一轴第二端68。轴套120至少部分地重叠且延伸超出第一轴第二端68。
轴套120包括具有环内表面132和环外表面134的环体130。环内表面132和环外表面134分别在环第一端136与环第二端138之间轴向延伸。
轴套120的环体130限定凹口140和翼片142。凹口140至少部分地延伸穿过轴套120的环体130。凹口140从环外表面134朝向环内表面132延伸。在至少一个实施例中，凹口140被构造为沉孔。翼片142与凹口140间隔开。翼片142从环外表面134延伸。翼片142沿环外表面134从环第一端136朝向环第二端138延伸。翼片142包括靠近环第二端138设置的渐缩部144。
轴套120设有位置特征146。位置特征146设置在凹口140内。位置特征146可以发射由传感器组件36检测到的信号。例如，位置特征146可以是能够发射磁场或其它场的磁体、磁发射体等。
壳体套122设置在第二壳体26内。壳体套122设置在第二壳体内表面92上。壳体套122与第二轴82间隔开。如图3和图4所示，壳体套122构造为在转向柱组件20从伸展位置(未收起位置)向缩回位置(收起位置)移动时接纳轴套120。
壳体套122包括具有壳体套内表面152的中空长形体150，该壳体套内表面152设置为与壳体套外表面154相对。壳体套内表面152和壳体套外表面154分别沿着转向柱轴线22在壳体套第一端156与壳体套第二端158之间延伸。
壳体套122限定窗口160和槽162。窗口160延伸穿过壳体套122的中空长形体150。窗口160从壳体套外表面154延伸到壳体套内表面152。窗口160设置在壳体套第一端156与壳体套第二端158之间。
槽162从壳体套内表面152向壳体套外表面154延伸。槽162从壳体套第一端156朝壳体套第二端158延伸。如图3和图4所示，槽162构造为在转向柱组件20从伸展位置(未收起位置)向缩回位置(收起位置)移动时，接纳轴套120的翼片142。
响应于ADAS10的启用，轴套120接合且被至少部分地接纳在壳体套122内。轴套120响应于转向柱组件20从延伸位置向缩回位置的移动，而朝向壳体套122移动。轴套120初始接合且至少部分被接纳在壳体套122中，开始了第一轴组件30的第一轴42的多个第一接合元件70与第二轴组件32的第二轴82的多个第二接合元件116之间的脱离过程。轴套120被进一步接纳在壳套122内，使第一轴组件30的第一轴42的多个第一接合元件70与第二轴组件32的第二轴82的多个第二接合元件116脱离联接。
在车辆碰撞事件期间，当转向柱组件20处于伸展位置(未收起位置)且第一轴组件30的第一轴42操作性地连接到第二轴组件32的第二轴82时，转向柱组件20可以塌陷，使得第一轴组件30相对于第二轴组件32平移。第一轴组件30沿着转向柱轴线22相对于第二轴组件的平移32，导致轴套120被接纳在壳体套122内，以使第一轴组件30的第一轴42与第二轴组件32的第二轴82脱离联接且转向柱组件20塌陷以吸收或消耗动能。
参照图1和图3，传感器组件36设置在第二壳体26内。传感器组件36设置且构造为检测位置特征146相对于传感器组件36的位置，以向ADAS10或车辆控制器提供位置感测反馈。
参照图1至图4，传感器组件36至少部分地容纳在壳体套122的窗口160内，使得壳体套122设置有传感器组件36。参考图5，传感器组件36包括传感器168，传感器168可以是电路卡组件、磁通量传感器、霍尔效应传感器、非接触式传感器等。当轴套120被至少部分地接纳在壳体套122内时，基于位置特征146被置于传感器组件36附近，传感器组件36提供指示转向柱组件20处于收起位置的信号。例如，位置特征146可以在下方穿过传感器组件36的一部分，且传感器组件向ADAS10或车辆控制器提供指示转向柱组件20处于缩回位置(收起位置)的信号。
传感器组件36包括从传感器组件36延伸的束线(wire harness)或引线170。引线170延伸穿过第二壳体26的开口100。在至少一个实施例中，引线170可以设置为大致平行于第二轴82，并通过第二壳体第二端98离开。
可以设置多个传感器组件，以提供转向柱组件20的附加位置感测反馈。多个传感器组件可以提供至少第一信号和第二信号。当轴套120被至少部分地接纳在壳体套122中时，基于位置特征146被置于传感器组件36附近，第一信号可以指示转向柱组件20处于缩回位置(收起位置)。当轴套120未被接纳在壳体套122内时，基于位置特征146与传感器组件36间隔开，第二信号可以表示转向柱组件20处于伸展位置(未收起位置)或朝向伸展位置移动。
尽管仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反，本发明可以被修改为包含以上未描述但与本发明的精神和范围相对应的任何数量的变型、改型、替换或等效配置。另外，虽然已经描述了本发明的各个实施例，但应当理解，本发明的方案可以仅包括所描述的实施例中的一部分。因此，本发明不被视为局限于前述说明。

Claims (12)

1.一种设置于自主或半自主车辆的转向组件，包括：
转向柱组件，其能够在收起位置与未收起位置之间移动，所述转向柱组件包括：
第一轴，至少部分地被接纳在第一壳体内，
第二轴，至少部分地被接纳在第二壳体内，所述第二轴能够联接到所述第一轴，以及
锁定组件，被接纳在所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者内，所述锁定组件被设置为响应于所述转向柱组件从所述未收起位置朝向所述收起位置移动，而使所述第一轴与所述第二轴脱离联接；
所述锁定组件包括：轴套，设置为围绕所述第一轴，所述轴套设有位置特征；壳体套，设置在所述第二壳体中，所述壳体套设有构造为检测所述位置特征的位置的传感器组件；当所述转向柱组件从所述未收起位置朝向所述收起位置移动时，所述轴套至少部分地被接纳在所述壳体套内。
2.根据权利要求1所述的转向组件，其中，所述壳体套与所述第二轴间隔开。
3.根据权利要求1所述的转向组件，其中，当所述轴套至少部分地被接纳在所述壳体套内时，基于所述位置特征被置于所述传感器组件附近，所述传感器组件提供表示所述转向柱组件处于所述收起位置的信号。
4.根据权利要求1所述的转向组件，其中，所述位置特征是设置在所述轴套上的磁力发射器。
5.根据权利要求4所述的转向组件，其中，所述传感器组件是磁通量传感器和霍尔效应传感器中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的转向组件，其中，所述第一轴的内表面设有多个第一接合元件。
7.根据权利要求6所述的转向组件，其中，所述第二轴的外表面设有多个第二接合元件。
8.根据权利要求7所述的转向组件，其中，当所述转向柱组件处于所述收起位置时，所述多个第一接合元件与所述多个第二接合元件间隔开。
9.根据权利要求1所述的转向组件，其中，所述壳体套限定延伸穿过所述壳体套的窗口。
10.根据权利要求9所述的转向组件，其中，所述传感器组件至少部分地被接纳在所述窗口内。
11.根据权利要求10所述的转向组件，其中，所述轴套限定至少部分地延伸穿过所述轴套的凹口。
12.根据权利要求11所述的转向组件，其中，所述位置特征被设置在所述凹口内。
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