CN110775144A - 转向柱组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的转向柱组件，所述转向柱组件包括：壳体；轴，所述轴相对于所述壳体可旋转地安装，并且所述轴被构造成用于在一端处附接方向盘；接合部分，所述接合部分被连接到所述轴并且被构造成随所述轴旋转；以及端位止动装置，所述端位止动装置被安装到所述壳体并且位于中间转子的路径中，所述中间转子被安装到所述轴并且被构造成能够相对于所述轴独立旋转，所述中间转子能够在所述轴旋转过预定角度时与所述接合部分和所述端位止动装置同时接合。

Description

转向柱组件
技术领域
本发明涉及转向柱组件，且特别地但非排它地涉及与线控转向式驾驶盘致动器一起使用的转向柱组件。
背景技术
自主车辆旨在主要以自主模式来使用，在自主模式中，车辆的控制在没有人工干预的情况下进行。然而，对于自主车辆，期望的是如果有需要或期望的话，能够手动控制，且出于该原因，必须提供诸如车辆转向(通常具有“线控转向”操作)之类的对车辆的控制。
在此种线控转向式机构中，驾驶盘(方向盘)连接到轴的一端，该轴的角位移被测量以生成用于控制车辆的方向盘的定向的信号。
该线控转向式机构所发生的一个问题起因于车轮并不是物理地连接到方向盘，这与常规的机械式转向机构相反。转向轮仅能够在给定的运动范围内枢转，且因此重要的是限制方向盘的最大旋转，使得其对应于转向轮的最大枢转范围，否则，当转向轮处于其最大转向角度时，车辆的驾驶员仍能够无限制地旋转方向盘。
发明内容
根据本发明，一种用于车辆的转向柱组件包括：壳体；轴，所述轴相对于所述壳体可旋转地安装，并且所述轴被构造成用于在一端处附接方向盘；接合部分，所述接合部分被连接到所述轴并且被构造成随所述轴旋转；以及端位止动装置，所述端位止动装置被安装到所述壳体并且位于中间转子的路径中，所述中间转子被安装到所述轴并且被构造成能够相对于所述轴独立旋转，所述中间转子能够在所述轴旋转过预定角度时与所述接合部分和所述端位止动装置同时接合。
端位止动装置可位于独立的可旋转体的路径上，所述可旋转体能够绕所述轴的轴线旋转，并且还能够与所述接合部分接合，或者在存在并排安装的一个以上这样的可旋转体的情况下，可与下一个相邻的可旋转体接合，在每个可旋转体的侧面上存在机械装置，以限制该可旋转体在任一方向上相对于其相邻的可旋转体的侧面或者接合部分(如果接合部分是相邻的话)的侧面的旋转角度。
这样的布置允许附接到轴的方向盘在其进一步的旋转由于接合部分与端位止动装置经由所述可旋转体之间的接合而接合而被阻止之前，在两个方向上旋转超过完整的半圈。
接合部分可在轴在两个方向上旋转过预定角度时经由中间转子与端位止动装置接合。
转向柱组件可进一步包括第二中间转子，该第二中间转子被安装到轴并且被构造成能够相对于轴独立旋转，并且该第二中间转子在轴向上定位在第一中间转子和接合部分之间，并且能够在轴旋转过预定角度时与接合部分和第一中间转子同时接合，第一中间转子在该情形中不与接合部分接合。
接合部分可以在轴在两个方向上旋转过预定角度时经由中间转子与端位止动装置接合。
转向柱组件可进一步包括一个或多个中间转子，所述一个或多个中间转子被安装到轴并且构造成能够相对于轴独立旋转，并且所述一个或多个中间转子在轴向上在第一中间转子和第二中间转子之间并排定位，并且所述一个或多个中间转子每个均能够在轴旋转过预定角度时在各侧上与中间转子同时接合。
接合部分可以能够在轴在两个方向上旋转过预定角度时经由中间转子与端位止动装置接合。
弹性体材料或部件可以被插入在接合部分中或端位止动装置中或中间转子中的接触点中的一个或多个接触点处。
可在所述接触点中的一个或多个接触点处使用弹性覆层。
优选地，接合部分能够在轴在两个方向上旋转过预定角度时经由所述可旋转体与端位止动装置接合。
在一个实施例中，接合部分包括第一短杆状体，该第一短杆状体间接地固定到轴并且随该轴转动，并且该第一短杆状体沿平行于轴的轴线的方向突出，但从轴的轴线径向偏移，并且该第一短杆状体朝向壳体的静止部分或者其封闭构件延伸，但仍在其末端处远离该静止部分或封闭构件。
端位止动装置包括第二短杆状体，该第二短杆状体间接地固定到壳体的所述静止部分或其封闭构件，并且该第二短杆状体沿平行于轴的轴线的方向突出，但从轴的轴线径向偏移，并且该第二短杆状体朝向垂直于轴的平面延伸，第一短杆状体的末端在所述平面中旋转。第二短杆状体的末端仍在其末端处远离所述平面。
一个或多个环可安装在轴上并且在轴上自由地独立旋转，但在轴向上受到限制。如果只有一个这样的环，则该环可具有径向和/或轴向延伸的突出部，当环沿顺时针方向旋转时，所述突出部最终与第一短杆状体的第一侧形成接触。当环沿逆时针方向旋转时，所述突出部最终与第一短杆状体的第二侧形成接触。在该实施例的情况下，能够在方向盘从其中央位置在每个方向上基本超过180度的旋转处提供机械限制，实际可能的旋转量取决于第一和第二短杆状体的相应宽度以及从环延伸的突出部的宽度。
在第二实施例中，能够通过结合定位在第一环和壳体的所述静止部分或其封闭构件之间的第二可旋转环而进一步增加方向盘的旋转行程，该第二环具有突出部，该突出部被合适地定位以当在任一方向上旋转时最终与第二短杆状体形成接触，这一所述的突出部替代在第一实施例中第一环上的与第二短杆状体形成接触的突出部，还存在从第一和第二环的相邻端面中的每一个端面轴向延伸一个或多个基本上等间距的齿状特征部，使得这些齿状特征部最终与它们的对应部件接合，以限制第一和第二环之间的相对旋转。在该第二实施例的情况下，能够在方向盘从其中央位置在每个方向上超过270度的旋转处提供机械限制，实际可能的旋转量取决于第一和第二短杆状体的相应宽度以及从环延伸的突出部的宽度。
在第三实施例中，一个或多个另外的环能够插入在所述第一和第二环之间，每个另外的环或多个环具有从它们的相反端面轴向延伸的一个或多个齿状特征部，使得它们最终与它们的相应的相邻环上的它们的对应部件接合，以限制相对于它们的旋转。此类的环添加得越多，则方向盘相对于壳体的被机械地限制的旋转行程就能够越大。在该第三实施例的情况下，能够在方向盘从其中央位置在每个方向上基本超过360度的旋转处提供机械限制，实际可能的旋转量取决于所添加的环的数量并且取决于第一和第二短杆状体的相应宽度以及从环延伸的各个接合突出部的宽度。
一个环与其相邻的环或其邻接的短杆状体之间的每个周向接触点是潜在的噪声源，且因此有利地是，将由弹性材料制成的嵌件在每个接触点处安装在两个表面的至少一个表面中的凹窝中，并且对于所述嵌件，略微突出到所述表面上方。可替代地，可在这些位置处使用弹性表面覆层。
附图说明
仅作为示例，现在将参照附图对本发明的具体实施例进行描述，在附图中：
图1示出根据本发明的线控转向式方向盘转动限制机构的实施例的端视图和侧视图；
图2(a)和图2(b)是图1的机构的两个环部件的端视图和侧视图；并且
图3是已经装配有图1的转动限制机构的线控转向式转向机构的转向柱的部分的纵截面图，其中图3中的箭头示出了图1所示的转动限制机构的安装位置。
具体实施方式
在图1至图3中示意了根据本发明的线控转向式方向盘转动限制机构210的实施例。该机构被安装在驾驶盘致动器组件214的转向柱212内部，驾驶盘致动器组件214是用于道路车辆的线控转向系统216的一部分。
方向盘W附接到主轴218的一端(如图3所示的轴的右手端)，且借助于两个纵向分开的轴承224、226可旋转地安装在主壳体222的管状延伸部220中。主壳体222还容纳有马达228，该马达的输出连接到主轴218的内端，以向驾驶员提供路感的感知。
马达228的输出连接到马达小齿轮230，该马达小齿轮230则与环形齿轮232接合，环形齿轮232被固定到主轴218的端部并随主轴218旋转。第一销234被固定到主壳体222，并且第二销236被固定到环形齿轮232并随该环形齿轮232旋转。
还在环形齿轮232的纵向外侧在主轴218的端部上安装有第一和第二金属环240、242。该两个环240、242在主轴218上的纵向位置被固定，并且所述环紧密装配在主轴218上，但是可相对于主轴自由旋转。该两个环240、242中的每一个环还设有径向延伸的突出部244、246，所述突出部244、246分别能够与第一固定销234和安装在环形齿轮232上的第二销236接合。第一固定销234的长度被选择为使得其能够仅与第一环240的突出部244形成接触，并且环形齿轮132上的第二销236的长度被选择为使得其能够仅与第二环242的突出部246形成接触。
第一和第二金属环240、242还在它们的相邻的端面上设有三个等角度地间隔开的、相同的纵向延伸的突出部250、252，所述突出部250、252导致该两个环在所述突出部相抵接时随彼此旋转。
为了理解该机构的操作，设想第一场景，其中两个环240、242由于突出部250、252的抵接而锁定在一起，且环240的突出部244由于环沿第一方向的旋转而与固定到壳体222的第一固定销234相接触，并且其中，环242的突出部246由于方向盘W和主轴218沿第一方向旋转到其最大范围而与安装在环形齿轮232上的第二销236相接触。然后，能够以仅比两圈完整的旋转差一点的量使方向盘W和主轴218沿相反方向旋转，直到环240的突出部244再一次与第一固定销234接触并且环242的突出部246再一次与第二销236接触。两个环240、242随后能够在方向盘W和主轴218进一步旋转时相对于彼此旋转，直到它们的相邻的端面上的突出部250、256彼此接合。突出部的宽度和间隔能够被选择为使得环能够相对于彼此旋转过的最大角度等于轴218不能够完成两圈完整的转动所差的角度。
突出部244、246和突出部250、252中的每一个均设有两个橡胶嵌件256，该橡胶嵌件针对轻度和中等冲击对接触进行缓冲。在受到特别严重的冲击时，橡胶嵌件可被完全压缩，且可发生金属对金属的接触。

Claims (8)

1.一种用于车辆的转向柱组件，其特征在于，所述转向柱组件包括：壳体；轴，所述轴相对于所述壳体可旋转地安装，并且所述轴被构造成用于在一端处附接方向盘；接合部分，所述接合部分被连接到所述轴并且被构造成随所述轴旋转；以及端位止动装置，所述端位止动装置被安装到所述壳体并且位于中间转子的路径中，所述中间转子被安装到所述轴并且被构造成能够相对于所述轴独立旋转，所述中间转子能够在所述轴旋转过预定角度时与所述接合部分和所述端位止动装置同时接合。
2.根据权利要求1所述的转向柱组件，其特征在于，所述接合部分能够在所述轴在两个方向上旋转过预定角度时经由所述中间转子与所述端位止动装置接合。
3.根据权利要求1或2所述的转向柱组件，其特征在于，所述转向柱组件进一步包括第二中间转子，所述第二中间转子被安装到所述轴并且被构造成能够相对于所述轴独立旋转，并且所述第二中间转子在轴向上定位在所述第一中间转子和所述接合部分之间，并且所述第二中间转子能够在所述轴旋转过预定角度时与所述接合部分和所述第一中间转子同时接合，所述第一中间转子在该情形中不能够与所述接合部分接合。
4.根据权利要求3所述的转向柱组件，其特征在于，所述接合部分能够在所述轴在两个方向上旋转过预定角度时经由所述中间转子与所述端位止动装置接合。
5.根据权利要求3所述的转向柱组件，其特征在于，所述转向柱组件进一步包括一个或多个中间转子，所述一个或多个中间转子被安装到所述轴并且被构造成能够相对于所述轴独立旋转，并且所述一个或多个中间转子在轴向上在所述第一中间转子和所述第二中间转子之间并排定位，并且所述一个或多个中间转子每个均能够在所述轴旋转过预定角度时在任一侧上与所述中间转子同时接合。
6.根据权利要求5所述的转向柱组件，其特征在于，所述接合部分能够在所述轴在两个方向上旋转过预定角度时经由所述中间转子与所述端位止动装置接合。
7.根据权利要求1或2所述的转向柱组件，其特征在于，弹性体材料或部件被插入在所述接合部分中或所述端位止动装置中或所述中间转子中的接触点中的一个或多个接触点处。
8.根据权利要求7所述的转向柱组件，其特征在于，在所述接触点中的一个或多个接触点处使用弹性覆层。
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