CN113276936A - 一种电动调节转向管柱装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动调节转向管柱装置及控制方法，包括上管柱体总成、下管柱体总成、安装支架、控制器、伸缩方向调节电机、螺母丝杠传动组件二、倾斜方向调节电机及螺母丝杠传动组件一，方向盘安装于上管柱体总成上，倾斜方向调节电机通过螺母丝杠传动组件一带动上管柱体及下管柱体绕着下管柱体与安装支架的连接旋转轴做相对安装支架的旋转运动，实现倾斜方向电动调节；伸缩方向调节电机通过螺母丝杠传动组件二带动上管柱体沿下管柱体轴线做相对下管柱体的伸缩方向直线往复运动，实现伸缩方向电动调节；本发明使驾驶员可通过调节按钮电动调节方向盘的位置，提高了驾驶员的操作便利性和人机舒适性，并使得方向盘的调节更加智能和个性化。

Description

一种电动调节转向管柱装置及控制方法

[技术领域]

本发明涉及汽车制造技术领域，具体地说是一种电动调节转向管柱装置及控制方法。

[背景技术]

随着汽车行业电动化、智能化的发展，智能驾驶、智能座舱已成为未来几年各大车企普遍大力发展的核心技术。其中，转向管柱作为智能座舱的一个重要零部件，布置在驾驶舱内，连接驾驶舱的方向盘和发动机舱的转向机，通过转向管柱和转向机将驾驶员的转向操纵力矩传递到转向车轮，实现汽车的转向。转向管柱的基本功能除了传递驾驶员意图，另外一项不可或缺的功能就是调节方向盘在驾驶舱内的位置，使得方向盘的位置可以适配不同的驾驶员。

目前，普遍在用的转向管柱主要分为两类，一类是机械转向管柱，另一类是带电动转向助力的转向管柱，这两种转向管柱都是通过手动方式操纵调节手柄来调节方向盘的位置。这种手动调节的转向管柱一般分为上管柱体和下管柱体两部分，上管柱体和下管柱体通过调节夹紧装置连接在一起，调节夹紧装置包含有调节支架、调节手柄，其中调节支架上布置有调节滑槽。将调节手柄松开，上管柱体可沿着调节滑槽的方向实现伸缩或者倾斜方向调节，当方向盘调节到理想的位置后，将调节手柄锁紧，上管柱体和下管柱体被调节夹紧装置夹紧，可使方向盘位置保持在调节后的理想位置。

这种调节方式因需手动松开调节手柄，同时需手动拉拽方向盘进行方向盘位置的调节，调节不便利，同时方向盘位置也无法通过软件进行自定义控制，与智能座舱的发展理念不匹配。因此，如何通过电动调节装置，实现驾驶员方向盘位置的电动调节，同时车辆的智能驾驶座舱控制器又可以自适应性的调节方向盘位置方便驾驶员操作和上下车，将是本领域技术人员需要解决的问题。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种电动调节转向管柱装置，使驾驶员可通过调节按钮电动调节方向盘的位置，提高了驾驶员的操作便利性和人机舒适性，并使得方向盘的调节更加智能和个性化。

为实现上述目的设计一种电动调节转向管柱装置，包括上管柱体总成1、下管柱体总成7、安装支架8、控制器4、倾斜方向调节电机3、螺母丝杠传动组件一2、伸缩方向调节电机5及螺母丝杠传动组件二6，所述上管柱体总成1上安装有方向盘，所述伸缩方向调节电机5、倾斜方向调节电机3分别设置在下管柱体总成7两侧，所述倾斜方向调节电机3的输出端连接螺母丝杠传动组件一2，并通过螺母丝杠传动组件一2连接下管柱体总成7和安装支架8，所述倾斜方向调节电机3通过螺母丝杠传动组件一2带动下管柱体总成7及上管柱体总成1绕着下管柱体总成7与安装支架8的连接旋转轴做相对安装支架8的旋转运动，所述伸缩方向调节电机5的输出端连接螺母丝杠传动组件二6，并通过螺母丝杠传动组件二6连接上管柱体总成1，所述伸缩方向调节电机5通过螺母丝杠传动组件二6带动上管柱体总成1沿下管柱体总成7轴线做相对下管柱体总成7的伸缩方向直线往复运动，所述倾斜方向调节电机3、伸缩方向调节电机5分别通过线路连接控制器4。

进一步地，所述安装支架8采用铸铝材料或铸镁铝材料铸造成型，所述电动调节转向管柱装置通过安装支架8固定在车身上，所述安装支架8下端采用U形结构，所述安装支架8下端与下管柱体总成7下端设置的凸台两侧平面相贴合，所述下管柱体总成7与安装支架8通过销轴相连接组成旋转运动副，所述下管柱体总成7绕销轴相对于固定支架进行旋转。

进一步地，所述下管柱体总成7包括下管柱体和下传动轴，所述下管柱体与下传动轴通过轴承压装为一体，所述下管柱体总成7采用铸铝或铸镁铝材料制成；所述上管柱体总成1包括上管柱体和上传动轴，所述上管柱体与上传动轴通过轴承压装为一体，所述上管柱体采用钢管材料制成，所述上传动轴采用旋锻钢管制成。

进一步地，所述下管柱体总成7内表面设置有四段圆弧型的凸台结构，所述凸台结构与上管柱体总成1的上管柱体外部圆弧面形成间隙配合，以使上管柱体与下管柱体相对轴向滑动；所述下管柱体上布置有弹簧压片和尼龙滑片组件，并通过弹簧压片将上管柱体与下管柱体压紧贴合；所述上管柱体总成1的上传动轴的上端设置有外花键，所述外花键与方向盘相配合并通过螺母连接，所述上传动轴下端设置有内花键，所述上传动轴与设置有外花键的下管柱体总成7的下传动轴通过花键配合传递转向扭矩，并实现上传动轴与下传动轴的相对轴向滑动。

进一步地，所述螺母丝杠传动组件一包括调节丝杠一、调节螺母一、调节螺母连接支架一及倾斜方向调节支架，所述调节丝杠一一端通过联轴器与倾斜方向调节电机3相连接，所述调节丝杠一另一端通过设置外螺纹与调节螺母一相连接，所述调节螺母一采用尼龙材料，所述调节螺母一设置有内螺纹，并通过内螺纹与设置有外螺纹的调节丝杠一组成螺旋传动机构；所述调节螺母一外部设置有两个圆形凸台，所述两个圆形凸台对称布置在调节螺母一的两侧，所述圆形凸台的中心线与调节螺母一的螺纹中心孔轴线相垂直，所述调节螺母一的外侧圆形凸台与调节螺母连接支架一的圆孔配合，所述调节螺母一的内侧圆形凸台与倾斜方向调节支架的圆孔配合，所述调节螺母连接支架一通过螺钉与倾斜方向调节支架相连接，所述调节螺母一通过圆形凸台与调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架组成旋转运动副，并相对调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架做旋转运动；所述倾斜方向调节支架为采用冲压折弯的U形结构，所述U形结构的内侧平面与下管柱体的外侧平面相贴合，所述U形结构的外侧平面与安装支架8的内侧平面相贴合，所述U形结构的两侧平面分别设置有销孔，所述倾斜方向调节支架通过对称的两组销孔分别与安装支架8及下管柱体组成旋转运动副，使得倾斜方向调节支架相对于安装支架8及下管柱体做相对旋转运动。

进一步地，所述螺母丝杠传动组件二包括调节丝杠二、调节螺母二、调节螺母连接支架二及轴向调节滑片，所述调节丝杠二一端通过联轴器与伸缩方向调节电机5相连接，所述调节丝杠二另一端与调节螺母二相连接，所述调节螺母二采用尼龙材料，所述调节螺母二设置有内螺纹，并通过内螺纹与设置有外螺纹的调节丝杠二组成螺旋传动机构；所述调节螺母二外部设置有凹槽结构，所述凹槽结构用于限制调节螺母连接支架二的轴向自由度，所述调节螺母连接支架二一端通过U型结构压装在螺母凹槽处，所述调节螺母连接支架二另一端通过螺钉与轴向调节滑片相连接，所述轴向调节滑片通过销钉连接在上管柱体上，所述下管柱体设置有与管柱体平行的直滑槽，所述轴向调节滑片在下管柱体的滑槽内相对下管柱体做直线往复滑动。

进一步地，所述控制器4内设置有CAN模块、唤醒模块、信号监测模块和电机驱动控制模块，所述电机驱动控制模块的输出端分别连接伸缩方向调节电机5、倾斜方向调节电机3，所述CAN模块用于获取CAN信号，所述唤醒模块用于获取点火开关信号，所述CAN模块、唤醒模块的输出端连接信号监测模块，所述信号监测模块的输出端分别连接点火信号判断单元、调节指令判断单元，所述点火信号判断单元、调节指令判断单元均分别连接上电控制模块、下电控制模块、记忆调用控制模块、手动调节控制模块。

本发明还提供了一种电动调节转向管柱装置的控制方法，包括以下步骤：

所述电动调节转向管柱装置通过自带的控制器或智能驾驶座舱域控制器内的CAN模块和唤醒模块获取车辆信号，此处的车辆信号指电动调节转向管柱或智能驾驶座舱域控制器获取的来自车辆的CAN信号和点火信号，并判断车辆信号是否满足以下预设条件:

判断车辆信号是否满足第一预设条件为：判断点火开关信号是否从IG OFF变为IGON，同时无其他指令输入；如接收到点火开关信号从IG OFF变为IG ON的信号，同时IG ON后无其他指令的输入，确定车辆信号满足第一预设条件；

判断车辆信号是否满足第二预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号；如接收到驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

判断车辆信号是否满足第三预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号；如接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号，确定车辆信号满足第三预设条件；

判断车辆信号是否满足第四预设条件为：判断点火开关信号是否从IG ON变为IGOFF的信号；如接受到点火开关信号从IG ON变为IG OFF的信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

在车辆信号满足以上预设条件的情况下，控制电调转向管柱按以下预设模式执行：

预设模式一控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电的方向盘倾斜方向位置后，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上的调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电时的方向盘的位置；

预设模式二控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到智能座舱控制器调用的方向盘在倾斜方向上的记忆位置，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次保存的方向盘记忆位置；

预设模式三控制方式为：按照驾驶员调节按钮的指令输入，实时控制倾斜方向调节电机和伸缩方向盘调节电机，按照输入的指令方向运转，实现驾驶员的调节意图；

预设模式四控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到倾向调节位置的最上端，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱调节方向盘达到伸缩方向的极限位置，直至驾驶员的最远端。

进一步地，所述电动调节转向管柱装置通过控制器获取的车辆信号包括车辆的点火开关信号，驾驶员操控调节按钮的信号，以及智能驾驶座舱的位置记忆调用信号；若电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时车辆信号设定为满足第三预设条件；若电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时确定车辆信号满足第三预设条件，电动调节转向管柱按照预设模式三控制电机运转；所述预设模式一、预设模式二、预设模式四的控制方式均按预设的控制方式先控制倾斜方向的电机运转，倾斜方向的电机运转到达设定位置后，再控制伸缩方向的电机运转。

进一步地，所述控制器4内设置有CAN模块、唤醒模块、信号监测模块和电机驱动控制模块，其中，所述电机驱动控制模块的输出端分别连接伸缩方向调节电机5、倾斜方向调节电机3，CAN模块用于获取CAN信号，唤醒模块用于获取点火开关信号，CAN模块、唤醒模块的输出端连接信号监测模块，信号监测模块的输出端分别连接点火信号判断单元、调节指令判断单元，点火信号判断单元、调节指令判断单元均分别连接上电控制模块、下电控制模块、记忆调用控制模块、手动调节控制模块；所述信号监测模块用以获取车辆信号，并判断车辆信号是否有效；所述点火信号判断单元用于判断车辆信号是否满足第一预设条件和第四预设条件；所述调节指令判断单元用于判断车辆信号是否满足第二预设条件和第三预设条件；所述上电控制模块用于在车辆信号满足第一预设条件情况下，按第一预设模式控制转向管柱运动；所述下电控制模块用于在车辆信号满足第四预设条件情况下，按第四预设模式控制转向管柱运动；所述记忆调用控制模块用于在车辆信号满足第二预设条件情况下，按第二预设模式控制转向管柱运动；所述手动调节控制模块用于在车辆信号满足第三预设条件情况下，按第三预设模式控制转向管柱运动。

本发明同现有技术相比，使驾驶员可通过调节按钮电动调节方向盘的位置，提高了驾驶员的操作便利性和人机舒适性，并使得方向盘的调节更加智能和个性化。此外，该转向管柱装置及转向管柱电动调节的控制方法，不仅使驾驶员可通过调节按钮电动调节方向盘的位置，同时车辆的智能驾驶座舱控制器可自适应性控制转向管柱的电机按需运转，实现方向盘位置记忆功能，上下车自适应性调整功能等智能座舱功能需求。其具体技术效果还体现在如下：

(1)在驾驶员上车打开点火开关后，转向管柱可在转向管柱控制器或智能驾驶座舱域控制器的指令要求下，控制转向管柱电机按照预设模式一运转，如没有方向盘记忆位置，不需要驾驶员操作，就可将方向盘的位置调整到上一次驾驶员下车时调整好的位置；

(2)驾驶员可通过车内屏幕选择已经保存好的记忆位置，驱动转向管柱按照预设模式二运转。通过此种控制方法，驾驶员可以直接调用之前已经调整好的记忆位置，不需要再重新调整寻找合适的方向盘位置；

(3)驾驶员可通过调节手柄电动调节方向盘位置，驱动转向管柱电机按照预设模式三运转，不需要手动操纵调节手柄去调整方向盘的位置，调节更便利，调节舒适性更好。驾驶员调整到合适的位置后，还可以储存该方向盘位置用于下次直接调用记忆位置；

(4)在驾驶员下车时，转向管柱可在转向管柱控制器或智能驾驶座舱域控制器的指令要求下，控制转向管柱电机按照预设四模式运转，不需要驾驶员操作，就可将方向盘位置调整到最远离驾驶员的位置，使得驾驶员下车和上一次上车时，上下车空间更大，更加便利。

[附图说明]

图1是本发明电动调节转向管柱装置结构示意图；

图2是本发明电动调节转向管柱控制方法流程图；

图3是本发明电调转向管柱装置控制框图；

图4是本发明电调转向管柱控制器接口示意图；

图5是本发明电调转向管柱调节示意图；

图中：1、上管柱体总成 2、螺母丝杠传动组件一 3、倾斜方向调节电机 4、控制器5、伸缩方向调节电机 6、螺母丝杠传动组件二 7、下管柱体总成 8、安装支架。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图1所示，本发明提供了一种电动调节转向管柱装置，包括上管柱体总成1、下管柱体总成7、倾斜方向调节电机3及螺母丝杠传动组件一2、伸缩方向调节电机5及螺母丝杠传动组件二6、安装支架8及控制器4；方向盘安装于转向管柱上管柱体总成上，倾斜方向调节电机通过螺母丝杠传动组件一能够带动下管柱体及上管柱体绕着下管柱体与安装支架的连接旋转轴做相对安装支架的旋转运动，实现电动调节转向管柱装置倾斜方向调节所需的机械结构；伸缩方向调节电机通过螺母丝杠传动组件二能够带动上管柱体沿下管柱体轴线做相对下管柱体的伸缩方向直线往复运动，实现电动调节转向管柱装置伸缩方向调节所需的机械结构。该电动调节转向管柱装置通过安装支架固定在车身上，安装支架采用铸铝材料或铸镁铝材料铸造成型。

本发明中，安装支架下端采用U形结构，与下管柱总成下端设置的凸台两侧平面相贴合，同时，下管柱体总成与安装支架通过销轴相连接组成旋转运动副，下管柱体总成可绕销轴相对于固定支架进行旋转。

下管柱体总成主要由下管柱体和下传动轴组成，两者通过轴承压装为一体，下管柱体采用铸铝或铸镁铝材料。下管柱体内表面设置有四段圆弧型的凸台结构，与上管柱体总成的上管柱体外部圆弧面形成间隙配合，使上管柱体与下管柱体可相对轴向滑动；同时为避免上管柱体与下管柱体因间隙配合产生的径向松旷，在下管柱体上布置弹簧压片和尼龙滑片组件，通过弹簧压片将上管柱体与下管柱体压紧贴合。可通过选择合适刚度的弹簧压片，及摩擦系数合适的尼龙滑片，使上管柱体与下管柱体在紧密贴合的同时又可在适当的推力下实现轴向相对滑动。

上管柱体总成主要由上管柱体和上传动轴组成，两者通过轴承压装为一体，上管柱体采用钢管材料，上传动轴采用旋锻钢管。上管柱体总成的上传动轴在上端设置有外花键，与方向盘相配合并通过螺母连接，在传动轴下端设置有内花键，与设置有外花键的下管柱体总成的下传动轴通过花键配合传递转向扭矩并实现上传动轴与下传动轴的相对轴向滑动。

螺母丝杠传动组件一主要由调节丝杠一、调节螺母一、调节螺母连接支架一及倾斜方向调节支架等零件组成。其中，调节丝杠一一端通过联轴器与倾斜方向调节电机相连接，另一端通过设置外螺纹与调节螺母一相连接；调节螺母一采用尼龙材料，设置为内螺纹结构，设置有内螺纹的调节螺母一与设置有外螺纹的调节丝杠一组成螺旋传动机构；同时，调节螺母一外部设置有两个圆形凸台，对称布置在调节螺母一的两侧，凸台的中心线与调节螺母的螺纹中心孔轴线相垂直；调节螺母一的外侧圆形凸台与调节螺母连接支架一的圆孔配合，调节螺母一的内侧圆形凸台与倾斜方向调节支架的圆孔配合，同时，调节螺母连接支架一，通过两个螺钉与倾斜方向调节支架相连接。

通过两侧圆形凸台的配合，调节螺母一与调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架组成旋转运动副，可相对调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架做旋转运动。倾斜方向调节支架采用冲压折弯的U形结构件，U形结构的内侧平面与下管柱体的外侧平面相贴合，U形结构的外侧平面与安装支架的内侧平面相贴合。同时U形结构的两侧平面分别设置有两个销孔，倾斜方向调节支架通过对称的两组销孔分别与安装支架及下管柱体组成旋转运动副，使得倾斜方向调节支架可相对于安装支架及下管柱体做相对旋转运动。

本发明中，电动倾斜方向调节的原理为：当倾斜方向调节电机在控制器的作用下正转或反转时，倾斜方向调节电机可通过联轴器带动调节丝杠一正转或反转；进一步地，因为调节丝杠一与调节螺母一组成螺旋传动机构，调节螺母一可将调节丝杠一的旋转运动转变为往复直线运动，即调节螺母一相对调节丝杠一做轴向直线往复运动；进一步地，通过调节螺母一与调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架组成的旋转运动副，将调节螺母一的直线往复运动转化为下管柱体的旋转运动；进一步地，通过下管柱体与安装支架下端通过销轴相连接组成的旋转运动副，使得下管柱体带动上管柱体绕着与安装支架连接的销轴轴线做倾斜方向的旋转运动，从而实现方向盘的倾斜方向电动调节。

螺母丝杠传动组件二主要由调节丝杠二、调节螺母二、调节螺母连接支架二及轴向调节滑片等零件组成。调节丝杠二一端通过联轴器与伸缩方向调节电机相连接，另一端与调节螺母二相连接；调节螺母二采用尼龙材料，设置为内螺纹结构，与设置有外螺纹的调节丝杠二组成螺旋传动机构；同时，调节螺母二外部设置有凹槽结构，用以限制调节螺母连接支架二的轴向自由度；调节螺母连接支架二一端通过U型结构压装在螺母凹槽处，另一端通过螺钉与轴向调节滑片相连接；轴向调节滑片通过两个销钉连接在上管柱体上。下管柱体设置有与管柱体平行的直滑槽，轴向调节滑片可在下管柱体的滑槽内相对下管柱体做直线往复滑动。还可在下管柱体的划槽内部设置尼龙衬垫，用以减小轴向调节滑片的滑动摩擦力。

本发明中，电动伸缩方向调节的原理为：当伸缩方向调节电机在控制器的作用下正转或反转时，伸缩方向调节电机可通过联轴器带动调节丝杠二正转或反转；进一步地，因为调节丝杠二与调节螺母二组成螺旋传动机构，调节螺母二可将调节丝杠二的旋转运动转变为往复直线运动，即调节螺母二相对调节丝杠二做轴向前后移动；进一步地，调节螺母二通过调节螺母连接支架二和轴向调节滑片带动上管柱体，在下管柱体的滑槽导向作用下，相对下管柱体前后移动，从而实现方向盘的轴向伸缩调节。

另外，轴向调节滑片与上管柱体相连接的销钉，在受到一定的冲击剪切力下会被切断，使上管柱体相对下管柱体溃缩，进一步的促使上管柱体向下滑动，得益于此，在整车发生碰撞事故时，管柱向下溃缩可减轻转向系统对驾驶员的冲击伤害。

其中，伸缩方向调节电机5、倾斜方向调节电机3分别通过线路连接控制器4。该控制器4为电动调节转向管柱装置自带的控制器，或者为智能驾驶座舱域的控制器，控制器4内设有CAN模块和唤醒模块，以获取来自车辆的CAN信号和点火开关信号。控制器4内设置有CAN模块、唤醒模块、信号监测模块和电机驱动控制模块，电机驱动控制模块的输出端分别连接伸缩方向调节电机5、倾斜方向调节电机3，CAN模块用于获取CAN信号，唤醒模块用于获取点火开关信号，CAN模块、唤醒模块的输出端连接信号监测模块，信号监测模块的输出端分别连接点火信号判断单元、调节指令判断单元，点火信号判断单元、调节指令判断单元均分别连接上电控制模块、下电控制模块、记忆调用控制模块、手动调节控制模块，如附图3所示。

本发明提供了一种电动调节转向管柱装置及电动调节转向管柱的控制方法，电动调节转向管柱装置包括上管柱体1、下管柱体7、伸缩方向调节电机5及螺母丝杠传动组件二6、倾斜方向调节电机3及螺母丝杠传动组件一2，方向盘安装于转向管柱上，伸缩方向调节电机通过螺母丝杠传动组件能够带动上管柱体1沿自身轴实现相对下管柱体7的伸缩运动，倾斜方向调节电机3通过螺母丝杠传动组件6能够带动转向管柱上管柱体1沿着下管柱体的调节旋转轴实现倾斜方向调节。其控制方法如附图2所示，具体描述如下：

电动调节转向管柱通过自带的控制器或智能驾驶座舱域控制器内的CAN模块和唤醒模块获取车辆信号，此处的车辆信号指电动调节转向管柱或智能驾驶座舱域控制器获取的来自车辆的CAN信号和点火信号；优选的，获取的车辆信号：车辆的点火开关信号，驾驶员操控调节按钮的信号，智能驾驶座舱的位置记忆调用信号。判断车辆信号是否满足以下预设条件:

判断车辆信号是否满足第一预设条件为：判断点火开关信号是否从IG OFF变为IGON，同时无其他指令输入；如接收到点火开关信号从IG OFF变为IG ON的信号，同时IG ON后无其他指令的输入，确定车辆信号满足第一预设条件；

判断车辆信号是否满足第二预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号；如接收到驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

判断车辆信号是否满足第三预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号；如接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号，确定车辆信号满足第三预设条件；

判断车辆信号是否满足第四预设条件为：判断点火开关信号是否从IG ON变为IGOFF的信号；如接受到点火开关信号从IG ON变为IG OFF的信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

其中，如电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级应高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时车辆信号应设定为满足第三预设条件。

在车辆信号满足以上预设条件的情况下，控制电调转向管柱按以下预设模式执行：

预设模式一控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电的方向盘倾斜方向位置后，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上的调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电时的方向盘的位置；

预设模式二控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到智能座舱控制器调用的方向盘在倾斜方向上的记忆位置，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次保存的方向盘记忆位置；

预设模式三控制方式为：按照驾驶员调节按钮的指令输入，实时控制倾斜方向调节电机和伸缩方向盘调节电机，按照输入的指令方向运转，实现驾驶员的调节意图；

预设模式四控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到倾向调节位置的最上端，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱调节方向盘达到伸缩方向的极限位置，直至驾驶员的最远端；

其中，如电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级应高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时确定车辆信号满足第三预设条件，电动调节转向管柱应按照预设模式三控制电机运转。

作为优选，预设模式一，预设模式二，预设模式四的控制方式，应按预设的控制方式先控制倾斜方向的电机运转，倾斜方向的电机运转到达设定位置后，再控制伸缩方向的电机运转。

本发明所述的电动调节转向管柱装置中，伸缩方向调节电机5通过螺母丝杠传动组件二6能够带动上管柱体1沿下管柱体7实现轴向伸缩运动，倾斜方向调节电机3通过螺母丝杠传动组件一2能够带动上管柱体1和下管柱体7沿着管柱的旋转轴实现倾向调节。电调转向管柱控制装置如附图3所示，包含的主要模块如下：

信号监测模块，用以获取车辆信号，并判断车辆信号是否有效；

点火信号判断单元：用于判断车辆信号是否满足第一预设条件，第四预设条件；

调节指令判断单元：用于判断车辆信号是否满足第二预设条件，第三预设条件；

上电控制单元：用于在车辆信号满足第一预设条件情况下，按第一预设模式控制转向管柱运动；

下电控制单元：用于在车辆信号满足第四预设条件情况下，按第四预设模式控制转向管柱运动；

记忆调用控制单元：用于在车辆信号满足第二预设条件情况下，按第二预设模式控制转向管柱运动；

手动调节控制单元：用于在车辆信号满足第三预设条件情况下，按第三预设模式控制转向管柱运动。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动调节转向管柱装置，其特征在于：包括上管柱体总成(1)、下管柱体总成(7)、安装支架(8)、控制器(4)、倾斜方向调节电机(3)、螺母丝杠传动组件一(2)、伸缩方向调节电机(5)及螺母丝杠传动组件二(6)，所述上管柱体总成(1)上安装有方向盘，所述伸缩方向调节电机(5)、倾斜方向调节电机(3)分别设置在下管柱体总成(7)两侧，所述倾斜方向调节电机(3)的输出端连接螺母丝杠传动组件一(2)，并通过螺母丝杠传动组件一(2)连接下管柱体总成(7)和安装支架(8)，所述倾斜方向调节电机(3)通过螺母丝杠传动组件一(2)带动下管柱体总成(7)及上管柱体总成(1)绕着下管柱体总成(7)与安装支架(8)的连接旋转轴做相对安装支架(8)的旋转运动，所述伸缩方向调节电机(5)的输出端连接螺母丝杠传动组件二(6)，并通过螺母丝杠传动组件二(6)连接上管柱体总成(1)，所述伸缩方向调节电机(5)通过螺母丝杠传动组件二(6)带动上管柱体总成(1)沿下管柱体总成(7)轴线做相对下管柱体总成(7)的伸缩方向直线往复运动，所述倾斜方向调节电机(3)、伸缩方向调节电机(5)分别通过线路连接控制器(4)。

2.如权利要求1所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述安装支架(8)采用铸铝材料或铸镁铝材料铸造成型，所述电动调节转向管柱装置通过安装支架(8)固定在车身上，所述安装支架(8)下端采用U形结构，所述安装支架(8)下端与下管柱体总成(7)下端设置的凸台两侧平面相贴合，所述下管柱体总成(7)与安装支架(8)通过销轴相连接组成旋转运动副，所述下管柱体总成(7)绕销轴相对于固定支架进行旋转。

3.如权利要求1所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述下管柱体总成(7)包括下管柱体和下传动轴，所述下管柱体与下传动轴通过轴承压装为一体，所述下管柱体总成(7)采用铸铝或铸镁铝材料制成；所述上管柱体总成(1)包括上管柱体和上传动轴，所述上管柱体与上传动轴通过轴承压装为一体，所述上管柱体采用钢管材料制成，所述上传动轴采用旋锻钢管制成。

4.如权利要求3所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述下管柱体总成(7)内表面设置有四段圆弧型的凸台结构，所述凸台结构与上管柱体总成(1)的上管柱体外部圆弧面形成间隙配合，以使上管柱体与下管柱体相对轴向滑动；所述下管柱体上布置有弹簧压片和尼龙滑片组件，并通过弹簧压片将上管柱体与下管柱体压紧贴合；所述上管柱体总成(1)的上传动轴的上端设置有外花键，所述外花键与方向盘相配合并通过螺母连接，所述上传动轴下端设置有内花键，所述上传动轴与设置有外花键的下管柱体总成(7)的下传动轴通过花键配合传递转向扭矩，并实现上传动轴与下传动轴的相对轴向滑动。

5.如权利要求4所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述螺母丝杠传动组件一包括调节丝杠一、调节螺母一、调节螺母连接支架一及倾斜方向调节支架，所述调节丝杠一一端通过联轴器与倾斜方向调节电机(3)相连接，所述调节丝杠一另一端通过设置外螺纹与调节螺母一相连接，所述调节螺母一采用尼龙材料，所述调节螺母一设置有内螺纹，并通过内螺纹与设置有外螺纹的调节丝杠一组成螺旋传动机构；所述调节螺母一外部设置有两个圆形凸台，所述两个圆形凸台对称布置在调节螺母一的两侧，所述圆形凸台的中心线与调节螺母一的螺纹中心孔轴线相垂直，所述调节螺母一的外侧圆形凸台与调节螺母连接支架一的圆孔配合，所述调节螺母一的内侧圆形凸台与倾斜方向调节支架的圆孔配合，所述调节螺母连接支架一通过螺钉与倾斜方向调节支架相连接，所述调节螺母一通过圆形凸台与调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架组成旋转运动副，并相对调节螺母连接支架及倾斜方向调节支架做旋转运动；所述倾斜方向调节支架为采用冲压折弯的U形结构，所述U形结构的内侧平面与下管柱体的外侧平面相贴合，所述U形结构的外侧平面与安装支架(8)的内侧平面相贴合，所述U形结构的两侧平面分别设置有销孔，所述倾斜方向调节支架通过对称的两组销孔分别与安装支架(8)及下管柱体组成旋转运动副，使得倾斜方向调节支架相对于安装支架(8)及下管柱体做相对旋转运动。

6.如权利要求4所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述螺母丝杠传动组件二包括调节丝杠二、调节螺母二、调节螺母连接支架二及轴向调节滑片，所述调节丝杠二一端通过联轴器与伸缩方向调节电机(5)相连接，所述调节丝杠二另一端与调节螺母二相连接，所述调节螺母二采用尼龙材料，所述调节螺母二设置有内螺纹，并通过内螺纹与设置有外螺纹的调节丝杠二组成螺旋传动机构；所述调节螺母二外部设置有凹槽结构，所述凹槽结构用于限制调节螺母连接支架二的轴向自由度，所述调节螺母连接支架二一端通过U型结构压装在螺母凹槽处，所述调节螺母连接支架二另一端通过螺钉与轴向调节滑片相连接，所述轴向调节滑片通过销钉连接在上管柱体上，所述下管柱体设置有与管柱体平行的直滑槽，所述轴向调节滑片在下管柱体的滑槽内相对下管柱体做直线往复滑动。

7.如权利要求1所述的电动调节转向管柱装置，其特征在于：所述控制器(4)内设置有CAN模块、唤醒模块、信号监测模块和电机驱动控制模块，所述电机驱动控制模块的输出端分别连接伸缩方向调节电机(5)、倾斜方向调节电机(3)，所述CAN模块用于获取CAN信号，所述唤醒模块用于获取点火开关信号，所述CAN模块、唤醒模块的输出端连接信号监测模块，所述信号监测模块的输出端分别连接点火信号判断单元、调节指令判断单元，所述点火信号判断单元、调节指令判断单元均分别连接上电控制模块、下电控制模块、记忆调用控制模块、手动调节控制模块。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的电动调节转向管柱装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述电动调节转向管柱装置通过自带的控制器或智能驾驶座舱域控制器内的CAN模块和唤醒模块获取车辆信号，此处的车辆信号指电动调节转向管柱或智能驾驶座舱域控制器获取的来自车辆的CAN信号和点火信号，并判断车辆信号是否满足以下预设条件:

判断车辆信号是否满足第一预设条件为：判断点火开关信号是否从IG OFF变为IG ON，同时无其他指令输入；如接收到点火开关信号从IG OFF变为IG ON的信号，同时IG ON后无其他指令的输入，确定车辆信号满足第一预设条件；

判断车辆信号是否满足第二预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号；如接收到驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

判断车辆信号是否满足第三预设条件为：在点火开关信号处于IG ON的条件下，判断是否接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号；如接收到驾驶员操控调节按钮的有效信号，确定车辆信号满足第三预设条件；

判断车辆信号是否满足第四预设条件为：判断点火开关信号是否从IG ON变为IG OFF的信号；如接受到点火开关信号从IG ON变为IG OFF的信号，确定车辆信号满足第二预设条件；

在车辆信号满足以上预设条件的情况下，控制电调转向管柱按以下预设模式执行：

预设模式一控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电的方向盘倾斜方向位置后，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上的调节方向盘的位置，直至达到上一次正常下电时的方向盘的位置；

预设模式二控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到智能座舱控制器调用的方向盘在倾斜方向上的记忆位置，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱在伸缩方向上调节方向盘的位置，直至达到上一次保存的方向盘记忆位置；

预设模式三控制方式为：按照驾驶员调节按钮的指令输入，实时控制倾斜方向调节电机和伸缩方向盘调节电机，按照输入的指令方向运转，实现驾驶员的调节意图；

预设模式四控制方式为：控制倾斜方向调节电机运转，以使得转向管柱在倾斜方向上调节方向盘的位置，直至达到倾向调节位置的最上端，再控制伸缩方向调节电机运转，以使得转向管柱调节方向盘达到伸缩方向的极限位置，直至驾驶员的最远端。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述电动调节转向管柱装置通过控制器获取的车辆信号包括车辆的点火开关信号，驾驶员操控调节按钮的信号，以及智能驾驶座舱的位置记忆调用信号；若电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时车辆信号设定为满足第三预设条件；若电动调节转向管柱同时收到驾驶员操控调节按钮的有效信号和智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，驾驶员操控调节按钮的有效信号优先级高于智能驾驶座舱位置记忆调用的有效信号，此时确定车辆信号满足第三预设条件，电动调节转向管柱按照预设模式三控制电机运转；所述预设模式一、预设模式二、预设模式四的控制方式均按预设的控制方式先控制倾斜方向的电机运转，倾斜方向的电机运转到达设定位置后，再控制伸缩方向的电机运转。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制器(4)内设置有CAN模块、唤醒模块、信号监测模块和电机驱动控制模块，其中：

所述电机驱动控制模块的输出端分别连接伸缩方向调节电机(5)、倾斜方向调节电机(3)，CAN模块用于获取CAN信号，唤醒模块用于获取点火开关信号，CAN模块、唤醒模块的输出端连接信号监测模块，信号监测模块的输出端分别连接点火信号判断单元、调节指令判断单元，点火信号判断单元、调节指令判断单元均分别连接上电控制模块、下电控制模块、记忆调用控制模块、手动调节控制模块；

所述信号监测模块，用以获取车辆信号，并判断车辆信号是否有效；

所述点火信号判断单元，用于判断车辆信号是否满足第一预设条件和第四预设条件；

所述调节指令判断单元，用于判断车辆信号是否满足第二预设条件和第三预设条件；

所述上电控制模块，用于在车辆信号满足第一预设条件情况下，按第一预设模式控制转向管柱运动；

所述下电控制模块，用于在车辆信号满足第四预设条件情况下，按第四预设模式控制转向管柱运动；

所述记忆调用控制模块，用于在车辆信号满足第二预设条件情况下，按第二预设模式控制转向管柱运动；

所述手动调节控制模块，用于在车辆信号满足第三预设条件情况下，按第三预设模式控制转向管柱运动。

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