CN114572295A - 转向管柱总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向管柱总成，包括与方向盘连接的转向管柱本体、移动装置和水平设置且用于引导移动装置进行直线移动的导向件，移动装置包括与所述转向管柱本体连接的移动件、设置于移动件上且用于使移动件固定在导向件上的锁止机构和设置于移动件上且用于提供使驱动件进行移动的驱动力的驱动机构。本发明的转向管柱总成，方便切换方向盘的位置，转向管柱可以在车辆通电的任何工况下，进行方向盘左右位置的随意更换，不受机械连接限制。本发明还公开了一种车辆。

Description

转向管柱总成及车辆

技术领域

本发明属于汽车零部件技术领域，具体地说，本发明涉及一种转向管柱总成及车辆。

背景技术

汽车转向系统是实现车辆动态操作最直接的系统，驾驶员通过控制方向盘从而进行车辆的控制；目前由于各个国家的道路法规不同，车辆的方向盘一般有且仅有左置或者右置两种独立的情况，倘若车企在研发全球车型时，需要重新对称设计；同时随着自动驾驶技术的发展，车辆的行驶对于人员的需求会越来越小，但是如果驾驶员在驾驶途中需要将驾驶权交给副驾驶，或者驾驶员需要休息、饮食或办公的时候，方向盘的存在就大大影响了这些动作的可操作性。

如图10所示，现有技术存在一种车辆可移动方向盘，包括控制机构100，转向机构200和方向盘机构300。控制机构100和转向机构200实现对转向以及方向盘左右移动的控制，转向机构200作为转向的执行端进行转向动作；方向盘机构300中：滑槽392作为左右移动的导向槽，部件320—340作为转向输入端，部件394—396作为滑动锁止机构。但是此结构存在两个严重问题：①整个转向机构只有滑槽392固定，整体模态不佳，稳定性不佳，管柱容易沿滑槽为轴线翻转，不适用于复杂路面的驾驶；②滑槽质量大，不利于整车轻量化设计；③同时转向管柱端单纯只有机械部分，对于整车行驶的路感无反馈，且无阻尼，无法实现主动回正等功能，驾驶员脱手过程中，方向盘可以随意转动，严重影响驾驶安全。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种转向管柱总成，目的是方便切换方向盘的位置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：转向管柱总成，包括与方向盘连接的转向管柱本体、移动装置和水平设置且用于引导移动装置进行直线移动的导向件，移动装置包括与所述转向管柱本体连接的移动件、设置于移动件上且用于使移动件固定在导向件上的锁止机构和设置于移动件上且用于提供使驱动件进行移动的驱动力的驱动机构。

所述锁止机构包括卡销和设置于所述移动件上且用于控制卡销进行移动的电磁铁，所述导向件上设置让卡销插入的第一锁止孔和第二锁止孔。

所述锁止机构还包括用于对所述卡销施加弹性作用力的弹性元件。

所述锁止机构设置多个。

所述驱动机构包括与所述导向件的外表面相接触的驱动轮和设置于所述移动件上且用于控制驱动轮进行转动的驱动电机。

所述移动件上设置第一滚珠和第二滚珠，所述导向件上设置让第一滚珠嵌入的第一导向槽和让第二滚珠嵌入的第二导向槽，第一导向槽和第二导向槽为沿导向件的长度方向延伸。

所述第一滚珠设置多个。

所述第二滚珠设置多个。

所述导向件为空心圆管。

本发明还提供了一种车辆，包括所述的转向管柱总成。

本发明的转向管柱总成，方便切换方向盘的位置，转向管柱可以在车辆通电的任何工况下，进行方向盘左右位置的随意更换，不受机械连接限制。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明转向管柱总成的结构示意图；

图2是本发明转向管柱总成的另一结构示意图；

图3是移动装置与导向件的装配示意图；

图4是图3中A-A剖视图；

图5是图3中B-B剖视图；

图6是移动装置的结构示意图；

图7是移动装置的内部结构示意图；

图8是驱动机构的结构示意图；

图9是锁止机构的结构示意图；

图10是现有技术的车辆可移动方向盘的结构示意图；

图中标记为：1、导向件；2、转向器；3、转向管柱本体；4、移动装置；401、卡销；402、电磁铁；403、弹性元件；404、移动件；405、第一滚珠；406、第二滚珠；407、驱动轮；408、驱动电机；5、控制单元；6、路感电机；7、转角传感器；8、减速机构。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图9所示，本发明提供了一种转向管柱总成，包括与方向盘连接的转向管柱本体3、移动装置4和水平设置且用于引导移动装置4进行直线移动的导向件1，移动装置4包括与转向管柱本体3连接的移动件404、设置于移动件404上且用于使移动件404固定在导向件1上的锁止机构和设置于移动件404上且用于提供使驱动件进行移动的驱动力的驱动机构。

具体地说，如图1至图6所示，导向件1的长度方向与车辆的宽度方向相平行，导向件1为固定安装在车辆的车身上，导向件1并从主驾驶位延伸至副驾驶位。转向管柱本体3为可旋转的设置在移动件404上，转向管柱本体3的上端与方向盘连接，移动件404位于方向盘的下方，移动件404套设于导向件1上。移动装置4沿导向件1的长度方向进行直线移动时，可以带动转向管柱本体3及其上的方向盘同步进行直线移动，从而可以实现方向盘的位置的调节。

如图1和图2所示，导向件1为空心圆管，导向件1的轴线与转向管柱本体3的轴线在空间上相垂直，导向件1设置两个且两个导向件1为沿竖直方向依次布置。相应的，移动装置4也设置两个，各个移动装置4分别设置于一个导向件1上，转向管柱本体3与两个移动装置4相连接。同时转向管柱本体3上集成了控制单元5、路感电机6和转角传感器7，转向管柱本体3的下端与减速机构8连接。控制单元5通过CAN总线与转向器2连接，转向器2为R-EPS(齿条助力式电动助力转向器2)或DP-EPS(双小齿轮式电动助力转向器2)，转向管柱本体3与转向器2之间没有其他机械连接。

如图1至图7所示，锁止机构是用于使移动件404与导向件1保持相对固定，进而可以使转向管柱本体3及方向盘的位置保持固定。当移动装置4移动至主驾驶位或副驾驶位后，通过锁止机构可以将移动装置4固定在导向件1上，进而使得转向管柱本体3及方向盘的位置固定在主驾驶位或副驾驶位。锁止机构包括卡销401和设置于移动件404上且用于控制卡销401进行移动的电磁铁402，导向件1上设置让卡销401可选择性的插入的第一锁止孔和第二锁止孔。电磁铁402与控制单元5电连接，电磁铁402受到控制的控制。卡销401的移动方向与导向件1的长度方向相垂直，在电磁铁402通电后，电磁铁402可以对卡销401施加磁力，吸引卡销401进行移动。电磁铁402是用于控制卡销401朝向远离导向件1的方向进行直线移动，以使卡销401从第一锁止孔或第二锁止孔中移出，实现解锁，从而移动装置4可以在导向件1上进行移动。当卡销401插入第一锁止孔或第二锁止孔中后，卡销401可以对移动件404起到限位作用，使移动件404与导向件1保持相对固定。

如图1至图7和图9所示，移动件404上设置让卡销401插入的安装孔，移动件404对卡销401起到导向作用，锁止机构还包括用于对卡销401施加弹性作用力的弹性元件403。在本实施例中，弹性元件403为圆柱螺旋弹簧且为压缩弹簧，弹性元件403夹在卡销401与移动件404之间。在卡销401移动至与第一锁止孔或第二锁止孔对齐的位置处后，电磁铁402断电，此时在弹性元件403施加的弹性作用力的作用下，卡销401可以朝向远离电磁铁402的位置处进行移动，卡销401可以自行插入第一锁止孔或第二锁止孔，实现锁止，从而可以将移动装置4固定在导向件1上。

如图1至图7和图9所示，锁止机构设置多个，可以提高移动装置4锁止后的可靠性，导向件1上设置的第一锁止孔和第二锁止孔的数量与锁止机构的数量相同。第一锁止孔和第二锁止孔为在导向件1的外圆面上设置的圆孔，第一锁止孔和第二锁止孔的轴线相平行且第一锁止孔和第二锁止孔的轴线与导向件1的长度方向相垂直。第一锁止孔位于主驾驶位处，第二锁止孔位于副驾驶位处，所有第一锁止孔和第二锁止孔为沿导向件1的长度方向依次布置。

如图1至图7和图9所示，移动装置4上共设置两个锁止机构，所有锁止机构处于与导向件1的长度方向相平行的同一直线上，相应的，第一锁止孔和第二锁止孔各设置两个。

如图1至图6和图8所示，驱动机构包括与导向件1的外表面相接触的驱动轮407和设置于移动件404上且用于控制驱动轮407进行转动的驱动电机408。驱动轮407为圆柱体，驱动轮407采用橡胶材质制成，驱动电机408固定设置在移动件404的内部，驱动轮407与驱动电机408的电机轴固定连接，驱动电机408为小型电机，驱动电机408用于产生驱动力。驱动电机408通过线束与控制单元5电连接，驱动电机408受到控制的控制。当驾驶员操作移动指令时，锁止机构解锁，控制单元5向驱动电机408发送制定位置指令，驱动电机408运转，带动驱动电轮旋转，驱动电轮在导向件1上沿着导向件1的长度方向滚动，带动移动装置4整体进行移动，达到位移的效果。

如图1至图7所示，移动件404上设置第一滚珠405和第二滚珠406，导向件1上设置让第一滚珠405嵌入的第一导向槽和让第二滚珠406嵌入的第二导向槽，第一导向槽和第二导向槽为沿导向件1的长度方向延伸。第一滚珠405设置多个，所有第一滚珠405为沿导向件1的长度方向依次布置，第一滚珠405为球形，第一滚珠405位于移动件404和导向件1之间，第一导向槽为在导向件1的外表面上设置的凹槽，第一滚珠405的高度大于卡销401的高度，第一滚珠405位于导向件1的上方。第二滚珠406设置多个，所有第二滚珠406为沿导向件1的长度方向依次布置，第二滚珠406为球形，第二滚珠406位于移动件404和导向件1之间，第二导向槽为在导向件1的外表面上设置的凹槽，第二滚珠406的高度小于卡销401的高度，第二滚珠406位于导向件1的下方，第一导向槽和第二导向槽之间的夹角为180度。第一滚珠405和第二滚珠406的设置，可以减小移动装置4移动时的摩擦阻力，确保移动装置4移动顺畅，而且可以使得移动装置4仅能沿导向件1的长度方向进行直线移动，不能发生绕导向件1的轴线进行旋转的旋转运动。

如图1至图7所示，在本实施例中，第一滚珠405和第二滚珠406各设置两个。

在本实施例中，移动件404采用铝合金材质制成，移动件404为矩形框架结构。

作为优选的，为避免方向盘乱转，在转向管柱本体3上增加电控模拟手感反馈单元，电控模拟手感反馈单元为路感电机6，该单元根据不同车速，不同方向盘手力，根据前期标定的MAP数据，提供合适的路感模拟：比如适应的阻尼，电机扭矩等。最后转向器2从CAN总线收取控制单元5发来的详细的助力以及反馈指令，达到转向动作。

上述结构的转向管柱总成，具有如下的优点：

1、转向管柱可以在车辆通电的任何工况下，进行左右位置的随意更换，不受机械连接限制；

2、转向管柱由同时上下两根导向件1进行固定支撑，配合移动装置4对其自由度的限制，保证其稳定性，防止翻转；

3、转向管柱的移动靠驾驶员的电控操作指令(如大屏等类似的人际交互装置)，移动装置4内的电机带动橡胶轮，在导向件1上进行移动，整个过程操作智能，动作静音性好；

4、在转向管柱转动轴上设计路感反馈电机，提供适宜方向、适宜水平的电机力矩，与驾驶员手力矩进行耦合，以用于保证多元化的驾驶感受，以及阻尼水平。

本发明还提供了一种车辆，包括上述结构的转向管柱总成。此转向管柱总成的具体结构可参照图1至图9，在此不再赘述。由于本发明的车辆包括上述实施例中的转向管柱总成，所以其具有上述转向管柱总成的所有优点。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.转向管柱总成，包括与方向盘连接的转向管柱本体，其特征在于：还包括移动装置和水平设置且用于引导移动装置进行直线移动的导向件，移动装置包括与所述转向管柱本体连接的移动件、设置于移动件上且用于使移动件固定在导向件上的锁止机构和设置于移动件上且用于提供使驱动件进行移动的驱动力的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于：所述锁止机构包括卡销和设置于所述移动件上且用于控制卡销进行移动的电磁铁，所述导向件上设置让卡销插入的第一锁止孔和第二锁止孔。

3.根据权利要求2所述的转向管柱总成，其特征在于：所述锁止机构还包括用于对所述卡销施加弹性作用力的弹性元件。

4.根据权利要求1至3任一所述的转向管柱总成，其特征在于：所述锁止机构设置多个。

5.根据权利要求1至3任一所述的转向管柱总成，其特征在于：所述驱动机构包括与所述导向件的外表面相接触的驱动轮和设置于所述移动件上且用于控制驱动轮进行转动的驱动电机。

6.根据权利要求1至3任一所述的转向管柱总成，其特征在于：所述移动件上设置第一滚珠和第二滚珠，所述导向件上设置让第一滚珠嵌入的第一导向槽和让第二滚珠嵌入的第二导向槽，第一导向槽和第二导向槽为沿导向件的长度方向延伸。

7.根据权利要求6所述的转向管柱总成，其特征在于：所述第一滚珠设置多个。

8.根据权利要求6所述的转向管柱总成，其特征在于：所述第二滚珠设置多个。

9.根据权利要求1至3任一所述的转向管柱总成，其特征在于：所述导向件为空心圆管。

10.车辆，其特征在于：包括权利要求1至9任一所述的转向管柱总成。

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