阅读说明：本技术 用于车辆的转向输入系统 (Steering input system for vehicle ) 是由 D·克尔斯蒂奇 J·斯文松 V·韦特林德 于 2019-07-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于车辆(100)的转向输入系统(200),该系统包括：转向输入装置(202),其被构造成为车辆提供转向动作输入；以及包括一组致动器(206,210,216)的致动器组件,该致动器组件被构造成通过组合的致动动作将转向输入装置从驾驶位置平移到缩回位置。(The invention relates to a steering input system (200) for a vehicle (100), the system comprising a steering input device (202) configured to provide a steering action input to the vehicle, and an actuator assembly comprising sets of actuators (206, 210, 216) configured to translate the steering input device from a driving position to a retracted position by a combined actuation action.)

用于车辆的转向输入系统

技术领域

本发明涉及用于车辆的转向输入系统以及涉及包括这种转向输入系统的车辆。

背景技术

未来的完全自主车辆将可能用于在较长的行程上运输一个或若干乘员——在某种程度上取代火车和飞机。在这种和其它情况下，有可能乘员希望度过他们的旅行时间放松或工作。

然而，尽管完全自主车辆将主要在不需要人为干预的情况下驾驶，但是可能仍存在对于人类驾驶员可能必要控制车辆的情况。从而，车辆可以具有两种模式，完全自主模式和手动模式。

在手动模式中，重要的是驾驶员可以容易地访问车辆的方向盘以便能够安全地操作车辆。从而，方向盘必须相对于驾驶员定位在方便的位置。

在自主模式中，驾驶员不再需要访问方向盘。相反，驾驶员可能更喜欢在旅行期间参与其它活动。在这种情况下，传统的方向盘位置将可能对于驾驶员座椅中的乘员是令人恼火和挡道的。从而，如果方向盘可以远离使用位置被移动则可能是有利的。

US2018/037248公开了一种方向盘的示例，其可以远离使用位置枢转或倾斜到休息位置。US2018/037248中的方向盘的轮缘被可枢转地或可倾斜地附接到方向盘的静止轮辐，使得方向盘轮缘可以旋转到休息位置。

尽管在US2018/037248中公开的解决方案提供了在自主模式中驾驶时将方向盘移动到不同位置，但是仍然存在关于在自主模式中允许对于驾驶员的更多空间的改进的余地。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种转向输入系统，其能够允许当转向不是必要时对于驾驶员增加的空间。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的转向输入系统，该系统包括：构造成为车辆提供转向动作输入的转向输入装置；包括一组致动器的致动器组件，其中被联接到转向输入装置的倾斜致动器被构造成为转向输入装置提供围绕大体上水平旋转轴线的倾斜运动，其中经由第一连杆臂被联接到转向输入装置的第一定位致动器被构造成为转向输入装置提供围绕第一旋转轴线的旋转运动，以及经由第二连杆臂被联接到转向输入装置的第二定位致动器被构造成为转向输入装置提供围绕与第一旋转轴线在空间上分离的第二旋转轴线的旋转运动，其中第一定位致动器和第二定位致动器被构造成通过组合的致动动作将转向输入装置从驾驶位置平移到缩回位置。

本发明基于这样的实现：允许转向输入装置的倾斜运动和在朝向车辆的仪表板的轴向方向上的缩回运动。进一步实现了将关于彼此适当地构造的三个致动器的致动相组合以同时允许倾斜运动和缩回运动。

利用本发明的概念，与现有技术解决方案相比，用于移动转向输入装置的更大的自由度是可能的。具体地，各种实施例和可能的实施方式提供了将转向输入装置移动到各种位置的改进方式，允许构造转向输入装置用于手动驾驶和用于使转向输入装置远离驾驶员移动的灵活性。

致动器可以是能够在一个方向上扩展其纵向长度例如以在连杆臂上造成力的装置。致动器的示例包括能够将电能转换成机械扭矩的电致动器。致动器可以是沿着单个轴线产生运动的线性致动器。

转向输入装置对于驾驶员可访问，使得驾驶员可以通过使转向输入装置旋转来向转向输入系统提供转向动作输入。

在转向输入装置的驾驶位置中，驾驶员可以容易地够及转向输入装置以进行车辆的手动控制。

在转向输入装置的缩回位置中，由于转向输入装置进一步远离驾驶员，所以驾驶员具有比驾驶更多的对于其它活动可访问的空间。

第一旋转轴线和第二旋转轴线在空间上彼此分离。由此，用于移动转向输入装置的自由度大大增加，这有利地增加了将转向输入装置布置在各种位置中的可能性。

第一连杆臂被可枢转地联接到第三连杆臂，该第三连杆臂被联接到转向输入装置。从而，第一定位致动器可以被联接到第一连杆臂，由此第一连杆臂被可枢转地联接到被联接到转向输入装置的第三连杆臂。

第二旋转轴线可以和第一连杆臂与第三连杆臂之间的枢转连接重合。

此外，第三连杆臂可以被布置成大体上与第二连杆臂平行。

第一定位致动器可以在距第一连杆臂与第三连杆臂之间的枢转连接一定距离处被连接到第一连杆臂。这有利地提供了在空间中使旋转轴线分离。然而，由于第一连杆臂和第二连杆臂的平行布置，旋转轴线可以是平行的。

转向输入系统可以包括第四连杆臂，其中第四连杆臂的第一端部在第二旋转轴线处被连接到第二连杆臂，其中第二定位致动器在该第二定位致动器的第一端部处被连接到第二连杆臂，其中第二定位致动器的第二端部被连接到第四连杆臂的第二端部。

转向输入装置可以围绕第三旋转轴线可旋转，该第三旋转轴线由第四连杆臂的第二端部与车辆结构之间的枢转连接提供。车辆结构可以例如是车辆的仪表板载体。围绕第三旋转轴线旋转的能力开辟了移动转向输入装置的甚至进一步的方式。

转向输入装置可以被联接到主轴，该主轴经由枢转连接被连接到转向反馈系统。反馈系统是线控转向解决方案的经由方向盘为驾驶员产生扭矩反馈的部分。需要对驾驶员的反馈来模拟线控转向系统中方向盘与转向机构(steering gear)之间的机械连接的感觉。反馈系统还被配置成接收指示由来自驾驶员的方向盘旋转输入造成的方向盘的绝对角度的信号。反馈系统将该信号发送到转向机构以操纵车辆。

主轴可以包括构造成在车辆碰撞的事件中吸收能量的能量吸收单元。从而，能量吸收单元有利地为驾驶员提供改进的安全性。

能量吸收单元可以包括磁流变流体阻尼器。磁流变流体适于利用磁场改变粘度。在车辆碰撞的事件中，磁场被施加到磁流变流体，使得该磁流变流体的粘度增加并且阻尼器更难以压缩。

转向输入装置可以被可旋转地连接到致动器组件，使得转向输入装置关于致动器组件可旋转，以由驾驶员向转向输入系统提供转向输入。旋转通过布置在转向输入装置的背侧上的轴承配置提供。

此外，转向输入系统可以包括控制单元，该控制单元被配置成接收指示转向输入装置的期望位置的输入信号，并控制致动器以根据输入信号重新定位转向输入装置。可以通过来自驾驶员在仪表板上的输入来接收输入信号。例如，驾驶员可能正手动地驾驶车辆但是希望将车辆转换到自主模式。当已选择自主模式时，转向输入装置可以由控制单元控制以从驾驶员缩回到缩回位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括转向输入系统的车辆。

车辆优选地有可能以自主模式操作。从而，车辆可以是自主车辆。

本发明的该第二方面提供了与以上关于本发明的前述方面所讨论的类似优点。

总之，本发明涉及一种用于车辆的转向输入系统，该系统包括：构造成为车辆提供转向动作输入的转向输入装置；以及包括一组致动器的致动器组件，该致动器组件被构造成通过组合的致动动作将转向输入装置从驾驶位置平移到缩回位置。

当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了下面描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

现在将参考示出本发明的示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：

图1a概念性地示出本发明的实施例的应用；

图1b概念性地示出本发明的实施例的应用；

图2示意性地示出根据一个示例性实施例的转向输入系统；

图3示意性地示出根据一个示例性实施例的转向输入系统；

图4a示意性地示出对于转向输入装置的倾斜位置；

图4b示意性地示出对于转向输入装置的又一个倾斜位置；

图4c示意性地示出对于转向输入装置的再一个倾斜位置。

具体实施方式

在本具体实施方式中，主要参考汽车形式的车辆来描述根据本发明的系统和方法的各种实施例。然而，本发明同样良好的可适用于其它车辆，例如卡车、公共汽车等。从而，本发明总体上可以以许多不同形式实施，并且不应该被解释为限于本文中阐述的各实施例；相反，这些实施例是为了透彻性和完整性以及向技术人员充分传达本发明的范围而提供的。类似的附图标记始终指代类似的元件。

图1a概念性地示出位于汽车100的形式的车辆的驾驶员座椅104中的驾驶员102。汽车100可以是以自主模式和以手动模式可操作的自主汽车。在图1a中，汽车100以手动模式操作，在手动模式中，汽车100由驾驶员102手动地驾驶。在该手动模式中，驾驶员102需要完全访问转向输入装置202，即方向盘202。因此，转向输入装置202在此被示出为处于在汽车100的手动模式中对于驾驶员102容易地可访问的驾驶位置。

转向输入装置202被构造成向汽车100提供来自驾驶员102的转向输入动作。换句话说，驾驶员102可以例如转动转向输入装置202以便使汽车100转向。

转向输入装置202被联接到主轴228，该主轴228经由枢转连接229被连接到转向反馈系统。枢转连接229使转向输入装置202能够在上/下和左/右方向上平移但是维持对于驾驶员的转向控制。转向输入装置可以远离驾驶员104被撤回。

主轴228将转矩从转向输入装置202传递到转向反馈系统。转向反馈系统可以包括用于控制车辆100的车轮的转向角度的电动机。转向系统可以是其中转动汽车的车轮由受车辆控制单元控制的电动机致动的线控转向系统。

本发明的转向输入系统还可以用本身对于技术人员已知的传统齿条齿轮转向机构来实现。

在不需要或几乎不需要来自驾驶员102的输入来控制例如汽车的转向的自主模式中，驾驶员对转向输入装置202具有较少的需求。相反，驾驶员可以在汽车中度过旅行时间来阅读或工作。

图1b示出在自主模式中位于汽车100的驾驶员座椅104中的驾驶员102。在自主模式中，转向输入装置202有利地比在汽车的手动驾驶模式中进一步远离驾驶员。因此，转向输入装置202在此被示出处于缩回位置，与其中转向输入装置202处于驾驶位置的手动模式中相比，该缩回位置允许对于驾驶员更多的空间。转向输入装置202已经通过将接下来描述的一组致动器和连杆臂远离驾驶员撤回。

图2示出根据本发明的实施例的转向输入系统200。该转向输入系统200包括也在图1a-b中示出的转向输入装置202。转向输入装置202被构造成为车辆提供转向动作输入使得驾驶员可以使车辆转向，换句话说，转向输入装置可以是方向盘。

转向输入系统200的致动器组件包括一组致动器。第一致动器是经由倾斜机构207被可枢转地联接到转向输入装置202的倾斜致动器206。倾斜致动器206可以在由箭头206'指示的方向上扩展或收缩，这造成转向输入装置202围绕轴线208旋转，使得转向输入装置202可以倾斜。轴线208是靠近转向输入装置202的水平轴线。

主轴228以及连杆臂218和222在连接组件223处被可枢转地连接到转向输入装置202，以允许转向输入装置202的倾斜旋转。倾斜机构207是包括轴承209的连接组件223的部分，该轴承209允许当驾驶员提供转向输入时转向输入装置202的旋转，而不会使倾斜机构207旋转。

主轴与连接到转向反馈系统(未示出)的接合部239之间的枢转连接229将旋转扭矩从主轴228传递到车辆的被连接到接合部239的转向系统。枢转连接229允许围绕两个轴线241和242的旋转，而不是主轴228关于接合部239的轴向旋转。

第一定位致动器210经由至少第一连杆臂212被联接到转向输入装置202。在图3中更佳看出，第一定位致动器210在其端部之一处经由旋转连接213被连接到第一连杆臂212(图3中更佳看出)。此外，第一定位致动器210在其另一端处被可枢转地连接到轴211，该轴211被固定地连接到车辆的仪表板后面的车辆部件。

在当前示出的实施例中，第一连杆臂212在其端部之一处经由枢转连接224被可枢转地连接到第三连杆臂222。第一连杆臂212在其另一端处在与倾斜致动器206共用的枢转连接225处被可枢转地连接到仪表板后面的车辆结构。第三连杆臂222在其端部之一处被可枢转地连接到转向输入装置202的连接组件223。

第一定位致动器210可以在由箭头210'指示的方向上扩展或收缩。换句话说，当第一定位致动器扩展时，其造成第一连杆臂将第三连杆臂222向前推动，这造成转向输入装置202朝向驾驶员被推动，如将参考图3所描述的。

在图3中更佳看出的第二定位致动器216经由第二连杆臂218被联接到转向输入装置202。第二定位致动器216可以在由箭头216'指示的方向上扩展或收缩，这造成连杆臂218与226之间的角度β变化。第二定位致动器216在枢转连接227处被可枢转地连接到第二连杆臂218。第二连杆臂218在枢转连接230处被可枢转地连接到第四连杆臂226。第四连杆臂226和第二定位致动器216被可枢转地连接到轴231(仅部分示出)，该轴231被固定地连接到车辆的仪表板后面的车辆部件。

主轴228可以包括构造成在车辆碰撞的事件中吸收能量的能量吸收单元。从而，能量吸收单元有利地为驾驶员提供改进的安全性。

能量吸收单元可以包括磁流变流体阻尼器。磁流变流体适于利用磁场改变粘度。在车辆碰撞的事件中，磁场被施加到磁流变流体，使得其粘度增加并且阻尼器更难以压缩。

图3示出具有用于系统200的指示的旋转轴线的转向输入系统200。

首先，倾斜致动器206可以造成转向输入装置围绕大体上水平轴线208的倾斜旋转，这也参考图2被描述。连杆臂222和218均被可枢转地连接到连接机构223，使得转向输入装置202可以关于两个连杆臂222和218围绕旋转轴线208旋转。因此，当倾斜致动器206扩展或收缩时，倾斜致动器206在倾斜致动器206与倾斜机构207之间的枢转连接235处在倾斜机构207上推动或拉动。枢转连接235在空间上偏离连杆臂222和218与连接机构223之间的枢转连接236，并且还偏离旋转轴线208，由此转向输入装置202通过倾斜致动器206的作用而围绕旋转轴线208倾斜。另外，主轴228在枢转连接223处被可枢转地连接到连接机构223。枢转连接233与枢转连接229相同。

其次，第一定位致动器210可以在第一连杆臂212上的中间位置处在第一连杆臂212上推动或拉动。该中间位置在第一连杆臂212的端部之间。所述端部在枢转连接225处和与连杆臂222的枢转连接224处。第一定位致动器210在该第一定位致动器210的端部之一处在与轴211的枢转连接处空间上固定。然而，第一定位致动器210可以围绕轴211旋转。另外，第一定位致动器210与第一连杆臂212之间的枢转连接213允许它们围绕轴线232的旋转运动。

当第一定位致动器210作用在第一连杆臂212上时，转向输入装置202围绕旋转轴线214旋转。例如，如果第一定位致动器扩展，则转向输入装置202在一个旋转方向上围绕轴线214旋转。相反，如果第一定位致动器210收缩，则转向输入装置202在相反的旋转方向上围绕轴线214旋转。

此外，第二定位致动器216在偏离第四连杆臂226与第二连杆臂218之间的枢转连接219的枢转连接227处被可枢转地连接到第二连杆臂218。第二定位致动器216与第二连杆臂218之间的枢转连接227位于第二连杆臂218的端部处，并且第四连杆臂226与第二连杆臂218之间的枢转连接位于第二连杆臂218上的中间位置处，使得第二连杆臂218的部分形成用于第二致动器216的杠杆臂。

当第二定位致动器216作用在第二连杆臂218上时，转向输入装置202围绕旋转轴线220旋转，该旋转轴线220和第四连杆臂226与第二连杆臂218之间的连接219重合。例如，如果第二定位致动器216扩展，则允许第二连杆臂218与第四连杆臂226之间的角度β(见图2)减小。相反，如果第二定位致动器216收缩，则允许第二连杆臂218与第四连杆臂226之间的角度β(见图2)增加。

总的来说，并且作为示例，通过第一定位致动器210的收缩和第二定位致动器216的扩展，转向输入装置202可以从图1a中所示的驾驶位置平移到图1b中所示的缩回位置。此外，通过第一定位致动器210的扩展和第二定位致动器216的收缩，转向输入装置202可以从图1b中所示的缩回位置平移到图1a中所示的驾驶位置。

图4a-c是在转向输入装置202的不同倾斜位置中示出的转向输入系统200的概念性侧视图。

在图4a中，转向输入装置被示出为处于示例性标称位置，其中转向输入装置关于竖直轴线400处于稍微倾斜的位置。

通过倾斜致动器206的收缩，如图4b中概念性地示例出并且由箭头402所指示的，与图4a中所示的标称位置相比，转向输入装置202倾斜到关于竖直轴线400成较小角度的更直立的位置。

通过倾斜致动器206的扩展，如图4c中概念性地示例出并且由箭头404所指示的，与图4a中所示的标称位置相比，转向输入装置202倾斜到关于竖直轴线400成进一步角度的较不直立的位置。

转向输入装置可以适于在缩回位置中保持用户可能使用的平板电脑或类似电子装置406。

连杆臂可以包括刚性材料，例如金属，例如钢，或硬塑料或复合材料，并且可以通过本领域中已知的手段制造，例如注射成型、3D打印、挤出、模具成形或其它金属成形技术(包括切割和焊接技术)。

转向输入系统的致动器可以是沿着单个轴线产生力的线性致动器。可实现若干类型的线性致动器，例如液压致动器、气动致动器、机电致动器、压电致动器等。

转向输入系统可以包括车辆控制单元或被连接到车辆控制单元，该车辆控制单元被配置成根据所接收的控制信号控制致动器以定位转向输入装置。可以从车辆的手动模式或自主模式的选择来生成控制信号。例如，如果选择自主模式，则车辆控制单元可以接收指示其的控制信号，由此车辆控制单元控制转向输入装置以转换到缩回位置。相反，如果选择手动模式，则车辆控制单元可以接收指示其的控制信号，由此车辆控制单元控制转向输入装置以转换到驾驶位置。

车辆控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。本公开的控制功能可以使用现有计算机处理器或者通过为此目的或另一目的而并入的针对适当系统的专用计算机处理器或者通过硬线系统来实现。车辆控制单元可以经由例如CAN总线或LIN总线而与车辆的电气系统通信。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内许多修改和变化是可能的。

例如，转向输入装置可以采用与本文中所描绘的转向输入装置不同的许多形式。例如，更传统的圆形或圆化方向盘同样可适用并且在所附权利要求的范围内。

在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求书中列举的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获利。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为限制范围。