阅读说明：本技术 可伸缩式转向柱系统和方法 (Telescoping steering column system and method ) 是由 F·P·卢比谢尔 R·K·里非 于 2019-05-30 设计创作，主要内容包括：一种转向柱系统包括转向柱轴。还包括联接到转向柱轴的转向输入设备。还包括与转向柱轴和转向输入设备中的至少一个可操作地接合的能量吸收机构。还包括被构造为使转向柱轴在缩回位置与驾驶位置之间平移的柱调节组件。还包括至少一个信号,指示转向柱轴是处于缩回位置还是驾驶位置,并且当转向柱轴处于缩回位置时,车辆的方向控制是自动化的并且能量吸收机构处于不可操作状态,并且当转向柱轴返回到由至少一个信号所指示的驾驶位置时,能量吸收机构处于可操作状态。(A steering column system includes a steering column shaft. A steering input device coupled to the steering column shaft is also included. An energy absorbing mechanism is also included that is operably engaged with at least one of the steering column shaft and the steering input device. A column adjustment assembly configured to translate the steering column shaft between a retracted position and a driving position is also included. Also included is at least one signal indicating whether the steering column shaft is in the retracted position or the driving position, and when the steering column shaft is in the retracted position, directional control of the vehicle is automated and the energy absorbing mechanism is in an inoperable state, and when the steering column shaft is returned to the driving position indicated by the at least one signal, the energy absorbing mechanism is in an operable state.)

可伸缩式转向柱系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请是2016年1月6日提交的美国专利申请序列号No.14/989,153的部分连续案，其要求2015年6月11日提交的美国临时专利申请序列号No.62/174,114的优先权，两者的全部内容通过引用纳入在本文中。

技术领域

下列描述涉及转向柱组件，并且更具体地说，涉及一种可伸缩式转向柱组件。

背景技术

车辆方向盘通常用于使车辆转向。当车辆配备有自主行驶辅助系统(“ADAS”)时，由于自主行驶系统转动车轮，因此方向盘无需旋转。该非旋转允许转向柱和方向盘具有其它用途或目的。

因此，期望提供使驾驶员能够操纵方向盘的位置或目的的转向柱组件。

发明内容

根据本公开的一个实施例，转向柱系统包括转向柱轴。还包括联接到转向柱轴的转向输入设备。还包括与转向柱轴和转向输入设备中的至少一个可操作地接合的能量吸收机构。还包括被构造为使转向柱轴在缩回位置与驾驶位置之间平移的柱调节组件。还包括至少一个信号，指示转向柱轴是处于缩回位置还是驾驶位置，并且当转向柱轴处于缩回位置时，车辆的方向控制是自动化的并且能量吸收机构处于不可操作状态，并且当转向柱轴返回到由至少一个信号所指示的驾驶位置时，能量吸收机构处于可操作状态。

根据本公开的另一实施例，车辆包括转向柱轴。还包括联接到转向柱轴的转向输入设备。还包括与转向柱轴和转向输入设备中的至少一个可操作地接合的能量吸收机构。还包括被构造为使转向柱轴在缩回位置与驾驶位置之间平移的柱调节组件。还包括至少一个信号，该信号指示转向柱轴是处于缩回位置还是驾驶位置，并且当转向柱轴处于缩回位置时，车辆的方向控制是自动化的并且能量吸收机构处于不可操作状态，并且当转向柱轴返回到由至少一个信号所指示的驾驶位置时，能量吸收机构处于可操作状态。

根据本公开的又一实施例，一种操作车辆的转向柱组件的方法。该方法包括使转向柱轴从缩回位置朝向伸长的、驾驶位置平移。方法还包括当转向柱轴处于伸长的、驾驶位置时将至少一个信号从转向柱轴部件发送到控制器。方法还包括当转向柱轴处于由至少一个信号所指示的伸长的、驾驶位置时，接合能量吸收机构以使其可操作，当转向柱轴处于缩回位置并且当在缩回位置与伸长的、驾驶位置之间转换时，使能量吸收机构不可操作。

优选的，车辆的驾驶员在伸长的、驾驶位置提供方向控制。

优选的，所述车辆包括自主行驶辅助转向系统，所述方法还包括：当转向柱轴从伸长的、驾驶位置移动时，激活自主行驶辅助转向系统以提供方向控制。

这些及其它优点和特征将从以下结合附图的描述变得更加明显。

附图说明

本发明的主题在权利要求书中特别指出且明确地要求保护。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述及其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本公开的一个实施例的车辆和转向柱组件的示意性视图；

图2A和图2B示出了展示根据本公开的一个实施例的车辆和转向柱组件的操作的流程图。

具体实施方式

参照附图，在本文中以举例而非限制的方式提出公开的系统和方法的一个或更多个实施例的详细描述。

现参照附图，其中将描述实施例，而非限制实施例，图1示意性地示出了车辆10的实施例，这种装配有自主行驶辅助转向(“ADAS”)的车辆通常具有仪表板12和可伸缩式转向柱组件14。转向柱组件14通常包括转向柱轴16和联接到该转向柱轴的转向输入设备，诸如方向盘18。

在示出的实施例中，转向柱组件14可在缩回位置20、展开或驾驶位置22以及附属或实用位置24之间移动。在缩回位置20，组件14的部分(诸如方向盘18)被设置为远离驾驶员而朝向仪表板12或进入到仪表板12中，这为驾驶员提供了增大的空间。在示出的实施例中，仪表板12包括一个或更多个接纳舱或区域26，以接纳转向柱组件14中的一些或全部。例如，接纳区域26可被构造为接纳方向盘18，使得方向盘18并且因此组件14可收载在仪表板12内并与仪表板12齐平。在这种实施例中，转向柱组件14是可收载的，然而，组件14缩回的距离可改变。转向柱轴16和方向盘18到缩回位置20的位移为驾驶员的舒适性建立了额外的车厢空间，并便于执行非驾驶活动，这些行为包括但不限于，阅读、工作、娱乐、吃饭、发信息等。

在驾驶位置22，方向盘18可被驾驶员用于使车辆转向。在附属位置24，组件14的部分(诸如方向盘18)可用于诸如阅读、工作或其它形式的娱乐的非驾驶活动。因此，方向盘18的至少一部分被构造为不可旋转的，使得类似电脑或书的物体可置于其上。此外，方向盘18的至少一部分可相对于转向柱轴16枢转(减小转向柱轴16与方向盘18的部分之间的角度)，以形成工作区域。例如，餐桌或工作面28可联接到方向盘18或与方向盘18集成，以实现这种活动。替代地，只有方向盘的轮缘或轮毂是不可旋转的，并且包括诸如钩的附件以支撑工作面28。在其它实施例中，电子设备等集成到静止的方向盘18或工作面28中。在附属位置24，方向盘18还可根据需要而被移动，以使工作面28更靠近驾驶员。

在一个实施例中，转向柱组件14还包括转向柱调节组件30、分离组件32、扭矩接口组件34和一个或更多个传感器36。调节组件30被构造为为了驾驶员舒适性而移动转向柱组件14(例如，伸缩或斜度调节)并且在缩回位置20与驾驶位置22之间移动组件14。调节组件30可包括一个或更多个机械机构/电机构，诸如马达。调节组件30还可包括使驾驶员能够机械地、电地或手动地使方向盘18从缩回位置20返回到驾驶位置22的缩回机构。

在驾驶位置22，转向齿轮44将方向盘18的旋转连结到车轮46的转动。转向齿轮44可机械地连接到转向柱轴16，或者替代地可电连接到转向柱轴16，诸如在“线控转向”系统中。在一个实施例中，分离组件32被构造为使组件14的一个或更多个部分(例如，轴16)从车辆转向齿轮44选择性地分离，使得方向盘18处于不可旋转模式，从而去除方向盘18通过转向齿轮44控制车轮46的方向的能力。例如，该分离组件32可通过离合器或通过线控转向而可以机械激活或电激活，或者通过伺服致动机反转。替代地或额外地，组件32可提供反转给方向盘18，以抵消由自主驾驶员辅助转向系统引起的方向盘18的任何旋转，使得方向盘18作用和表现为不可旋转。分离组件32无需沿着轴16定位，并且可位于其它位置，以用于将轴16从转向齿轮44机械分离和/或电分离。

此外，由于方向盘18不再被驾驶员用于引导车辆10，因此分离组件32允许转向柱轴16和方向盘18在车辆10中向前位移到缩回位置20。缩回动作可(例如)通过长冲程电致动器通过开关和马达控制器对驾驶员的意图进行响应，或者通过驾驶员手动松开夹具并将方向盘18和转向柱轴16向前推至缩回位置20来实现。在任何情况下，本文描述的实施例使转向柱轴16和方向盘18远离驾驶员缩回成为可能，从而为诸如工作、阅读或玩游戏的非驾驶相关的活动提供空间。

在示例性实施例中，扭矩接口组件34被构造为检测和监测对方向盘18的驾驶员扭矩输入(旋转的和平移的)，例如，以确定驾驶员是否在控制车辆。传感器36被构造为检测和监测驾驶员舱状况、驾驶员状况、车辆环境和/或车辆控制系统。例如，传感器36可以：检测缩回的方向盘18和驾驶员之间可能引起对于驾驶员而言不安全的情况的物体，以安全地对车辆重新进行控制；检测驾驶员是否未处于安全地对车辆重新进行控制的位置；和/或检测需要驾驶员对车辆重新进行控制的不期望的车辆动态。无论是在缩回位置20、展开/驾驶位置22，或是在附属/实用位置24，ADAS系统98均由可位于转向柱轴16或方向盘18上的扭矩接口组件34和传感器36中的一个或两者获知转向柱轴16和方向盘18的前后位置。传感器可包括，但不限于开关或电位计。

将转向柱轴16和方向盘18从驾驶位置22(或附属/实用位置24)移动到缩回位置20的缩回或收载过程最终必须反转，以恢复驾驶员对车辆10的转向控制。即，驾驶员应该能够向前触及、握住方向盘18，且能够相对快速地使方向盘18达到驾驶位置22以恢复车辆10的转向。为了恢复车辆10的转向，转向柱轴16机械地和/或电地重新连接到转向齿轮44。这种重新连接可由分离组件32完成，使得分离组件32实际上是方向盘联接器/分离器。当返回到驾驶位置22时，转向柱16和方向盘18(至少暂时地)是固定的，诸如由分离组件32和/或可停用的、双向锁38固定在驾驶位置20的前后位置。当固定在驾驶位置20时，车辆10经由转向柱轴16中的能量吸收机构40、方向盘18的变形和驾驶员的气囊42的展开提供了降低驾驶员的动能的能力(诸如可由撞击产生)。在气囊42的展开状况下，气囊42也能够吸收能量。

现参照图2A和图2B，示出了车辆10的操作100的实施例。以图2A开始，操作的开始104可由ADAS系统(在图1中以98图解地示出)的控制器102评估。控制器102可从(但不限于)以下中的一个或更多个接收信息(信号)：转向柱调节组件30、分离组件32、扭矩接口组件34、传感器36、双向锁38以及车辆10内的可与控制器102进行通信的任何其它特征。如框106所展示的，操作100将确定ADAS系统98的ADAS开关是否打开，诸如通过驾驶员输入来开始ADAS模式。当ADAS开关未打开时，则，如框108所展示的，驾驶员提供方向控制。如框110所展示的，致使能量吸收机构40和气囊42(energy absorbing mechanism 40and air bag 42，E/A)可操作(气囊42准备好展开，如果需要的话)。

当ADAS开关打开时，则，如框112所展示的，ADAS系统98提供方向控制，并且致使能量吸收机构40和气囊42不可操作(即，气囊42没准备好展开)。如框114所展示的，控制器102还确定转向柱轴16是否已被诸如分离组件32分离。如果未分离，则如框116所展示的，驾驶员不手扶方向盘18，以便继续进行ADAS控制(否则，ADAS开关将由于通过方向盘18的驾驶员输入而关闭，转向柱轴16将保持联接到转向齿轮44，且驾驶员将提供控制)。如果转向柱轴16分离，则如框118所展示的，方向盘18的旋转停止。如框120所展示的，旋转固定的方向盘18允许转向柱轴16和方向盘18的非转向使用。

在操作100期间的某一点处，驾驶员可能希望缩回方向盘18。如框122所展示的，控制器102将诸如通过从转向柱调节组件30或任意传感器36接收与位置相关的信号来确定转向柱轴16和方向盘18是否在到位置20的缩回操作期间完全缩回。如果未完全缩回，则如框124所展示的，驾驶员将不手扶方向盘18。然而，如果转向柱轴16和方向盘18缩回到缩回位置20，则如框126所展示的，车辆10内的车厢空间扩大，如框128所展示的，ADAS系统98诸如通过控制器102和可与控制器102进行通信的至少一个传感器获知转向柱16的位置。

现参照图2B(图2A中示出的操作100的延续)，由于车厢空间扩大(图2A的框126)，如框130所展示的，非驾驶活动能够实现。在操作100期间，控制器102将进一步确定(如框132所展示的)驾驶员是否已握住方向盘18。如果驾驶员未握住方向盘18，则如框134所展示的，ADAS系统98将继续提供方向控制。然而，如果驾驶员已握住方向盘18，则如框136所展示的，ADAS系统98准备脱离。如框138所展示的，转向柱轴16开始伸长。转向柱轴16的伸长可通过驾驶员和/或通过作为对驾驶员输入的响应的自动伸长来完成。如框104所展示的，控制器102将确定转向柱轴16是否完全伸长。如果转向柱轴16未完全伸长到驾驶位置22，则如框142所展示的，ADAS系统98将继续为车辆10提供方向控制，并且能量吸收机构40和气囊42不可展开。然而，如果转向柱轴16完全伸出，则如框144所展示的，驾驶员通过方向盘18提供方向控制，并且如框146所展示的，致使转向柱能量吸收机构40和气囊42(E/A)是可操作的(如果需要的话，气囊42一起准备好展开)。转向柱轴16的完全伸出可由控制器102确定，例如，通过锁38的致动或来自分离组件32或转向柱调节组件30的信息。

因此，当转向柱轴16伸长到驾驶位置22并且驾驶员正在提供车辆10的方向控制108时，操作100确保如果需要的话，转向柱能量吸收机构40和气囊42是可操作和可激活的。

在描述本发明的背景中(尤其在权利要求的背景中)使用术语“一”和“一个”和“该”以及类似对象将解释为涵盖单数和复数两者，除非在本文中另外指示或与上下文明显矛盾。此外，还应该注意的是，本文的术语“第一”、“第二”等并不表示任何次序、数量或重要性，而是用于将一个元件与其它元件进行区分。与数量相关使用的修饰语“大约”包括所述的值并且具有上下文规定的含义(例如，其包括与特定数量的测量关联的误差程度)。

虽然仅结合了有限数量的实施例详细地描述了本发明，但应容易理解的是，本发明并不局限于以上所公开的实施例。而是，本发明能够被修改为得以囊括迄今并未描述但与本公开的精神和范围相对应的任何数量的变化、变更、替代或等同设置。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应理解的是，本发明的多个方面可以仅可包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应被认为受前文的描述的限制。

图2A

YES 是

NO 否

104 开始

106 ADAS开关打开？

108 驾驶员提供方向控制

110 柱E/A并且气囊完全生效

112 ADAS系统提供方向控制

114 分离转向轴？

116 驾驶员不手扶方向盘

118 方向盘旋转停止

120 允许柱和方向盘的非转向使用

122 缩回柱和方向盘

124 驾驶员不手扶方向盘

126 车厢空间扩大

128 ADAS获知柱位置

图2B

130 非驾驶活动能够实现

132 驾驶员握住方向盘？

134 ADAS继续提供方向控制

136 ADAS准备脱离

138 柱开始伸长

140 柱完全伸长？

142 ADAS继续提供方向控制

144 驾驶员提供方向控制

146 柱E/A并且气囊生效