用于车辆的转向柱组件
阅读说明：本技术 用于车辆的转向柱组件 (Steering column assembly for vehicle ) 是由 M·A·威尔克斯 于 2020-09-27 设计创作，主要内容包括：一种用于车辆的转向柱组件,所述转向柱组件包括：壳体；长形可旋转的转向柱,所述长形可旋转的转向柱被配置用于在一个端部处附接方向盘,并且能够沿着所述长形可旋转的转向柱的纵向轴线移入和移出所述壳体；齿轮,所述齿轮可旋转地与所述转向柱同轴地安装在所述壳体内并且与所述转向柱键合；以及转矩反馈马达,所述转矩反馈马达连接至所述齿轮；其中,所述转向柱与所述齿轮之间的键合连接允许所述转向柱相对于所述齿轮纵向移位。(A steering column assembly for a vehicle, the steering column assembly comprising: a housing; an elongate rotatable steering column configured for attachment of a steering wheel at one end and movable into and out of the housing along a longitudinal axis of the elongate rotatable steering column; a gear rotatably mounted within the housing coaxially with the steering column and keyed to the steering column; and a torque feedback motor connected to the gear; wherein the keyed connection between the steering column and the gear allows the steering column to be longitudinally displaced relative to the gear.)
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的转向柱组件，并且尤其但非排他性地涉及用于自主式车辆的可缩回转向柱组件。
背景技术
自主式(自动驾驶)车辆旨在主要以自主模式使用，在该自主模式下，车辆的控制是无手动干预地进行的。然而，希望自主式车辆在必要或希望时可被手动控制，并且出于此原因必须设有车辆控制件(例如，方向盘(典型地具有“线控转向”操作))。希望此类自主式车辆的方向盘在车辆的自主控制期间移动到储存状态中，以便使车辆内可用的空间最大，并且希望方向盘移动到伸展的展开状态以用于手动控制。
在已知的转向柱组件中，方向盘附接至长形转向柱的一个端部。测量转向柱的角移位以生成信号，该信号用于控制车辆方向盘的方向。转向柱还经由齿轮传动装置连接至电动马达(称为转矩反馈单元)，以便为驾驶员提供路感。
为了将方向盘移动到储存状态，可以将转向柱缩回到壳体中，但是这种已知的系统在缩回上具有限制，该限制由转向柱的顶部与齿轮箱或致动器壳体的上侧之间的可用距离控制。
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；
长形可旋转的转向柱，所述长形可旋转的转向柱被配置用于在一个端部处附接方向盘，并且能够沿着所述长形可旋转的转向柱的纵向轴线移入和移出所述壳体；
齿轮，所述齿轮可旋转地与所述转向柱同轴地安装在所述壳体内并且与所述转向柱键合；以及
转矩反馈马达，所述转矩反馈马达连接至所述齿轮；
其中，所述转向柱与所述齿轮之间的键合连接允许所述转向柱相对于所述齿轮纵向移位。
通过在转向柱与同轴安装的齿轮之间提供还允许进行相对纵向移位的键合连接，转向柱可以通过齿轮而缩回，这将容纳缩回的转向柱所需的空间最小化。另外，壳体用于引导转向柱，因此不需要用于转向柱的附加引导，这既降低了成本，又允许了较大的塌陷或缩回长度。
优选地，所述转向柱和所述齿轮藉由花键连接相互键合。
优选地，所述转向柱包括能够与所述齿轮的内花键部分接合的外花键部分。
所述转向柱可以安装在长形转向柱壳体内，所述长形转向柱壳体相对于所述组件壳体在所述转向柱的纵向方向上可移位。
优选地，所述转向柱壳体可滑动地安装在所述组件壳体中。
组件壳体可以进一步包括孔口，所述转向柱能够穿过所述孔口突出。
转向柱组件可以进一步包括转动限制器。
所述转向柱可以包括螺纹部分、螺母以及端部止挡件，所述螺母以螺纹方式安装在所述转向柱的螺纹部分上并且被阻止旋转，所述端部止挡件在所述转向柱的螺纹部分的端部处。
附图说明
现在将仅通过举例的方式、参考附图来描述本发明的说明性实施例，在附
图中：
图1是示出为处于伸展构型的用于车辆的转向柱组件的实施例的透视图；
图2是示出为处于缩回构型的图1的转向柱组件的实施例的透视图；
图3是图1的转向柱组件的前视图；
图4是穿过示出为处于伸展构型的图1的转向柱组件的竖直截面；以及
图5是穿过示出为处于缩回构型的图1的转向柱组件的竖直截面。
具体实施方式
用于车辆的转向柱组件10包括长形刚性转向柱12，在使用中，方向盘(未示出)连接至该转向柱的一个端部14。转向柱12包括纵向外部长形部分16、纵向中心的外螺纹部分18以及纵向内部部分20，在使用中方向盘附接至该纵向外部长形部分，内部部分20的外表面设置有多个相同的、纵向延伸的花键。转向柱12的外部部分16、中心部分18和内部部分20紧固在一起，使它们彼此一起旋转。
转向柱12安装在长形管状转向柱壳体22内，该长形管状转向柱壳体被可滑动地接纳在组件壳体24中的互补形状的凹部中。柱壳体22、并且因此转向柱12被约束为可沿着转向柱12的纵向轴线A移位。壳体设置有前部安装支架25和两个后部安装凸耳26(它们不构成本发明的一部分)，以用于将转向柱组件安装至车辆。
通过使转向柱壳体22、转向柱12并且因此使通常将附接至转向柱12的端部14的方向盘移位，方向盘组件可以在图1中所示的手动“线控转向”模式下的展开构型与图2中所示的自主驾驶模式下在储存状态之间进行调整。转向柱壳体22可以通过移位器件(未示出)而相对于组件壳体24移位，该移位器件不构成本发明的一部分。
如图4和图5最佳所示，转向柱12的外部部分16藉由轴承28安装在管状柱壳体22的外端部处。转向柱12的中心螺纹部分18形成丝杠，丝杠螺母30以螺纹方式接纳在该丝杠上。丝杠螺母30可滑动地布置在管状柱壳体22内，并且被阻止相对于管状柱壳体旋转。因此，转向柱12的旋转引起丝杠螺母30沿着转向柱12的中心螺纹部分18纵向地移位。在每个方向上的最大纵向移位由螺纹部分18相反两端处的端部止挡件32、34决定，由此形成机械限制器，以用于限制转向柱12(并且因此连接至转向柱12的方向盘)在两个方向上的旋转。
转向柱12的带花键的内部部分20被接纳并且键合在互补的内花键带轮36中。内花键带轮36藉由轴承38、40安装在壳体24内，并且因此转向柱12的带花键的内部部分20被支撑在壳体内。传动皮带42绕在内花键带轮36的外表面周围，并且经由齿轮传动链(未示出)由电动马达44驱动，该电动马达形成转矩反馈单元，该转矩反馈单元随着方向盘和转向柱12的旋转而以已知的方式为驾驶员提供路感的感受。
在图1和图4所示的展开构型中，在“线控转向”模式期间，通过驾驶员转动方向盘而使转向柱12旋转，从而引起内花键带轮36旋转，该内花键带轮的旋转被传递至电动马达44，该电动马达提供反馈力以使驾驶员感受到路感。
在图2和图5中所示的储存状态下，转向柱壳体22退回到壳体24中，这引起转向柱12的纵向移位。然而，花键部分20能够相对于互补的内花键带轮36纵向移动，同时仍与该内花键带轮接合并且键合。在其最大退回位置，转向柱12从壳体24的后部面中的孔口46中突出。
通过在转向柱12与连接至转矩反馈单元(电动马达44)的带轮36之间提供花键连接，可以非常有效地将转向柱12完全退回至其储存位置，从而简化了组件的封装要求。
本发明不受限于前述实施例的细节。例如，尽管具体描述是指在转向柱12与带轮36之间使用花键连接，也可以使用允许转向柱12与带轮36之间的相对纵向移位的其他形式的连接，例如，在转向柱12和皮带轮36上的键槽，并且本文所用的术语“花键”旨在包括允许这种相对纵向移位的任何形式的连接。
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