方向盘自适应质量阻尼系统的制作方法

本公开涉及车辆转向系统，并且更具体地涉及一种包括阻尼系统的方向盘和管柱组件。

背景技术：

车辆方向盘和管柱组件已广泛地设计成提供理想的转向特性。常规的方向盘和管柱组件仍然可以允许微弱的转矩振动传输通过转向管柱轴而到达方向盘。可以由车辆的旋转角落处的各种周期性源(诸如轮胎、车轮、制动转子、轴承轮毂组件等)响应于诸如不平衡和非均匀轮胎的状况而产生这样的振动。即使车辆正在相对光滑路面上行驶，仍然可产生振动。

此振动状况可以由方向盘以驾驶员易感知的阈值或该阈值以上的非所需动态旋转移动为特征。虽然此旋转移动相对微弱，但是其易为驾驶员感知并且因此是非所需的。质量阻尼器可以结合在方向盘中以通过在方向盘支架上增加质量或使用驾驶员安全气囊或充气装置本身作为质量阻尼设备来抑制振动。然而，质量阻尼器可受限于预期一定频率范围的设计。

调谐传统的方向盘质量阻尼器以抑制可以称为转向管柱的中间-中间位置的单个位置中的一个频率的振动。如果将转向管柱调整为远离中间-中间位置(诸如当调整方向盘上的伸缩或倾斜特征时)可以改变振动频率，这可以随着方向盘和转向管柱朝驾驶员延伸而增大振动。

技术实现要素：

一种用于车辆的方向盘和管柱组件包括转向管柱壳体以及可旋转地耦接至该转向管柱壳体的转向管柱轴。方向盘包括耦接至该转向管柱轴的中心轮毂以及由从该中心轮毂径向地延伸的一个或多个轮辐连接至该中心轮毂的方向盘边缘。

阻尼系统与该方向盘相配合并且包括设置成邻近于该中心轮毂的至少一个质量阻尼器主体。一个或多个振动阻尼元件至少部分延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体和中心轮毂。一个或多个弹性支撑构件至少部分围绕该一个或多个振动阻尼元件的外周边延伸并且与该一个或多个振动阻尼元件相配合以吸收该方向盘和管柱组件中的振动。

在本公开的一个实施例中，该一个或多个弹性支撑构件设置在该至少一个质量阻尼器主体与该方向盘的中心轮毂之间以吸收该方向盘和管柱组件中的振动。该一个或多个振动阻尼元件和一个或多个弹性支撑构件可以由弹性材料形成。该一个或多个弹性支撑构件可以包括具有通道的主体，所述通道至少部分穿过内周边形成以容纳一个或多个振动阻尼元件。

多个孔隙形成在该至少一个质量阻尼器主体和中心轮毂中并且与该一个或多个弹性支撑构件中的通道对准以容纳并且支撑该一个或多个振动阻尼元件。该至少一个质量阻尼器主体进一步包括形成为与该方向盘的中心轮毂相配合并且设置成邻近于该中心轮毂的单件式主体。补充可充气约束(sir)模块可以安装在该方向盘上。

在本公开的另一个实施例中，一种用于车辆的方向盘和管柱组件包括转向管柱壳体以及可旋转地耦接至该转向管柱壳体的转向管柱轴。包括耦接至该转向管柱轴的中心轮毂以及由从该中心轮毂径向地延伸的一个或多个轮辐连接至该中心轮毂的方向盘边缘的方向盘与阻尼系统相配合。

该阻尼系统包括设置成邻近于中心轮毂的至少一个质量阻尼器主体，其具有配置成用于与该中心轮毂中的对应孔隙对准的多个孔隙。一个或多个振动阻尼元件至少部分延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体和中心轮毂中的孔隙并且设置在该至少一个质量阻尼器主体和中心轮毂中的孔隙内。该一个或多个弹性支撑构件可以包括具有形成为至少部分穿过其中的通道的内周边的主体，且该一个或多个弹性支撑构件至少部分围绕该一个或多个振动阻尼元件的外周边延伸。该一个或多个弹性支撑构件与该一个或多个振动阻尼元件相配合以吸收该方向盘和管柱组件中的振动。

该一个或多个弹性支撑构件设置在该至少一个质量阻尼器主体与该方向盘的中心轮毂之间以吸收该方向盘和管柱组件中的振动。该一个或多个振动阻尼元件和一个或多个弹性支撑构件可以由诸如橡胶等弹性材料形成。该至少一个质量阻尼器主体进一步包括形成为与该方向盘的中心轮毂相配合并且设置成邻近于该中心轮毂的单件式主体。补充可充气约束(sir)模块可以安装在该方向盘上。

在本公开的又一实施例中，用于结合方向盘使用的阻尼系统包括设置成邻近于中心轮毂的至少一个质量阻尼器主体，所述方向盘包括中心轮毂以及由从该中心轮毂径向地延伸的一个或多个轮辐连接至该中心轮毂的方向盘边缘。一个或多个振动阻尼元件至少部分延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体并且将该至少一个质量阻尼器主体与该中心轮毂连接。该一个或多个弹性支撑构件至少部分围绕该一个或多个振动阻尼元件的外周边延伸并且与该一个或多个振动阻尼元件相配合以吸收该方向盘中的振动。

该一个或多个弹性支撑构件可以包括具有形成为至少部分穿过内周边以容纳该一个或多个振动阻尼元件的外周边的通道的主体。该一个或多个振动元件延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体中的多个孔隙以及该中心轮毂中的对应的多个孔隙以容纳在该一个或多个弹性支撑构件中的通道中。

该一个或多个振动阻尼元件和一个或多个弹性支撑构件可以由诸如橡胶等弹性材料形成。该至少一个质量阻尼器主体进一步包括形成为与该方向盘的中心轮毂相配合并且设置成邻近于该中心轮毂的单件式主体。

本公开的上文所提及的以及其它特征和优点从结合附图取得的以下详细描述能够容易显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的结合在方向盘组件中的阻尼系统的透视图；

图2是多个管柱倾斜位置中所示的方向盘和管柱组件的侧视图；

图3是多个伸缩方向盘和管柱位置中所示的方向盘和管柱组件的侧视图；

图4是方向盘和管柱组件的分解透视图；

图5是位于方向盘的中心轮毂上的阻尼系统的一段的透视图；

图6是阻尼系统的截面图；

图7是沿着图6中的线7-7截取的阻尼系统的截面图；

图8是位于方向盘的中心轮毂上的阻尼系统的透视图；

图9是根据本公开的阻尼系统的透视图；以及

图10是沿着图8中的线10-10截取的阻尼系统的截面图。

具体实施方式

现在将详细地参考附图中说明的本公开的若干实施例。附图和描述中尽可能使用相同或类似的元件符号来指代相同或相似部分或步骤。附图是以简化形式呈现并且没有按精确比例绘制。仅为了方便和清楚起见，可以对附图使用诸如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、上面、下面、下方、后面和前面的方向术语。这些和类似方向术语不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

现在参考附图，其中全部几个视图中的相同元件符号对应于相同或类似部件，图1说明车辆的方向盘和管柱组件20。车辆可以包括机动车辆，诸如(但不限于)标准的客车、运动功能车辆、轻型卡车、重载车辆、小型货车、公共汽车、公共交通车辆、自行车、机器人、农用工具、运动相关设备或任何其它运输装置。

方向盘和管柱组件20包括方向盘22、转向管柱壳体24以及转向管柱轴26。转向管柱壳体24固定地安装至提供在主车辆(未示出)上的基部安装结构。方向盘22包括由多个径向轮辐32连接至中心轮毂28的方向盘边缘30。中心轮毂28固定地耦接至转向管柱轴26的上端，该转向管柱轴继而可旋转地安装在转向管柱壳体24内。

在以驾驶员检测阈值的发生动态运动期间，车辆内部的不平衡产生振动，该振动传输通过转向管柱轴26、通过中心轮毂28、通过轮辐32并且到达方向盘边缘30。这些振动可以造成方向盘边缘30旋转或轴向移动。

如图2和3中所示，方向盘和管柱组件20可以使用方向盘和管柱上的伸缩或倾斜特征调整为多个位置。图2图示了可在由符号11标记的至少第一位置与第二位置12之间调整的方向盘和管柱组件20，其中该转向管柱使该方向盘相对于第一位置11倾斜。图3图示了允许方向盘22可在由符号14标记的最小-最小位置、由符号16标记的中间-中间位置以及由符号18标记的最大-最大位置之间伸缩地调整的方向盘和管柱组件20。

图4是根据本公开的第一例示性实施例的方向盘和管柱组件34的一部分的分解视图。方向盘和管柱组件34类似于上文结合图1所述的组件20。例如，方向盘和管柱组件34包括图4中部分所示的方向盘36和转向管柱38。转向管柱38包括固定转向管柱壳体42和可旋转地安装在转向管柱壳体42内的转向管柱轴44。

方向盘36可以利用(例如)花键互连特征和锁定螺栓46或其它这样的紧固件贴附至转向管柱轴44的暴露端。方向盘和管柱组件34进一步包括各自展开在方向盘36上的补充可充气约束(sir)或安全气囊模块48以及喇叭接触件50。在本公开的一个实施例中，sir模块48可以通过喇叭接触件50安装至方向盘36的中心轮毂28。

下盖52也可以如图2中所示般安装在转向管柱38与方向盘36之间。当方向盘36由驾驶员转动时，方向盘36和转向管柱轴44这二者均相对于转向管柱壳体42旋转。出于此原因，方向盘36和转向管柱轴44在本文可以统称为“可旋转转向组件”。

现在参考图1和5至7，更详细地描述用于与车辆的方向盘和管柱组件集成并且在其中使用的阻尼系统40。阻尼系统40可以包括设置成邻近于方向盘22的中心轮毂28的至少一个质量阻尼器主体54。该至少一个质量阻尼器主体54的重量可以在预定范围内以减少车辆的振动通过方向盘22。在本公开的一个实施例中，该至少一个质量阻尼器主体54形成为设置成邻近于并且安装至方向盘22的中心轮毂28的单件式主体。应当理解的是，该至少一个质量阻尼器主体54可以由可以组装或放置在方向盘22的中心轮毂28上的一个或多个段形成。

孔隙56可以提供在该至少一个质量阻尼器主体54中并且延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体54。孔隙56可以配置成与形成在方向盘22的中心轮毂28中的对应孔隙58对准以相配合成容纳一个或多个振动阻尼元件60。该一个或多个振动阻尼元件60至少部分延伸穿过该至少一个质量阻尼器主体54中的孔隙56以及方向盘22的中心轮毂28中的孔隙58。

如图6和7中最佳地所示，该一个或多个振动阻尼元件60包括限定其中的内周边64以及对应外周边68的主体62。另外如图7中所说明，主体62可以包括形成在主体62的外周边68上的一个或多个肋或凸部66，其大小成相配合并且接合该至少一个阻尼主体54和中心轮毂28的表面。该至少一个震动阻尼元件60可以由弹性材料形成并且与中心轮毂28和至少一个阻尼器主体54相配合以减少方向盘和管柱组件中的振动。

现在参考图8至10，用于结合车辆的方向盘和管柱组件使用的阻尼系统可以进一步包括一个或多个弹性支撑构件70。弹性支撑构件70可以包括限定内周边74和外周边76的主体72。通道78可以形成为至少部分穿过该一个或多个弹性支撑构件70的内周边74并配置成容纳该一个或多个振动阻尼元件60的一部分。

在本公开的一个实施例中，该一个或多个弹性支撑构件70至少部分围绕该一个或多个振动阻尼元件60的外周边68延伸并且与该一个或多个振动阻尼元件60相配合以吸收方向盘和管柱组件34中的振动。在本公开的另一个实施例中，该一个或多个弹性支撑构件70可以由包括(但不限于)橡胶的弹性材料形成。

一个或多个弹性支撑构件70可以设置在该至少一个质量阻尼器主体54与该方向盘的中心轮毂28之间以吸收该方向盘和管柱组件中的振动。预期如图8至10中所示，该一个或多个弹性支撑构件70的通道78与该至少一个质量阻尼器主体54中的孔隙56以及该方向盘的中心轮毂28中的凸部66相配合以容纳并且接合该至少一个振动阻尼元件60的一部分。

该一个或多个振动元件60可以延伸穿过孔隙56、58进入该一个或多个弹性支撑构件70的通道78中。弹性支撑构件70的主体72的内周边74中的通道78可以包括配置成可释放地接合该一个或多个振动阻尼元件60的外周边68的容纳表面80。

在本公开的一个实施例中，可启动阻尼系统40以响应于噪声、振动和不平顺性(nvh)状况而增大刚度来改进方向盘和管柱组件的性能，该状况可以包括操作期间该车辆中的噪声级、驾驶员在车辆的操作期间可感觉到的振动以及车辆运动中的突然转变期间车辆行驶的不平顺性。预期该一个或多个弹性支撑构件70可以围绕该一个或多个振动阻尼元件60在平行于转向管柱组件轴的轴上旋转以减少振动。

该一个或多个弹性支撑构件70结合该一个或多个振动阻尼元件60的使用允许减少振动而不改变该至少一个质量阻尼器主体54的质量或几何形状(这可能是传统转向系统中所要求的)。无论方向盘和管柱组件何时基于方向盘和管柱组件的位置接收到较高振动，耦接至该一个或多个振动阻尼元件60的一个或多个弹性支撑构件70均可以增大该一个或多个振动元件的刚度。该一个或多个弹性支撑构件70和该一个或多个振动阻尼元件60的这种设置允许调谐材料以在即使方向盘和管柱组件位于最大-最大或最小-最小位置中时仍然减少方向盘和管柱组件上的单个振动频率。

详述和图式或图支持并且描述本公开，但是本公开的范围仅仅是由权利要求书限定。虽然已详细描述了用于实行所述公开的某些最佳模式和其它实施例，但是也存在用于实践所附权利要求书中限定的本公开的各种替代设计和实施例。另外，图式中所示的实施例或本描述中提及的各个实施例的特性不一定被理解为实施例彼此独立。实情是，可行的是，实施例的一个实例中描述的每个特性可与来自其它实施例的一个或多个其它期望特性组合，从而产生没有以文字描述或没有通过参考图式描述的其它实施例。因此，这些其它实施例落在随附权利要求书的范围的框架内。