转向装置的制作方法

本专利申请要求于2015年6月29日提交的美国临时专利申请序列号62/186,078的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于选择性自主控制车辆的转向装置。

背景技术：

车辆方向盘通常用于使车辆转向。随着传感器、电子器件和计算机的进步，车辆可能可以用自主驾驶辅助转向系统来使其自身转向。

技术实现要素：

根据本发明的实施例，提供选择性自主车辆中的转向装置。转向装置包括方向盘和控制器。方向盘选择性地联接到转向轴，并且具有能够在闭合位置和打开位置之间运动的驾驶员便利组件。控制器与自主车辆通信。控制器被编程为，响应于启用先进的驾驶员辅助系统的请求，使方向盘从转向轴操作性地断开并且使得驾驶员便利组件能够从闭合位置朝向打开位置运动。

根据本发明的另一实施例，与自主车辆一起提供转向装置。转向装置包括选择性地联接到转向轴的方向盘。方向盘由先进的驾驶员辅助系统在可旋转状态和不可旋转状态之间选择性地切换。方向盘具有限定接受器的主体和能够在打开位置和闭合位置之间运动的便利组件。

根据本发明的又一实施例，提供转向装置。转向装置包括设置在自主车辆中的方向盘。方向盘具有驾驶员便利组件。响应于先进的驾驶员辅助系统的启用和方向盘处于不可旋转状态，使得能够使用驾驶员便利组件。

附图说明

在本说明书的结论部分处的权利要求中具体地指出并且明确地要求保护被视为本发明的主题。结合附图从下述具体描述中显而易见到本发明的前述和其它特征和优点，附图中：

图1是具有处于伸出位置的转向装置的车辆车厢的侧视图；

图2是具有处于缩回位置的转向装置的车辆车厢的侧视图；

图3是具有处于闭合位置的驾驶员便利组件的第一实施例的方向盘的透视图；

图4是具有处于打开位置的驾驶员便利组件的第一实施例的方向盘的透视图；

图5是具有处于闭合位置的驾驶员便利组件的第二实施例的方向盘的透视图；

图6是具有处于打开位置的驾驶员便利组件的第二实施例的方向盘的透视图；以及

图7是示出展开驾驶员便利组件的方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，将在不限制本发明的情况下参考具体实施例描述本发明，应该理解的是，所公开的实施例关于本发明仅是说明性的，可以以各种形式和替代性形式实现本发明。附图不必须成比例；一些特征可以被夸大或被最小化以示出具体部件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节将不应被解释为限制性的，而是仅解释为用于教导本领域技术人员多样地采用本发明的代表性基础。

参考图1和图2，示出了自主车辆、自主驱动的车辆或者选择性自主车辆内的空间（诸如车辆车厢10）的侧视图。自主车辆、自主驱动的车辆或者选择性自主车辆设置有转向装置20和自主驾驶辅助转向系统（ADAS）22。ADAS 22允许选择性自主车辆利用感测、转向和/或制动技术在没有来自驾驶员的连续输入（例如转向、加速、制动、机动等等）的情况下至少部分地自主受控。选择性自主车辆的驾驶员能够经由开关或其它机构选择性地启用或禁用ADAS 22。车辆控制系统或监测系统能够响应于在选择性自主车辆内部或外部发生的事件选择性地启用或禁用ADAS 22。

转向装置20包括方向盘30、转向齿轮32、调节组件34、驾驶员便利组件36（图3和图4）以及控制器38。方向盘30连接到转向柱40。方向盘30和转向柱40的组合是可调节的，使得该组合能够沿纵轴线42伸出或缩回，其中纵轴线42延伸通过转向柱40。方向盘30和转向柱40的组合能够相对于纵轴线42倾斜。

方向盘30直接地或者间接地选择性联接到转向轴44，转向轴44连接到转向齿轮32。方向盘30由联接机构46直接地或者间接地选择性联接到转向轴44。联接机构46可以包括断开离合器。当联接机构46的断开离合器至少部分地接合并且禁用ADAS 22时，方向盘30联接到转向轴44。当联接机构46的断开离合器脱开并且启用ADAS 22时，方向盘30从转向轴44脱开。

转向轴44的旋转导致转向齿轮32的旋转或致动，其使至少一个车辆车轮枢转以使选择性自主车辆转向或转弯。ADAS 22或者对方向盘30提供的驾驶员输入使转向轴44旋转。

在至少一种实施例中，联接机构46构造成线控转向系统的部件，其将方向盘30电气地联接到连接至转向齿轮32的转向轴44。联接机构46包括诸如旋转编码器的设备，其解析方向盘30的旋转并且将信息施加到致动器，该致动器使连接到使至少一个车辆车轮枢转的转向齿轮32的转向轴44旋转。当禁用ADAS 22时，该设备向致动器提供信号。当启用ADAS 22时，该设备不提供信号或信号被致动器忽略。

方向盘30能够在可旋转状态和不可旋转状态之间切换。当禁用ADAS 22时，方向盘30处于可旋转状态。当禁用ADAS 22时，选择性自主车辆的驾驶员能够通过方向盘30提供对选择性自主车辆的方向控制。当启用ADAS 22时，方向盘30处于不可旋转状态。在不可旋转状态下，禁止方向盘30旋转。当方向盘30从转向轴44操作性地脱开时，方向盘30处于不可旋转状态。在至少一种实施例中，当启用ADAS 22时，转向轴44反向（counter）旋转，使得ADAS 22控制的转向操纵的性能不导致方向盘30的旋转。应该认识到，使方向盘30从转向轴44“脱开”可以机械地、电气地或其组合来完成。

方向盘30和转向柱40能够在伸出位置和缩回位置之间运动。伸出位置对应于选择性自主车辆的驾驶员能够经由方向盘30提供转向输入的位置，如图1所示。缩回位置对应于不需要选择性自主车辆的驾驶员经由方向盘30提供转向输入的位置，如图2所示。缩回位置针对选择性自主车辆的驾驶员执行非驾驶活动在车辆车厢10内提供了增加的空间。

方向盘30能够通过调节组件34在伸出位置和缩回位置之间运动。调节组件34与控制器38通信。调节组件34包括致动器和延伸构件。致动器布置为邻近转向柱40。在至少一种实施例中，致动器布置在选择性自主车辆的仪表板内。致动器是电子致动器、液压致动器、气动致动器或类似致动器中的至少一种。

延伸构件操作性地联接到致动器以及方向盘30和转向柱40中的至少一者。延伸构件是丝杠、滑动轴、伸缩轴等中的至少一者。致动器和延伸构件设置成使方向盘30和转向柱40在伸出位置和缩回位置之间运动。

调节组件34构造成响应于禁用ADAS 22的请求使方向盘30和转向柱40从缩回位置朝向伸出位置运动。当方向盘30朝向伸出位置运动时，或者在方向盘30到达伸出位置之后，联接机构46将方向盘30操作性地联接到连接至转向齿轮32的转向轴44。

调节组件34被构造成响应于启用ADAS 22的请求使方向盘30和转向柱40从伸出位置朝向缩回位置运动。当方向盘30朝向缩回位置运动时，或者在方向盘30朝向缩回位置运动之前，联接机构46将方向盘30从连接至转向齿轮32的转向轴44操作性地脱开。

ADAS 22的选择性启用导致方向盘30从转向轴44和转向齿轮32操作性地脱开。响应于方向盘30从连接至转向齿轮32的转向轴44的操作性脱开，方向盘30从可旋转状态切换到不可旋转状态。响应于方向盘30处于不可旋转状态，方向盘30和转向柱40从伸出位置朝向缩回位置运动。

参考图3和图4，方向盘30包括方向盘主体50和轮缘52，轮缘52至少部分地围绕方向盘主体50延伸。方向盘主体50限定接受器或者凹部54。凹部54构造成接收移动电子设备、蜂窝电话、双向无线电设备、平板计算设备、便携式电子设备、书、记事本等。应该理解的是，上述示例的列表不是详尽的，并且对于可以插入凹部54内的物品或设备仅是说明性的。

驾驶员便利组件36能够在闭合位置和打开位置之间运动。驾驶员便利组件36被构造成当处于闭合位置时覆盖凹部54。驾驶员便利组件36构造成当处于打开位置时容许通达凹部54。

驾驶员便利组件36整合于方向盘30或转向柱40。驾驶员便利组件36包括盖60和锁定机构62。盖60联接到方向盘主体50和轮缘52中的至少一者。当处于打开位置时，盖60构造为桌板、工作表面、平台、具有杯保持器的盖等。盖60和凹部54的组合限定储存舱。

锁定机构62布置在方向盘主体50上。锁定机构62包括锁定元件64。当盖处于闭合位置时，锁定元件64延伸通过由盖60限定的开口66。当禁用ADAS 22、方向盘30处于可旋转状态，和/或方向盘30操作性地联接到连接至转向齿轮32的转向轴44的同时，锁定机构62的锁定元件64禁止盖60运动远离闭合位置。

使锁定元件64能够被压下或运动，使得盖60能够从闭合位置朝向打开位置运动。当启用ADAS 22、方向盘30处于不可旋转状态且方向盘30从连接至转向齿轮32的转向轴44操作性地脱开的同时，使得能够使锁定机构62的锁定元件64运动。

参考图5和图6，示出驾驶员便利组件70的第二实施例。驾驶员便利组件70包括枢转地连接到方向盘主体50和闩锁机构74的门72。门72构造成覆盖或者隐藏凹部54或者放置在方向盘主体50的凹部54内的固定物品。门72能够在禁止通达凹部54的闭合位置和容许通达凹部54的打开位置之间运动。

门72包括布置成与闩锁机构74相对的延伸部分80。延伸部分80接收在布置在凹部54内的接收部分82内。延伸部分80和接收部分82分别具有突出部构造和槽构造。延伸部分80和接收部分82形成将门72连接到方向盘主体50的铰链。

闩锁机构74禁止门72运动远离闭合位置。闩锁机构74横向居中地穿过方向盘主体50。闩锁机构74布置成邻近凹部54的边缘。闩锁机构74包括从门72的一端延伸的突出部或指部90。指部90可释放地接收在槽92内。槽92由凹部54的侧壁限定或者由凹部54的内壁限定。在至少一种实施例中，闩锁机构74包括从门72的一端延伸的卡口，该卡口接收在布置在凹部54内的扣钩内。

响应于方向盘30从连接至转向齿轮32的转向轴44脱开、方向盘30处于不可旋转状态，并且启用ADAS 22，使得门72能够从闭合位置朝向打开位置运动。响应于方向盘30联接到连接至转向齿轮32的转向轴44、方向盘30处于可旋转状态和/或启用ADAS 22，禁止门72运动远离闭合位置。

在至少一种实施例中，驾驶员便利组件70包括第二门100和第二闩锁机构102。第二门100和第二闩锁机构102具有与门72和闩锁机构74实质上相似但是镜像的构造。第二门100与门72间隔分开。

控制器38可以提供为ADAS 22的一部分。在至少一种实施例中，控制器38被提供为ADAS 22之外的单独部件，并且与自主车辆、自主驱动车辆或选择性自主车辆通信。控制器38构造成接收来自ADAS 22、与ADAS 22相关联的传感器、方向盘30、调节组件34、驾驶员便利组件（36、70、110）、转向轴44和联接机构46的信息或者信号。

控制器38解析由转向装置20和ADAS 22提供的各种信号以确定是启用还是禁用ADAS 22。控制器38向转向装置20、ADAS 22、方向盘30、调节组件34、驾驶员便利组件（36、70、110）、转向轴44和联接机构46发出命令，并且从转向装置20、ADAS 22、方向盘30、调节组件34、驾驶员便利组件（36、70、110）、转向轴44和联接机构46接收信号。这些命令和信号可以导致方向盘30操作性地联接到连接至转向齿轮32的转向轴44，或者操作性地与连接至转向齿轮32的转向轴44脱开，以及方向盘30和转向柱40处于缩回位置或展开位置、方向盘30处于旋转状态或非旋转状态。

控制器38包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或者中央处理单元（CPU）。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和保活存储器（keep-alive memory，KAM）中的易失性和非易失性储存。KAM是可以用于在CPU关机时储存各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储设备或介质可以利用许多公知存储器设备中的任何存储器设备来实现，所述公知存储器设备诸如PROM（可编程只读存储器）、EPROM（电PROM）、EEPROM（电可擦除PROM）、闪存或者任意其它能够储存数据的电、磁、光或组合存储器设备，其中的一些代表可执行指令，由控制器38用于控制转向装置20和ADAS 22。

参考图7，示出在选择性自主车辆中展开驾驶员便利组件的方法的流程图。如本领域一个普通技术人员将认识到的那样，流程图代表可以在硬件、软件或者硬件和软件的组合中实现或作用的控制逻辑。各种功能可以通过设有控制器38或者与控制器38分开提供的编程的微处理器起作用。控制逻辑可以利用大量公知编程和处理技术或策略中的任意技术或策略实现，并且不限于所示出的次序或顺序。比如，可以在实时控制应用中采用中断或者事件驱动处理，而不是示出的单纯的顺序的策略。类似地，可以使用并行处理、多任务或者多线程系统和方法。

方法可以由控制器38执行，并且可以实现为闭环控制系统。为了简明，下文将在单一方法迭代的背景中描述该方法。方法评估选择性自主车辆的操作状态（这可以包括评估选择性自主车辆是否起作用）、ADAS 22的操作状态、方向盘30的位置、方向盘30的可旋转或不可旋转状态或者驾驶员便利组件36、70的启动（enablement）。

在框200处，该方法评估ADAS 22是否被启用。如果ADAS 22未被启用，则方法继续到框202。在框202处，选择性自主车辆的驾驶员提供对选择性自主车辆的方向控制。选择性自主车辆的驾驶员经由方向盘30提供转向或其它输入，并且方法可以结束。如果ADAS 22被启用，则方法继续到框204。在框204处，ADAS 22向选择性自主车辆提供方向控制。

在框206处，方法评估方向盘30是否从转向齿轮32和转向轴44中的至少一者脱开或分开，或者转向轴44是否从转向齿轮32脱开或分开。在框208处，如果选择性自主车辆的驾驶员保持他们的手在方向盘30上，则方向盘30可以不从转向齿轮32和转向轴44中的至少一者脱开或分开，并且该方法可以结束。

如果方向盘30实际上或确实地从转向齿轮32和转向轴44中的至少一者分开，或者转向轴44从转向齿轮32分开，则方法继续到框210。在框210处，方向盘30的旋转停止。方向盘30从可旋转状态变化到不可旋转状态，在不可旋转状态下方向盘30不用于提供对选择性自主车辆的方向控制或者由伺服致动器使其反向旋转。在框212处，响应于方向盘30处于不可旋转状态，方法容许方向盘30的非转向用途。

在框214处，方法确定方向盘是处于伸出位置还是缩回位置。在框216处，如果选择性自主车辆的驾驶员保持他们的手在方向盘30上，则可以不使方向盘30从伸出位置朝向缩回位置运动，并且该方法可以结束。如果选择性自主车辆的驾驶员不将他们的手放在方向盘上，则在框218处，使方向盘30从伸出位置朝向缩回位置运动以扩大车辆车厢10内的车舱空间。方向盘30和转向柱40在车辆车厢10内向前移位以扩大车舱空间。

在框220处，方法确定是否展开驾驶员便利组件。如果未满足方向盘30处于缩回位置、方向盘30处于不可旋转状态和选择性自主车辆的驾驶员未将他们的手放在方向盘30中的至少一者，则方法继续到框222。在框222处，方法不利用驾驶员便利组件的非工作活动并且方法可以结束。如果满足方向盘30处于缩回位置、方向盘30处于不可旋转状态和选择性自主车辆的驾驶员未将他们的手放在方向盘30中的至少一者，则方法继续到框224。在框224处，方法容许或使得驾驶员便利组件的工作表面能够由选择性自主车辆的驾驶员使用。

虽然已经结合仅有限数量的实施例具体描述了本发明，但应该容易地理解的是，本发明不限于这种公开的实施例。而是，能够修改本发明以包含前文未描述但是与本发明精神和范围相应的任意数量的变型、改变、替代物或等价装置。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应该理解的是，本发明的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不被视为由前述描述限制。