用于收起自主车辆中的转向柱的方法和系统与流程

所公开的发明总体上涉及车辆转向柱。更具体地，所公开的本发明涉及一种用于自主车辆中的特定应用的转向柱，其可以轴向平移给定的向前距离，使得驾驶员可以感觉到在首次进入车辆时车辆空间的增加。转向柱的轴向运动具有两种位置相关的速率。

背景技术：

可移动的方向盘和转向柱几乎从一开始便已经是汽车工业的特色。例如，由于t型车辆的方向盘与座椅靠背之间的空间有限，以及后市制造商可提供基础配件方向盘以至于使其可以在驾驶员进入和离开驾驶员座椅时从驾驶员的路线中释放并摇出。后来的车辆包括可以少量枢转调节的转向柱，以允许驾驶员在方向盘和驾驶员座椅之间具有更大的间隙。

通常，如在提及上述可移动方向盘配件的情况下，方向盘的移动被认为是需要的，可能是必要的，以允许一些人将他们自己定位在驾驶员座椅和方向盘之间。在这种情况下，根据实际原因完成方向盘的运动。

然而，在其他情况下，希望将方向盘向前移动到仪表板，以给出更大的车辆内部的外观，这是今天越来越流行的较小车辆的情况。这种印象在潜在购买者在车辆陈列室中可能第一次看到车辆时是特别重要的。在这种情况下，驾驶员和潜在购买者可以更好地看到车辆的更宽敞的外观。

考虑到乘客安全标准和包装，方向盘的运动存在许多限制。关于乘员安全，考虑包括碰撞载荷(倾覆力矩)和负载与位移选择以及转向柱的内部转向部件的尺寸和构造。在可轴向移动的转向柱的设计中的特别挑战是需要将收起或功能性行进机构与碰撞冲击平面分离。

用于向转向柱施加轴向运动的已知系统不能克服在安全性和包装方面面临的挑战。这样的系统被限制为仅以约10和20mm/s之间的速率向中线的任一侧典型轴向行进约+25mm，使得这种系统不适用于在驾驶员离开座位时收起转向柱，然后在驾驶员就座之后快速地伸出转向柱。因此，已知的系统在自主车辆的正常操作期间无法便捷地收起方向盘或如果车辆感测到撞击事件则无法通过车辆操作者提供方向盘超驰控制。

由于在车辆技术的许多领域中，总是存在与可收起的转向柱相关的改进的空间。

技术实现要素：

所公开的发明通过提供一种具有高速率高行进范围的收起转向柱来克服现有技术的若干问题。本发明的收起转向柱包括用于连接到仪表板的车顶支架、连接到支架的套筒以及可移动地连接到套筒的转向柱轴。方向盘安装到转向柱轴的端部。

转向柱轴具有在约+90mm和+110mm之间的收起行进范围和在约20mm/s和40mm/s之间的行进速率，或大致双倍的已知速率。大约+90mm和+110mm之间的收起行进范围是除了从中线起的功能性向车辆内运动+25mm之外的行进。

所公开的本发明构思的双速转向柱可以用在任何车辆中，但是在自主车辆中提供特定效用。本发明中提供的双速设置是在紧急情况期间的重要特征，在紧急情况期间由车辆的碰撞规避传感器中的一个或多个来感测潜在碰撞。较慢的速率，即约20mm/s，是在常规条件下在方向盘的常规收起和伸出期间使用的“标准”速率。

然而，在感测到可能的碰撞事件并且必须将方向盘延伸回到初始设计意图位置的情况下，假使需要安全气囊展开或者车辆操作者需要超驰控制系统以进行回避操纵时，需要更高的速率(大约40mm/s)。因此，在自主车辆中，重要的是，可提供这种两种非常不同的速率，约20mm/s的标准收起速率和约40mm/s的更高的紧急情况速率。

收起转向柱还包括用于相对于转向柱套筒轴向调节转向柱轴的马达。

套筒可枢转地连接到车顶支架。转向柱还包括从车顶支架延伸的转向柱支架，转向柱轴连接到转向柱支架，从而转向柱支架相对于所述车顶支架可调节地移动。可选地，可以提供马达以便相对于车顶支架可调节地移动转向柱支架。

仪表板形成为限定方向盘接收凹部，当方向盘处于其缩回位置时方向盘将嵌套到该凹部中。提供一个或多个传感器用于确定方向盘相对于仪表板的位置。传感器可以选自由霍尔电流传感器、电位计传感器和反馈传感器组成的组。

根据本发明，提供一种用于自主车辆的可轴向移动的转向柱，该转向柱包括：

支架；

连接到支架的套筒；

可移动地连接到所述套筒的转向柱轴，该轴可以高或低行进速率从收起位置移动到延伸位置，其中高行进速率为约40mm/sec，并且低行进速率为约20mm/sec；和

与轴可操作地相关联的碰撞规避传感器，该传感器包括信号发生器，以向轴产生高速行进信号。

根据本发明，提供一种用于自主车辆的转向装置，该装置包括：

仪表板；

转向柱，该转向柱具有可轴向移动的转向柱轴和连接到轴的方向盘，轴可在车辆停放时移动到收起位置并且移动到延伸位置供驾驶员操作，轴可以高行进速率或低行进速率移动到延伸位置，其中高行进速率为约40mm/s，并且低行进速率为约20mm/s；

碰撞规避传感器，该碰撞规避传感器与轴可操作地相关联，传感器包括信号发生器，以向轴产生高速行进信号。

根据本发明，提供一种在自主车辆中定位方向盘的方法，该方法包括：

形成仪表板、具有可轴向移动的轴的转向柱和与轴可操作地相关联的碰撞规避传感器，轴可在车辆停放时移动到收起位置并且移动到延伸位置供驾驶员操作，轴可以高行进速率或低行进速率移动到延伸位置，其中高行进速率为约40mm/s，并且低行进速率为约20mm/s；

当碰撞规避传感器感测到可能的撞击时，以高行进速率移动轴；和

在所有其它时间以低行进速率移动轴。

在本发明的一个实施例中，轴具有距中线约+90mm和+110mm之间的收起行进范围。

结合附图从下面对优选实施例的详细描述中，上述优点和其他优点和特征将是显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在应参考在附图中更详细地示出的以及下面通过本发明的示例描述的实施例，附图中：

图1示出了根据本发明的收起转向柱的透视图；

图2示出了所公开的发明的收起转向柱的部件的侧视图；

图3示出了所公开的本发明的收起转向柱的侧视图，其中方向盘处于其缩回、收起位置；

图4示出了所公开的本发明的收起转向柱的侧视图，其中方向盘处于其延伸位置；

图5是所公开的本发明的具有方向盘总成的收起转向柱相对于驾驶员座椅的侧视图；和

图6是根据所公开的本发明的仪表板的前视图，其包括凹入的方向盘接收区域。

具体实施方式

在下面的附图中，相同的附图标记将用于表示相同的部件。在下面的说明书中，针对不同构造的实施例描述了各种操作参数和部件。这些具体参数和部件作为示例包括在内并且不意味着对其的限制。

总体上，所公开的本发明提供了一种收起转向柱，其可在驾驶员使用的延伸位置和当驾驶员不在时的缩回或收起位置之间移动。参考图1，示出了根据所公开的发明的通常示出为10的收起转向柱的透视图。收起转向柱10包括方向盘12、盖或护罩14和用于连接到仪表板的下侧的车顶支架16。收起转向柱10与碰撞规避传感器15相关联。碰撞规避传感器15包括信号发生器17，其能够向收起转向柱10产生高速行进信号。应当理解的是，所示的收起转向柱10的构造仅用于说明性目的，并且在不偏离所公开的发明的精神和范围的情况下可以采用其它形状。

图2示出了已经移除盖或护罩14的本发明的收起转向柱10的部件的侧视图。车顶支架16包括延伸臂18。轴套筒或轴支架20在枢转总成22处可枢转地连接到延伸臂18上。

动力转向轴24轴向地且可移动地设置在轴套筒或轴托架20内。驱动马达支撑托架26与轴套筒或轴托架20相关联地设置。驱动马达28与转向轴套筒26可操作地连接。

动力转向轴24优选地具有在约+90mm和+110mm之间的收起行进范围和在约20mm/s和40mm/s之间的行进速率。如上所述，大约+90和+110mm之间的收起行进范围是除了从中线起的功能性向车辆内运动+25mm之外的行进。这种宽行进范围和高速移动使得方向盘12在给定情况所需时可以快速定位和重新定位。行进程度和行进速率这两者可以根据个人偏好由驾驶员来调整。

动力转向轴24可以是花键联接的或以原本配置为允许驱动马达28有效接合。驱动马达28的操作允许动力转向轴24相对于轴套筒或轴支架20的轴向运动。

方向盘12(图1所示)的高度可以基于驾驶员的舒适度和实际需要来调节。轴支架30装配到动力转向轴24上。动力转向轴24允许轴支架30在其中旋转。轴支架30可移动地连接到从车顶支架16向下延伸的u形支架32上。通过在u形支架32内向上或向下移动轴支架30来进行动力转向轴24的水平调节。可以手动地或通过高度调节马达34来进行移动。

所公开的本发明的方向盘12可选择性地在有驾驶员时的延伸或使用位置与没有驾驶员时的收起位置之间移动。设置在驾驶员座椅中的传感器可用于检测驾驶员座椅中驾驶员的有或无，如本领域中已知的。

图3和图4示出了收起转向柱10在其收起位置和其延伸的使用位置之间的侧视图。在两个图中，示出了仪表板36，其具有可选的凹进的方向盘接收区域38。

如图3所示，方向盘12和盖或护罩14现在处于收起位置并且靠近仪表板36。这是适于使驾驶员允许容易进入和离开驾驶员座椅的位置。

如图4所示，方向盘12和盖或护罩14与仪表板36间隔开。这是驾驶员操作车辆所需的位置。如图5所示，提供具有座椅靠背46和座椅底座48的驾驶员座椅44。座椅底座转向轴位置传感器50装配到座椅底座48上。座椅底座转向轴位置传感器50可以是任何合适类型的传感器，但可以选自由霍尔电流传感器、电位计传感器和反馈传感器组成的组。

转向轴位置传感器52相对于收起转向柱10设置。转向轴位置传感器52用于确定动力转向轴24相对于座椅底座转向轴位置传感器50的位置。转向轴位置传感器52与座椅/转向柱传感器(座椅/转向柱传感器与驾驶员座椅相关联地设置)有效地关联，并且与驱动马达28一起操作，以确保对于特定的操作情况，动力转向轴24相对于座椅底座转向轴位置传感器50处于正确的位置。转向轴位置传感器52可以是任何合适类型的传感器，但是可以选自由霍尔电流传感器、电位计传感器和反馈传感器组成的组。

如上所述，可选地，方向盘12可以大体上嵌套在仪表板36的可选的凹进的方向盘接收区域38中。凹进的方向盘接收区域38在图6中具体示出。本文所述的凹进的方向盘接收区域38的形状和总体构造是建议性的并且不旨在是限制性的。

所公开的本发明的其它特征可以结合，例如提供有关多功能开关柄42(图3和图4所示)、方向盘12或两者的仪器。这样的步骤可能是必要的，以允许方向盘12的适当收起。

在非自主车辆中的操作中，当车辆关闭(点火钥匙被移除)时或当在驾驶员座椅中没有检测到驾驶员时，方向盘12通常将处于如图3所示的收起位置。通过使方向盘12处于其收起位置，在车辆的内部产生宽阔的外观。一旦驾驶员坐在驾驶员座椅中并且点火装置被接通，驱动马达28被接合，并且方向盘12被快速地移动到其延伸的使用位置，如图4所示。

在自主车辆中的操作中，方向盘12可以在通常情况下以较慢速率移动到如图3所示的其收起位置，并且在车辆的碰撞规避传感器没有识别到潜在的碰撞情况的情况下移动到如图4所示的其延伸的使用位置。通过提供约20mm/s的“标准”较慢速率，可以在普通情况期间进行方向盘的正常收起和伸出。

然而，当自主车辆的碰撞规避传感器识别到可能的碰撞时，转向柱以约40mm/s的较高速度移动，从而在安全气囊需要被展开的情况下或者车辆操作者需要超驰控制系统以进行规避操纵的情况下快速地将方向盘延伸回到其初始设计意图位置。

动力转向轴24的位置由转向轴位置传感器40确定。当动力转向轴24已经延伸到其使用位置时，停止由驱动马达28引起的动力转向轴24的轴向运动。

当车辆点火关闭(点火钥匙被移除)时，驱动马达28再次接合，并且动力转向轴24从驾驶员移向其收起位置。当转向轴位置传感器40确定动力转向轴24处于其适当位置时，停止由驱动马达28引起的动力转向轴24的轴向运动。

作为上述设置的替代，驾驶员可以操纵点火开关或按钮(例如点火按钮)，从而接合驱动马达28，从而将车辆的方向盘12向前移动到其收起位置。方向盘12将保持在其收起位置，直到驾驶员再次操纵点火开关或按钮。

前述讨论公开并描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将容易地从这样的讨论以及从附图和权利要求中认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的真实精神和合理范围的情况下，可以在其中进行各种改变、修改和变化。