固定式方向盤組件及方法與流程

本專利申請(qǐng)要求提交于2015年6月25日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.62/184,525的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

背景技術(shù)：

本文中描述的實(shí)施例涉及方向盤組件，并且更具體地涉及一種固定式(stationary)方向盤組件，以及與控制該固定式方向盤組件相關(guān)聯(lián)的方法。

隨著自動(dòng)駕駛車輛的發(fā)展，將衍生出關(guān)于針對(duì)駕駛員的舒適度、娛樂(lè)和功能的大量機(jī)會(huì)。由于在車輛的操作期間需要駕駛員操縱方向盤，因此方向盤通常限制于標(biāo)準(zhǔn)駕駛位置。在車輛的自動(dòng)駕駛模式期間，這些限制就可以不是必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，固定式方向盤組件包括連接到軸向延伸柱的方向盤。該組件還包括能夠與方向盤接合并且能夠在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)的方向盤鎖定部件，所述第一位置鎖定方向盤以防止方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二位置解鎖方向盤以允許方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，固定式方向盤組件包括方向盤。還包括操作性地聯(lián)接到方向盤的轉(zhuǎn)向軸。還包括操作性地聯(lián)接到轉(zhuǎn)向軸的下部軸。又包括能夠與轉(zhuǎn)向軸接合并且能夠在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向軸鎖定部件，所述第一位置鎖定轉(zhuǎn)向軸以防止轉(zhuǎn)向軸的軸向平移，所述第二位置解鎖轉(zhuǎn)向軸以允許轉(zhuǎn)向軸的軸向平移。

根據(jù)本公開的又一個(gè)方面，提供一種控制自動(dòng)車輛的固定式方向盤組件的方法。所述方法包括在標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式中，使方向盤鎖定部件從方向盤分離，以允許方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述方法還包括在標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式中，使轉(zhuǎn)向軸鎖定部件與轉(zhuǎn)向軸接合，以防止轉(zhuǎn)向軸的平移，并允許當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將結(jié)合附圖從以下描述中變得更加顯而易見。

附圖說(shuō)明

被視為本發(fā)明的主題在本說(shuō)明書的結(jié)論處的權(quán)利要求中具體地指出且明確地要求保護(hù)。結(jié)合附圖從以下詳細(xì)描述中顯而易見到本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1是可收縮轉(zhuǎn)向柱組件的示意圖示；以及

圖2是可收縮轉(zhuǎn)向柱組件的透視圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，將參考具體實(shí)施例描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限制于具體實(shí)施例，圖1圖示固定式方向盤組件10。該固定式方向盤組件10促進(jìn)方向盤12和轉(zhuǎn)向軸14以可收縮方式運(yùn)動(dòng)。該固定式方向盤組件10還促進(jìn)方向盤12從轉(zhuǎn)向軸14分離，以將方向盤12維持在固定(即，非轉(zhuǎn)動(dòng))狀態(tài)中。在維持車輛的道路車輪與方向盤12之間的機(jī)械鏈接的同時(shí)提供這些特征。這在裝備有(多種)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)(以允許利用感測(cè)、轉(zhuǎn)向和/或制動(dòng)技術(shù)自動(dòng)地控制車輛)的乘用車輛中采用組件10的實(shí)施例中是特別有益的。當(dāng)啟用ADAS系統(tǒng)時(shí)，車輛控制不需要方向盤。方向盤12和轉(zhuǎn)向軸14朝向儀表盤、并且可能進(jìn)入儀表盤的收縮，通過(guò)為駕駛員提供更多的空間而極大地提高了用戶舒適度。例如，提供的額外空間促進(jìn)了額外的工作空間區(qū)域或腿部余地。

本文所描述的實(shí)施例提供當(dāng)車輛處于自動(dòng)駕駛模式或部分自動(dòng)駕駛模式時(shí)的可收縮的方向盤。本文針對(duì)方向盤所描述的操作狀態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式、自動(dòng)駕駛模式和其間的過(guò)渡模式。

在標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式中，方向盤組件10延伸至一定位置，該位置可由駕駛員以允許完全操縱和控制該方向盤的方式舒適地達(dá)到。在此延伸位置，方向盤12聯(lián)接到轉(zhuǎn)向軸14，并且轉(zhuǎn)向軸14聯(lián)接到下部軸16。下部軸16操作性地聯(lián)接到控制車輛的道路車輪的額外轉(zhuǎn)向部件，從而允許駕駛員以標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式控制道路車輪。

方向盤12聯(lián)接至轉(zhuǎn)向軸14至少部分地用花鍵關(guān)系和/或位置18處的槽-輥布置(圖1和2)完成。轉(zhuǎn)向軸14用滾珠螺桿20聯(lián)接到下部軸16。轉(zhuǎn)向軸鎖定部件22在標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式中延伸，以徑向地迫使接合構(gòu)件24(諸如滾珠)進(jìn)入轉(zhuǎn)向軸14上的接合特征26(本文也稱為插孔)，諸如尺寸適合于至少部分地接收接合構(gòu)件24的槽。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向軸鎖定部件22為螺線管。接合構(gòu)件24與接合特征26的接合防止轉(zhuǎn)向軸14平移并且僅允許其轉(zhuǎn)動(dòng)。來(lái)自駕駛員的扭矩和定位從方向盤12通過(guò)上文所描述的花鍵界面18傳遞到轉(zhuǎn)向軸14，并且從轉(zhuǎn)向軸14通過(guò)滾珠螺桿20的滾珠和軌道傳遞到下部軸16。下部軸16附接于使道路車輪轉(zhuǎn)向的齒條助力式電子定位系統(tǒng)(EPS)。從道路車輪到駕駛員的反饋以反向方式傳送。

在自動(dòng)駕駛模式期間，駕駛員將通過(guò)一些車輛接口(諸如開關(guān)或按鈕)啟用ADAS系統(tǒng)。當(dāng)啟用時(shí)，方向盤鎖定部件28通過(guò)在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)鎖定方向盤12使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，第一位置和第二位置是徑向位置，使得方向盤鎖定部件28促進(jìn)徑向接合。就安全和視覺(jué)反饋的問(wèn)題而言，在一些實(shí)施例中，收縮的方向盤在車輛處于自動(dòng)駕駛模式中時(shí)保持固定。實(shí)現(xiàn)固定方向盤功能同時(shí)仍然保持與道路車輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械鏈接的一種方式是將差動(dòng)齒輪結(jié)合在轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中，如下文所述。

在一些實(shí)施例中，方向盤鎖定部件28是螺線管(圖1)，其延伸和收縮以便通過(guò)使?jié)L珠等42與方向盤12徑向地接合或分離來(lái)鎖定和解鎖方向盤12的轉(zhuǎn)動(dòng)。

并非柱和車輪鎖定機(jī)構(gòu)的一部分的單獨(dú)的致動(dòng)系統(tǒng)(未示出)至少部分地使方向盤組件10收縮進(jìn)入車輛的儀表板。當(dāng)駕駛員不提供轉(zhuǎn)向輸入時(shí)，齒條助力EPS系統(tǒng)根據(jù)ADAS系統(tǒng)命令使車輛轉(zhuǎn)向。當(dāng)齒條助力EPS系統(tǒng)使道路車輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，下部軸16轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)下部軸16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠螺桿20迫使轉(zhuǎn)向軸14沿上部花鍵18平移，原因在于方向盤12是固定的。當(dāng)轉(zhuǎn)向軸14平移時(shí)，取決于下部軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，居中彈簧組30沿一定方向或沿另一方向被壓縮。

當(dāng)駕駛員希望轉(zhuǎn)變回標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式時(shí)，停用ADAS系統(tǒng)。當(dāng)停用時(shí)，延伸轉(zhuǎn)向軸鎖定部件22，從而朝向轉(zhuǎn)向軸14驅(qū)動(dòng)滾珠。居中彈簧30，連同齒條EPS致動(dòng)器一起，將提供力以引導(dǎo)轉(zhuǎn)向軸14返回中心軸向位置。當(dāng)?shù)竭_(dá)中心位置時(shí)，迫使?jié)L珠進(jìn)入軌道，并且軸向地鎖定轉(zhuǎn)向軸14。此時(shí)，通過(guò)感測(cè)來(lái)通知ADAS系統(tǒng)方向盤12已經(jīng)準(zhǔn)備好交回駕駛員。釋放方向盤鎖定部件28以允許方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，并且單獨(dú)的致動(dòng)系統(tǒng)使方向盤組件10延伸返回駕駛員的優(yōu)選位置。

雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)容易地理解的是，本發(fā)明并不限于這些公開的實(shí)施例中。而且，能夠修改本發(fā)明以結(jié)合任何數(shù)量的未在前描述、但符合本發(fā)明的精神和范圍的變型、改變、替代或等價(jià)布置。此外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的方面可以僅包括所描述的實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為由前述描述限制。