【技术实现步骤摘要】
用于车辆转向柱的行程限制器和转向柱组件
[0001]本专利技术涉及用于车辆转向柱组件的行程限制器，特别地但不排他地涉及用于自动驾驶车辆的车辆转向柱组件的行程限制器。
技术介绍
[0002]自动驾驶车辆旨在主要以自动驾驶模式使用，在该自动驾驶模式下，车辆的控制是无手动干预地进行的。然而，希望自动驾驶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置有车辆控制件(比如方向盘(典型地具有“线控转向”操作))。
[0003]在此类线控转向机构中，手轮(方向盘)连接至轴的一端，对该轴的角位移进行测量以产生用于控制车辆的转向车轮的取向的信号。
[0004]这种线控转向机构出现的一个问题源于与常规机械转向机构相比，车辆车轮没有物理地连接至方向盘。转向车轮只能枢转通过给定的运动范围，因此重要的是限制方向盘的最大旋转，使得该最大旋转对应于转向车轮的最大枢转程度，否则当转向车轮处于其最大转向角时，车辆驾驶员将能够无限地转动方向盘。
[0005]一种已知的用于车辆转向柱的行程限制器包括长形螺纹轴(通常称为丝杠)，长形螺纹轴在一端连接至转向柱并与转向柱一起旋转。螺母螺纹连接到螺纹轴上并被约束为不可旋转，使得轴的旋转致使螺母沿着螺纹轴移位。两个端部止动件(螺纹轴的每端定位有一个)限制螺母在每个方向上的行程，从而限制转向柱沿每个方向的最大旋转。转向柱沿每个方向的最大旋转由螺纹轴的长度和端部止动件的位置决定。
技术实现思路
[0006]根据本专利技术，一种用于车辆的可旋转转向柱的行程限制器包括：>[0007]壳体；
[0008]长形螺纹构件，所述长形螺纹构件围绕其纵向轴线可旋转地安装在所述壳体内；
[0009]螺母构件，所述螺母构件以螺纹方式安装在所述长形螺纹构件上，所述螺母构件的外部包括带齿传动件；
[0010]连接装置，所述连接装置用于将车辆的可旋转转向柱连接至所述长形螺纹构件，由此所述转向柱和所述螺纹构件被约束为一起旋转；
[0011]端部止动件，所述端部止动件与所述螺母构件接合以限定所述螺母构件沿着所述长形螺纹构件在两个方向上的最大轴向位移；
[0012]驱动马达，所述驱动马达具有输出轴，所述输出轴被配置成使与所述螺母构件的外部上的所述传动件啮合的输出传动构件旋转；以及
[0013]控制装置，所述控制装置被配置成控制所述驱动马达的操作。
[0014]当不需要约束车辆转向柱的旋转时，驱动马达被控制为使螺母构件以与长形螺纹构件(在使用中，长形螺纹构件与车辆转向柱一起旋转)相同的速度旋转，使得螺母构件的轴向位置不改变。
[0015]当需要限制行程时，马达停止，结果是车辆转向柱使长形螺纹构件(通常称为丝杠)的进一步旋转使螺母构件沿着长形螺纹构件移位，并最终与端部止动件之一接触，这防止长形螺纹构件和它所连接的车辆转向柱进一步旋转。
[0016]使用以与丝杠相同的速度旋转直到需要限制行程的螺母构件允许使用短得多的丝杠，这显著减小了行程限制器的物理尺寸。
[0017]优选地，端部止动件包括离合器装置或制动装置。
[0018]使用离合器装置或制动装置作为端部止动件提供了良好的转向感并使得逐渐地接合到最终端部止动位置。
[0019]优选地，每个离合器装置或制动装置包括多个片。
[0020]在一个实施例中，每个离合器装置或制动装置包括安装在位于所述壳体内的第一片承载件上的第一片，所述第一片可与安装在第二片承载件上的第二片接合，所述第二片承载件被配置成与所述长形螺纹构件一起旋转。
[0021]优选地，每个离合器装置或制动装置包括安装在所述第一片承载件上的多个片和安装在所述第二片承载件上的多个片，所述第一片承载件上的片和所述第二片承载件上的片交错。
[0022]优选地，所述离合器装置或制动装置的第一片承载件可相对于所述壳体移位。
[0023]这允许离合器装置或制动装置从端部止动位置脱离接合。
[0024]优选地，所述离合器装置或制动装置的第一片承载件可在平行于所述长形螺纹构件的纵向轴线的方向上相对于所述壳体移位。
[0025]优选地，行程限制器进一步包括偏置装置，所述偏置装置用于将所述离合器装置或制动装置的第一片承载件背离彼此偏置。
[0026]偏置装置可以包括一个或多个弹簧，所述一个或多个弹簧用于将所述离合器装置或制动装置的第一片承载件背离彼此偏置。
[0027]在一个实施例中，行程限制器进一步包括棘齿装置，所述棘齿装置允许每个所述第一片承载件沿一个方向相对于所述壳体旋转，并且阻止每个所述第一片承载件沿相反方向相对于所述壳体旋转。
[0028]例如，每个所述第一片承载件可以包括与相对于所述壳体固定的棘齿接合的多个棘齿。
[0029]替代性地，行程限制器可以进一步包括接合装置，所述接合装置允许每个所述第一片承载件相对于所述壳体旋转过预定角度。
[0030]所述接合装置可以包括接合在凹槽中的突起。
[0031]例如，所述接合装置可以包括相对于所述壳体固定的多个突起，每个所述突起接纳在所述第一片承载件之一中的相应凹槽中。
[0032]所述螺母构件的外部上的所述传动件的齿优选地是直齿，并且与所述长形螺纹构件的纵向轴线对齐。
[0033]这允许螺母构件在丝杠静止时(即当驱动马达未致动时)沿着丝杠纵向移动。
[0034]优选地，通过所述驱动马达而旋转的所述输出传动构件包括蜗杆。
[0035]所述蜗杆的旋转轴线优选地相对于所述螺母构件的外部上的所述传动件的齿倾斜与所述蜗杆的螺旋角基本相同的角度。
[0036]所述输出传动构件与所述螺母构件的外部上的所述传动件的接合可以是不可反转的或可反转的。
[0037]在一个实施例中，行程限制器可以进一步包括第一弹簧装置和第二弹簧装置，所述第一弹簧装置和所述第二弹簧装置沿彼此相反的方向在所述螺母构件上施加纵向力。
[0038]优选地，所述第一弹簧装置和所述第二弹簧装置包括供所述长形螺纹构件穿过的螺旋弹簧。
[0039]所述长形螺纹构件可以是管状的。
[0040]所述管状螺纹构件可以包括用于与所述转向柱的形状互补的部分接合的键装置。
[0041]键装置可以包括用于与所述转向柱的互补花键部分接合的内花键部分。
[0042]本专利技术还包括一种转向柱组件，该转向柱组件包括根据本专利技术的行程限制器。
附图说明
[0043]仅作为示例，现在将参考附图描述本专利技术的具体实施例，在附图中：
[0044]图1是装配有根据本专利技术的行程限制器的转向柱组件的实施例的示意图；
[0045]图2是图1的行程限制器的立体图；
[0046]图3是图2所示的行程限制器的立体图，示出为其外壳体被移除；
[0047]图4是图2所示的行程限制器的竖直纵向截面立体图；
[0048]图5是图2的行程限制器的第一端部部分的分解立体图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于车辆转向柱的行程限制器，所述行程限制器包括：壳体；长形螺纹构件，所述长形螺纹构件围绕其纵向轴线可旋转地安装在所述壳体内；螺母构件，所述螺母构件以螺纹方式安装在所述长形螺纹构件上，所述螺母构件的外部包括带齿传动件；连接装置，所述连接装置用于将车辆的可旋转转向柱连接至所述长形螺纹构件，由此所述转向柱和所述螺纹构件被约束为一起旋转；端部止动件，所述端部止动件与所述螺母构件接合以限定所述螺母构件沿着所述长形螺纹构件在两个方向上的最大轴向位移；驱动马达，所述驱动马达具有输出轴，所述输出轴被配置成使与所述螺母构件的外部上的所述传动件啮合的输出传动构件旋转；以及控制装置，所述控制装置被配置成控制所述驱动马达的操作。2.如权利要求1所述的行程限制器，其中，所述端部止动件包括离合器装置或制动装置。3.如权利要求2所述的行程限制器，其中，每个离合器装置或制动装置包括多个片。4.如权利要求2或权利要求3所述的行程限制器，其中，每个离合器装置或制动装置包括安装在位于所述壳体内的第一片承载件上的第一片，所述第一片可与安装在第二片承载件上的第二片接合，所述第二片承载件被配置成与所述长形螺纹构件一起旋转。5.如权利要求4所述的行程限制器，其中，每个离合器装置或制动装置包括安装在所述第一片承载件上的多个片和安装在所述第二片承载件上的多个片，所述第一片承载件上的片和所述第二片承载件上的片交错。6.如权利要求4或权利要求5所述的行程限制器，其中，所述离合器装置或制动装置的第一片承载件可相对于所述壳体移位。7.如权利要求6所述的行程限制器，其中，所述离合器装置或制动装置的第一片承载件可在平行于所述长形螺纹构件的纵向轴线的方向上相对于所述壳体移位。8.如权利要求7所述的行程限制器，包括偏置装置，所述偏置装置用于将所述离合器装置或制动装置的第一片承载件背离彼此偏置。9.如权利要求8所述的行程限制器，包括一个或多个弹簧，所述一个或多个弹簧用于将所述离合器装置或制动装置的第一片承载件背离彼此偏置。10.如权利要求4至9中任一项所述的行程限制器，进一步包括棘齿装置，所述棘齿装置允许每个所述第一片承载件沿一个方向相对于所述壳体...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：ZF汽车英国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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