用於電鎖定轉向柱的系統和包括這種鎖定系統的轉向柱的製作方法
2023-08-02 06:30:01
專利名稱：用於電鎖定轉向柱的系統和包括這種鎖定系統的轉向柱的製作方法
用於電鎖定轉向柱的系統和包括這種鎖定系統的轉向柱
本發明涉及電鎖定系統，所述電鎖定系統用於相對於車輛的儀錶板定位所述車輛的轉向柱。
根據本發明的電鎖定系統用於轉向柱，可手動調節該轉向柱的深度和高度，或者深度或高度。轉向柱包括安裝在可移動本體管內的轉向軸，本體管連接至待固定於車輛底盤的支撐組件或連接至本體件。
因而，已知電鎖定系統用於可調節的轉向柱。作為實例，我們引用了國際申請 W02008/152253和歐洲專利申請EP1531111。然而，這些申請中所描述的這些系統的缺點在於，用於控制轉向柱的特定電系統要整合到車輛邏輯控制器內。這種整合導致了現有邏輯控制器(如果該控制器的資源和界面允許的話)的改變或者導致了對於特定邏輯控制器的研發。而且，電控制系統的整合需要在相關的邏輯控制器與鎖定系統之間使用一束額外的電纜，由此，產生了鎖定系統的整合、成本、重量和操作安全方面的問題。
在專利申請EP1375^6中描述了另一種類型的電鎖定系統。該申請涉及具有電控制的轉向柱機構，所述電控制包括用於將本體管鎖定到與電動機連接的支撐組件上的裝置。電動機被布置成用於將鎖定裝置驅動至將轉向柱置於鎖定狀態或解鎖狀態的位置。該機構被布置成使得一旦轉向柱設置在解鎖狀態中那麼能夠無需藉助於電動機就能夠調節轉向柱。
然而，所提供的申請EP1375^6中的機構的缺點在於，在電動機控制裝置的特定起動之後，不允許自動檢測轉向柱的狀態，因此基於所給出的命令產生適當的動作，以成功地為轉向柱解鎖或鎖定轉向柱。因此，當駕駛員注意到轉向柱解鎖或者鎖定不充分時，該駕駛員就必須冒失地開始操縱，以將轉向柱放入需要的狀態。而且，車輛行駛時駕駛員注意到轉向柱的鎖定不充分時，這種操縱特別地危險。
本發明的目的在於通過提出一種電鎖定系統來解決現有技術中的上述問題，該電鎖定系統能夠檢測出轉向柱的狀態，以便產生適當的動作，以達到安排好的狀態(鎖定狀態或解鎖狀態)。
本發明的目的還在於提出一種緊湊的並且容易在轉向柱上實施的電鎖定系統。
為此，並根據第一方面，本發明提出了電鎖定系統，所述電鎖定系統用於相對於車輛的儀錶板定位所述車輛的轉向柱，該轉向柱包括要固定至車輛底盤的支撐組件以及可移動地安裝在支撐組件內的本體管，以便能夠手動調節本體管相對於支撐組件的位置。鎖定系統包括用於將本體管鎖定在支撐組件上的裝置；電動機，連接至用於鎖定本體管的裝置以驅動該鎖定裝置，以便將轉向柱置於解鎖狀態或鎖定狀態；電動機控制裝置，提供驅動電動機的指令以將轉向柱置於鎖定狀態和/或解鎖狀態；以及用於檢測轉向柱的狀態的裝置，以發出表示轉向柱狀態的電信號。
因此，檢測裝置的存在能夠檢測響應於控制裝置所給出的起動指令獲得的轉向柱的實際狀態。換言之，檢測裝置能夠判定轉向柱是否正確地位於所期望的狀態，即解鎖或鎖定狀態。若非如此，基於所發出的表示檢測裝置所檢測的狀態的電信號，該系統產生指令以驅動電動機，從而將轉向柱置於安排好的鎖定或解鎖狀態。
有利地，鎖定系統包括控制單元，該控制單元連接至控制裝置，以響應起動指令供電給電動機。
有利地，控制單元連接至檢測裝置，以基於表示轉向柱狀態和起動指令的電信號發出警報。
有利地，控制單元由電動機支撐，從而提供獨立的鎖定系統，能夠代替手動拉緊杆以及相關的夾緊裝置。
有利地，檢測裝置包括傳感器和安裝在連接至所述傳感器的電動機上的編碼器， 從而檢測電動機進行的旋轉的次數。
有利地，傳感器附加至控制單元上。這樣能夠消除電動機與控制單元之間所有的有線連接，因此有利於鎖緊系統的緊湊性，同時也提高了控制單元的操作安全。
有利地，傳感器和編碼器分別為磁場傳感器和磁性編碼器，所述磁性編碼器具有連接至電動機的至少一對磁極。
優選地，鎖定系統包括用於檢測電動機的起動指令未執行的裝置。有利地，檢測起動指令未執行的裝置連接至提供聲音和/或視覺信號的警報裝置。
有利地，控制裝置與方向盤位於同一水平上，以使車輛的駕駛員更容易操作，從而使得就駕駛員而言進行的任何危險的操縱最小化。
在特別有利的實施方式中，可提供這樣的鎖定系統，其包括用於直接或者通過邏輯控制器將轉向柱的狀態自動告知用戶的裝置，從而能夠給駕駛員提供已達到安排好的解鎖或鎖定狀態的保證。
本發明還涉及一種轉向柱，所述轉向柱包括待固定至車輛底盤的支撐組件和可移動地安裝在支撐組件內的本體管，以便能夠手動調節本體管相對於支撐組件的位置，所述轉向柱包括上述的鎖定系統。
根據另一方面，本發明提出了用於調節車輛的轉向柱相對於所述車輛的儀錶板的位置的方法，該轉向柱包括待固定至車輛底盤的支撐組件和可移動地安裝在支撐組件內的本體管，該方法包括下列步驟i)通過驅動電動機將轉向柱置於解鎖狀態，從而為轉向柱解鎖， )手動調節本體管相對於支撐組件的位置，以及iii)通過驅動電動機將轉向柱置於鎖定狀態，從而鎖定轉向柱，該方法的特徵在於包括檢測轉向柱的狀態的步驟以及發出表示轉向柱的狀態的電信號的步驟。
然後，有利地，基於所發出的信號，提供待生成的用於驅動電動機的指令，以便將轉向柱置於安排好的鎖定或解鎖狀態。
根據特別有利的實施方式，調節方法包括用於檢查電動機的控制單元內的存儲器中是否存在校準參數的預備步驟。
有利地，未證實存在校準參數時，可提供用於校準電動機的步驟，該校準步驟包括在控制單元內確定和儲存特定的數據，用於將轉向柱從解鎖狀態轉變成鎖定狀態，反之亦然。
有利地，特定數據包括電動機相對於參考位置在指定方向進行旋轉的次數，以到達與轉向柱的解鎖和/或鎖定狀態相對應的指定位置。
有利地，從在與解鎖轉向柱相對應的方向旋轉的電動機的機械極限阻止位置以及從電動機進行的旋轉次數中確定表示轉向柱解鎖的電動機的位置。「電動機的位置」應理解為所述電動機的旋轉軸進行旋轉的次數。
有利地，當電動機到達表示轉向柱的解鎖和/或鎖定狀態的位置時，該電動機自動停止。
有利地，當將轉向柱保持在鎖定狀態的時間超過指定的保持時間極限閾值時，可通過控制單元提供自動轉向柱鎖定步驟。
下面參照附圖，描述本發明的其他目的和優點，其中
圖1示出了裝配有電鎖定系統的轉向柱的示意圖，該電鎖定系統用於根據本發明的所述轉向柱的定位；
圖2示出了圖1中電鎖定系統的分解圖3示出了圖2中電鎖定系統的詳圖4示出了圖2中電鎖定系統的處理單元的框圖5ajb、5c、5d示出了根據本發明的四個配置的電鎖定系統的框圖6示出了關於轉向柱的調節操作的流程圖7示出了關於轉向柱的校準操作的流程圖8示出了關於管理齒上齒的程序的流程圖，所述齒上齒用於齒條和小齒輪轉向柱的情況的調節。
為了更加清楚，在所有圖中用相同的參考符號表示各個實施方式中相同或相似的元件。
參照圖1到圖3，描述了電鎖定系統1，所述電鎖定系統用於車輛的轉向柱100相對於車輛的儀錶板的定位。該轉向柱100包括待固定至車輛底盤上的支撐組件以及可移動地安裝在支撐組件中的本體管，以便能夠手動調節轉向柱100的高度和/或深度。
如圖2所示，鎖定系統1包括鎖定裝置2，用於將本體管限制在轉向柱100的支撐組件上；電起動裝置3，安裝成用於驅動鎖定裝置2，以便將轉向柱100置於解鎖狀態或鎖定狀態；控制裝置120(圖2中未顯示)，用於通過電起動裝置3控制鎖定裝置2 ；以及檢測轉向柱的狀態的裝置。
控制裝置120構成駕駛員的界面，根據具體的實施方式，控制裝置120包括一個按鈕(下文中稱為控制按鈕120)，或者包括兩個優選串聯地布置的按鈕，以便減小無意按壓該按鈕的風險。顯然，在不背離本發明範圍的前提下，控制裝置120可採取按鈕以外的方式。比如，其可為開關、傳感器或邏輯控制器。也可為高頻率信號或語音命令。
有利地，控制按鈕120設置在車輛的方向盤上，該位置也能夠更好地接觸以及更好地看見控制按鈕120。在另一配置中，控制按鈕120也可設置在方向盤以外的支架上，同時保持靠近方向盤，以方便對其的操作。
有利地，如此構造鎖定系統，以便i)按壓控制按鈕120導致轉向柱100的解鎖，因此能夠手動調節轉向柱的高度和/或深度， )釋放控制按鈕120導致轉向柱100的鎖定， 然後轉向柱100被鎖定在釋放控制按鈕120時轉向柱所在的位置中，以及iii)長時間按壓控制按鈕120會起動校準參數的重置。換言之，刪除了校準參數。下面詳細描述校準和重置循環。
電起動裝置3 —方面包括具有旋轉軸的電動機4，另一方面包括控制單元5，電邏輯控制器整合到該控制單元內(圖4和圖fe)。
在所述的實施方式中，控制單元5由電動機4支撐，S卩，由所述電動機的旋轉軸的端部支撐。
而且，如下文中可見，控制單元5的電邏輯控制器能夠進行三個主要行為的管理 電動機4的校準、轉向柱100的調節、以及程序的執行，當處於鎖定或解鎖狀態或者未響應於電邏輯控制器發出的命令時，該程序稱為「故障」。
有利地，控制單元5連接至控制裝置120。因此，基於控制裝置120上進行的行為 (按壓(無論是否伴隨轉向柱的調節)、釋放壓力)，控制裝置為控制單元5提供指令，以驅動電動機4。更具體地說，基於控制裝置120上進行的行為，對處理單元5發出針對電動機 4的特定指令，該電動機4根據特定指令相應地被驅動(驅動電動機4以進行校準、驅動電動機4以將轉向柱100從鎖定狀態改變成解鎖狀態並且反之亦然、驅動電動機4以管理涉及鎖定或解鎖的事件或涉及未執行來自電邏輯控制器的命令的事件)。
控制單元5還包括印刷電路板50 ；印刷電路板50與控制裝置120或車輛的特定模塊之間的界面；能夠將印刷電路板連接至電動機4上的裝置8 ；微控制器116 ；以及遵循來自電動機4的命令來檢測轉向柱100的狀態(解鎖或鎖定狀態)的裝置。裝置8可為有線裝置或無線裝置。
有利地，與車輛之間的界面可為連接器或直接有線連接至控制單元5上的電纜。
界面被構造成使控制單元5從車輛接收輸入信號，這些輸入信號與授權調節轉向柱100有關並且與電鎖定系統1的自主供電有關。
有利地，如圖4所示，轉向柱100的調節授權由稱為「使能」的信號表示。「使能」 信號的輸入110與控制單元5相連接。然而，如圖4所示，可使得該信號的輸入110還與控制按鈕120連接。因此，當「使能」信號有效時，由控制單元5檢測到按壓控制按鈕120，當時提供給控制單元。當「使能」信號無效時，按壓控制按鈕120並不會從控制單元5中產生任何行動，該控制單元當時不接收其電力供應。因此，儘管洩漏了電流，但消耗為零。
對鎖定系統1的自主供電由「+Batt」(或者「電池」)以及「GND」 111信號表示。 在具體的配置中，由車輛的電池永久且直接地提供電壓。
還可將界面構造成用於控制單元5，以給車輛提供輸出信號，該信號與轉向柱100 的鎖定和解鎖狀態有關和/或與來自控制單元5的命令的未執行有關。有利地，如圖4所示，轉向柱100的鎖定/解鎖狀態以及命令的未執行由稱為「故障」的信號表示(由輸出112 上的印刷電路所發出的信號)。
有利地，控制單元5連接到警報裝置，所述警報裝置能夠將鎖定/解鎖狀態和/或電動機4未執行命令警告給用戶。警報裝置比如包括指示燈(比如放置在儀錶板上或者整合到控制按鈕120內的發光二級管)和/或能夠發出聲音信號的裝置。也能通過車輛內的車載計算機屏幕上顯示的錯誤信息發出警報。
至於檢測裝置，所述檢測裝置被布置成用於發出表示轉向柱100的鎖定狀態和/ 或解鎖狀態的電信號。
在下文中，檢測裝置包括磁場傳感器6和磁性編碼器7，該編碼器具有N對磁極並且附接至電動機4的旋轉軸的端部，在該旋轉軸的端部上支撐有控制單元5。顯然，在不背離本發明範圍的前提下可使用其他適當類型的傳感器以及編碼器。具體地，所使用的傳感器可為比如具有霍爾效應的、磁阻的、有角的或者紅外線類型的。
傳感器6與磁性編碼器7布置成，用於檢測與在磁場傳感器6前面穿過的每個磁極相對應的電脈衝。在所述的實施方式中，磁場傳感器6放置在控制單元5上。該配置的優點在於能夠加強電動機4與印刷電路板之間的機電一體化以及刪除它們之間的所有有線連接，從而降低鎖定系統1的生產成本，同時提高控制單元5的操作安全。
微控制器116包括軟體，該軟體管理電動機的控制策略、電動機4的控制、當磁性編碼器7的磁極穿過時所記錄的每個脈衝上獲得磁場傳感器6發出的信號、基於電源電壓的適應策略、以及對「故障」信號的輸出的控制。
有利地，微控制器116也控制對於控制單元的電力供應。因此，當已執行了由微控制器116管理的與轉向柱的解鎖/鎖定有關的程序時，微控制器可命令切斷其自身的電力供應。從而，當控制單元5不運轉時，能夠將電消耗僅僅限制於洩漏電流。僅僅按壓控制按鈕120就能夠進行新電動機控制周期的初始化，因此給控制單元提供新電力供應。這是因為，如果存在「使能」信號，那麼當按壓控制按鈕120時，臨時提供給微控制器116。然後，起動調節器，以起動電力供應調節。然後，調節器通過與「電池」信號相關的電池模塊提供印刷電路板上的元件所需要的能量。然後，電力供應與控制按鈕120分離。
下文中可見，電鎖定系統1的操作是基於電動機的校準參數的，該參數事先儲存在控制單元的EEPROM類型的存儲器115內。通過微處理器116執行校準參數在存儲器115 內的編寫、讀取參數以及刪除參數。在所需要的配置中，存儲器115可為連接至或者整合至微控制器116內的元件。
在一個有利的配置中，調節對於控制單元5的電力供應。為此，控制單元5包括裝置，該裝置能夠根據控制單元內的各個元件的要求調整「電池」電壓，控制單元比如為微處理器116。調整「電池」電壓的裝置比如為與過濾元件相結合的調壓器。
有利地，控制單元5包括模擬適配器114，其能夠調整「電池」電壓，使得微處理器 116能夠檢測提供給電動機4的電力供應的電壓的變化並且根據該參數調節控制策略(保護印刷電路板的輸入/輸出、管理電機慣性等等)。換言之，模擬適配器114給出微處理器 116可讀出變化範圍內的供應至電動機的電力供應的電壓的圖像。
有利地，通過H橋(圖4中的附圖標記117)實現電力供應、切斷電源、以及能夠改變其旋轉方向的電動機4的極性的顛倒。
有利地，使用由於傳輸電動機4的旋轉運動的裝置將電動機4連接至本體管的鎖定裝置2。
也如圖6所示，根據下面的一般原則調節轉向柱100。
當按壓控制按鈕120時，在與解鎖轉向柱100相關的方向上起動電動機4，當電動機旋轉時驅動鎖定裝置2，以便釋放鎖定裝置施加在轉向柱上的張力。然後給轉向柱100解鎖。操作人員可進行轉向柱的手動調整。
當鬆開控制按鈕120時，在相反的方向起動電動機4，當電動機旋轉時驅動鎖定裝置2，以便再次在鎖定裝置2與轉向柱100之間施加張力。轉向柱100已鎖定，因此不可能對其進行調節。
由鎖定裝置2施加至轉向柱100的張力以及鎖定或解鎖的適應性直接與電動機進行的旋轉次數相關。由於存在檢測裝置因此可獲得該數據，檢測裝置即為分別位於電動機4 和控制單元5上的磁性編碼器7和磁場傳感器6。這是因為，當起動電動機時，附接於電動機旋轉軸並具有N對磁極的磁性編碼器7在由控制單元5支撐的磁場傳感器的前面轉動。 微控制器116拾取由傳感器檢測的脈衝數量，然後確定電動機4進行的旋轉次數，認為N個脈衝對應於一次電動機旋轉。
因此，通過起動控制裝置120，根據電動機4的特定類型的控制，為轉向柱100解鎖或者鎖定轉向柱。
在一個有利的配置中，在由控制裝置120起動電動機4之前，使控制單元5的邏輯控制器進入驗證步驟，以檢驗控制單元5的存儲器115內是否存在電動機4的校準參數。
如果證實存儲器115內存在校準參數，那麼控制單元5允許操作，該操作能夠將轉向柱100從鎖定狀態變成解鎖狀態。另一方面，如果未證實校準參數的存在，那麼控制單元 5起動電動機4的校準。下文中描述該操作。
為了將轉向柱100從鎖定狀態變成解鎖狀態，控制單元5控制電動機4，以便驅動電動機在對應於轉向柱100解鎖的方向旋轉。然後電動機4運轉，直到到達所謂的「軟停機」的位置，這表示最佳的位置，針對該位置控制單元5必須發出不再驅動電動機4的命令。 這構成了電動機4的一個校準參數，因此下文中我們可看到，其對應於先前步驟中為了校準電動機4所確定的位置。
當控制單元5檢測到已經到達電動機4的「軟」位置時，切斷電動機的電力供應。
在選擇了轉向柱100的位置後，用戶鬆開控制按鈕120。然後，該動作命令電動機 4在與解鎖轉向柱100的方向相反的方向(與鎖定轉向柱100相對應的方向)通過該單元旋轉。然後，電動機4運行，直到到達稱為「鎖定」的位置。該位置也構成用於校準電動機4 的參數。因此，下文中我們可看出，其對應於先前步驟中為了校準電動機4所確定的位置。
當控制單元5檢測到已經到達電動機4的「鎖定」位置時，切斷電動機的電力供應。
在由齒條系統鎖定轉向柱的特定情況下，證實需要進行檢查操作，以確保基於所給出的命令，完全解鎖轉向柱100或者完全鎖定轉向柱。這是因為，當齒條鎖定系統的有齒元件定位成使得齒狀物疊蓋在一起時，轉向柱100處於恰當的鎖定狀態，而當鎖緊系統內的每個元件上的齒狀物彼此不再接觸時，轉向柱處於恰當的解鎖狀態。相反，當齒條鎖定系統的有齒元件定位成使得齒狀物交疊時，轉向柱100處於不恰當的鎖定狀態。然後，我們討論「齒上齒」位置。因此，對於齒條系統鎖定的轉向柱，提供了具有與「解鎖區域」和「鎖定區域」相關的附加校準參數，這兩個區域分別對應於完全解鎖轉向柱100的區域以及完全鎖定轉向柱100的區域。
解鎖和鎖定區域一方面是分別位於轉向柱專有的第一預定位置與機械解鎖極限阻止位置之間，另一方面，位於轉向柱專有的第二預定位置與機械極限阻止位置之間。
因此，遵循所給定的轉向柱解鎖命令，在電動機停止(步驟38)之後，控制單元開始驗證轉向柱100是否實際上為解鎖，即檢查轉向柱的當前位置是否實際上位於存儲器內所儲存的解鎖區域內。如果是這樣的話，迫使「故障」變量進入「錯誤狀態」。否則，迫使「故障」變量進入「真實狀態」，即重新設置解鎖周期。
同樣，遵循給定的用於鎖定轉向柱的命令，在電動機停止(步驟4 之後，控制單元5開始驗證轉向柱100是否實際上為鎖定，即檢查轉向柱的當前位置是否實際上位於存儲器內所儲存的鎖定區域30內。如果是這樣的話，迫使「故障」變量進入「錯誤狀態」。另一方面，如果轉向柱100的當前位置不在鎖定區域內，則起動「齒上齒」管理程序。
如圖8所示，「齒上齒」管理程序包括連續地嘗試將轉向柱100自身放入鎖定區域。 更具體地說，控制單元5繼續進行若干嘗試，為轉向柱100解鎖，然後鎖定該轉向柱，而不必受到用戶幹涉。有利地，嘗試的次數為三次。每次嘗試的過程中，增加相關的儀表(步驟 24)。在每次嘗試之間，可提供0到3秒之間的時間延遲。
只要不超過所允許的嘗試次數，就命令為轉向柱100解鎖，到達預定的中間位置 (步驟32)，停止電動機(步驟33)，等待預定的時間(步驟34)，然後繼續正常的鎖定周期 (圖6)，直到恰當地鎖定。選擇為轉向柱100解鎖僅僅到達預定的中間位置能夠減少嘗試的時間。
如果達到了所允許的嘗試的次數(步驟25)，而未進行恰當的鎖定操作，那麼迫使 「故障」變量進入真實狀態。然後由控制單元5在解鎖方向控制電動機(步驟27)，直到該電動機被阻滯於機械限制器(步驟觀)，然後切斷其電力供應(步驟29)。不保存停止位置， 並且將該系統視為非校準的。然後不允許轉向柱100的調節操作。
「齒上齒」管理也可包括轉向柱解鎖步驟，隨後，當起動信號的狀態產生新變化時 (比如由控制裝置120產生)，進行新的嘗試鎖定。這也能夠讓駕駛員移動方向盤，從而離開「齒上齒」區域。
有利地，一定時間(所述時間是預定的並記錄在控制單元5的存儲器115內)之後，可使電動機4的控制按鈕120自動消動。甚至當用戶不再按壓控制按鈕而控制按鈕120 保持壓下狀態的情況下，轉向柱100也不能保持解鎖。
如圖7所示，電動機4的校準步驟包括確定特定數據並將所述特定數據儲存在控制單元5內，取決於轉向柱是從鎖定狀態轉變成解鎖狀態還是從解鎖狀態轉變成鎖定狀態，電動機4必須響應於該特定數據。這些數據構成電動機4的校準參數。
當轉向柱100為齒條轉向柱時，校準參數具體(但並非排他性地)包括「軟停機」 位置、鎖定位置、解鎖區域和鎖定區域。
為了開始校準，需要滿足校準條件。校準條件包括在預定的時間內至少按壓一次控制按鈕120、給電動機4供給預定範圍內的電壓電源以及校準參數的缺乏，以使得轉向柱的當前位置和對應於「軟停機」的脈衝數保存在控制單元5的存儲器115中。
一旦滿足校準條件，校準周期內的第一操作包括確定「軟停機」的位置，「軟停機」 位置由脈衝數量化。該位置對應於在整個行程的終端處機械阻止電動機4的位置以及脈衝數N。根據若干標準(尤其是電源電壓和電動機慣性)來確定脈衝數N。永久地根據這些標準的變化更新數量N。為此，在到達行程終端處的機械阻止位置之前，電動機4 一直處於停止狀態。因此，這就能夠避免發生電動機震動，從而避免這種震動造成的噪音。
以下列方式確定「軟停機」位置。由控制單元5沿與解鎖轉向柱100相對應的方向控制電動機4，一直進行這種控制，直到電動機在機械限制器處停止。當電動機4到達機械限制器時，在電動機依然接收電力供應時，傳感器不再記錄與在傳感器前面通過的磁性編碼器7的磁極相關的脈衝。然後，推斷出「軟停機」，並將其保存在控制單元5的存儲器115 內。
校準周期內的第二操作包括確定鎖定轉向柱100的位置。
為此，由控制單元5沿對應於鎖定的方向驅動電動機4，直到電動機由於被阻止而停止。控制單元5在檢測到電動機4的阻止時切斷電動機的電力供應。在齒條轉向柱以外的轉向柱中，阻止電動機4相當於到達電動機行程的終端。該行程終端位置對應於轉向柱 100的最佳鎖定。因此，將確定的行程終端位置保存在控制單元5的存儲器115內。
然而，當齒條鎖定系統內的元件布置成齒上齒時，在由齒條系統鎖定轉向柱的情況下，可阻止電動機4。在這種情況下，雖然阻止了電動機4，但是未鎖定轉向柱100。因此對於這些轉向柱需要限定鎖定區域，在該鎖定區域內確保鎖定轉向柱100。
因此，由齒條系統鎖定轉向柱的情況下，需要檢查是否實際上鎖定了轉向柱100， 即檢查轉向柱100的當前位置是否處於鎖定區域內。如果是這種情況的話，那麼保存當前位置，並且將校準視為完成。另一方面，如果阻止電動機4之後當前位置處於鎖定區域之外，那麼起動上述管理「齒上齒」的程序。
在上述的電鎖定系統1的實例中，將電邏輯控制器整合到控制單元5中(圖fe)。 然而，如圖和5d所示，可使得電調節系統1的控制單元5與車輛內已經存在的電邏輯控制器130(用於車輛空調、動力方向盤等等的邏輯控制器)相關聯。基於這種情況，可有利地提供這樣安裝的現有電邏輯控制器130，所述現有電邏輯控制器安裝成使控制裝置 120連接至控制單元5(圖恥)。在另一配置中，該系統可不包括上述的控制單元5。然後， 這樣安裝車輛內的現有電邏輯控制器，所述現有電邏輯控制器安裝成使控制裝置120連接至轉向柱100(圖5d)。
而且，鎖定裝置2能夠有利地為國際申請W02008/152253中所述的那些類型。
有利地，鎖定系統可包括通過CAN、LIN或者類似的協議進行通信的裝置，能夠使得系統與車輛內的其他邏輯控制器通信。
有利地，可對鎖定系統提供連續的電力供應，以便不僅在車輛停止時能進行調節， 而且在車輛開動也能進行調節。
以上以實施方式描述了將本發明。要注意的是，只要不違背本發明的範圍，本技術領域的技術人員可作出本發明的各種替換實施方式。
權利要求
1.一種用於車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的電鎖定系統(1)， 該轉向柱(100)包括待固定至車輛底盤的支撐組件以及可移動地安裝在支撐組件內的本體管，以便能夠手動調節本體管相對於支撐組件的位置，所述鎖定系統包括鎖定裝置O)，用於將本體管鎖定在支撐組件上，電動機G)，連接至用於鎖定本體管的鎖定裝置O)以驅動鎖定裝置O)，從而將轉向柱(100)置於解鎖狀態或鎖定狀態，控制裝置(120)，用於控制電動機G)，所述控制裝置提供起動電動機的指令以將轉向柱(100)置於鎖定狀態和/或解鎖狀態，檢測裝置，用於檢測轉向柱(100)的狀態，以發出表示轉向柱(100)狀態的電信號，其特徵在於，所述鎖定系統還包括用於檢測電動機未執行起動指令的裝置。
2.根據權利要求1所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)，其特徵在於，所述電鎖定系統還包括控制單元(5)，所述控制單元連接至所述控制裝置，以響應起動指令供電給電動機。
3.根據權利要求2所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)，其特徵在於，所述控制單元( 連接至檢測裝置，以基於表示轉向柱狀態的電信號和起動指令發出警報。
4.根據權利要求2或3所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)，其特徵在於，所述控制單元(5)由所述電動機(4)支撐。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)， 其特徵在於，所述檢測裝置包括安裝在所述電動機(4)上的編碼器(7)，所述編碼器連接至一傳感器(6)以便檢測所述電動機的旋轉次數。
6.根據權利要求5所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)，其特徵在於，所述傳感器(6)安裝在控制單元( 上。
7.根據權利要求5或6所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)，其特徵在於，所述傳感器(6)和所述編碼器(7)分別為磁場傳感器(6)和磁性編碼器(7)，所述磁性編碼器具有附接至電動機的至少一對磁極。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)， 其特徵在於，所述裝置連接至提供聲音和/或視覺信號的警報裝置。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的用於轉向柱(100)的定位的電鎖定系統(1)， 其特徵在於，所述控制裝置(120)與方向盤定位在同一水平上。
10.一種轉向柱(100)，包括待固定至車輛底盤的支撐組件和可移動地安裝在支撐組件內的本體管，以便能夠手動調節本體管相對於支撐組件的位置，其特徵在於，所述轉向柱包括根據權利要求1至9中任一項所述的鎖定系統。
11.用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，所述轉向柱(100)包括待固定至車輛底盤的支撐組件和可移動地安裝在支撐組件內的本體管，所述方法包括下列步驟通過起動電動機(4)為轉向柱(100)解鎖以將轉向柱置於解鎖狀態，手動調節本體管相對於支撐組件的位置，通過起動電動機⑷鎖定轉向柱(100)以將轉向柱置於鎖定狀態，所述方法的特徵在於，包括檢測轉向柱(100)的狀態的步驟以及發出表示轉向柱(100)的狀態的電信號的步驟。
12.根據權利要求11所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，基於所發出的信號，產生用於起動電動機的指令，以便將轉向柱置於所期望的鎖定或解鎖狀態。
13.根據權利要求11或12所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，所述方法包括用於檢查電動機(4)的控制單元( 中的存儲器內是否存在校準參數的預備步驟。
14.根據權利要求13所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，在未證實存在校準參數時，繼續校準步驟，該校準步驟包括確定特定數據並將所述特定數據儲存在控制單元(5)內，所述特定數據使得能夠將轉向柱 (100)從解鎖狀態變成鎖定狀態，反之亦然。
15.根據權利要求14所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，第一特定數據包括電動機(4)為了到達對應於轉向柱(100)的解鎖和/或鎖定狀態的指定位置而相對於參考位置在指定方向待進行的旋轉的次數。
16.根據權利要求15所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，從沿與解鎖轉向柱(100)相對應的方向旋轉的所述電動機(4) 的機械極限阻止位置和電動機進行的旋轉的次數中確定能夠使得轉向柱(100)解鎖的電動機⑷的位置。
17.根據權利要求15或16所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，當所述電動機⑷到達表徵轉向柱(100)的解鎖和/或鎖定狀態的位置時所述電動機自動停止。
18.根據權利要求11至17中任一項所述的用於調節車輛的轉向柱(100)相對於所述車輛的儀錶板的定位的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟當轉向柱(100)保持在解鎖狀態的時間超過指定的保持時間極限閾值時，通過控制單元(5)自動鎖定轉向柱 (100)。
全文摘要
本發明涉及電鎖定系統(1)，用於相對於車輛的儀錶板鎖定所述車輛轉向柱的定位，該轉向柱包括可移動地安裝在支撐組件內的本體管，以便能夠手動調節所述轉向柱。所述鎖定系統包括用於將本體管鎖定在支撐組件上的裝置(2)、連接至鎖定裝置(2)以驅動鎖定裝置並將轉向柱置於解鎖狀態或鎖定狀態的電動機(4)、給電動機提供起動指令以將轉向柱置於鎖定狀態和/或解鎖狀態的電動機控制裝置、以及用於檢測轉向柱的狀態並用於產生表示轉向柱狀態的電信號的裝置。
文檔編號B62D1/184GK102498025SQ201080029805
公開日2012年6月13日 申請日期2010年6月28日 優先權日2009年6月30日
發明者亞歷山大·薩蘭達奧, 尼古拉斯·貝爾泰, 文森特·埃梅裡 申請人:採埃孚轉向機系統納凱姆聯合股份公司