四向電動可調轉向管柱功能開發

路小明 邢立巍 朱志剛

摘要：現在汽車動力性、經濟性、安全性方面不斷發展和進步之外，在車輛的舒適性、實用性、安全性以及智能化等方面也產生了很多需求。伴隨著在國內進口的高端車型越來越多，最早在本田皇冠出現此功能，隨后在豐田的雷克薩斯，及日產的英菲尼迪也出現了電動四向調節方向盤，2016逐漸出現在國內自主品牌紅旗等高端車型上。

關鍵詞：汽車;管柱;四向電動調節;調節范圍;調節時間;工作噪音

0 ?引言

本文主要針對四向電動調節管柱功能開發要點梳理了兩點，如下：

①調節功能：這其中包括了調節范圍，調節時間。除了作為常規管柱的調節角度和高度考慮外，設置合理的調節時間非常重要。本文中通過同類型的產品比較，確定了4～6s為最佳的工作時間。

②電機工作噪音：本文重點提及到這一點，是因為調節電機是布置在駕駛艙內的，四向電動調節過程中，抬升電機和轉角電機同時工作，不可避免在駕駛艙內會帶來噪音，考慮到行業內駕駛艙內的噪音基本可以控制在42dB內，結合電機自身特性，和護罩隔音特性，將四向電動調節工作噪音定義在40dB以內。

1 ?功能介紹

①電子轉向柱的手動調節：通過操縱電子轉向柱調節開關，調整電子轉向柱在伸縮和傾斜方向的位置。

②登車輔助功能：電子轉向柱伸縮和傾斜的自動控制：

1）自動離位：電子轉向柱移位到最大收縮位置和傾斜的最上端;

2）自動回位：電子轉向柱返回到下車前的位置。

③電子轉向柱位置記憶與調出功能：

1）位置記憶：通過LIN 總線接收座椅控制器的位置記憶指令存儲電子轉向柱當前在伸縮和傾斜方向的位置;

2）位置調出：通過LIN 總線接收座椅控制器的位置調出指令，控制電子轉向柱到達指定的位置（之前記憶的位置）。

2 ?功能開發要點分析

2.1 調節行程

轉向管柱角度和高度的調節范圍受限于方向盤初始位置的定義。初始模型建立之后，要放入整車的模型中，在機械最大的調節范圍內，逐一校核與周邊件的間隙，這是布置可行性分析的第一步，除常規校核內容，還需要校核如表1內容。

其次，根據車輛人機工程學的基本理論，應用眼橢圓法，需要保證方向盤在可調節范圍內，可以滿足駕駛員可視儀表的范圍。

2.2 調節時間

從樣車的測量得知樣件伸縮調節時間和角度調節時間大概都在7s左右，考慮到用戶使用便利性要求，將目標時間為角度調節小于4s，伸縮調節小于5s。方案中設計的時間為角度調節2.7s，伸縮調節4.8s。

表中的調節時間均為從一個極限位置到另一極限位置運行時間。

2.3 工作噪音

對標樣機臺架總成噪音測試（圖2、表3）

①采樣頻率8192Hz，分辨率4Hz;

②測點a.四向可調電機下20cm;測點b.

③工況a.發動機不啟動，通電;工況b.發動機啟動，通電。

3 ?總結

電動四向可調轉向管柱在歐洲和日本主機廠高端車型上均有應用。近幾年來，隨著電動座椅的普及和電動折疊后視鏡的應用。為了滿足更多用戶的上下車及舒適性需求，在國內的一些高端車型上逐漸出現了電動可調座椅、電動可折疊后視鏡及電動四向可調一體化控制，極大推動了汽車電子電器智能化的發展。

本文從電動四向調節管柱的工作原理，機構，關鍵性能等闡述了整個產品開發中的重點和要點，可以為后續開發提供思路。

參考文獻：

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