CN103895691A - 商用车智能转向补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车部件领域，尤其涉及一种汽车转向系统。一种商用车智能转向补偿装置，包括转向中间轴、第二轴、转向补偿执行单元和转向输出轴；所述转向输出轴通过一端固定安装的输出轴齿轮与第二轴输出齿轮形成齿轮副，所述中间轴齿轮与第二轴输入齿轮形成齿轮副；第二轴输出齿轮的端面上设置有蜗轮齿，所述转向补偿执行单元内置有通过驱动机构控制的蜗杆，所述蜗轮齿与蜗杆相配合构成蜗轮蜗杆机构，驱动机构由转向补偿控制单元控制连接。本发明可以根据车辆行驶状态，通过正反向转向补偿来减少转向不足或缓解转向过度；也可以通过正反向转向补偿来提高车辆操控灵敏性，提升驾驶乐趣，或降低转向灵敏性来提高车辆驾乘的舒适性。

Description

商用车智能转向补偿装置

技术领域

本发明涉及汽车部件领域，尤其涉及一种汽车转向系统。

背景技术

现有的乘用车及轻型商用车所采用的转向系统主要由方向盘、方向盘轴、中间轴、转向器输入轴、转向器及转向横拉杆组成。系统工作时，驾驶员转动方向盘，转向动作经万向节传动至中间轴、再经万向节传动至转向器输入轴，经过转向器内部齿轮齿条结构的转换，转向动作转化为转向横拉杆的左右拉动动作，实现转向轮的偏向，进行转向。

现有的这种转向系统是一种机械结构，能够线性的实现转向的功能，缺少智能协助驾驶员实现驾驶意图的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种商用车智能转向补偿装置，该补偿装置改进了汽车的转向系统，可以根据车辆行驶状态、驾驶员驾驶意图，通过正反转向补偿来提高车辆与驾驶员的契合度。

本发明是这样实现的：一种商用车智能转向补偿装置，包括转向中间轴、第二轴、转向补偿执行单元和转向输出轴，所述转向中间轴一端与方向盘轴联接，转向中间轴另一端固定装有中间轴齿轮；所述第二轴一端固定装有第二轴输入齿轮，第二轴另一端通过轴承装有第二轴输出齿轮；所述转向输出轴通过一端固定安装的输出轴齿轮与第二轴输出齿轮形成齿轮副，所述中间轴齿轮与第二轴输入齿轮形成齿轮副；所述转向补偿执行单元同轴固定套装在第二轴上，第二轴输出齿轮的端面上设置有蜗轮齿，所述转向补偿执行单元内置有通过驱动机构控制的蜗杆，所述蜗轮齿与蜗杆相配合构成蜗轮蜗杆机构，驱动机构由转向补偿控制单元控制连接。

所述的转向补偿控制单元的信号输入端与车身横摆加速度传感器相连。

所述的转向补偿控制单元的信号输入端与驾驶模式输入模块相连。

所述的驱动机构为步进电机。

本发明商用车智能转向补偿装置改进了转向系统，增加了转向中间轴转向补偿机构。可以根据车辆行驶状态，通过正向转向补偿来减少转向不足或通过负向转向补偿来缓解转向过度；也可以根据驾驶员驾驶意图，通过正向转向补偿来提高车辆操控灵敏性，提升驾驶乐趣，或通过负向转向补偿来降低转向灵敏性来提高车辆驾乘的舒适性。

附图说明

图1为本发明商用车智能转向补偿装置的结构示意图；

图2为本发明中转向补偿执行单元5的连接示意图。

图中：1转向中间轴、2中间轴齿轮、3第二轴输入齿轮、4第二轴、5转向补偿执行单元、6第二轴输出齿轮、7输出轴齿轮、8转向输出轴、9蜗轮齿、10蜗杆、11转向补偿控制单元、12车身横摆加速度传感器、13驾驶模式输入模块、14方向盘轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1、2所示，一种商用车智能转向补偿装置，包括转向中间轴1、第二轴4、转向补偿执行单元5和转向输出轴8，所述转向中间轴1一端与方向盘轴14联接，转向中间轴1另一端固定装有中间轴齿轮2；所述第二轴4一端固定装有第二轴输入齿轮3，第二轴4另一端通过轴承装有第二轴输出齿轮6；所述转向输出轴8通过一端固定安装的输出轴齿轮7与第二轴输出齿轮6形成齿轮副，所述中间轴齿轮2与第二轴输入齿轮3形成齿轮副；所述转向补偿执行单元5同轴固定套装在第二轴4上，第二轴输出齿轮6的端面上设置有蜗轮齿9，所述转向补偿执行单元5内置有通过驱动机构控制的蜗杆10，所述蜗轮齿9与蜗杆10相配合构成蜗轮蜗杆机构，在本实施例中，所述的驱动机构为步进电机，步进电机由转向补偿控制单元11控制连接。

转向补偿执行单元5中的蜗杆10可以根据转向补偿控制单元11的信号按照一定的速度正向或反向旋转一定的角度。第二轴输出齿轮6与第二轴4是轴承连接起到支撑的作用，蜗轮齿9接受蜗杆10的啮合传动带动第二轴输出齿轮6旋转，并将旋转运动传递给输出轴齿轮7，最终由转向输出轴8传递出转向补偿力矩。转向的正常力矩直接由蜗杆10跟随第二轴4旋转时通过蜗轮齿9推动第二轴输出齿轮6来实现。

本发明中转向补偿控制单元11根据车辆各种驾驶信号来输出控制信号对转向补偿执行单元5中的步进电机进行控制，在本实施例中，转向补偿控制单元11通过采集车身横摆加速度传感器12和/或驾驶模式输入模块13的信号对步进电机进行控制，并计算出适合的转向补偿量和补偿速度，输入给转向补偿执行单元5执行补偿措施。

下面举例说明商用车智能转向补偿装置工作的几个场景及工作过程。

1、当驾驶员选择“运动模式”驾驶车辆时，转向补偿控制单元11检测到驾驶模式输入模块13的信号，进入正向补偿状态。在此状态下，当驾驶员转动方向盘时，转向补偿控制单元11输出正向补偿信号给转向补偿执行单元5，转向补偿执行单元5中的步进电机驱动蜗杆10旋转，使得第二轴输出齿轮6在第二轴4的转动量基础上再增加一定的转动量，并将增加了一定转动量的齿轮转动传递给输出轴齿轮7，最终由转向输出轴8传递出来。这样当驾驶员转动了一量的方向盘时，通过装置的正向补偿，转向轮得到了比方向盘转动量多一点的转动量，转向会变得更加灵敏，车辆转向更富有驾驶乐趣。反之，当驾驶员选择“舒适模式”驾驶车辆时，通过装置的负向补偿，转向轮得到了比方向盘转动量少一点的转动量，转向会变得迟缓，车辆转向更平顺舒适。

2、当车辆发生转向不足时，转向补偿控制单元11对比车身横摆加速度传感器12信号和方向盘转角信号，判断车辆处于转向不足状态时，转向补偿控制单元11进入正向补偿状态。在此状态下，转向补偿控制单元11 输出正向补偿信号给转向补偿执行单元5，转向补偿执行单元5中的步进电机驱动蜗杆10旋转，使得第二轴输出齿轮6在第二轴4的转动量基础上再增加一定的转动量，并将增加了一定转动量的齿轮转动传递给输出轴齿轮7，最终由转向输出轴8传递出来。通过装置的正向补偿，转向轮得到了比方向盘转动量多一点的转动量，来修正转向不足量，帮助驾驶员实现转向意图。反之，当车辆发生过度转向时，通过装置的负向补偿，转向轮得到了比方向盘转动量少一点的转动量，来修正转向过度，帮助驾驶员实现转向意图。

Claims (4)

1.一种商用车智能转向补偿装置，其特征是：包括转向中间轴(1)、第二轴(4)、转向补偿执行单元(5)和转向输出轴(8)，所述转向中间轴(1)一端与方向盘轴(14)联接，转向中间轴(1)另一端固定装有中间轴齿轮(2)；所述第二轴(4)一端固定装有第二轴输入齿轮(3)，第二轴(4)另一端通过轴承装有第二轴输出齿轮(6)；所述转向输出轴(8)通过一端固定安装的输出轴齿轮(7)与第二轴输出齿轮(6)形成齿轮副，所述中间轴齿轮(2)与第二轴输入齿轮(3)形成齿轮副；所述转向补偿执行单元(5)同轴固定套装在第二轴(4)上，第二轴输出齿轮(6)的端面上设置有蜗轮齿(9)，所述转向补偿执行单元(5)内置有通过驱动机构控制的蜗杆(10)，所述蜗轮齿(9)与蜗杆(10)相配合构成蜗轮蜗杆机构，驱动机构由转向补偿控制单元(11)控制连接。

2.如权利要求1所述的商用车智能转向补偿装置，其特征是：所述的转向补偿控制单元(11)的信号输入端与车身横摆加速度传感器(12)相连。

3.如权利要求1或2所述的商用车智能转向补偿装置，其特征是：所述的转向补偿控制单元(11)的信号输入端与驾驶模式输入模块(13)相连。

4.如权利要求1或2所述的商用车智能转向补偿装置，其特征是：所述的驱动机构为步进电机。

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