CN106976477B - 一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 - Google Patents
一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106976477B CN106976477B CN201710188145.2A CN201710188145A CN106976477B CN 106976477 B CN106976477 B CN 106976477B CN 201710188145 A CN201710188145 A CN 201710188145A CN 106976477 B CN106976477 B CN 106976477B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rack gear
- sections
- steering
- motor
- wheels
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/126—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by the rack
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统，包括固定在车辆副车架上的转向器壳体，滑动安装在所述转向器壳体内的齿条组，以及两个车轮、齿轮齿条传动机构、转向柱和方向盘，所述的齿条组包括通过齿条等效长度调节机构连接的齿条A段和齿条B段，其中，齿条A段滑动安装在所述转向器壳体内，齿条B段滑动安装在固接于车辆副车架的齿条支座内，在齿条A段和齿条B段的端部还分别设置所述两个车轮。与现有技术相比，本发明在没有切断转向系统中左右车轮的机械连接的前提下，提供了一种能够实现理想阿克曼转角关系的转向系统的结构，保证了安全性的同时提升了转向系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车转向系统，尤其是涉及一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统。
背景技术
传统的汽车转向系统基本是依靠前轮转动实现，为了保证所有车轮都绕同一瞬时转向中心旋转，转向时内外车轮的转角是不相等的，两者必须满足一定的函数关系，就是我们所说的阿克曼转角关系。而目前的转向系统受限于机械结构的几何限制，都只能实现内外轮转角近似地满足阿克曼转角关系。所以车辆在转向行驶过程中车轮和路面会存在一定程度的相对滑动，造成轮胎的磨损，影响汽车行驶安全性和轮胎寿命。
线控转向技术可以通过去除左右车轮之间的机械连接结构，利用不同电机独立控制左右车轮转向，可以实现左右车轮的理想阿克曼转角。但是出于安全考虑，现有交通法规要求左右两转向车轮之间必须有机械结构连接，防止电子设备发生故障造成左右车轮转角不协调而发生危险。
中国专利ZL 201320189511.3公开了一种汽车转向器，包括转向器壳体，所述壳体上设置有转向轴安装座，所述安装座内设置有转向扭杆，所述转向扭杆中下部设置有转向齿轮，所述转向齿轮与设置在转向器壳体内的转向齿条相啮合，所述齿条两端分别与推拉杆相连。但是该专利也是采用传统的固定齿条长度的设置方式，无法实现左右车轮的理想阿克曼转角。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统，包括固定在车辆副车架上的转向器壳体，滑动安装在所述转向器壳体内的齿条组，以及两个车轮、齿轮齿条传动机构、转向柱、万向节和方向盘，所述的齿条组包括通过齿条等效长度调节机构连接的齿条A段和齿条B段，其中，齿条A段滑动安装在所述转向器壳体内，齿条B段滑动安装在固接于车辆副车架的齿条支座内，在齿条A段和齿条B段的端部还分别设置所述两个车轮。
作为优选的实施方案，所述的齿条等效长度调节机构包括电机和长度调节组件，所述的电机通过安装支架固定连接齿条A段，所述的长度调节组件的一端连接所述齿条B段，另一端连接电机的输出轴，电机工作时，输出轴驱动长度调节组件沿齿条组轴向调节长度。
作为更优选的实施方案，所述的长度调节组件包括滑块和丝杆，其中，所述的滑块固定设置在齿条B段上，所述的丝杆与电机输出轴同轴连接，所述的滑块与丝杆配合组成可沿齿条组轴向移动的滚珠丝杆结构。
作为更优选的实施方案的进一步优选，所述的齿条B段上还安装有探测其轴向位移量的位移传感器，该位移传感器还反馈连接所述电机，并构成闭环控制。
作为优选的实施方案，汽车转向系统还包括转角传感器，该转角传感器通过皮带连接方向盘的输出轴，所述的转角传感器和齿条等效长度调节机构还分别连接控制机构。
作为优选的实施方案，所述的两个车轮分别通过转向横拉杆连接齿条A段和齿条B段。
本发明中，齿轮齿条传动机构采用常用的机械转向机构即可。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过齿条等效长度调节机构的设置，当方向盘产生一个转向角并带动两个车轮转动时，齿条等效长度调节机构会接受控制机构传来的控制量调节自身的长度，从而调整齿轮组的等效齿条长度，进而带动两个车轮绕主销转动一定角度，调节两个车轮都达到理想的转角，减小轮胎磨损，避免左右车轮转角不协调而发生危险。
(2)结构简单，保留左右转向轮的机械结构连接，避免电子设备故障导致的左右车轮转角不协调，满足了现有交通法规的规定。
(3)齿条等效长度调节机构采用电机和滑块组成的滚珠丝杆结构，电机程序可后期更改，可根据不同车型、不同工况需求调整控制程序，降低硬件成本。
附图说明
图1为本发明的汽车转向系统的结构示意图；
图2为滚珠丝杆结构的安装示意图；
图3为本发明的汽车转向系统的另一个角度的结构示意图；
图中，1-电机，2-丝杆，3-安装支架，4-滑块，5-齿条A段，6-齿条B段，7-转向器壳体，8-齿条支座，9-转向横拉杆，10-车轮，11-转向柱，12-转角传感器，13-方向盘，14-万向节，15-齿轮齿条传动机构，EF-等效齿条长度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统，其结构如图1和图3所示，包括固定在车辆副车架上的转向器壳体7，滑动安装在转向器壳体7内的齿条组，以及两个车轮10、齿轮齿条传动机构15、转向柱11、万向节14、转向横拉杆9和方向盘13。
齿条组包括通过齿条等效长度调节机构连接的齿条A段5和齿条B段6，其中，齿条A段5滑动安装在转向器壳体7内，齿条B段6滑动安装在固接于车辆副车架的齿条支座8内，在齿条A段5和齿条B段6的左/右端部还分别设置两个车轮10。
作为一个优选的实施方式，齿条等效长度调节机构包括电机1和长度调节组件，电机1通过安装支架3固定连接齿条A段5，长度调节组件的一端连接齿条B段6，另一端连接电机1的输出轴，电机1工作时，输出轴驱动长度调节组件沿齿条组轴向调节长度。更优选的，长度调节组件包括滑块4和丝杆2，其中，滑块4固定设置在齿条B段6上，丝杆2与电机1输出轴同轴连接，滑块4与丝杆2配合组成可沿齿条组轴向移动的滚珠丝杆2结构。
齿条B段6上还安装有探测其轴向位移量的位移传感器，该位移传感器还反馈连接电机1，并构成闭环控制。
汽车转向系统还包括可测量方向盘13转过的角度的转角传感器12，该转角传感器12通过皮带连接方向盘13的输出轴，转角传感器12和齿条等效长度调节机构还分别连接控制机构。两个车轮10分别通过转向横拉杆9连接齿条A段5和齿条B段6。
电机1不工作时，即其输出轴不转动时，齿条A段5、安装支架3、电机1、丝杆2、滑块4、齿条B段6轴向相对位置固定，工作方式为整体地轴向移动，等效齿条长度EF不会改变，此时该转向系统的转向特性和传统齿轮齿条转向器相同，并且保留了传统机械转向系统的安全性。
当方向盘13产生一个转向角时，左右车轮10会分别产生一个转向角，但二者的大小关系并不能完全符合理想阿克曼转角关系，这时转向控制器会根据左车轮10的转角(因为方向盘13转角和左车轮10转角的关系是确定的，所以只要根据角度传感器所测得的方向盘13转角就可以)，计算出理想的右车轮10的转角，并通过电机1的输出轴转动，丝杆2带动滑块4沿齿条A段5和齿条B段6轴向移动，并通过齿条B段6和转向横拉杆9带动右车轮10绕主销转动一定角度，以达到理想的转角，在这个过程中，左边车轮10是不转动的。这样能够最大限度的减少轮胎的磨损。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统，包括固定在车辆副车架上的转向器壳体(7)，滑动安装在所述转向器壳体(7)内的齿条组，以及两个车轮(10)、齿轮齿条传动机构(15)、转向柱(11)、万向节(14)和方向盘(13)，其特征在于，所述的齿条组包括通过齿条等效长度调节机构连接的齿条A段(5)和齿条B段(6)，其中，齿条A段(5)滑动安装在所述转向器壳体(7)内，齿条B段(6)滑动安装在固接于车辆副车架的齿条支座(8)内，在齿条A段(5)和齿条B段(6)的端部还分别设置所述两个车轮(10)；
所述的齿条等效长度调节机构包括电机(1)和长度调节组件，所述的电机(1)通过安装支架(3)固定连接齿条A段(5)，所述的长度调节组件的一端连接所述齿条B段(6)，另一端连接电机(1)的输出轴，电机(1)工作时，输出轴驱动长度调节组件沿齿条组轴向调节长度；
所述的长度调节组件包括滑块(4)和丝杆(2)，其中，所述的滑块(4)固定设置在齿条B段(6)上，所述的丝杆(2)与电机(1)输出轴同轴连接，所述的滑块(4)与丝杆(2)配合组成可沿齿条组轴向移动的滚珠丝杆(2)结构；
所述的齿条B段(6)上还安装有探测其轴向位移量的位移传感器，该位移传感器还反馈连接所述电机(1)，并构成闭环控制；
汽车转向系统还包括转角传感器(12)，该转角传感器(12)通过皮带连接方向盘(13)的输出轴，所述的转角传感器(12)和齿条等效长度调节机构还分别连接控制机构；
所述的两个车轮(10)分别通过转向横拉杆(9)连接齿条A段(5)和齿条B段(6)；
当方向盘产生一个转向角时，左右车轮会分别产生一个转向角，但二者的大小关系并不能完全符合理想阿克曼转角关系，这时转向控制器会根据左车轮的转角，计算出理想的右车轮的转角，并通过电机的输出轴转动，丝杆带动滑块沿齿条A段和齿条B段轴向移动，并通过齿条B段和转向横拉杆带动右车轮绕主销转动一定角度，以达到理想的转角，在这个过程中，左边车轮是不转动的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710188145.2A CN106976477B (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710188145.2A CN106976477B (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106976477A CN106976477A (zh) | 2017-07-25 |
| CN106976477B true CN106976477B (zh) | 2019-12-03 |
Family
ID=59338988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710188145.2A Expired - Fee Related CN106976477B (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106976477B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110696911A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-17 | 北京汽车集团越野车有限公司 | 一种车辆转向控制系统和具有其的车辆 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4292054B2 (ja) * | 2003-11-06 | 2009-07-08 | 本田技研工業株式会社 | 車両用操舵装置 |
| KR100651141B1 (ko) * | 2005-10-24 | 2006-11-29 | 주식회사 만도 | 자동차의 전기식 동력 보조 조향 장치 |
| CN102303641B (zh) * | 2011-06-14 | 2013-07-10 | 西安交通大学 | 一种适用于汽车自适应助力转向的盘式伺服电机直驱装置 |
| JP2016179761A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社ショーワ | パワーステアリング装置 |
| JP2016185783A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社ジェイテクト | ステアリング装置 |
| CN105292251A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 吉林大学 | 一种适用于汽车的四轮转向系统 |
| CN205706839U (zh) * | 2016-03-13 | 2016-11-23 | 徐跃新 | 一种车辆转向器 |
-
2017
- 2017-03-27 CN CN201710188145.2A patent/CN106976477B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106976477A (zh) | 2017-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201670260U (zh) | 独立转向装置及独立悬架系统 | |
| CN106585305B (zh) | 一种基于双曲柄机构的线控独立转向-驱动一体化双横臂悬架系统 | |
| KR101405603B1 (ko) | 자동차의 전동식 동력 보조 조향장치 | |
| WO2013073308A1 (ja) | 車輪の転舵装置 | |
| CN109733468A (zh) | 一种转向系统及方法和车辆 | |
| CN106627740B (zh) | 一种适用于线控转向的离合器装置 | |
| CN103895697B (zh) | 一种电动汽车四轮独立转向底盘系统及其线控转向机构 | |
| CN105235738A (zh) | 一种汽车线控转向系统的双电机同步驱动转向执行机构 | |
| CN109625081B (zh) | 一种应用于商用车的智能混合动力转向器 | |
| JP7244994B2 (ja) | 操舵機能付ハブユニット、操舵システム、および操舵機能付ハブユニットを備えた車両 | |
| JP2012121391A (ja) | ステアリング装置 | |
| CN109677221B (zh) | 穿过轮心的虚拟主销悬架系统 | |
| CN105835945A (zh) | 一种转向机构及包括该机构的轮式机器人 | |
| CN106240628A (zh) | 一种基于万向传动结构的线控四轮独立转向系统 | |
| CN205131349U (zh) | 一种汽车线控转向系统的双电机同步驱动转向执行机构 | |
| CN106976477B (zh) | 一种可实现理想阿克曼转角关系的汽车转向系统 | |
| CN205675100U (zh) | 一种具有主动转向功能的电动助力转向装置 | |
| CN101973311B (zh) | 整体主动式电动助力转向机械结构 | |
| JP2013112112A (ja) | インホイールモータ車用転舵装置 | |
| CN206520647U (zh) | 电动汽车电动助力转向装置 | |
| CN101973312B (zh) | 带有可变传动比电机系统vtms的随速变传动比的电动助力转向系统 | |
| CN108297934A (zh) | 一种具有转向系统的电车 | |
| JP6038494B2 (ja) | 転舵装置の異常判断装置 | |
| CN112896300B (zh) | 转向力调节机构、汽车及转向力调节方法 | |
| CN202193113U (zh) | 线控转向汽车路感模拟执行装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191203 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |