CN107310621A - 用于车辆的可变传动比转向器及具有其的车辆 - Google Patents

用于车辆的可变传动比转向器及具有其的车辆 Download PDF

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陈伟伟
董笑语
彭雷
王轶群
陈亮
靳泽聪
史春杨
赵志元
朱瑞廷
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Abstract

本发明提供了一种用于车辆的可变传动比转向器及具有其的车辆，所述可变传动比转向器包括：转向器本体；输出轴，所述输出轴与所述转向器本体相连；输入轴，所述输入轴与所述车辆的方向盘相连；以及上中间轴和下中间轴，所述上中间轴与所述输入轴相连，所述下中间轴与所述输出轴传动相连，所述上中间轴上设置有上偏心结构，所述下中间轴上设置有下偏心结构，所述上偏心结构与所述下偏心结构联动。本发明所述的用于车辆的可变传动比转向器，通过在上中间轴和下中间轴上设置上偏心结构和下偏心结构，使得转向器的传动比可变，进而同时满足了车辆在高速和低速下的转向要求。

Description

用于车辆的可变传动比转向器及具有其的车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于车辆的可变传动比转向系及具有其的车辆。
背景技术
相关技术中的转向系传动比为一定值，这给汽车设计人员提出了一个挑战：转向传动比如果选择较小，则车辆在低速时转向更直接，但在高速行驶时方向盘细微的动作都将会显得过于灵敏，从而影响行驶稳定性和安全性；反之，如果转向传动比选择较大，车辆在高速时转向会显得稳重安全，但在低速时，会导致驾驶员操纵车辆转向时手忙脚乱。所以，传统的转向系统必须在安全性与舒适性之间做出权衡。
发明内容
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于车辆的可变传动比转向器，包括：转向器本体；输出轴，所述输出轴与所述转向器本体相连；输入轴，所述输入轴与所述车辆的方向盘相连；以及上中间轴和下中间轴，所述上中间轴与所述输入轴传动相连，所述下中间轴与所述输出轴相连，所述上中间轴上设置有上偏心结构，所述下中间轴上设置有下偏心结构，所述上偏心结构与所述下偏心结构联动。
进一步地，所述上偏心结构与所述下偏心结构彼此啮合。
进一步地，所述上偏心结构为上偏心齿轮，所述下偏心结构为下偏心齿轮。
进一步地，所述上偏心齿轮与所述下偏心齿轮均为圆形。
进一步地，所述上偏心齿轮相对所述上中间轴的偏心率为e1，所述下偏心齿轮相对所述下中间轴的偏心率为e2，其中e1＝e2。
进一步地，在所述方向盘处于中位时，所述上偏心结构具有第一啮合点，所述下偏心结构具有与所述第一啮合点啮合配合的第二啮合点，其中所述第一啮合点为所述上偏心结构上与所述上中间轴的中心轴线距离最近的点，所述第二啮合点为所述下偏心结构上与所述下中间轴的中心轴线距离最远的点。
进一步地，所述输入轴与所述上中间轴之间通过第一齿轮组传动，且所述输入轴与所述上中间轴之间的传动比为i1；所述输出轴与所述下中间轴之间通过第二齿轮组传动，且所述输出轴与所述下中间轴之间的传动比为i2，其中i1、i2满足关系式：i1＝1/i2。
进一步地，所述上偏心齿轮与所述下偏心齿轮均为椭圆形。
进一步地，所述输入轴与所述输出轴的传动比为1。
相对于现有技术，本发明所述的用于车辆的可变传动比转向器具有以下优势：
本发明所述的用于车辆的可变传动比转向器，通过在上中间轴和下中间轴上设置上偏心结构和下偏心结构，使得转向器的传动比可变，进而同时满足了车辆在高速和低速下的转向要求。
本发明的另一目的在于提出一种具有上述可变传动比转向器的车辆。
相对于现有技术，本发明所述的车辆具有以下优势：
本发明所述的车辆转向方便，可同时满足车辆在低速和高速工况下的转向，提升了驾驶人员的驾车体验，且提高了整车的安全性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的输入轴与上中间轴配合的示意图；
图2为本发明实施例所述的上中间轴与下中间轴配合的示意图；
图3为本发明实施例所述的下中间轴与输出轴配合的示意图；
图4为本发明实施例所述的上偏心结构与下偏心结构配合的示意图；
图5为本发明实施例所述的可变传动比转向器的示意图。
附图标记说明：
100-可变传动比转向器，
110-输入轴，
120-上中间轴，121-上偏心结构，
130-下中间轴，131-下偏心结构，
140-输出轴，150-第一齿轮组，160-第二齿轮组。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图1至附图5并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明实施例的用于车辆的可变传动比转向器100，可以包括转向器本体(未示出)、输出轴140、输入轴110、上中间轴120和下中间轴130。
其中，转向器本体与车轮相连，用于驱动车轮转向，输出轴140与转向器本体相连，输入轴110与车辆的方向盘相连，上中间轴120与输入轴110相连，下中间轴130与输出轴140相连，上中间轴120上设置有上偏心结构121，下中间轴130上设置有下偏心结构131，上偏心结构121与下偏心结构131联动。
换言之，方向盘上的转矩可以通过输入轴110、上中间轴120、下中间轴130和输出轴140传递到转向器本体，且由于上中间轴120和下中间轴130上分别设置了上偏心结构121和下偏心结构131，因此转向系统的传动比是可变的，既可以适用于车辆在高速下的转向，又可以适用于车辆在低速向的转向，确保了转向系统的安全性和舒适性。
根据本发明实施例的用于车辆的可变传动比转向器100，通过在上中间轴120和下中间轴130上设置上偏心结构121和下偏心结构131，使得转向器的传动比可变，进而同时满足了车辆在高速和低速下的转向要求。
在本发明的一些实施例中，如图2和图5所示，上偏心结构121和下偏心结构131彼此啮合。可选地，上偏心结构121为上偏心齿轮，下偏心结构131为下偏心齿轮，进而上偏心齿轮与下偏心齿轮之间的传动比是可变的，确保整车的转向系统的传动比可变。
进一步地，上偏心齿轮与下偏心齿轮均为圆形。也就是说，上中间轴120偏心地穿过对应的圆形齿轮，下中间轴130偏心地穿过对应的圆形齿轮。进而在上偏心齿轮和下偏心齿轮啮合的过程中，上偏心齿轮和下偏心齿轮之间的传动比是变化的。当然，可以理解的是，上偏心齿轮和下偏心齿轮也可以均为椭圆形，只要保证上偏心齿轮和下偏心齿轮在转动过程中传动比是变化的即可。
优选地，上偏心齿轮和下偏心齿轮为结构和形状相同的圆形齿轮，上偏心齿轮相对上中间轴120的偏心率为e1，下偏心齿轮相对向中间偏心轴的偏心率为e2，其中e1＝e2。
也就是说，虽然在上偏心齿轮转动一圈时，下偏心齿轮也转动一圈，但上偏心齿轮和下偏心齿轮在0～180°和0～-180°之间的范围内彼此间的传动比会发生变化。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，在方向盘处于中位时，上偏心结构121具有第一啮合点，下偏心结构131具有与第一啮合点啮合配合的第二啮合点，其中第一啮合点为上偏心结构121上与上中间轴120的中心轴线距离最近的点，第二啮合点为下偏心结构131上与下中间轴130的中心轴线距离最远的点。
需要说明的是，方向盘处于中位即方向盘既不向左转动也不向右转动时的状态，由于第一啮合点为上偏心结构121上与上中间轴120的中心轴线距离最近的点，第二啮合点为下偏心结构131上与下中间轴130的中心轴线最远的点，此时上偏心结构121和下偏心结构131在第一啮合点和第二啮合点附近啮合，上偏心结构121转动的角度大于下偏心结构121转动的角度，转向系统的传动比最大，适于车辆在高速行驶下对转向的要求，保证车辆行驶稳定性及安全性。
可选地，方向盘处于左极限位置或右极限位置时，上偏心结构121具有第三啮合点，下偏心结构131上具有与第三啮合点啮合配合的第四啮合点，其中第三啮合点为上偏心结构121上与上中间轴120的中心轴线距离最远的点，第四啮合点为下偏心结构131上下中间轴130的中心轴线距离最近的点。
由于第三啮合点为上偏心结构121上与上中间轴120的中心轴线距离最远的点，第四啮合点为下偏心结构131上与下中间轴130的中心轴线最近的点，此时上偏心结构121和下偏心结构131在第三啮合点和第四啮合点附啮合，下偏心齿轮转动的角度小于下偏心齿轮转动的角度，转向系统的传动比最小，适于车辆在低速行驶下对转向的要求，保证车辆转向灵巧、轻便。
在本发明的一些实施例中，如图1、图3和图5所示，输入轴110与上中间轴120之间通过第一齿轮组150传动，输入轴110与上中间轴120之间的传动比为i1，输出轴140与下中间轴130之间通过第二齿轮组160传动，且输出轴140与下中间轴130之间的传动比为i2，其中i1、i2满足关系式：i1＝1/i2。由此，保证了输入轴110和输出轴140转动的圈数相同。通过调节第一齿轮组150和第二齿轮组160，可保证当方向盘从中间位置转动到左右极限时上中间轴120的左右极限为180°。
此外，通过调整第一齿轮组150和第二齿轮组160的传动比，可以实现车辆方向盘可转动的总圈数的改变，而不需改变转向器线角传动比。
在本发明的一些实施例中，输入轴110与输出轴140之间的传动比为1。即输入轴110转动一圈，输出轴140也转动一圈。但在一圈中，输入轴110和输出轴140之间的传动比是变化的。
车辆在高速运行时，方向盘在中位附近转动，此时上偏心结构121和下偏心结构131在第一啮合点和第二啮合点附近啮合，车辆的转向系统的传动比较大，以保证车辆行驶稳定性和安全性；当车辆在低速运行时，方向盘可以转动并越过第一啮合点和第二啮合点附近的范围，此时车辆的转向系统的传动比较小，以保证车辆转向灵巧、轻便。
下面简单描述本发明实施例的车辆。
根据本发明实施例的车辆包括上述实施例的可变传动比转向器100，由于根据本发明实施例的车辆设置有上述的可变传动比转向器100，因此该车辆转向方便，可同时满足车辆在低速和高速工况下的转向，提升了驾驶人员的驾车体验，且提高了整车的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，包括：
转向器本体；
输出轴(140)，所述输出轴(140)与所述转向器本体相连；
输入轴(110)，所述输入轴(110)与所述车辆的方向盘相连；以及
上中间轴(120)和下中间轴(130)，所述上中间轴(120)与所述输入轴(110)传动相连，所述下中间轴(130)与所述输出轴(140)相连，所述上中间轴(120)上设置有上偏心结构(121)，所述下中间轴(130)上设置有下偏心结构(131)，所述上偏心结构(121)与所述下偏心结构(131)联动。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述上偏心结构(121)与所述下偏心结构(131)彼此啮合。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述上偏心结构(121)为上偏心齿轮，所述下偏心结构(131)为下偏心齿轮。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述上偏心齿轮与所述下偏心齿轮均为圆形。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述上偏心齿轮相对所述上中间轴(120)的偏心率为e1，所述下偏心齿轮相对所述下中间轴(130)的偏心率为e2，其中e1＝e2。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，在所述方向盘处于中位时，所述上偏心结构(121)具有第一啮合点，所述下偏心结构(131)具有与所述第一啮合点啮合配合的第二啮合点，其中所述第一啮合点为所述上偏心结构(121)上与所述上中间轴(120)的中心轴线距离最近的点，所述第二啮合点为所述下偏心结构(131)上与所述下中间轴(130)的中心轴线距离最远的点。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述输入轴(110)与所述上中间轴(120)之间通过第一齿轮组(150)传动，且所述输入轴(110)与所述上中间轴(120)之间的传动比为i1；所述输出轴(140)与所述下中间轴(130)之间通过第二齿轮组(160)传动，且所述输出轴(140)与所述下中间轴(130)之间的传动比为i2，其中i1、i2满足关系式：i1＝1/i2。
8.根据权利要求3所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述上偏心齿轮与所述下偏心齿轮均为椭圆形。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的可变传动比转向器(100)，其特征在于，所述输入轴(110)与所述输出轴(140)的传动比为1。
10.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求1-9中任一项所述的可变传动比转向器(100)。
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