CN108528520A - 一种转向系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转向系统和具有其的车辆，转向系统包括：蜗壳；蜗轮，蜗轮设在蜗壳内，蜗轮用于与转向器上的输入轴相连；蜗杆，蜗杆的第一端与驱动件相连以由驱动件驱动其绕轴线转动，蜗杆的第二端伸入蜗壳并与蜗轮配合以驱动蜗轮转动；调节组件，调节组件与蜗杆的第二端相连以调节蜗杆与蜗轮的配合间隙。根据本发明的转向系统，能够调节蜗轮蜗杆之间的间隙，既能调大蜗轮蜗杆的间隙，提升转向性能，又能减小蜗轮蜗杆间隙，避免异响产生，可减缓路面传递过来的冲击，提高转向系统的转向性能，该系统结构简单，便于实现。

Description

一种转向系统和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种转向系统和具有其的车辆。

背景技术

目前汽车的电动助力转向系统减速机构多采用蜗轮蜗杆传动，蜗轮蜗杆在完成装配后其传动间隙就固定不变，稍小的蜗轮蜗杆间隙可使车辆行驶在颠簸路面上时不易产生异响，但却容易导致系统摩擦力大，从而影响正常行驶工况下的转向性能，而稍大的蜗轮蜗杆间隙可有效降低系统摩擦使转向性能提升，但车辆行驶在颠簸路面上容易产生异响，受限于蜗轮蜗杆等零部件加工工艺，其精度往往难以确保间隙同时满足系统摩擦力小和无异响的要求，因此难以兼顾正常路面行驶和颠簸路面行驶的不同需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种转向系统。

本发明还提供一种具有上述转向系统的车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的转向系统，包括：

蜗壳；

蜗轮，所述蜗轮设在所述蜗壳内，所述蜗轮用于与转向器上的输入轴相连；

蜗杆，所述蜗杆的第一端与驱动件相连以由所述驱动件驱动其绕轴线转动，所述蜗杆的第二端伸入所述蜗壳并与所述蜗轮配合以驱动所述蜗轮转动；

调节组件，所述调节组件与所述蜗杆的第二端相连以调节所述蜗杆与所述蜗轮的配合间隙。

进一步地，所述蜗轮的外周设有第一齿纹，所述蜗杆设有与所述第一齿纹对应的第二齿纹，所述第二齿纹与所述第一齿纹啮合以驱动所述蜗轮转动。

进一步地，所述转向系统还包括：

第一摆动轴承，所述第一摆动轴承设在所述蜗壳内且位于所述蜗轮的一侧，所述蜗杆的第一端穿过所述第一摆动轴承与所述驱动件相连；

第二摆动轴承，所述第二摆动轴承设在所述蜗壳内且位于所述蜗轮的另一侧，所述蜗杆的第二端穿过所述第二摆动轴承与所述调节组件相连。

进一步地，所述调节组件包括：

支撑座，所述支撑座设在所述蜗壳内且用于支撑所述蜗杆的第二端；

调节杆，所述调节杆与所述支撑座相连以调节所述支撑座相对于所述蜗轮的距离。

进一步地，所述支撑座上设有第三齿纹，所述调节杆上设有第四齿纹，所述第四齿纹与所述第三齿纹啮合以驱动所述支撑座活动。

进一步地，所述调节杆的导程角小于所述第三齿纹与所述第四齿纹之间的当量摩擦角。

进一步地，所述转向系统还包括：

调节电机，所述调节电机与所述调节杆相连以驱动所述调节杆转动。

进一步地，所述转向系统还包括：

转角传感器，所述转角传感器安装在所述调节电机上用于测量所述调节电机的旋转角度和方向并生成相应的检测信号。

进一步地，所述转向系统还包括：

控制器，所述控制器分别与所述转角传感器和所述调节电机相连，所述控制器接收所述检测信号并根据所述检测信号调节所述调节电机。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的转向系统。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的转向系统，能够调节蜗轮蜗杆之间的间隙，既能调大蜗轮蜗杆的间隙，提升转向性能，又能减小蜗轮蜗杆间隙，避免异响产生，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击，提高转向系统的转向性能，该系统结构简单，便于实现。

附图说明

图1为本发明一个实施例的转向系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的转向系统的控制器的行驶模式转换示意图；

图3为本发明一个实施例的转向系统的控制示意图。

附图标记：

转向系统100；

蜗壳10；

蜗轮20；第一齿纹21；

蜗杆30；第二齿纹31；

调节组件40；支撑座41；调节杆42；

第三齿纹43；第四齿纹44；

第一摆动轴承50；

第二摆动轴承60；

调节电机70；

转角传感器80。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的转向系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的转向系统100包括蜗壳10、蜗轮20、蜗杆30和调节组件40。

具体而言，蜗轮20设在蜗壳10内，蜗轮20用于与转向器上的输入轴相连，蜗杆30的第一端与驱动件相连以由所述驱动件驱动其绕轴线转动，蜗杆30的第二端伸入蜗壳10并与蜗轮20配合以驱动蜗轮20转动，调节组件40与蜗杆30的第二端相连以调节蜗杆30与蜗轮20的配合间隙。

也就是说，转向系统100主要由蜗壳10、蜗轮20、蜗杆30和调节组件40构成，其中，蜗轮20可以设在蜗壳10内，蜗轮20和蜗壳10内的腔室相匹配，蜗轮20可以用于与车辆转向器上的输入轴相连，蜗杆30的第一端可以与驱动件相连，驱动件可以为转向助力电机，可以通过挠性联轴器将转向助力电机与蜗杆30的第一端连接在一起，从而由驱动件驱动蜗杆30绕其轴线转动，蜗杆30的第二端可以伸入蜗壳10内并与蜗轮20相配合以驱动蜗轮20转动，当驱动件驱动蜗杆30绕其轴线转动时，蜗杆30的第二端可以与蜗轮20相配合以驱动蜗轮20转动。车辆上的转向助力电机可以通过挠性联轴器与蜗杆30连接，蜗杆30转动带动蜗轮20转动，从而使与蜗轮20连接的输入轴转动，进一步驱动转向器产生转向助力。

调节组件40可以与蜗杆30的第二端相连，通过调节组件40可以调节蜗杆30与蜗轮20的配合间隙，当车辆在普通路面行驶时可以适当调大蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，以提升转向性能，当车辆在颠簸路面行驶时可以适当减小蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，避免异响产生，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击。

由此，根据本发明实施例的转向系统100，能够调节蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，既能调大蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，提升转向性能，又能减小蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，避免异响产生，同时由于较大的摩擦力，也可减缓路面传递过来的冲击，提高转向系统的转向性能，该系统结构简单，便于实现。

在本发明的一个实施例中，在蜗轮20的外周可以设有第一齿纹21，蜗杆30上可以设有与第一齿纹21对应的第二齿纹31，第二齿纹31可以与第一齿纹21啮合以驱动蜗轮20转动，当驱动件驱动蜗杆30绕其轴线转动时，蜗杆30可以驱动蜗轮20转动。

在本发明的一些实施例中，转向系统100还可以包括第一摆动轴承50和第二摆动轴承60，其中，第一摆动轴承50可以设在蜗壳10内且位于蜗轮20的一侧，蜗杆30的第一端可以穿过第一摆动轴承50与驱动件相连，驱动件可以驱动蜗杆30转动，第一摆动轴承50可以支撑蜗杆30的摆动，通过第一摆动轴承50的支撑蜗杆30可以稳定地摆动，第二摆动轴承60可以设在蜗壳10内且位于蜗轮20的另一侧，蜗杆30的第二端可以穿过第二摆动轴承60与调节组件40相连，第二摆动轴承60可以支撑蜗杆30的摆动，在第一摆动轴承50和第二摆动轴承60的支撑下蜗杆30可以稳定地摆动。

在本发明的另一些实施例中，调节组件40可以包括支撑座41和调节杆42，其中，支撑座41可以设在蜗壳10内且用于支撑蜗杆30的第二端，支撑座41可以设在第二摆动轴承60的上侧，支撑座41可以通过具有一定刚度的橡塑衬套安装于蜗壳10内，橡塑衬套可以设置在支撑座41与蜗壳10内壁之间，使蜗杆30与蜗轮20接触，同时在克服橡胶衬套弹性时可使得蜗杆30做小幅度摆动从而起到间隙可调的作用，调节杆42可以与支撑座41相连在一起以调节支撑座41相对于蜗轮20的距离，当调节杆42调节支撑座41相对于蜗轮20的距离时，蜗杆30与蜗轮20之间的间隙也随着改变。

根据本发明的一些实施例，在支撑座41上可以设有第三齿纹43，第三齿纹43可以设在支撑座41的外侧，在调节杆42上可以设有第四齿纹44，第四齿纹44可以与第三齿纹43啮合以驱动支撑座41活动，当调节杆42转动时能够驱动支撑座41上下活动，支撑座41上下移动时，蜗杆30与蜗轮20之间的间隙也随着改变，当支撑座41向上移动时蜗杆30与蜗轮20之间的间隙增大，提升转向性能，当支撑座41向下移动时蜗杆30与蜗轮20之间的间隙减小，能够避免异响产生，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击，提高转向系统的转向性能。

根据本发明的另一些具体实施例，调节杆42的导程角可以小于第三齿纹43与第四齿纹44之间的当量摩擦角，使得调节杆42和支撑座41配合具有自锁性，也就是说，调节杆42可驱动支撑座41，而支撑座41无法驱动调节杆42，确保支撑座41不会自行移动。

在本发明的一些具体实施例中，转向系统100还可以包括调节电机70，调节电机70可以与调节杆42连接在一起以能够驱动调节杆42转动，调节电机70上的转动轴可以与调节杆42的一端连接在一起，通过调节电机70上的转动轴带动调节杆42转动，转动的调节杆42可以驱动支撑座41，能够使得支撑座41可以在上下方向上活动，通过支撑座41的上下活动来调节蜗杆30与蜗轮20之间的间隙，从而根据路况行驶需要合理调节蜗杆30与蜗轮20之间的间隙，提高转向系统的使用性能。

在本发明的另一些具体实施例中，转向系统100还可以包括转角传感器80，转角传感器80可以安装在调节电机70上，用于测量调节电机70的旋转角度和方向并生成相应的检测信号。调节电机70可以通过挠性联轴器与调节杆42连接在一起，调节电机70转动可驱动调节杆42转动进而带动支撑座41的上下活动，实现蜗杆30的摆动，能够调节蜗杆30与蜗轮20的间隙，调节电机70的旋转角度及方向决定了蜗杆30与蜗轮20的间隙，调节电机70的旋转角度及方向可以由转角传感器80实时测量并生成相应的检测信号。

根据本发明的一些具体实施例，转向系统100还可以包括控制器，控制器可以分别与转角传感器80和调节电机70相连在一起，控制器可以接收转角传感器80发送的检测信号并根据检测信号调节调节电机70，从而通过调节电机70来调节蜗杆30与蜗轮20的间隙，使得转向系统100可以根据实际路况的需要来进行调节蜗杆30与蜗轮20的间隙。

在具体实施过程中，在转向系统控制器中可以事先合理设置蜗杆30与蜗轮20的间隙，比如，在普通路面下可以设置正常间隙为正常模式，在颠簸路面下可以设置小间隙为颠簸模式，驾驶员可以根据路况的实际情况进行切换不同的模式，当行驶在普通路面下，驾驶员可以操作驾驶模式按键，选择正常模式，蜗杆30与蜗轮20的间隙即调节为适合路况的正常间隙，当行驶在颠簸路面下，驾驶员可以选择颠簸模式，蜗杆30与蜗轮20的间隙即调节为适合颠簸路面的小间隙，避免异响。转向系统控制器可以接收驾驶员操作的驾驶模式切换指令，用于在正常间隙模式和小间隙模式间切换，比如，可以如图2所示。

在颠簸路面上行驶时，驾驶员可以操作驾驶模式按键，转向系统控制器可以根据模式信号控制调节电机70实现蜗杆30与蜗轮20间隙的调整。调节电机70的旋转角度及方向决定了蜗杆30与蜗轮20的间隙，例如，调节电机70当前角度为θ，正常间隙角度为θ₀，小间隙为θ₁，当驾驶员切换为正常行驶模式时，控制器可以控制调节电机70运动使偏差角度Δθ＝0，即θ-θ₀＝0，使蜗轮20与蜗杆30达到正常间隙，从而减小系统摩擦，获得良好的转向性能；当驾驶员切换为颠簸路面行驶模式时，控制器可以控制调节电机70运动，即θ-θ₁＝0，使蜗轮20与蜗杆30达到小间隙，避免车辆在颠簸路面上行驶出现系统的异响，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击。

在一些实施例的具体过程中，如图3所示，驾驶员可以根据实际路况操作驾驶模式按键，选择合适的驾驶模式，可以使得控制器控制调节电机70和转向助力电机，可以通过调节电机70调节转向系统的蜗轮蜗杆间隙调节机构，蜗轮蜗杆传动机构在车辆转向管柱、转向助力电机和蜗轮蜗杆间隙调节机构的作用下驱动与蜗轮20相连的输入轴，进一步驱动车辆的转向器产生转向助力从而使得车轮转向。

根据本发明实施例的转向系统100，能够调节蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，既能调大蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，提升转向性能，又能减小蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，避免异响产生，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击，提高转向系统的转向性能，该系统结构简单，便于实现。

根据本发明实施例的车辆包括根据上述实施例的转向系统100，由于根据本发明上述实施例的转向系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即能够调节蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，既能调大蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，提升转向性能，又能减小蜗轮20与蜗杆30之间的间隙，避免异响产生，同时由于较大的摩擦，也可减缓路面传递过来的冲击，提高车辆转向系统的转向性能。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转向系统，其特征在于，包括：

蜗壳；

蜗轮，所述蜗轮设在所述蜗壳内，所述蜗轮用于与转向器上的输入轴相连；

蜗杆，所述蜗杆的第一端与驱动件相连以由所述驱动件驱动其绕轴线转动，所述蜗杆的第二端伸入所述蜗壳并与所述蜗轮配合以驱动所述蜗轮转动；

调节组件，所述调节组件与所述蜗杆的第二端相连以调节所述蜗杆与所述蜗轮的配合间隙。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述蜗轮的外周设有第一齿纹，所述蜗杆设有与所述第一齿纹对应的第二齿纹，所述第二齿纹与所述第一齿纹啮合以驱动所述蜗轮转动。

3.根据权利要求2所述的转向系统，其特征在于，还包括：

第一摆动轴承，所述第一摆动轴承设在所述蜗壳内且位于所述蜗轮的一侧，所述蜗杆的第一端穿过所述第一摆动轴承与所述驱动件相连；

第二摆动轴承，所述第二摆动轴承设在所述蜗壳内且位于所述蜗轮的另一侧，所述蜗杆的第二端穿过所述第二摆动轴承与所述调节组件相连。

4.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述调节组件包括：

支撑座，所述支撑座设在所述蜗壳内且用于支撑所述蜗杆的第二端；

调节杆，所述调节杆与所述支撑座相连以调节所述支撑座相对于所述蜗轮的距离。

5.根据权利要求4所述的转向系统，其特征在于，所述支撑座上设有第三齿纹，所述调节杆上设有第四齿纹，所述第四齿纹与所述第三齿纹啮合以驱动所述支撑座活动。

6.根据权利要求5所述的转向系统，其特征在于，所述调节杆的导程角小于所述第三齿纹与所述第四齿纹之间的当量摩擦角。

7.根据权利要求5所述的转向系统，其特征在于，还包括：

调节电机，所述调节电机与所述调节杆相连以驱动所述调节杆转动。

8.根据权利要求7所述的转向系统，其特征在于，还包括：

转角传感器，所述转角传感器安装在所述调节电机上用于测量所述调节电机的旋转角度和方向并生成相应的检测信号。

9.根据权利要求8所述的转向系统，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器分别与所述转角传感器和所述调节电机相连，所述控制器接收所述检测信号并根据所述检测信号调节所述调节电机。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的转向系统。