CN108860291A - 一种车辆转向系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆转向系统和具有其的车辆，该系统包括：第一齿条，第一齿条为长条形且设有沿其长度方向延伸的安装孔，第一齿条外壁面设有与安装孔连通的销孔；穿设在销孔内且可沿销孔轴向运动的限位销；设在安装孔中且可沿第一齿条的轴向运动的第二齿条，第二齿条外壁面设有多个沿其轴向间隔开布置的限位孔，限位孔与限位销的位置相对应以在限位销插接在限位孔内时固定第二齿条；邻近限位销设置的电磁铁，电磁铁可吸附或断开限位销；控制电磁铁通电或断电的控制系统。第一齿条和第二齿条锁死时控制系统控制电磁铁通电,电磁铁将限位销从限位孔中吸出，转角关系正常时控制系统控制电磁铁断电，该系统节约电能，能够保证行驶安全。

Description

一种车辆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，特别涉及一种车辆转向系统和具有其的车辆。

背景技术

车辆的转向器是车辆行驶中重要的操作结构，对驾驶安全有重要影响，通常齿轮齿条转向器中的齿条是整体式的，车轮转向时内外轮的转角关系不可调节，在外界因素的影响下内外轮转角关系难以满足理想的要求。

在实际应用中有的齿条可调节，齿条之间允许在一定范围内有相对运动，当相对运动超范围时，转动方向盘过程中齿条可以被锁死，不能继续发生相对运动，会变成固定梯形纯机械转向以保证车辆安全模式行驶，现有技术中提及齿条的断开或锁死，但没有提及如何断开或锁死，且在齿条断开或锁死的过程中操作不便，效率低，给检测和维修带来麻烦。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车辆转向系统。

本发明还提供一种具有上述车辆转向系统的车辆。

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车辆转向系统，包括：

第一齿条，所述第一齿条形成为长条形，所述第一齿条内设有沿其长度方向延伸的安装孔，所述第一齿条的外壁面设有与所述安装孔连通的销孔；

限位销，所述限位销穿设在所述销孔中且可沿所述销孔的轴向运动；

第二齿条，所述第二齿条设在所述安装孔中且可沿所述第一齿条的轴向运动，所述第二齿条的外壁面设有多个沿其轴向间隔开布置的限位孔，所述限位孔的位置与所述限位销的位置相对应以在所述限位销插接在所述限位孔内时固定所述第二齿条；电磁铁，所述电磁铁邻近所述限位销设置，所述电磁铁可通、断电以吸附或断开所述限位销；

控制系统，所述控制系统与所述电磁铁相连以控制所述电磁铁通电或断电。

进一步地，所述车辆转向系统还包括：

锁销固定套，所述锁销固定套形成为柱状且套设在所述第一齿条上，所述锁销固定套上设有锁销孔，所述限位销可活动地设在所述锁销孔与所述销孔之间。

进一步地，所述锁销孔形成为沉孔，所述限位销的中部设有向外突出的凸台，所述车辆转向系统还包括：

弹簧，所述弹簧设在所述锁销孔中且套设在所述限位销上，所述弹簧的一端止抵所述凸台且另一端止抵所述锁销孔的底壁。

进一步地，所述车辆转向系统还包括：

壳体，所述壳体形成为柱状且套设在所述锁销固定套外周，所述壳体上设有与所述锁销孔位置相对应的定位孔，所述电磁铁设在所述定位孔内。

进一步地，所述限位销和所述电磁铁分别为多个，多个所述限位销沿所述锁销固定套的周向间隔开均匀分布，与每个所述限位销相对应位置的所述定位孔中分别设置一个所述电磁铁。

进一步地，当车辆的左右车轮的转角状态偏离设定状态时，在方向盘转动过程中，所述限位销插入所述限位孔以固定所述第二齿条，所述控制系统提示故障并在接收到维修指令时控制所述电磁铁通电。

进一步地，当所述控制系统接收到维修完成指令时所述控制系统控制所述电磁铁断电。

进一步地，所述车辆转向系统还包括：

诊断仪，所述诊断仪与所述控制系统和车辆的所述左右车轮相连，所述诊断仪用于检测所述左右车轮的转角状态并根据所述转角状态向所述控制系统发出所述维修指令。

进一步地，当所述转角状态偏离设定状态时所述诊断仪向所述控制系统发出所述维修指令。

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车辆转向系统。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

根据本发明实施例的车辆转向系统，车辆左右轮转角关系偏离正常状态时，限位销能够将第一齿条和第二齿条锁死，限制第一齿条和第二齿条的相对移动，检修时控制系统可以控制电磁铁通电以将限位销从限位孔中吸出，便于检修，车轮转角关系正常时控制系统可控制电磁铁断电以断开对限位销的吸附，使得限位销的状态得到合理控制，节约电能，保证车辆安全行驶。诊断仪可以检测左右车轮的转角状态，当车轮转角状态偏离设定状态时诊断仪可以向控制系统发出维修指令，可以提示驾驶员，便于及时得到维修，保障行车安全，且该转向系统结构简单，易于实现，实用性强。

附图说明

图1为本发明一个实施例的车辆转向系统的结构示意图；

图2为图1中线A-A的剖视图；

图3为本发明一个实施例的车辆转向系统的电磁铁控制逻辑示意图。

附图标记：

车辆转向系统100；

第一齿条10；

限位销20；

第二齿条30；限位孔31；

电磁铁40；

锁销固定套50；锁销孔51；

弹簧60；

壳体70。

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车辆转向系统100。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的车辆转向系统100包括第一齿条10、限位销20、第二齿条30、电磁铁40和控制系统。

具体而言，第一齿条10形成为长条形，第一齿条10内设有沿其长度方向延伸的安装孔，第一齿条10的外壁面设有与安装孔连通的销孔，限位销20穿设在销孔中且可沿销孔轴向运动，第二齿条30设在安装孔中且可沿第一齿条10的轴向运动，第二齿条30的外壁面设有多个沿其轴向间隔开布置的限位孔31，限位孔31的位置与限位销20的位置相对应以在限位销20插接在限位孔31内时固定第二齿条30，电磁铁40邻近限位销20设置，电磁铁40可通电以吸附或断开限位销20，控制系统与电磁铁40相连以控制电磁铁40通电或断电。

也就是说，车辆转向系统100主要由第一齿条10、限位销20、第二齿条30、电磁铁40和控制系统构成，其中，第一齿条10可以形成为长条形，也可以根据需要形成其他合理的结构形状，比如柱状，在第一齿条10内可以设有安装孔，安装孔可以沿第一齿条10的长度方向延伸，在第一齿条10的外壁面可以设有销孔，销孔可以与安装孔连通，销孔的数量可以为多个，比如，销孔可以为三个，可以沿第一齿条10的周向间隔开设置，限位销20可以设在销孔中，限位销20可沿销孔的轴向运动，限位销20可以插入销孔中，限位销20的形状与销孔形状相匹配。

第二齿条30可以设在安装孔中，第二齿条30可沿第一齿条10的轴向运动，在第二齿条30的外壁面可以设有多个限位孔31，限位孔31可以沿第二齿条30的轴向间隔开布置，限位孔31的位置与限位销20的位置相对应，当车辆左右车轮的相对转角关系偏离正常位置时，转动方向盘过程中第二齿条30在第一齿条10的安装孔中移动，当第二齿条30上的限位孔31移动到限位销20处时，限位销20可以插接在限位孔31内以固定第二齿条30，使得第二齿条30与第一齿条10锁死，第二齿条30与第一齿条10不能发生相对移动，保证车辆的安全行驶。电磁铁40可以在邻近限位销20的位置设置，以便电磁铁40能够吸附限位销20，电磁铁40可以通电或断电，电磁铁40通电时电磁铁40吸附限位销20，或电磁铁40断电时电磁铁40断开对限位销20的吸附，当电磁铁40通电时电磁铁40能够将限位销20从限位孔31中吸附出来，便于对转向系统的检修，当电磁铁40断电时电磁铁40与限位销20断开，使得限位销20能够插入限位孔31中。

控制系统可以与电磁铁40相连以控制电磁铁40通电或断电，比如，车辆左右车轮的转角关系偏离正常位置时，需要检修，可以向控制系统发送指令以使得控制系统控制电磁铁40通电，可以人工发送指令，将限位销20从限位孔31中吸附出来，以便于检修。检修完毕后，车辆左右车轮的转角关系处于正常状态，可以向控制系统发送指令使得控制系统控制电磁铁40断电，也可以人工发送指令，电磁铁40断电利于节约电能，同时，车辆左右车轮的转角关系偏离正常位置时，限位销20能够插接在限位孔31中，保证行车安全。

由此，根据本发明实施例的车辆转向系统100，车辆左右轮转角关系偏离正常状态时，限位销20能够将第一齿条10和第二齿条30锁死，限制第一齿条10和第二齿条30的相对移动，检修时控制系统可以控制电磁铁40通电以将限位销20从限位孔31中吸出，检修方便，车轮转角关系正常时控制系统可控制电磁铁40断电以断开对限位销20的吸附，这样设置可以使得限位销20的状态得到合理控制，节约电能，保证车辆安全行驶。且该转向系统结构简单，易于实现，实用性强。

在本发明的一些实施例中，车辆转向系统100还可以包括锁销固定套50，锁销固定套50可以形成为柱状，锁销固定套50上可以设有沿其轴向延伸的配合孔，锁销固定套50可以通过配合孔套设在第一齿条10上，锁销固定套50上可以设有锁销孔51，锁销孔51可以设在锁销固定套50上与第一齿条10上的销孔相应的位置，限位销20可活动地设在锁销孔51与销孔之间，限位销20邻近第二齿条30的一端能够穿过销孔插入限位孔31中，限位销20的另一端可以插接在锁销孔51中，电磁铁40通电时电磁铁40可以吸附限位销20的另一端以将限位销20从限位孔31中脱离出来，限位销20可以稳定地在锁销孔51与销孔之间活动，以使得车辆左右车轮转角关系偏离正常状态时能够稳定地锁死第一齿条10和第二齿条30，保证车辆安全行驶。

在本发明的另一些实施例中，锁销孔51可以形成为沉孔，限位销20的中部可以设有向外突出的凸台，凸台可以沿限位销20的径向方向向外突出，在第一齿条10外壁面的销孔位置也可以形成凹槽，凸台可以在沉孔和凹槽中活动，车辆转向系统100还可以包括弹簧60，弹簧60可以设在锁销孔51中，弹簧60可以套设在限位销20上，弹簧60的一端可以止抵凸台，弹簧60的一端也可以与凸台固定相连，弹簧60的另一端可以止抵锁销孔51的底壁，也可以与锁销孔51的底壁固定相连。

当车辆左右轮转角状态正常时，电磁铁40可以不通电，在弹簧60的弹簧力作用下，限位销20邻近第二齿条30的一端可以沿第二齿条30的径向顶在第二齿条30的外壁面上，第一齿条10和第二齿条30发生相对移动时，限位销20邻近第二齿条30的一端可以在第二齿条30的两组限位孔31之间滑动。

当车辆左右轮转角状态偏离正常状态时，驾驶员转动方向盘过程中限位销20可以插入限位孔31中，保证车辆在安全模式下行驶，此时控制系统可以向驾驶员提示故障，通知驾驶员维修，驾驶员可以向控制系统发送维修指令，控制系统接收到维修指令后控制系统可以给电磁铁40通电，驾驶员可以转动方向盘到中位，电磁铁40可以克服弹簧60的弹力，将限位销20吸出限位孔31，以便于维修，维修完成后，驾驶员可以给控制系统发送维修完成指令，控制系统接收到维修完成指令后控制电磁铁40断电，在弹簧60的弹簧力作用下，限位销20邻近第二齿条30的一端又可以沿第二齿条30的径向顶在第二齿条30上，第一齿条10和第二齿条30发生相对移动时，限位销20邻近第二齿条30的一端可以在第二齿条30的两组限位孔31之间滑动，保证车辆转向的正常。

根据本发明的一些实施例，车辆转向系统100还可以包括壳体70，壳体70可以形成为柱状，壳体70上可以设有沿其轴向方向延伸的壳孔，壳体70可以通过壳孔套设在锁销固定套50的外周，在壳体70上与锁销孔51相对应位置可以设有定位孔，定位孔、限位销20和电磁铁40的个数相等，具体的，可以为三个，可以沿壳体70的周向均匀间隔开分布，电磁铁40可以设在定位孔内，便于电磁铁40吸附限位销20，当电磁铁40吸附限位销20时保证电磁铁40的稳定，壳体70可以使得第一齿条10和第二齿条30发生移动时或者限位销20活动时更稳定。

根据本发明的另一些实施例，限位销20和电磁铁40的数量可以分别为多个，多个限位销20可以沿锁销固定套50的周向间隔开均匀分布，与每个限位销20相对应位置的定位孔中分别设置一个电磁铁40，更加具体的，限位销20和电磁铁40的数量均为三个。

在本发明的一些具体实施例中，当车辆的左右车轮的转角状态偏离设定状态时，驾驶员在转动方向盘过程中，限位销20可以插入限位孔31以固定第二齿条30，保证行驶安全。车辆转向系统100还可以包括提示装置，通过提示装置可以提示故障，提示装置可以与控制系统相连，控制系统可以控制提示装置提示驾驶员转向系统出现故障需要检修，提示装置可以包括提示语音、提示灯等，驾驶员收到提示装置的提示后可以向控制系统发出维修指令，控制系统在接收到维修指令时可以控制电磁铁40通电，电磁铁40将限位销20从限位孔31中吸出，以便于维修。

在本发明的另一些具体实施例中，当控制系统接收到维修完成指令时控制系统可以控制电磁铁40断电，比如，当维修完成时，驾驶人员可以向控制系统发出维修完成指令，控制系统接收到维修完成指令时可以控制电磁铁40断电，在弹簧60的弹簧力作用下，限位销20邻近第二齿条30的一端又可以沿第二齿条30的径向顶在第二齿条30的外壁面上，第一齿条10和第二齿条30发生相对移动时，限位销20邻近第二齿条30的一端可以在第二齿条30的两组限位孔31之间滑动，保证车辆转向正常。

根据本发明的一些实施例，车辆转向系统100还可以包括诊断仪，诊断仪可以分别与控制系统和车辆的左右车轮相连，诊断仪可以检测车辆左右车轮的转角状态，检测转角状态是否处于正常状态，且诊断仪可以根据检测到的转角状态向控制系统发出维修指令，比如，诊断仪检测到车辆左右车轮的转角状态偏离正常状态，需要检修，诊断仪可以向控制系统发出维修指令，诊断仪也可以与提示装置相连，诊断仪可以向提示装置发出提示信号，提示装置接收到提示信号后可以提示驾驶员。

根据本发明的另一些具体实施例，车辆左右车轮的转角状态可以根据实际情况设定，当车辆左右车轮的转角状态偏离设定状态时诊断仪可以向控制系统发出维修指令。

在本发明的车辆转向系统100实施过程中，电磁铁40的控制策略可以分非故障期、故障期、维修期三个时期。该系统中可以包括故障器，故障器可以与控制系统和诊断仪相连，故障期可以由“故障器指令”触发，“故障器指令”可以经控制系统判断形成，故障期可以由“维修期指令”结束；维修期可以由人工“维修期指令”触发，维修期可以由“维修完成指令”结束；当接到“维修完成指令”后进入非故障期。

在非故障期内，车辆的左右轮转角状态正常，电磁铁40处于断电状态，限位销20在弹簧60弹簧力的作用下沿第二齿条30的径向顶在第二齿条30的外壁面上，在第二齿条30的两组限位孔31之间滑动。

车辆转向系统100出现问题后可以分两个阶段，一是故障期，由于在非故障期内电磁铁40为断电状态，进入故障器时电磁铁40为断电状态，限位销20在驾驶员转动方向盘过程中已锁入限位孔31，保证车辆安全模式行驶，控制系统可以集成在车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)中，电子控制单元又称“行车电脑”，进入故障期时ECU可以报故障，通知驾驶员进行维修；二是维修期，ECU接收到维修指令时给电磁铁40通电，可以通知驾驶员转动方向盘到中位，电磁铁40克服弹簧60的弹簧压力，将限位销20吸出限位孔31以便于维修；维修完成后，可以人工给ECU“维修完成指令”，当接到“维修完成指令”时车辆转向系统100可以自检循环进入非故障期，ECU控制电磁铁40断电。

在具体的使用过程中，电磁铁40的控制策略可以如图3所示，车辆点火后可以检测车辆左右轮相对关系是否合格，如果左右轮相对关系合格，看是否有“维修期”指令，有“维修期”指令通知驾驶员进行维修，驾驶员可以发出维修期指令，ECU控制电磁铁40通电，限位销20吸出限位孔31以便于维修，维修完成后，驾驶员可以发出维修完成指令，ECU可以控制电磁铁40断电，限位销20在弹簧60弹簧力的作用下沿第二齿条30的径向顶在第二齿条30的外壁面上，在第二齿条30的两组限位孔31之间的限定范围内滑动，超出限定范围可以锁住第二齿条30；没有“维修期”指令时，ECU可以直接控制电磁铁40断电。

如果左右轮相对关系不合格，ECU可以控制电磁铁40通电，可以通知驾驶员转动方向盘到中位，限位销20被电磁铁40吸附，限位销20被从限位孔31中吸出，左右轮复位后再次检测左右轮相对关系是否合格，如果不合格，看是否有“维修期”指令，有“维修期”指令通知驾驶员进行维修，电磁铁40通电，维修完成后，驾驶员可以发出维修完成指令，ECU可以控制电磁铁40断电。

汽车点火开关打开后，车辆转向系统100可以首先进行自检，没有故障时可以进入非故障期正常运行；有故障可以进一步检测，经过对电磁铁40通电、齿条(带动左右轮)复位情况的检测，左右轮复位成功则正常运行，复位不成功则自动进入故障期，电磁铁40可以断电，准备维修，驾驶员可以发出维修期指令，ECU控制电磁铁40通电，进行维修。车辆转向系统100的使用过程中还可以涵盖非故障异常锁死如图3中A环，左右轮相对关系不合格时，ECU控制电磁铁40通电，限位销20被电磁铁40吸附；还可以包含车轮转角控制故障锁死保护及维修，如图3中B环1和B环2，当左右轮相对关系不合格，没有“维修期”指令时进入B环1，ECU收到“故障期”指令时控制电磁铁40断电，有“故障期”指令或有“维修期”指令时可以进入B环2，通知驾驶员维修，维修完成后驾驶员可以发出维修完成指令，使得ECU控制电磁铁40断电。

根据本发明实施例的车辆转向系统100，车辆左右轮转角关系偏离正常状态时，限位销20能够将第一齿条10和第二齿条30锁死，限制第一齿条10和第二齿条30的相对移动，检修时控制系统可以控制电磁铁40通电以将限位销20从限位孔31中吸出，便于检修，车轮转角关系正常时控制系统可控制电磁铁40断电以断开对限位销20的吸附，使得限位销20的状态得到合理控制，节约电能，保证车辆安全行驶。诊断仪可以检测左右车轮的转角状态，当车轮转角状态偏离设定状态时诊断仪可以向控制系统发出维修指令，可以提示驾驶员，便于及时得到维修，保障行车安全，且该转向系统结构简单，易于实现，实用性强。

根据本发明实施例的车辆包括根据上述实施例的车辆转向系统100，由于根据本发明上述实施例的车辆转向系统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，即车辆左右轮转角关系偏离正常状态时，限位销20能够将第一齿条10和第二齿条30锁死，检修时控制系统可以控制电磁铁40通电以将限位销20从限位孔31中吸出，便于检修，车轮转角关系正常时控制系统可控制电磁铁40断电以断开对限位销20的吸附，使得限位销20的状态得到合理控制，节约电能，保证车辆安全行驶，诊断仪可以检测左右车轮的转角状态，可以提示驾驶员，便于及时得到维修，保障行车安全。

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)

1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括：

第一齿条，所述第一齿条形成为长条形，所述第一齿条内设有沿其长度方向延伸的安装孔，所述第一齿条的外壁面设有与所述安装孔连通的销孔；

限位销，所述限位销穿设在所述销孔中且可沿所述销孔的轴向运动；

第二齿条，所述第二齿条设在所述安装孔中且可沿所述第一齿条的轴向运动，所述第二齿条的外壁面设有多个沿其轴向间隔开布置的限位孔，所述限位孔的位置与所述限位销的位置相对应以在所述限位销插接在所述限位孔内时固定所述第二齿条；电磁铁，所述电磁铁邻近所述限位销设置，所述电磁铁可通、断电以吸附或断开所述限位销；

控制系统，所述控制系统与所述电磁铁相连以控制所述电磁铁通电或断电。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括：

锁销固定套，所述锁销固定套形成为柱状且套设在所述第一齿条上，所述锁销固定套上设有锁销孔，所述限位销可活动地设在所述锁销孔与所述销孔之间。

3.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述锁销孔形成为沉孔，所述限位销的中部设有向外突出的凸台，所述车辆转向系统还包括：

弹簧，所述弹簧设在所述锁销孔中且套设在所述限位销上，所述弹簧的一端止抵所述凸台且另一端止抵所述锁销孔的底壁。

4.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体形成为柱状且套设在所述锁销固定套外周，所述壳体上设有与所述锁销孔位置相对应的定位孔，所述电磁铁设在所述定位孔内。

5.根据权利要求4所述的车辆转向系统，其特征在于，所述限位销和所述电磁铁分别为多个，多个所述限位销沿所述锁销固定套的周向间隔开均匀分布，与每个所述限位销相对应位置的所述定位孔中分别设置一个所述电磁铁。

6.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，当车辆的左右车轮的转角状态偏离设定状态时，在方向盘转动过程中，所述限位销插入所述限位孔以固定所述第二齿条，所述控制系统提示故障并在接收到维修指令时控制所述电磁铁通电。

7.根据权利要求6所述的车辆转向系统，其特征在于，当所述控制系统接收到维修完成指令时所述控制系统控制所述电磁铁断电。

8.根据权利要求6所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括：

诊断仪，所述诊断仪与所述控制系统和车辆的所述左右车轮相连，所述诊断仪用于检测所述左右车轮的转角状态并根据所述转角状态向所述控制系统发出所述维修指令。

9.根据权利要求8所述的车辆转向系统，其特征在于，当所述转角状态偏离设定状态时所述诊断仪向所述控制系统发出所述维修指令。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车辆转向系统。