CN111003057A - 线控转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种线控转向装置。根据本发明的一个实施例的线控转向装置为车辆的线控转向装置，包括：锁定部，在预定条件下，限制传递转向力或转向反力的轴的旋转；致动器，可以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩；以及控制部，在不符合所述预定条件的情况下，判断所述轴的旋转是否因所述锁定部的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制所述致动器以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩，并提供至所述轴。

Description

线控转向装置
相关申请
本申请要求于2018年10月5日提交的申请号为10-2018-0118981的韩国专利申请的较早申请日和优先权的权益，该韩国专利申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种线控转向装置。
背景技术
线控转向(steer by wire,SBW)装置是在转向轮与车轮之间没有万向节等机械连接，而根据传感器的输入使用电子控制单元和电机，以使车轮转向的装置。线控转向装置省略了传统的液压式转向装置的复杂的结构，并且可以容易实现根据车速等行驶状况改变转向比的功能，并以此提高驾驶员的便利性和车辆的稳定性。
通常，线控转向装置包括转向反力部和车轮转向部，并且在转向轮与车轮的机械连接被断开的状态下，电子控制单元以电信号接收转向轮的转向角并驱动车轮转向部，从而实现车轮的转向，转向反力部根据电子控制单元的控制生成适当的反力，以使驾驶员感受到自然的转向感。
为了限制转向轮在熄火的状态、车轮被障碍物卡住的状态等一定条件时的旋转，传统的线控转向装置具有限制传递转向力或转向反力的轴的旋转的结构。如上所述的方式可以对转向轮的旋转进行有效地机械限制。但在车辆启动的状态下，当行驶中发生误操作时，转向轮被固定，使得驾驶员无法进行转向，因此在安全方面诱发致命的问题。
现有技术文献
(专利文献)
韩国授权专利第10-1229126号“线控转向系统的转向控制系统”(公开日为2013年02月01日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种当因锁定部的误操作而传递转向力或转向反力的轴的旋转被限制时，能够避免发生无法转向的状态的线控转向装置。
本发明的目的并不限定于此，本领域普通技术人员应可根据以下的记载内容清楚地理解未提及的其他目的。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种线控转向装置，所述线控转向装置为车辆的线控转向装置，包括：锁定部，在预定条件下，限制传递转向力或转向反力的轴的旋转；致动器，可以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩；以及控制部，在不符合所述预定条件的情况下，判断所述轴的旋转是否因所述锁定部的误操作而被限制，并且当判断为因误操作而被限制时，控制致动器以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩，并提供至所述轴。
其中，所述锁定部可以包括：锁定环，在外周面形成锁定槽，并且被设置在所述轴上；锁定装置，包括锁定杆，在预定条件下，所述锁定杆被插入至所述锁定槽，并限制所述轴的旋转；以及紧固装置，设置在所述轴与所述锁定环之间，并向所述锁定环与所述轴之间提供紧固力。
另外，所述锁定装置还可以包括螺线管，所述螺线管与所述锁定杆结合，并将所述锁定杆插入至所述锁定槽或从锁定槽中取出。
另外，所述紧固装置可以由设置在所述轴的外周面与所述锁定环的内周面之间的弹性部件形成。
另外，所述紧固装置可以由环形状形成。
另外，所述致动器可以在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述轴。
另外，所述轴可以为蜗杆轴，所述蜗杆轴向结合在转向轴上的蜗轮传递转向反力。
另外，所述致动器可以与所述蜗杆轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述蜗杆轴。
另外，所述轴可以为转向轴。
另外，所述致动器可以与向结合在所述转向轴上的蜗轮传递转向反力的蜗杆轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述蜗杆轴。
另外，所述致动器可以与所述转向轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述转向轴。
另外，所述轴可以为驱动轮轴，所述驱动轮轴通过传动带向结合在转向轴上的从动轮传递转向反力且与驱动轮结合。
另外，所述致动器可以与所述驱动轮轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述驱动轮轴。
(三)有益效果
根据本发明的一个实施例，在线控转向装置中，当因锁定部的误操作而传递转向力或转向反力的轴的旋转被限制时，由致动器生成可克服所述轴的旋转限制状态的力矩并提供至所述轴，从而可以防止在车辆行驶中发生无法转向的状态。
另外，根据本发明的一个实施例，在线控转向装置中，当因锁定部的误操作而传递转向力或转向反力的轴的旋转被限制时，也可以继续执行转向，并且还可以提供适当的反力感。
本发明的效果并不限定于上述效果，应当理解为，本发明的效果包括根据记载于本发明的具体说明或权利要求书中的发明的技术方案可推理的所有效果。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施例的线控转向装置的图。
图2是放大表示图1的A部分的立体图。
图3是本发明的第一实施例的线控转向装置的蜗杆轴、锁定部和致动器的分解立体图。
图4是示出本发明的第一实施例的线控转向装置的运行状态的附图。
图5是本发明的第二实施例的线控转向装置的立体图。
图6是本发明的第二实施例的线控转向装置的分解立体图。
图7是示出本发明的第二实施例的线控转向装置的运行状态的图。
图8是本发明的第三实施例的线控转向装置的立体图。
图9是本发明的第三实施例的线控转向装置的分解立体图。
图10是本发明的第四实施例的线控转向装置的立体图。
具体实施方式
本公开可进行各种变化，并且可包括各个示例性实施例，并且特定示例性实施例将通过附图例示并在具体实施方式中进行解释。然而，本公开并不限定于特定示例性实施例，并且所描述的方面旨在涵盖落入本发明的范围和新颖思想的所有这些改变、修改和变型。
因此，在一些实施例中，未对公知进程、公知装置结构以及公知技术进行详细说明，以避免对本公开的不清楚说明。
下面，将参照附图对本公开的示例性实施例进行详细说明。
图1是示出本发明的第一实施例的线控转向装置的图，图2是放大表示图1的A部分的立体图。另外，图3是本发明的第一实施例的线控转向装置的蜗杆轴、锁定部和致动器的分解立体图。
在车辆的线控转向装置中，连接于转向轮10的转向轴20根据转向轮10的操作来旋转，并且根据基于转向轮10的转向角、转向力矩等的电子控制单元(未示出)的控制，向转向轴20提供适当的转向反力，另外，没有与转向轴20机械连接的车轮转向部(未示出)根据所述电子控制单元的控制来执行车轮的转向。
参照图1至图3，根据本发明的第一实施例的线控转向装置包括锁定部100、致动器200和控制部(未示出)。
锁定部100限制传递转向力或转向反力的轴的旋转。在本发明的第一实施例中，锁定部100限制向与转向轴20结合的蜗轮21提供转向反力的蜗杆轴30的旋转。锁定部100包括锁定环110、锁定装置120和紧固装置130。
其中，蜗杆轴30设置在蜗杆壳体(未示出)内，并且蜗杆轴30的一端连接于致动器200，蜗杆轴30的另一端与设置在所述蜗杆壳体内的轴承31结合。另外，还可以追加设置间隙防止装置33，其向蜗轮21侧对蜗杆轴30进行施压，以防止蜗杆轴30与蜗轮21之间发生间隙。在图2中，间隙防止装置33被设置为可通过对轴承31进行加压来补偿蜗杆轴30与蜗轮21之间的间隙的形态。
锁定槽111形成在锁定环110的外周面，并且锁定环110设置在提供转向力或转向反力的轴上。多个锁定槽111可以以预定间隔形成在锁定环110的外周面。在本发明的第一实施例中，锁定环110被设置在蜗杆轴30上。锁定环110通过紧固装置130提供的紧固力来结合到蜗杆轴30上。
锁定装置120包括锁定杆121，其在预定条件下，被插入至锁定槽111，以限制蜗杆轴30的旋转。锁定杆121与螺线管122结合，可以根据螺线管122的运行被插入至锁定槽111或者从锁定槽111中被取出。其中，预定条件可以是，车辆熄火的状态、行驶中车轮被障碍物卡住的状态、需要20Nm以上的反力的状态等。
在如上所述的预定条件的情况下，螺线管122将锁定杆121插入至锁定槽111。结果，蜗杆轴30的旋转被机械限制，并且通过蜗轮21连接于蜗杆轴30的转向轴20的旋转也会被限制。此时，对螺线管122的控制可以通过所述电子控制单元来实现。
紧固装置130被设置在蜗杆轴30与锁定环110之间，并且向锁定环110与蜗杆轴30之间提供紧固力。紧固装置130可以由设置在蜗杆轴30的外周面与锁定环110的内周面之间的弹性部件组成。更具体地，弹性部件可以由环形状形成。例如，紧固装置130可以由公差环(tolerancering)形成。
致动器200可以生成克服蜗杆轴30的旋转限制状态的力矩。另外，致动器200在所述车辆的行驶中生成转向反力，并提供至所述轴。例如，致动器200可以由生成转向反力的电机组成。
即，在本发明的第一实施例中，致动器200在所述车辆的行驶中根据所述电子控制单元的控制来驱动蜗杆轴30旋转。致动器200根据基于转向轮10的转向角、转向力矩等来形成的所述电子控制单元的控制，生成用于生成适当的转向反力的力矩，并且蜗杆轴30与结合在转向轴20的蜗轮21啮合而旋转，并向转向轴20提供转向反力。
在所述预定条件的情况下，锁定部100会限制蜗杆轴30的旋转，因此通过蜗轮21与蜗杆轴30啮合的转向轴20的旋转也会被限制。但是，即使在不符合所述预定条件的情况下，当锁定部100限制蜗杆轴30的旋转时，转向轴20被锁定，从而处于无法转向的状态，因此会非常危险。在如上所述的状态下，致动器200根据所述控制部的控制来生成能够克服蜗杆轴30的旋转限制状态的力矩。
更具体地，即使在不符合所述预定条件的情况下，当判断所述轴的旋转因锁定部100的误操作而被限制时，能够生成大于设置在锁定环110与蜗杆轴30之间的紧固装置130的紧固力的力矩。结果，如图4所示，即使在紧固装置130与锁定环110之间的紧固被断开，使得在锁定杆121被插入锁定环110的锁定槽111的状态下，蜗杆轴30也能够进行旋转，因此转向轴20也可以进行旋转。另外，还可以继续向转向轴20提供适当的转向反力。如上所述，致动器200在异常状况下，生成能够克服蜗杆轴30的旋转限制状态的力矩，从而提高安全性。
所述控制部判断传递转向力或转向反力的轴的旋转是否因锁定部100的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制驱动器200以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩。
所述控制部集成在所述电子控制单元上，并且可以作为其一部分包括在所述电子控制单元。另外，所述控制部还可以由不同于所述电子控制单元的控制单元组成。
在本发明的第一实施例中，所述控制部判断蜗杆轴30的旋转是否因锁定部100的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制驱动器200以生成能够克服蜗杆轴30的旋转限制状态的力矩并提供至蜗杆轴30。
因锁定部100的误操作而蜗杆轴30的旋转被限制是指，尽管车辆处于不符合所述预定条件的行驶状态，锁定部100仍限制蜗杆轴30的旋转的情况。如上所述，这种情况是在车辆行驶中无法进行转向的情况，因此引发事故的可能性高。在本发明的第一实施例中，所述控制部检测到所述危险时会控制驱动器200并生成能够克服通过紧固装置130的蜗杆轴30与锁定环110之间的紧固力的力矩，从而可以实现蜗杆轴30的旋转。
图5是本发明的第二实施例的线控转向装置的立体图。另外，
图6是本发明的第二实施例的线控转向装置的分解立体图。
参照图5和图6，根据本发明的第二实施例的线控转向装置相比本发明的第一实施例，其差别在于锁定部100结合在转向轴20上。
即，在本发明的第二实施例中，锁定部100直接限制转向轴20的旋转。锁定环110结合在转向轴20上，并且当锁定装置120的锁定杆121符合所述预定条件时，根据螺线管122的操作插入至结合在转向轴20的锁定环110的锁定槽111中。另外，紧固装置130向锁定环110与转向轴20之间提供紧固力。
其中，紧固装置130可以由设置在转向轴20的外周面与锁定环110的内周面之间的弹性部件组成。如对本发明的第一实施例的说明，弹性部件可以由环形状形成，更具体地，可以由公差环形成。
另一方面，致动器200可以生成能够克服转向轴20的旋转限制状态的力矩。所述控制部判断转向轴20的旋转是否因锁定部100的误操作而被限制，当判断因误操作而被限制时，控制驱动器200以生成能够克服转向轴20的旋转限制状态的力矩并提供至转向轴20。
因此，当因锁定部100的误操作而转向轴20的旋转被限制时，如图7所示，根据所述控制部的控制，驱动器200生成大于由紧固装置130提供的锁定环110与转向轴20之间的紧固力的力矩，并通过蜗杆轴30将其传递至转向轴20的蜗轮21，从而防止无法转向的状态。
图8是本发明的第三实施例的线控转向装置的立体图。另外，
图9是本发明的第三实施例的线控转向装置的分解立体图。
参照图8和图9，根据本发明的第三实施例的线控转向装置相比本发明的第一实施例和第二实施例，其差别在于致动器200直接结合在转向轴20上。
在本发明的第三实施例中，锁定部100结合在转向轴20上。如上所述，紧固装置130可以由设置在转向轴20的外周面与锁定环110的内周面之间的弹性部件组成。另外，弹性部件可以由环形状形成，更具体地，可以由公差环形成。
在本发明的第三实施例中，所述控制部判断转向轴20的旋转是否因锁定部100的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制驱动器200以生成能够克服转向轴20的旋转限制状态的力矩并提供至转向轴20。
因此，致动器200生成大于由紧固装置130提供的锁定环110与转向轴20之间的紧固力的力矩并提供至转向轴20，从而防止车辆在行驶中无法转向的状态。此时，致动器200结合在转向轴20上，因此能够将生成的力矩直接传递至转向轴20。
另一方面，如上所述的实施例，在本发明的第三实施例中，致动器200可以在车辆的行驶中，根据电子控制单元的控制向转向轴20提供用于转向反力的力矩。即，致动器200在不符合所述预定条件的车辆的行驶中提供转向反力，并且不是通过蜗杆轴30和蜗轮21来提供转向反力，而是可以直接结合在转向轴20提供转向反力。
图10是本发明的第四实施例的线控转向装置的立体图。
参照图10，在本发明的第四实施例中，转向轴20上结合有从动轮22。致动器200生成在车辆的行驶中用于转向反力的力矩，并且由致动器200生成的力矩经过驱动轮轴40和传动带50后被传递至从动轮22。被传递至从动轮22的力矩向转向轴20提供转向反力。
在本发明的第四实施例中，锁定部100限制向结合在转向轴20的从动轮22提供转向反力的驱动轮轴40的旋转。具体地，在外周面形成锁定槽111的锁定环110结合在驱动轮轴40。锁定装置120的锁定杆121在预定条件下，根据螺线管122的操作被插入至锁定槽111，并限制驱动轮轴40的旋转。紧固装置130被设置在驱动轮轴40与锁定环110之间，并向锁定环110与驱动轮轴40之间提供紧固力。
所述控制部判断驱动轮轴40的旋转是否因锁定部100的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制致动器200以生成能够克服驱动轮轴40的旋转限制状态的力矩。
如上所讨论，虽然形成本公开的示例性实施例的所有元件被组合为一个元件或作为一个元件而操作，但是本公开并不限定于此。也就是说，如果所有元件在本公开的对象范围内，则它们件可以选择性地被组合或操作。此外，将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括”、“形成”和/或“所形成的”时，指示所陈述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

Claims (13)

1.一种线控转向装置，所述线控转向装置为车辆的线控转向装置，包括：
锁定部，在预定条件下，限制传递转向力或转向反力的轴的旋转；
致动器，生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩；以及
控制部，在不符合所述预定条件的情况下，判断所述轴的旋转是否因所述锁定部的误操作而被限制，当判断为因误操作而被限制时，控制所述致动器以生成能够克服所述轴的旋转限制状态的力矩，并提供至所述轴。
2.根据权利要求1所述的线控转向装置，其中，
所述锁定部包括：
锁定环，在外周面形成锁定槽，并且被设置在所述轴上；
锁定装置，包括锁定杆，在预定条件下，所述锁定杆被插入至所述锁定槽，并限制所述轴的旋转；以及
紧固装置，设置在所述轴与所述锁定环之间，并向所述锁定环与所述轴之间提供紧固力。
3.根据权利要求2所述的线控转向装置，其中，
所述锁定装置还包括螺线管，所述螺线管与所述锁定杆结合，并将所述锁定杆插入至所述锁定槽或从锁定槽中取出。
4.根据权利要求2所述的线控转向装置，其中，
所述紧固装置由设置在所述轴的外周面与所述锁定环的内周面之间的弹性部件形成。
5.根据权利要求4所述的线控转向装置，其中，
所述紧固装置由环形状形成。
6.根据权利要求1所述的线控转向装置，其中，
所述致动器在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述轴。
7.根据权利要求1所述的线控转向装置，其中，
所述轴为蜗杆轴，所述蜗杆轴向结合在转向轴上的蜗轮传递转向反力。
8.根据权利要求7所述的线控转向装置，其中，
所述致动器与所述蜗杆轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述蜗杆轴。
9.根据权利要求1所述的线控转向装置，其中，
所述轴为转向轴。
10.根据权利要求9所述的线控转向装置，其中，
所述致动器与向结合在所述转向轴上的蜗轮传递转向反力的蜗杆轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述蜗杆轴。
11.根据权利要求9所述的线控转向装置，其中，
所述致动器与所述转向轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述转向轴。
12.根据权利要求1所述的线控转向装置，其中，
所述轴为驱动轮轴，所述驱动轮轴通过传动带向结合在转向轴上的从动轮传递转向反力且与驱动轮结合。
13.根据权利要求12所述的线控转向装置，其中，
所述致动器与所述驱动轮轴结合，并在所述车辆的行驶中生成转向反力并提供至所述驱动轮轴。
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