CN113573969B - 用于线控转向的转向系统 - Google Patents

Abstract

根据本实施例，施加转向轴旋转时由摩擦力引起的扭矩，从而为驾驶员对方向盘的操作提供重量，并且在车轮不能再旋转的特定情况下，诸如当车轮卡在路缘时，限制转向轴旋转，从而提高驾驶员的转向性和转向稳定性。

Description

用于线控转向的转向系统

技术领域

本实施例涉及一种用于线控转向的转向装置，更具体地，涉及一种如下的用于线控转向的转向装置：在转向轴旋转时可以通过施加摩擦扭矩为驾驶员对方向盘的操纵提供重量感，并且在车轮例如由于卡在路缘而不再旋转的情况下可以限制转向轴的旋转，从而增强驾驶员的转向感受和稳定性。

背景技术

线控转向装置是一种电动转向装置，它在方向盘和前轮转向装置之间没有诸如转向柱或万向节的任何机械连接的情况下，使用电力使车辆转向。

换句话说，驾驶员对方向盘的操纵被转换成电信号，电子控制装置接收电信号并由此决定马达的输出。由于缺乏机械连接，线控转向系统在发生碰撞时减少了机械部件对驾驶员的伤害。进一步地，通过节省部件，例如液压部件和机械连接，线控转向系统可以使车辆轻量化并显著减少装配线工时，从而节省转向过程中不必要的能量消耗，并因此提高燃油效率。此外，可以通过ECU编程实现理想的转向性能。

由于转向轴和车轮之间缺乏机械连接，传统的线控转向装置无法将由车轮与路面摩擦或车轮卡住而产生的重量感传递给驾驶员，从而导致较差的转向感受，并且尽管车轮由于卡在例如路缘而无法进一步旋转，但方向盘仍可旋转。

发明内容

技术问题

本实施例是在上述背景下构思的，旨在当转向轴旋转时通过施加摩擦扭矩为驾驶员对方向盘的操纵提供重量感，并且在例如由于车轮卡在路缘而不再旋转的情况下可以限制转向轴的旋转，从而增强驾驶员的转向感受和稳定性。

本实施例的目的不限于上述目的，通过以下详细描述，其他目的对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

技术方案

根据本实施例，可以提供一种用于线控转向的转向装置，包括：第一齿轮，与设置在转向轴的外圆周表面上的齿轮部件接合；第二齿轮，具有与第一齿轮接合的内圆周表面；盘状件，与转向轴同轴地设置并与第一齿轮一起旋转；以及旋转限制器，包括设置有在宽度方向上彼此间隔开的一对支撑部件的固定框架、面对盘状件的第一侧并设置成在支撑部件之间轴向可滑动的驱动框架、以及使驱动框架滑动的致动器。

有益效果

根据本实施例，可以在转向轴旋转时通过施加摩擦扭矩为驾驶员对方向盘的操纵提供重量感，并且在例如由于车轮卡在路缘而不再旋转的情况下可以限制转向轴的旋转，从而增强驾驶员的转向感受和稳定性。

附图说明

图1是示出根据本实施例的用于线控转向的转向装置的分解立体图；

图2是示出图1的组装状态的立体图；

图3是示出图1的一部分的立体图；

图4是示出图3的组装状态的立体图；并且

图5和图6是图2的截面图。

具体实施方式

在本公开的示例或实施例的以下描述中，将参照附图，在附图中通过图示的方式显示了可以实施的具体示例或实施例，并且在附图中相同的附图标记和符号可以用来表示相同或相似的组件，即使这些组件在不同的附图中显示。进一步地，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定描述可能使本公开的一些实施例中的主题变得相当不清楚时，将省略对并入本文的公知功能和组件的详细描述。

在本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”或“(b)”的术语来描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不是用来定义元件的本质、顺序、次序或数量等，而仅用于将相应的元件与其他元件区分开来。当提及第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应当解释为，不仅第一元件可以与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件也可以“插入”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以通过第四元件相互“连接或联接”、“接触或重叠”等。

图1是示出根据本实施例的用于线控转向的转向装置的分解立体图。图2是示出图1的组装状态的立体图。图3是示出图1的一部分的立体图。图4是示出图3的组装状态的立体图。图5和图6是图2的截面图。

根据本实施例，用于线控转向的转向装置100包括：第一齿轮102，与设置在转向轴101的外圆周表面上的齿轮部件101a接合；第二齿轮103，具有与第一齿轮102接合的内圆周表面；盘状件105，与转向轴101同轴地设置并与第一齿轮102一起旋转；以及旋转限制器106，包括设置有在宽度方向上彼此间隔开的一对支撑部件121的固定框架120、面对盘状件105的第一侧并设置成在支撑部件121之间轴向可滑动的驱动框架130、以及使驱动框架130滑动的致动器150。

转向轴101与方向盘连接并通过驾驶员对方向盘的操纵来旋转。转向轴101设置有例如扭矩传感器和旋转角度传感器，使得驾驶员的方向盘操纵转换为电信号，从而使车轮旋转。

虽然在附图中未示出，但转向轴101设置有反作用力马达和止动件。反作用力马达由电子控制单元控制，以在与转向轴101的旋转方向相反的方向上向转向轴101施加扭矩，并且当方向盘的旋转达到最大时，止动件限制方向盘和转向轴101的旋转。

例如，止动件可以包括一对板和螺母，一对板紧固到车身并轴向地彼此隔开，螺母设置在一对板之间并通过转向轴的旋转而轴向滑动以使得螺母被支撑在板上以限制旋转。因此，可以仅在方向盘的旋转达到最大时限制转向轴101的旋转。因此，在车轮不能转动的情况下，即使当方向盘未旋转到最大时车轮也不能转动的情况下，例如当车轮卡在路缘时，无法限制方向盘的旋转。根据本实施例，用于线控转向的转向装置100包括旋转限制器106，并因此能够在任何情况下限制转向轴101的旋转。

参照图1和图2，齿轮部件101a形成在转向轴101的外圆周表面上。第一齿轮102与齿轮部件101a接合并被支撑在转向轴101上。在内圆周表面具有齿轮的第二齿轮103与第一齿轮102接合。

可以在圆周上设置彼此间隔开的多个第一齿轮102。附图示出了设置有三个第一齿轮102的实施例。

第一齿轮102与第二齿轮103的内圆周表面接合。换句话说，第一齿轮102设置在转向轴101的外圆周表面和第二齿轮103的内圆周表面之间。

第二齿轮103紧固至车身。因此，当转向轴101旋转时，第二齿轮103不旋转，但第一齿轮102围绕第一齿轮102的中心轴线和转向轴101的中心轴线旋转。

虽然为了方便起见附图示出了第二齿轮103形成为环形形状的实施例，然而本实施例不一定限于此，第二齿轮103可以与壳体一体形成，其中齿轮形成在壳体的内圆周表面上。

盘状件105与转向轴101同轴地设置并与第一齿轮102一起旋转。换句话说，盘状件105与围绕转向轴101的中心轴线旋转的第一齿轮102一起旋转。

盘状件105具有第一孔111，转向轴101插入第一孔111中。盘状件105的内径可以大于转向轴101的外径。

换句话说，由于盘状件105与第一齿轮102一起旋转，因此由齿轮比而导致盘状件105的旋转速度不同于转向轴101的旋转速度。因此，需要将盘状件105的内径形成为大于转向轴101的外径，以防止当转向轴101旋转时转向轴101的外圆周表面和盘状件105的内圆周表面之间的摩擦。

虽然在附图中未示出，然而盘状件105可以通过轴承联接到转向轴101。

进一步地，盘状件105可以设置有连接轴104以与第一齿轮102一起旋转。换句话说，第一齿轮102可以设置有轴向突出的连接轴104，并且可以在盘状件105中形成第二孔112，在第二孔112中插入有连接轴104的一端。

如图所示，可以在第一孔111周围形成多个第二孔112，这些第二孔112沿周向彼此间隔开。

如图所示，连接轴104可以制造成独立于第一齿轮102的产品，并且通过例如压配联接到第一齿轮102。可选地，连接轴104可以与第一齿轮102一体地制造。

盘状件105和连接轴104可以通过轴承113联接。如图所示，轴承113装配到第二孔112中，并且连接轴104可以联接到轴承113的内圈。

换句话说，由于第一齿轮102和连接轴104不仅围绕转向轴101的中心轴线旋转，而且还围绕第一齿轮102的中心轴线旋转，因此需要轴承113以防止连接轴104的端部和盘状件105之间的摩擦。

虽然在附图中未示出，但连接轴104可以与盘状件105一体形成，并且连接轴的相对端可以通过轴承联接到第一齿轮102。

如上所述，当驾驶员操纵方向盘时，盘状件105与转向轴101一起旋转。当发生车轮卡在路缘的情况时，旋转限制器106可以产生对盘状件105的摩擦，从而在特定情况下限制方向盘的旋转。

进一步地，由于盘状件105通过第一齿轮102、第二齿轮103和连接轴104连接到转向轴101，因此可以防止齿轮齿的磨损或损坏并且可以增强稳定性。

换句话说，盘状件105与转向轴101的集成难以实施并且难以与其他组件组装。因此，盘状件105需要制造成独立于转向轴101的产品。虽然制造成单独的产品的盘状件105通过例如齿轮或花键联接到转向轴101，旋转限制器106能够限制方向盘的旋转，但在这种情况下，施加到齿轮或花键的扭矩可能过大，从而导致齿轮齿容易磨损或损坏。

因此，当盘状件105通过例如第一齿轮102联接到转向轴101时，由旋转限制器106施加到盘状件105的摩擦扭矩可以被分散，从而可以实现增强的稳定性。

参照图3至图6，旋转限制器106包括固定框架120、驱动框架130和致动器150。固定框架120具有在宽度方向上彼此间隔开的一对支撑部件121。驱动框架130面对盘状件105的第一侧并且被联接成在支撑部件121之间轴向可滑动。驱动框架130通过致动器150轴向滑动以被支撑在盘状件105上或与盘状件105间隔开。

固定框架120紧固至车身。尽管图中未示出，但固定框架120可以通过例如支架联接到车身。

致动器150由设置在车辆中的电子控制单元控制。在例如由于车轮卡在路缘而不能再旋转的情况下，电子控制单元控制致动器150以允许驱动框架130被支撑在盘状件105上并产生摩擦力以限制方向盘的旋转。

如图所示，驱动框架130可以包括支撑在盘状件105上的摩擦垫120a。如下文所述，设置在固定框架120中的突出部123也可以具有摩擦垫130a。

固定框架120可以设置有面对盘状件105的第二侧的突出部123。由于设置有突出部123，盘状件105成形为部分地插入固定框架120和驱动框架130之间。

突出部123可以设置成被支撑在盘状件105上，并且如上所述，摩擦垫130a可以被支撑在盘状件105的第二侧上。

换句话说，与通过致动器150轴向滑动的驱动框架130不同，固定框架120紧固到车身并支撑在盘状件105的第二侧上，使得无论致动器150是否工作，都产生对盘状件105的摩擦，并因此允许驾驶员在操纵方向盘时具有转向的感受。

进一步地，当驱动框架130通过致动器150而被支撑在盘状件105的第一侧上时，盘状件105的第二侧由突出部123支撑。因此，由于盘状件的两个相对侧105被支撑，能够增强结构稳定性并增大摩擦力。

随后，支撑部件121具有轴向伸长的滑槽122，并且驱动框架130具有滑动突出部131，滑动突出部131形成在驱动框架130的沿宽度方向的两个相对侧上并插入滑槽122中。驱动框架130的滑动由滑槽122和滑动突出部131引导。

滑槽122可以轴向地开口，使得滑动突出部131可以插入滑槽122中，并且驱动框架130可以联接到固定框架120。附图示出了滑槽122也在宽度方向上开口的实施例，然而本实施例不一定限于此。

进一步地，旋转限制器106可以包括轴向联接到支撑部件121的盖构件140。换句话说，在驱动框架130联接到固定框架120之后，盖构件140联接到支撑部件121，从而防止驱动框架130从固定框架120脱离。

盖构件140可以具有插入滑槽122中的插入突出部141，以允许盖构件140联接到支撑部件121。可选地，盖构件140可以例如通过螺纹连接而联接到支撑部件121。

驱动框架130可以设置有轴向贯通的通孔132，并且致动器150可以设置有插入通孔132中的旋转轴151。驱动框架130通过旋转轴151的旋转而轴向滑动。马达可用作致动器150。

换句话说，螺纹部分形成在旋转轴151的外圆周表面上和通孔132中，使得驱动框架130和旋转轴可以彼此螺纹连接。旋转轴151通过致动器150的操作而旋转，从而通过螺纹连接来使驱动框架130滑动。

由于在宽度方向上设置在驱动框架130的两个相对侧上的滑动突出部131插入滑槽122中并且由支撑部件121周向地支撑，因此尽管旋转轴151旋转，驱动框架130不旋转而仅轴向滑动。

由于驱动框架130设置在固定框架120和盖构件140之间，因此需要设置插入孔142和插入凹部311，使得旋转轴151联接到驱动框架130。

换句话说，固定框架120或盖构件140中的任意一个可以具有形成为被轴向穿过的插入孔142以允许旋转轴151插入穿过其中，并且另一个可以具有装配在旋转轴151的一端的插入凹部311。

附图示出了插入孔142设置在盖构件140中并且插入凹部311设置在固定框架120中的实施例，反之亦然。

为了使旋转轴151平滑地旋转，轴承143和轴承312设置在插入孔142和插入凹部311中，使得旋转轴151的两个相对端可以通过轴承143和轴承312联接到固定框架120和盖部件140。

描述了旋转限制器106的组装。滑动突出部131插入滑槽122中，使得固定框架120和驱动框架130联接在一起。盖构件140联接到支撑部件121，同时闭合滑槽122。旋转轴151被插到插入孔142、通孔132和插入凹部311中，使得致动器150可以被联接。

通过如此成形的用于线控转向的转向装置，盘状件可以通过第一齿轮、第二齿轮和连接轴联接到转向轴，使得当旋转限制器对盘状件施加摩擦时扭矩可以被分散。因此，能够防止齿轮齿的磨损或损坏，从而增强稳定性。

进一步地，由于固定框架的突出部被支撑在盘状件的第二侧上，因此在转向轴旋转时施加摩擦扭矩，从而为驾驶员的方向盘操纵提供重量感，并因此增强转向感受。

进一步地，在车轮不能再旋转的任意情况下，诸如当车轮卡在路缘时，可以通过限制转向轴的旋转来增强驾驶员的转向感受和转向稳定性。

尽管上文中描述了所有组件被组合为一个或组合地操作，然而本公开的实施例不限于此。只要属于实施例的目的的范围内，可以选择性地组合和操作一个或多个组件。

当一个元件“包含”、“包括”或“具有”另一元件时，该元件可以进一步包括但不排除另一元件，并且术语“包括”、“包括”和“具有”应理解为不排除存在或增加一个或多个特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。除非另有定义，本文中使用的所有科学和技术术语的含义可以与本领域技术人员通常理解的含义相同。应进一步理解的是，诸如在词典被定义的术语应被解释为具有与其在相关领域的背景中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则不应以理想化或过于正式的含义来解释。

上述描述是为了使本领域的任何技术人员能够产生和使用本公开的技术思想，并且时在特定应用及其要求的背景下提供的。对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开的技术思想的示例。也就是说，所公开的实施例旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示出的实施例，而是应被赋予与权利要求一致的最宽的范围。本公开的保护范围应以所附权利要求为准，凡在其等效形式范围内的技术思想均应理解为被包括在本公开的保护范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月14日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0029548的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (15)

1.一种用于线控转向的转向装置，包括：

第一齿轮，与设置在转向轴的外圆周表面上的齿轮部件接合；

第二齿轮，具有与所述第一齿轮接合的内圆周表面；

盘状件，与所述转向轴同轴地设置并与所述第一齿轮一起旋转；以及

旋转限制器，包括设置有在宽度方向上彼此间隔开的一对支撑部件的固定框架、面对所述盘状件的第一侧并设置成在所述支撑部件之间轴向可滑动的驱动框架、以及使所述驱动框架滑动的致动器，

其中所述支撑部件具有轴向伸长的滑槽，并且所述驱动框架在其沿宽度方向的相对两侧上具有滑动突出部，所述滑动突出部插入所述滑槽中。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中在所述盘状件中形成插入所述转向轴的第一孔。

3.根据权利要求2所述的转向装置，其中所述盘状件的内径大于所述转向轴的外径。

4.根据权利要求2所述的转向装置，其中所述第一齿轮设置有轴向突出的连接轴，并且所述盘状件具有插入所述连接轴的一端的第二孔。

5.根据权利要求4所述的转向装置，其中所述盘状件和所述连接轴通过轴承彼此联接。

6.根据权利要求1所述的转向装置，其中所述固定框架设置有面对所述盘状件的第二侧的突出部。

7.根据权利要求6所述的转向装置，其中所述突出部被支撑在所述盘状件上。

8.根据权利要求1所述的转向装置，其中所述滑槽轴向地开口。

9.根据权利要求8所述的转向装置，其中所述旋转限制器包括轴向联接到所述支撑部件的盖构件。

10.根据权利要求9所述的转向装置，其中所述盖构件设置有插入所述滑槽中的插入突出部。

11.根据权利要求9所述的转向装置，其中所述驱动框架设置有轴向贯通的通孔，并且其中所述致动器设置有插入所述通孔中的旋转轴。

12.根据权利要求11所述的转向装置，其中所述驱动框架和所述旋转轴彼此螺纹连接。

13.根据权利要求11所述的转向装置，其中，插入孔轴向地形成为穿过所述固定框架或所述盖构件中的任意一个，以允许将所述旋转轴插入穿过所述固定框架或所述盖构件中的任意一个。

14.根据权利要求13所述的转向装置，其中插入凹部形成在所述固定框架或所述盖构件中的另一个中，以允许将所述旋转轴的一端插入所述固定框架或所述盖构件中的另一个。

15.根据权利要求14所述的转向装置，其中所述旋转轴的两个相对端通过轴承联接到所述固定框架和所述盖构件。