CN114684249A - 车辆转向系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆转向系统和具有其的车辆，车辆转向系统包括：车轮；方向盘；解耦装置，解耦装置分别与车轮和方向盘相连，解耦装置在耦合状态和解耦状态之间可切换，解耦装置处于耦合状态时将方向盘的转向扭矩传递至车轮，解耦装置处于解耦状态时断开方向盘的转向扭矩向车轮的传递；转角限位装置，转角限位装置与解耦装置相连，解耦装置处于耦合状态时方向盘的最大转动角度由车轮限定，解耦装置处于解耦状态时方向盘的最大转动角度由转角限位装置限定。根据本发明实施例的车辆转向系统能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

Description

车辆转向系统和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆转向系统和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中车辆，其行驶方向由转向系统控制，但随着车载多媒体功能和自动驾驶功能等新兴功能的快速发展，行业内并没有针对车辆转向系统做相应开发，致使车辆转向系统相对落后，已无法匹配这些新兴功能，而转向系统作为用户直接参与控制的主要交互部件，这导致用户使用体验和适用性均较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆转向系统，该车辆转向系统能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

本发明还提出一种具有上述车辆转向系统的车辆。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例提出一种车辆转向系统，包括：车轮；方向盘；解耦装置，所述解耦装置分别与所述车轮和所述方向盘相连，所述解耦装置在耦合状态和解耦状态之间可切换，所述解耦装置处于所述耦合状态时将所述方向盘的转向扭矩传递至所述车轮，所述解耦装置处于解耦状态时断开所述方向盘的转向扭矩向所述车轮的传递；转角限位装置，所述转角限位装置与所述解耦装置相连，所述解耦装置处于所述耦合状态时所述方向盘的最大转动角度由所述车轮限定，所述解耦装置处于所述解耦状态时所述方向盘的最大转动角度由所述转角限位装置限定。

根据本发明实施例的车辆转向系统，通过将解耦装置分别与车轮和方向盘相连，解耦装置在耦合状态和解耦状态之间可切换，解耦装置处于耦合状态时将方向盘的转向扭矩传递至车轮，解耦装置处于解耦状态时断开方向盘的转向扭矩向车轮的传递。这样通过切换解耦装置的耦合状态和解耦状态，能够实现车轮和方向盘之间扭矩的传递与断开。

另外，将转角限位装置与解耦装置相连，解耦装置处于耦合状态时方向盘的最大转动角度由车轮限定，解耦装置处于解耦状态时方向盘的最大转动角度由转角限位装置限定。这样方向盘的最大转动角度无论解耦装置处于耦合状态和解耦状态均受到限制，能够有效地防止方向盘过度转动，有利于在解耦装置从耦合状态转换到解耦状态时方向盘功能的可靠性，有利于提高了车辆驾驶的安全性。

根据本发明实施例的车辆转向系统能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

根据本发明的一些具体实施例，所述解耦装置包括：第一转向杆和第二转向杆，所述第一转向杆与所述车轮连接，所述第二转向杆与所述方向盘连接，所述第二转向杆在耦合位置和解耦位置之间可移动，所述第二转向杆在所述耦合位置时与所述第一转向杆结合且将所述方向盘的转向扭矩传递至所述车轮，所述第二转向杆在所述解耦位置时与所述第一转向杆分离且断开所述方向盘的转向扭矩向所述车轮的传递；所述转角限位装置与所述第二转向杆相连，所述第二转向杆位于所述解耦位置时，所述转角限位装置通过限定所述第二转向杆的最大转动角度而限定所述方向盘的最大转动角度。

根据本发明的一些具体实施例，所述第二转向杆穿过所述转角限位装置，所述转角限位装置与所述第二转向杆的连接处邻近所述第二转向杆的朝向所述第一转向杆的一端。

根据本发明的一些具体实施例，所述第二转向杆包括：杆部；头部，所述头部连接于所述杆部的朝向所述第一转向杆的一端；其中，所述第二转向杆在所述耦合位置时，所述头部与所述第一转向杆结合；所述第二转向杆在所述解耦位置时，所述头部与所述第一转向杆分离。

根据本发明的一些具体实施例，所述转角限位装置位于所述头部的背向所述第一转向杆的一侧。

根据本发明的一些具体实施例，所述解耦装置还包括：第三转向杆，所述第一转向杆与所述车轮相连，所述第二转向杆通过所述第三转向杆与所述方向盘相连，所述第二转向杆与所述第三转向杆配合以传递转向扭矩，且所述第二转向杆相对所述第三转向杆在所述耦合位置和所述解耦位置之间可移动。

根据本发明的一些具体实施例，所述第三转向杆构造有空腔，所述第二转向杆伸入所述空腔内；所述第三转向杆的内周面构造有多个第一花键，每个所述第一花键沿所述第三转向杆的轴向延伸，多个所述第一花键沿所述第三转向杆的周向排布；所述第二转向杆的外周面构造有多个第二花键，每个所述第二花键沿所述第二转向杆的轴向延伸，多个所述第二花键沿所述第二转向杆的周向排布；多个所述第一花键与多个所述第二花键啮合。

根据本发明的一些具体实施例，所述解耦装置还包括：杆套，所述杆套套设于所述第二转向杆，所述杆套与所述第二转向杆轴向固定且相对于所述第二转向杆可转动；驱动机构，所述驱动机构与所述杆套相连，所述驱动机构通过所述杆套驱动所述第二转向杆在所述耦合位置和所述解耦位置之间移动。

根据本发明的一些具体实施例，所述解耦装置还包括：壳体，所述第一转向杆的至少一部分、所述第二转向杆的至少一部分和所述杆套设于所述壳体内，所述驱动机构安装于所述壳体。

根据本发明的一些具体实施例，所述第一转向杆通过第一轴承支撑于所述壳体；所述第二转向杆通过第二轴承支撑于所述杆套；所述杆套通过第三轴承支撑于所述壳体。

根据本发明的一些具体实施例，所述驱动机构包括：驱动装置，所述驱动装置铰接于所述壳体；传动组件，所述传动组件与所述驱动装置传动连接；连杆组件，所述连杆组件分别与所述传动组件、所述壳体和所述杆套铰接。

根据本发明的一些具体实施例，所述连杆组件包括：第一摆动连杆，所述第一摆动连杆的一端铰接于所述传动组件，所述第一摆动连杆的另一端铰接于所述杆套；第二摆动连杆，所述第二摆动连杆的一端铰接于所述传动组件，所述第二摆动连杆的另一端铰接于所述杆套；第三摆动连杆，所述第三摆动连杆的一端铰接于所述壳体，所述第三摆动连杆的另一端铰接于所述第一摆动连杆和所述第二摆动连杆。

根据本发明的一些具体实施例，所述传动组件包括：输出丝杆，所述输出丝杆与所述驱动装置传动连接；输出螺母，所述输出螺母套设于所述输出丝杆且与所述输出丝杆螺纹配合，所述第一摆动连杆的所述一端和所述第二摆动连杆的所述一端铰接于所述输出螺母。

根据本发明的一些具体实施例，所述转角限位装置包括：转轮，所述转轮连接于所述第二转向杆且随所述第二转向杆转动，所述转轮上设有第一限位结构；活动件，所述活动件设有第二限位结构，所述转轮随所述第二转向杆转动时带动所述活动件运动以使所述第一限位结构与所述第二限位结构止抵，所述第二限位结构包括第一子限位结构和第二子限位结构，所述第一子限位结构和所述第二子限位结构通过止挡所述第一限位结构而限定所述转轮的最大转动角度。

根据本发明的一些具体实施例，所述解耦装置还包括：壳体，所述第一转向杆的至少一部分、所述第二转向杆的至少一部分和所述转角限位装置设于所述壳体内，所述活动件可移动地安装于所述壳体。

根据本发明的一些具体实施例，所述转角限位装置还包括：固定件，所述活动件通过所述固定件可移动地安装于所述壳体，所述固定件安装于所述壳体，所述固定件上形成有沿所述转轮的径向延伸的配合槽，所述活动件可移动地配合在所述配合槽内。

根据本发明的一些具体实施例，所述转轮上设有螺旋槽，所述活动件上设有导向轴，所述导向轴可移动地配合在螺旋槽内，所述转轮随所述第二转向杆转动时通过所述导向轴带动所述活动件运动。

根据本发明的第二方面实施例提出一种车辆，包括根据本发明的第一方面实施例所述的车辆转向系统。

根据本发明的第二方面实施例的车辆，通过根据本发明的第一方面实施例所述的车辆转向系统，能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的车辆转向系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的另一视角的结构示意图。

图4是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的剖视图，其中第二转向杆位于耦合位置。

图5是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的剖视图，其中第二转向杆位于解耦位置。

图6是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的结构示意图，其中第二转向杆位于解耦位置。

图7是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的结构示意图，其中第二转向杆位于耦合位置。

图8是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的另一视角的剖视图，其中第二转向杆位于耦合位置。

图9是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的另一视角的剖视图，其中第二转向杆位于解耦位置。

图10是根据本发明实施例的车辆转向系统的解耦装置的第二转向杆的结构示意图。

图11是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的剖视图。

图12是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的另一剖视图。

图13是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的固定件的结构示意图。

图14是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的螺旋槽和第一限位结构的结构示意图。

图15是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的活动件的结构示意图。

图16是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的活动件和固定件的装配示意图。

图17是根据本发明实施例的车辆转向系统的转角限位装置的固定件的结构示意图。

附图标记：

车辆转向系统11、

解耦装置1、第一转向杆100、第二转向杆200、第二花键210、杆部220、头部230、杆套300、第二轴承320、第三轴承330、弹簧座340、驱动机构400、驱动装置430、传动组件440、输出丝杆441、输出螺母442、连杆组件450、第一摆动连杆451、第二摆动连杆452、第三摆动连杆453、第三转向杆500、空腔510、第四轴承520、壳体600、第一轴承610、弹簧套620、弹性件700、

转角限位装置30100、转轮3001、固定件3004、配合槽30041、螺旋槽30011、第一限位结构30012、活动件30302、导向轴30021、第二限位结构3003、第一子限位结构30031、第二子限位结构30032。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

下面参考附图描述根据本发明实施例的车辆转向系统11。

如图1-图17所示，车辆转向系统11包括车轮(图中为示出)、方向盘(图中未示出)、解耦装置1和转角限位装置30100。

解耦装置1分别与车轮和方向盘相连，解耦装置1在耦合状态和解耦状态之间可切换，解耦装置1处于耦合状态时将方向盘的转向扭矩传递至车轮，解耦装置1处于解耦状态时断开方向盘的转向扭矩向车轮的传递。转角限位装置30100与解耦装置1相连，解耦装置1处于耦合状态时方向盘的最大转动角度由车轮限定，解耦装置1处于解耦状态时方向盘的最大转动角度由转角限位装置30100限定。

根据本发明实施例的车辆转向系统11，通过将解耦装置1分别与车轮和方向盘相连，解耦装置1在耦合状态和解耦状态之间可切换，解耦装置1处于耦合状态时将方向盘的转向扭矩传递至车轮，解耦装置1处于解耦状态时断开方向盘的转向扭矩向车轮的传递。这样通过切换解耦装置1的耦合状态和解耦状态，能够实现车轮和方向盘之间扭矩的传递与断开。

例如，解耦装置1处于耦合状态时，车辆转向系统可以正常将驾驶员操纵方向的力矩传递到车轮上。

解耦装置1处于解耦状态时时，方向盘与车轮的连接被断开，此时转动方向盘，车轮不会被驱动而跟随方向盘运动，但方向盘仍然可带动组合开关、时钟弹簧、角度传感器等部件正常运行，此状态下的方向盘可作为车辆驾驶的模拟器使用，可对车载设备或外部设备输出方向盘转角信号，例如，此时方向盘可以用于车载多媒体的控制器，进行赛车游戏等。且此时车轮的运动同样也不会带动方向盘跟随运动，例如车辆处于遥控驾驶或者自动驾驶状态时，车轮运动控制整车转向，而方向盘可以不跟随车轮一起转动，以保证驾驶员的安全和乘坐舒适性。

另外，将转角限位装置30100与解耦装置1相连，解耦装置1处于耦合状态时方向盘的最大转动角度由车轮限定，解耦装置1处于解耦状态时方向盘的最大转动角度由转角限位装置30100限定。这样方向盘的最大转动角度无论解耦装置1处于耦合状态和解耦状态均受到限制，能够有效地防止方向盘过度转动，有利于在解耦装置1从耦合状态转换到解耦状态时方向盘功能的可靠性，有利于提高了车辆驾驶的安全性。例如，解耦装置1处于解耦状态时，能够防止方向盘转动的圈数过多，从而能够表面用户忘记当前方向盘转动的圈数，便于回正，进而提升使用体验。

因此，根据本发明实施例的车辆转向系统11能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

根据本发明的一些具体实施例，如图4-图5所示，解耦装置1包括第一转向杆100和第二转向杆200。

第一转向杆100与车轮连接，第二转向杆200与方向盘连接，第二转向杆200在耦合位置和解耦位置之间可移动，第二转向杆200在耦合位置时与第一转向杆100结合且将方向盘的转向扭矩传递至车轮，以实现车轮和方向盘之间的关联转动，例如方向盘朝向左侧转动时车轮左转，方向盘朝向右侧转动时车轮右转。第二转向杆200在解耦位置时与第一转向杆100分离且断开方向盘的转向扭矩向车轮的传递，以实现车轮和方向盘单独转动，例如车轮左转时方向盘可以不转动，方向盘左转时车轮可以不转动。

另外，转角限位装置30100与第二转向杆200相连，第二转向杆200位于解耦位置时，转角限位装置30100通过限定第二转向杆200的最大转动角度而限定方向盘的最大转动角度。这样通过将解耦装置1分体设置，不仅便于实现方向盘和车轮之间扭矩的传递和断开，又便于在解耦装置1处于耦合状态时，对方向盘进行限定最大转动角度而不会对车轮的转动形成影响，保证车辆可以正常行驶。

进一步地，如图11和图12所示，第二转向杆200穿过转角限位装置30100，转角限位装置30100与第二转向杆200的连接处邻近第二转向杆200的朝向第一转向杆100的一端，即转角限位装置30100与第二转向杆200的连接处和第一转向杆100之间的距离，小于转角限位装置30100与第二转向杆200的连接处和方向盘之间的距离。由于车身在第一转向杆100和第二转向杆200连接处空间较大，因此将转角限位装置30100布置于第二转向杆200的朝向第一转向杆100的一端，能够降低转角限位装置30100的布置难度，有利提高车辆的空间利用率，且第二转向杆200穿过转角限位装置30100，不仅利于对第二转向杆200进行周向限位，而且能够减小占用空间。

根据本发明的一些具体实施例，如图10所示，第二转向杆200包括杆部220和头部230。头部230连接于杆部220的朝向第一转向杆100的一端，头部230的横截面积可以大于杆部220的横截面积。其中，第二转向杆200在耦合位置时，头部230与第一转向杆100结合；第二转向杆200在解耦位置时，头部230与第一转向杆100分离。这样第二转向杆200在其轴向各部分构造不相同，便于第二转向杆200在耦合位置时与第一转向杆100之间同步转动且连接紧密，以稳定传递扭矩。

进一步地，如图13所示，转角限位装置30100位于头部230的背向第一转向杆100的一侧，由此，可以充分利用空间，转角限位装置30100与第二转向杆200在轴向上实现连接，由此可以利于限位扭矩的传递，使转角限位装置30100更为有效地限制第二转向杆200的最大转动角度。

根据本发明的一些具体实施例，如图4-图5、图8和图9所示，解耦装置1还包括第三转向杆500。第一转向杆100与车轮相连，第二转向杆200通过第三转向杆500与方向盘相连，第二转向杆200与第三转向杆500配合以传递转向扭矩，且第二转向杆200相对第三转向杆500在耦合位置和解耦位置之间可移动。

由此，第二转向杆200能够通过第三转向杆500与方向盘同步转动，且第二转向杆200在耦合位置和解耦位置之间移动时，方向盘在第二转向杆200轴向上的位置不变，乘客握持方向盘的位置固定，便于乘客操作，优化驾车体验。

进一步地，第三转向杆500构造有空腔510，第二转向杆200伸入空腔510内，第三转向杆500的内周面构造有多个第一花键，每个第一花键沿第三转向杆500的轴向延伸，多个第一花键沿第三转向杆500的周向排布。第二转向杆200的外周面构造有多个第二花键210，每个第二花键210沿第二转向杆200的轴向延伸，多个第二花键210沿第二转向杆200的周向排布。多个第一花键与多个第二花键210啮合。

这样便于第二转向杆200和第三转向杆500之间实现传递转向扭矩的同时，也便于第二转向杆200和第三转向杆500之间沿第二转向杆200的轴向(即第三转向杆500的轴向)发生相对滑动。

根据本发明的一些具体实施例，如图2、图4和图5所示，解耦装置1还包括杆套300和驱动机构400。

杆套300套设于第二转向杆200，杆套300与第二转向杆200轴向固定且相对于第二转向杆200可转动，驱动机构400与杆套300相连，驱动机构400通过杆套300驱动第二转向杆200在耦合位置和解耦位置之间移动。

这样驱动机构400能够为第二转向杆200提供驱动力，以便于第二转向杆200移动。且通过杆套300的设置，第二转向杆200与驱动机构400之间无需直接接触，在实现第二转向杆200沿其轴向位移的同时，也保证了第二转向杆200可以相对于驱动机构400转动，即驱动机构400的存在不会干涉第二转向杆200的转动。

根据本发明的一些具体实施例，如图3-图5所示，车辆转向系统11还包括壳体600。第一转向杆100的至少一部分、第二转向杆200的至少一部分和杆套300设于壳体600内。驱动机构400安装于壳体600外。

通过设置壳体600，一方面为驱动机构400提供了安装位置，另一方面可以减少第一转向杆100和第二转向杆200与外界的直接接触面积，保证了车辆转向系统11整体扭矩传递的流畅性。

根据本发明的一些具体实施例，如图4-图5、图8和图9所示，第一转向杆100通过第一轴承610支撑于壳体600，第二转向杆200通过第二轴承320支撑于杆套300，杆套300通过第三轴承330支撑于壳体600，第三转向杆500的远离第二转向杆200的一端可以通过第四轴承520支撑于壳体600内。

举例而言，第三轴承330可以为滑动轴承，以减少杆套300和壳体600之间的滑动摩擦。这样第一转向杆100既能够安装于壳体600且又能够相对于壳体600转动，杆套300既能够安装于第二转向杆200且能够相对于第二转向杆200转动，杆套300既能够安装于壳体600又能够相对于壳体600移动，第三转向杆500既能够安装于壳体600又能够壳体600相对转动。

根据本发明的一些具体实施例，如图6和图7所示，驱动机构400包括驱动装置430、传动组件440和和连杆组件450。

驱动装置430铰接于壳体600，传动组件440与驱动装置430传动连接，连杆组件450分别与传动组件440、壳体600和杆套300铰接。这样驱动机构400的结构合理，便于驱动力传递，且驱动机构400为分体设置，降低了生产难度，采用连杆的方式对杆套300和第二转向杆200进行驱动，不仅力的传递更加可靠、省力，而且能够提高解耦装置1布置的灵活性。

通过设置连杆机构450，在实现驱动装置430和第二转向杆200之间进行驱动力的传递的同时，连杆机构450能够增大驱动第二转向杆200移动的力，因此能够降低对驱动装置430输出的驱动力的要求，从而降低驱动装置430的成本。并且，连杆机构450能够扩大第二转向杆200的运动行程，且能够实现驱动装置430和第二转向杆200之间远距离传递驱动力，并利用连杆机构450传力方向的多样性，在实现驱动杆套300及第二转向杆200按预定路径移动的同时，能够降低对驱动装置430的位置要求，提高驱动装置430布置的灵活性。根据本发明的一些具体实施例，如图6和图7所示，连杆组件450包括第一摆动连杆451、第二摆动连杆452和第三摆动连杆453。

第一摆动连杆451的一端铰接于传动组件440，第一摆动连杆451的另一端铰接于杆套300，第二摆动连杆452的一端铰接于传动组件440，第二摆动连杆452的另一端铰接于杆套300。通过第一摆动连杆451和第二摆动连杆452的设置，连杆组件450作用于杆套300上的力分布均匀，有利于提高杆套300运动的稳定性。

并且，第三摆动连杆453的一端铰接于壳体600，第三摆动连杆453的另一端铰接于第一摆动连杆451和第二摆动连杆452。这样第一摆动连杆451和第二摆动连杆452之间的相对位置稳定，有利于提高第一摆动连杆451和第二摆动连杆452运动的同步性。

进一步地，传动组件440包括输出丝杆441和输出螺母442。输出丝杆441与驱动装置430传动连接，输出螺母442套设于输出丝杆441且与输出丝杆441螺纹配合，第一摆动连杆451的所述一端和第二摆动连杆452的所述一端铰接于输出螺母442。

这样驱动装置430可以带动输出丝杆441做旋转运动，由于输出丝杆441和输出螺母442螺纹配合，因此输出丝杆441转动时，输出螺母442沿输出丝杆441的轴向移动，进而输出螺母442可以带动连杆组件450运动，以使连杆组件450带动杆套300和第二摆动连杆452在耦合状态和解耦状态转换。

根据本发明的一些具体实施例，如图11、图14和图15所示，转角限位装置30100包括转轮3001和活动件30302。

转轮3001连接于第二转向杆200且随第二转向杆200转动，转轮3001上设有第一限位结构30012，活动件30302设有第二限位结构3003，转轮3001随第二转向杆200转动时带动活动件30302运动以使第一限位结构30012与第二限位结构3003止抵，第二限位结构3003包括第一子限位结构30031和第二子限位结构30032，第一子限位结构30031和第二子限位结构30032通过止挡第一限位结构30012而限定转轮3001的最大转动角度。

举例而言，转轮3001可以与第二转向杆200在第二转向杆200的周向固定，且转轮3001可以与第二转向杆200在第二转向杆200的轴向相对移动，例如转轮3001与第二转向杆200之间通过花键连接，或者转轮3001和第二传动轴200之间通过齿和齿槽配合，例如，第二转向杆200移动到解耦位置时，齿和齿槽啮合，第二转向杆200移动到耦合位置时，齿和齿槽分离。

另外，第一子限位结构30031和第二子限位结构30032可以沿活动件30302的周向间隔设置，第一限位结构位30012位于第一子限位结构30031和第二子限位结构30032之间。例如，第二转向杆200位于解耦位置时，从车辆的上方观察，第二转向杆200逆时针旋转(即左转)至极限位置时，第一限位结构30012和第一子限位结构30031止抵；第二转向杆200顺时针旋转(例如右转)至极限位置时，第一限位结构30012和第二子限位结构30032止抵。

通过第一限位结构30012和第二限位结构3003得设置，便于对第二转向杆200在解耦位置的转动角度进行限位，且此种限位方式为机械限位，没有能耗的产生。

根据本发明的一些具体实施例，如图12所示，解耦装置1还包括壳体600。第一转向杆100的至少一部分、第二转向杆200的至少一部分和转角限位装置30100设于壳体600内。通过设置壳体600，便于减少第一转向杆100、第二转向杆200和转角限位装置30100三者与外界接触的几率，降低上述三者的损坏几率，提高上述三者的的使用寿命。

且活动件30302可移动地安装于壳体600，例如在第二转向杆200的径向上，活动件30302可以相对于壳体600移动，以增加第二转向杆200的最大转动角度的数值，换言之，通过设置可移动的活动件30302，能够实现第二转向杆200进行大于360°的转动，从而方向盘能够进行多圈转动。

根据本发明的一些具体实施例，如图11-图13以及图16-图17所示，壳体600设有固定件3004。活动件30302通过固定件3004可移动地安装于壳体600，固定件3004安装于壳体600，固定件3004上形成有沿转轮3001的径向延伸的配合槽30041，活动件30302可移动地配合在配合槽30041内。

由此，固定件3004不仅能够将活动件30302安装于壳体600，而且配合槽30041能够对活动件30302起到限位和导向作用，使活动件30302可以沿第二转向杆200的径向相对于壳体600移动，且活动件30302和壳体600在第二转向杆200的周向上相对位置稳定，从而可以保证转角限位装置30100的限位可靠性。

根据本发明的一些具体实施例，如图14和图16所示，转轮3001上设有螺旋槽30011，活动件30302上设有导向轴30021，导向轴30021可移动地配合在螺旋槽30011内，转轮3001随第二转向杆200转动时通过导向轴30021带动活动件30302运动。

举例而言，在转轮3001绕转轮3001的中心轴线转动的过程中，导向轴30021会相对于螺旋槽30011移动，由于导向轴30021设在活动件30302上，导向轴30021会带动活动件30302相对于固定件3004移动。这样能够实现活动件30302在第二转向杆200的径向上相对于壳体600的移动，从而在解耦装置1处于解耦状态时，方向盘的最大转动角度超过360°。

下面参考附图描述根据本发明实施例的车辆转向系统11，车辆包括车辆转向系统11。

根据本发明实施例的车辆，通过根据本发明实施例的车辆转向系统11，能够实现转向扭矩的传递和断开，且能够在断开转向扭矩传递时限制方向盘的最大转动角度。

根据本发明实施例的车辆转向系统11和具有其的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括：

车轮；

方向盘；

解耦装置，所述解耦装置分别与所述车轮和所述方向盘相连，所述解耦装置在耦合状态和解耦状态之间可切换，所述解耦装置处于所述耦合状态时将所述方向盘的转向扭矩传递至所述车轮，所述解耦装置处于解耦状态时断开所述方向盘的转向扭矩向所述车轮的传递；

转角限位装置，所述转角限位装置与所述解耦装置相连，所述解耦装置处于所述耦合状态时所述方向盘的最大转动角度由所述车轮限定，所述解耦装置处于所述解耦状态时所述方向盘的最大转动角度由所述转角限位装置限定。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，所述解耦装置包括：

第一转向杆和第二转向杆，所述第一转向杆与所述车轮连接，所述第二转向杆与所述方向盘连接，所述第二转向杆在耦合位置和解耦位置之间可移动，所述第二转向杆在所述耦合位置时与所述第一转向杆结合且将所述方向盘的转向扭矩传递至所述车轮，所述第二转向杆在所述解耦位置时与所述第一转向杆分离且断开所述方向盘的转向扭矩向所述车轮的传递；

所述转角限位装置与所述第二转向杆相连，所述第二转向杆位于所述解耦位置时，所述转角限位装置通过限定所述第二转向杆的最大转动角度而限定所述方向盘的最大转动角度。

3.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第二转向杆穿过所述转角限位装置，所述转角限位装置与所述第二转向杆的连接处邻近所述第二转向杆的朝向所述第一转向杆的一端。

4.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第二转向杆包括：

杆部；

头部，所述头部连接于所述杆部的朝向所述第一转向杆的一端；

其中，所述第二转向杆在所述耦合位置时，所述头部与所述第一转向杆结合；

所述第二转向杆在所述解耦位置时，所述头部与所述第一转向杆分离。

5.根据权利要求4所述的车辆转向系统，其特征在于，所述转角限位装置位于所述头部的背向所述第一转向杆的一侧。

6.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述解耦装置还包括：

第三转向杆，所述第一转向杆与所述车轮相连，所述第二转向杆通过所述第三转向杆与所述方向盘相连，所述第二转向杆与所述第三转向杆配合以传递转向扭矩，且所述第二转向杆相对所述第三转向杆在所述耦合位置和所述解耦位置之间可移动。

7.根据权利要求6所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第三转向杆构造有空腔，所述第二转向杆伸入所述空腔内；

所述第三转向杆的内周面构造有多个第一花键，每个所述第一花键沿所述第三转向杆的轴向延伸，多个所述第一花键沿所述第三转向杆的周向排布；

所述第二转向杆的外周面构造有多个第二花键，每个所述第二花键沿所述第二转向杆的轴向延伸，多个所述第二花键沿所述第二转向杆的周向排布；

多个所述第一花键与多个所述第二花键啮合。

8.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述解耦装置还包括：

杆套，所述杆套套设于所述第二转向杆，所述杆套与所述第二转向杆轴向固定且相对于所述第二转向杆可转动；

驱动机构，所述驱动机构与所述杆套相连，所述驱动机构通过所述杆套驱动所述第二转向杆在所述耦合位置和所述解耦位置之间移动。

9.根据权利要求8所述的车辆转向系统，其特征在于，所述解耦装置还包括：

壳体，所述第一转向杆的至少一部分、所述第二转向杆的至少一部分和所述杆套设于所述壳体内，所述驱动机构安装于所述壳体。

10.根据权利要求9所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第一转向杆通过第一轴承支撑于所述壳体；

所述第二转向杆通过第二轴承支撑于所述杆套；

所述杆套通过第三轴承支撑于所述壳体。

11.根据权利要求9所述的车辆转向系统，其特征在于，所述驱动机构包括：

驱动装置，所述驱动装置铰接于所述壳体；

传动组件，所述传动组件与所述驱动装置传动连接；

连杆组件，所述连杆组件分别与所述传动组件、所述壳体和所述杆套铰接。

12.根据权利要求11所述的车辆转向系统，其特征在于，所述连杆组件包括：

第一摆动连杆，所述第一摆动连杆的一端铰接于所述传动组件，所述第一摆动连杆的另一端铰接于所述杆套；

第二摆动连杆，所述第二摆动连杆的一端铰接于所述传动组件，所述第二摆动连杆的另一端铰接于所述杆套；

第三摆动连杆，所述第三摆动连杆的一端铰接于所述壳体，所述第三摆动连杆的另一端铰接于所述第一摆动连杆和所述第二摆动连杆。

13.根据权利要求12所述的车辆转向系统，其特征在于，所述传动组件包括：

输出丝杆，所述输出丝杆与所述驱动装置传动连接；

输出螺母，所述输出螺母套设于所述输出丝杆且与所述输出丝杆螺纹配合，所述第一摆动连杆的所述一端和所述第二摆动连杆的所述一端铰接于所述输出螺母。

14.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述转角限位装置包括：

转轮，所述转轮连接于所述第二转向杆且随所述第二转向杆转动，所述转轮上设有第一限位结构；

活动件，所述活动件设有第二限位结构，所述转轮随所述第二转向杆转动时带动所述活动件运动以使所述第一限位结构与所述第二限位结构止抵，所述第二限位结构包括第一子限位结构和第二子限位结构，所述第一子限位结构和所述第二子限位结构通过止挡所述第一限位结构而限定所述转轮的最大转动角度。

15.根据权利要求14所述的车辆转向系统，其特征在于，所述解耦装置还包括：

壳体，所述第一转向杆的至少一部分、所述第二转向杆的至少一部分和所述转角限位装置设于所述壳体内，所述活动件可移动地安装于所述壳体。

16.根据权利要求15所述的车辆转向系统，其特征在于，所述转角限位装置还包括：

固定件，所述活动件通过所述固定件可移动地安装于所述壳体，所述固定件安装于所述壳体，所述固定件上形成有沿所述转轮的径向延伸的配合槽，所述活动件可移动地配合在所述配合槽内。

17.根据权利要求14所述的车辆转向系统，其特征在于，所述转轮上设有螺旋槽，所述活动件上设有导向轴，所述导向轴可移动地配合在螺旋槽内，所述转轮随所述第二转向杆转动时通过所述导向轴带动所述活动件运动。

18.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-17中任一项所述的车辆转向系统。

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