CN114954635A - 线控型转向装置 - Google Patents

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CN114954635A CN202210170773.9A CN202210170773A CN114954635A CN 114954635 A CN114954635 A CN 114954635A CN 202210170773 A CN202210170773 A CN 202210170773A CN 114954635 A CN114954635 A CN 114954635A
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具尚澈
李权镐
朴敏镐
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Abstract

本发明提供一种线控型转向装置，其包括：第一旋转构件，联接到转向轴以互锁地旋转；第二旋转构件，支撑在第一旋转构件的外周上，并且当转向轴旋转时与第一旋转构件连动地旋转；以及壳体，壳体中内置有第一旋转构件和第二旋转构件，壳体联接到转向柱，并且第二旋转构件的外周侧支撑在内周表面上以限制第二旋转构件的旋转。

Description

线控型转向装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年2月23日提交的申请号为10-2021-0024037的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请在此为了所有目的通过引用并入，如同在本文完整阐述一样。
技术领域
本公开的实施例涉及一种线控转向系统，更特别地，涉及一种能够在车轮的旋转达到最大点时机械地停止方向盘进一步旋转的线控转向系统。
背景技术
一般而言，动力转向已被开发并应用于车辆转向装置以通过辅助驾驶员对方向盘的操作力来提供驾驶操作的便利性。动力转向被开发并应用在利用液压的液压式、同时利用液压和马达的电动力的电液压式以及仅利用马达的电动力的电动式中。
近来，替换地，去除了方向盘和车轮之间的诸如转向柱或万向节或小齿轮轴的机械连接装置，开发并应用了利用电动马达使车辆转向的线控(SBW)型转向系统。
但是，在这种线控型转向系统的情况下，由于转向轴和车轮之间没有机械连接，因此驾驶员对方向盘的旋转可以无限旋转，从而降低了驾驶员的转向感觉和转向稳定性。
因此，需要进行在车轮的旋转达到最大点时(当普通转向系统中的方向盘或车轮处于全转状态时)防止方向盘进一步旋转的研究。
发明内容
[技术问题]
本公开的实施例提供一种线控型转向装置，其能够通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘进一步机械旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向安全性。
另外，本公开的实施例的目的不限于此，本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未提及的其它目的。
[技术方案]
本公开的实施例提供一种线控型转向装置，其包括：第一旋转构件，联接到转向轴以互锁地旋转；第二旋转构件，支撑在第一旋转构件的外周上，并且当转向轴旋转时与第一旋转构件连动地旋转；以及壳体，壳体中内置有第一旋转构件和第二旋转构件，壳体联接到转向柱，并且第二旋转构件的外周侧支撑在内周表面上以限制第二旋转构件的旋转。
[有益效果]
根据本公开的实施例，提供了一种线控型转向装置，其通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘进一步机械旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向安全性。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的线控型转向装置的示意图。
图2和图3是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的立体图。
图4和图5是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的分解立体图。
图6是示出根据本公开的实施例的线控型转向装置限制旋转的过程的主视图。
图7至图10是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的分解立体图。
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示出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，即使相同或相似的组件在彼此不同的附图中示出。此外，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定对并入本文的公知功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施例中的主题不清楚时，将省略该描述。本文使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“形成有”等术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”的术语可以在本文中用于描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不用于限定元件的本质、顺序、次序或数量等，而仅用于将相应元件与其它元件区分开。
当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应解释为，不仅第一元件与第二元件可以“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件可以“插设”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彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。此处，第二元件可以包括在彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当诸如“之后”、“随后”、“接下来”、“之前”等时间相关术语用于描述元件或构造的过程或操作或者用于描述操作、加工、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续或非顺序的过程或操作，除非一起使用术语“直接”或“立即”。
另外，当提及任何尺寸、相对大小等时，应认为，元件或特征的数值或相应信息(例如，级别、范围等)包括可能由各种因素(例如，过程因素、内部或外部影响、噪音等)引起的容差或误差范围，即使未详细说明相关描述。此外，术语“可以”完全包含术语“能够”的所有含义。
图1是示意性地示出根据公开的本实施例的线控转向系统的示意图。图2和图3是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的立体图。图4和图5是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的分解立体图。图6是示出根据本公开的实施例的线控型转向装置限制旋转的过程的主视图。图7至图10是示出根据本公开的实施例的线控转向系统的一部分的分解立体图。
如图1至图10所示，根据本公开的实施例的线控型转向装置包括：第一旋转构件160，联接到转向轴103以互锁地旋转；第二旋转构件170，支撑在第一旋转构件160的外周上，并且当转向轴103旋转时与第一旋转构件160连动地旋转；以及壳体180，壳体180中内置有第一旋转构件160和第二旋转构件170，壳体180联接到转向柱100，并且第二旋转构件170的外周侧支撑在内周表面上以限制第二旋转构件170的旋转。
首先，参照图1，在根据本公开的实施例的线控型转向装置中，在连接到方向盘101的转向轴103的一侧联接有角度传感器105和扭矩传感器107，当驾驶员操作方向盘101时检测到这一点的角度传感器105和扭矩传感器107将电信号发送到电子控制装置110以启动转向轴马达120和小齿轮轴马达130。
电子控制装置110基于从角度传感器105和扭矩传感器107发送的电信号以及从安装在车辆上的其它传感器发送的电信号来控制转向轴马达120和小齿轮轴马达130。
转向轴马达120连接到用于降低马达的转数的减速器135，并且在正常驾驶期间，当驾驶员操作方向盘101时，转向轴马达120向转向轴103提供反作用力以使驾驶员感觉到在相反方向上的转向反作用力。并且在自动驾驶期间，通过电子控制装置110的控制来执行转向，而不需要驾驶员的意愿。
小齿轮轴马达130使连接到小齿轮轴113的齿杆111滑动，以通过拉杆115和转向节臂117使两侧的车轮119转向。
然而，在本公开的实施例的附图中，为了便于说明，作为示例，在转向轴103上设置有角度传感器105和扭矩传感器107，但是可以设置有用于向电子控制装置110发送转向信息的车速传感器和马达位置传感器、各种雷达、激光雷达、诸如摄像头的图像传感器等，并且下面将省略其详细描述。
在这种线控型转向装置中，由于方向盘101和车轮119没有机械连接，因此当驾驶员操纵方向盘101时，需要机械限制以在特定角度停止方向盘101的旋转。
即，设置有用于机械限制转向轴103的旋转角度的旋转角度限制构件150，以在车轮119的旋转达到最大点时(当普通转向装置中的方向盘101或车轮119处于全转状态时)使方向盘101不再旋转。因此，为驾驶员提供准确的转向感觉。
旋转角度限制构件150设置在转向柱100的下端并且利用安装支架102联接到车体，旋转角度限制构件150包括：第一旋转构件160，联接到转向轴103以互锁地旋转；第二旋转构件170，支撑在第一旋转构件160的外周，并且当转向轴103旋转时与第一旋转构件160连动地旋转；壳体180，壳体180中内置有第一旋转构件160和第二旋转构件170，壳体180联接到转向柱100，并且第二旋转构件170的外周侧支撑在内周表面上以限制第二旋转构件的旋转；等等。
转向轴103可以通过连接两个或更多个轴而形成，并且第一旋转构件160联接到转向轴103的外周表面。
在转向轴103的外周表面和第一旋转构件160的内周表面上设置有彼此对应的锯齿103a、163，使得当转向轴103旋转时，转向轴103和第一旋转构件160彼此连动地旋转而不自旋。
并且，与第一旋转构件160一起内置在壳体180中的第二旋转构件170支撑在第一旋转构件160的外周侧上并且和第一旋转构件160连动地旋转。然后，在旋转预定转向角度之后，第二旋转构件170被壳体180支撑并且旋转受到限制。
即，在第一旋转构件160的外周侧上设置有沿径向方向突出的第一支撑部161，在第二旋转构件170的内周侧上设置有沿径向方向突出并被第一支撑部161沿周向方向支撑的第二支撑部171。
因此，当第一旋转构件160与转向轴103连动地旋转时，第一旋转构件160的第一支撑部161在沿周向方向支撑第二旋转构件170的第二支撑部171的同时使第二旋转构件170旋转。
如图2至图8所示，第一旋转构件160和第二旋转构件170同轴设置，第二旋转构件170设置在第一旋转构件160的外周侧上，壳体180的内周表面设置在第二旋转构件170的外周侧上。
第二旋转构件170设置有沿轴向方向布置的大直径部170a和小直径部170b，使得外周侧呈阶梯状，并且大直径部170a和小直径部170b的内周表面形成为沿轴向方向连接的环形状。
然后，在大直径部170a和小直径部170b的内周侧上，被第一旋转构件160的第一支撑部161周向支撑的第二支撑部171径向突出。
另外，在第二旋转构件170的小直径部170b的外周侧上设置有沿径向方向突出的第三支撑部173，并且在壳体180的内周侧上设置有沿径向方向突出并沿周向方向支撑第三支撑部173的第四支撑部181。
因此，当第二旋转构件170与第一旋转构件160互锁并旋转时，在第二旋转构件170的第三支撑部173被壳体180的第四支撑部181沿周向方向支撑的同时停止旋转。并且转向轴103的旋转角度受到限制。
即，如图6所示，当转向轴103沿顺时针方向旋转时，第一旋转构件160沿顺时针方向旋转。并且，如图6的上图所示，当第一支撑部161沿顺时针方向支撑第二支撑部171时，第二旋转构件170也沿顺时针方向旋转。并且，如图6的下图所示，当第二旋转构件170的第三支撑部173被壳体180的第四支撑部181支撑时，转向轴103、第一旋转构件160和第二旋转构件170全部停止，并且转向轴103的旋转角度受到限制。
形成在壳体180中的第四支撑部181与小直径部170b径向间隔开并被大直径部170a的一轴向端沿轴向方向支撑，从而防止第二旋转构件170分离到外面。
壳体180设置有包括用于联接到转向柱100的紧固孔185的紧固法兰183，并且通过紧固构件200联接到转向柱100的下部。
另一方面，在本公开的实施例中，第一支撑部161、第二支撑部171、第三支撑部173和第四支撑部181分别作为示例被逐一设置，但是应注意的是，数量和在周向方向上的位置可以根据转向轴103的旋转角度的设计值任意变化。
如图7和图8所示，第一支撑部161从第一旋转构件160的一端沿轴向方向突出，并且第一支撑部161的端部位于第二旋转构件的外周上。
并且，第二旋转构件170可以设置有外周支撑部175，该外周支撑部175从外周侧沿径向方向突出并且被第一支撑部161沿周向方向支撑。
第一旋转构件160和第二旋转构件170联接到转向轴103以在轴向方向上彼此相邻设置，并且转向轴103和第一旋转构件160以互锁方式旋转，并且第二旋转构件170的内周面可旋转地联接到转向轴103的外周面。
外周支撑部175形成为从第二旋转构件170的一端和另一端沿轴向方向向两侧突出，并且在壳体180的内周侧上可以设置有沿径向方向突出并沿周向方向支撑第二旋转构件170的外周支撑部175的内周支撑部189。
此处，第一支撑部161位于第二旋转构件170的外周侧上，外周支撑部175的一端位于壳体180的内周侧上，另一端位于旋转构件160的外周侧上。
因此，当转向轴103旋转时，第一旋转构件160的第一支撑部161沿周向方向支撑第二旋转构件170的外周支撑部175并且第一旋转构件160和第二旋转构件170互锁并旋转，并且外周支撑部175被壳体180的内周支撑部189沿周向方向支撑以停止旋转，并且转向轴103的旋转角度受到限制。
另外，在壳体180的一端形成有从中空圆筒部182径向延伸的隔壁187，并且隔壁187设置有通孔189＇，转向轴103穿过该通孔189＇。
因此，壳体180的隔壁187在轴向方向上支撑联接到转向轴103的第二旋转构件170的外周支撑部175，以防止第二旋转构件170分离。
壳体180设置有包括用于联接到转向柱100的紧固孔185的紧固法兰183，并且通过紧固构件联接到转向柱100的下部。
另外，如图9和图10所示，在第一旋转构件160的外周侧上形成有第一齿轮部164，在第二旋转构件170的外周侧上形成有与第一旋转构件160的第一齿轮部164啮合的第二齿轮部174。因此，当转向轴103旋转时，第一齿轮部164和第二齿轮部174可以互锁以旋转。
在这种情况下，第一旋转构件160和第二旋转构件170的中心轴线被设置为彼此平行，使得第一齿轮部164和第二齿轮部174能够啮合。
壳体180设置有与转向轴103间隔开的支撑轴198，并且在第二旋转构件170的中心设置有与支撑轴198联接的联接孔176。并且在壳体180的内部形成有沿轴向方向突出以使支撑轴198插入并支撑支撑轴198的轴联接部186。
此处，支撑轴198和轴联接部186可以与壳体180一体地形成。
另外，旋转支撑构件196联接在支撑轴198和第二旋转构件170的联接孔176之间，使得旋转支撑构件196支撑与第一旋转构件160接合的第二旋转构件170的旋转。
此处，在第二旋转构件170的外周侧上设置有沿径向方向突出的旋转突起178，并且在壳体180的内周侧上设置有沿径向方向突出并沿周向方向支撑第二旋转构件170的旋转突起178的固定突起188。因此，当第二旋转构件170旋转时，旋转突起178被固定突起188支撑并且旋转受到限制。
壳体180包括内嵌有第一旋转构件160的第一壳体部180a和内嵌有第二旋转构件170的第二壳体部180b。
第一壳体部180a和第二壳体部180b在第一齿轮部164和第二齿轮部174彼此啮合的位置处设置有开口180-1。第一旋转构件160和第二旋转构件170彼此联接并且内置在第一壳体部180a和第二壳体部180b中。
形成在壳体180的内周侧上的固定突起188分别设置在第二壳体部180b的内周表面的在周向方向上与开口180-1相邻的两侧上。
另外，在壳体180的外侧上结合有设置有转向轴103穿过的第一通孔191和支撑轴198穿过的第二通孔193的盖构件190以密封第一旋转构件160和第二旋转构件170，从而防止异物从外部进入壳体180。
盖构件190设置有紧固孔195以联接到壳体180，并且通过紧固构件200联接到壳体180。
如上所述，根据本公开的实施例，提供了一种线控型转向装置，其通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘进一步机械旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向安全性。
所公开的以上描述使本领域技术人员能够做出和利用本公开的技术思想，并且在特定应用及其要求的上下文中提供了以上描述。在不脱离本公开的思想和范围的情况下，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，并且本文限定的一般原理可以应用于其它实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明性目的提供本公开的技术思想的示例。即，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的实施例，而是要符合与权利要求书一致的最宽范围。本公开的保护范围应基于所附权利要求书进行解释，并且在权利要求书等同范围内的所有技术思想均应解释为包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种线控型转向装置，包括：
第一旋转构件，联接到转向轴以互锁地旋转；
第二旋转构件，支撑在所述第一旋转构件的外周上，并且当所述转向轴旋转时与所述第一旋转构件连动地旋转；以及
壳体，所述壳体中内置有所述第一旋转构件和所述第二旋转构件，所述壳体联接到转向柱，并且所述第二旋转构件的外周侧支撑在内周表面上以限制所述第二旋转构件的旋转。
2.根据权利要求1所述的线控型转向装置，其中，在所述第一旋转构件的外周侧上设置有沿径向方向突出的第一支撑部。
3.根据权利要求2所述的线控型转向装置，其中，在所述第二旋转构件的内周侧上设置有沿径向方向突出并被所述第一支撑部沿周向方向支撑的第二支撑部。
4.根据权利要求2所述的线控型转向装置，其中，所述第二旋转构件形成为环形状，在所述环形状中，大直径部和小直径部的内周表面彼此轴向连接使得外周侧在轴向方向上呈阶梯状，并且在所述大直径部和所述小直径部的内周侧上设置有第二支撑部。
5.根据权利要求4所述的线控型转向装置，其中，在所述第二旋转构件的小直径部的外周侧上设置有沿径向方向突出的第三支撑部。
6.根据权利要求5所述的线控型转向装置，其中，设置有从所述壳体的内周侧径向突出并沿周向方向支撑所述第三支撑部的第四支撑部。
7.根据权利要求2所述的线控型转向装置，其中，所述第一支撑部形成为从所述第一旋转构件的一端沿轴向方向突出。
8.根据权利要求7所述的线控型转向装置，其中，所述第一支撑部的端部形成为位于所述第二旋转构件的外周侧上。
9.根据权利要求8所述的线控型转向装置，其中，所述第二旋转构件包括从外周侧径向突出并被所述第一支撑部沿周向方向支撑的外周支撑部。
10.根据权利要求9所述的线控型转向装置，其中，所述外周支撑部形成为从所述第二旋转构件的一端和另一端沿所述轴向方向突出。
11.根据权利要求10所述的线控型转向装置，其中，所述外周支撑部形成为一端位于所述壳体的内周侧上，另一端位于所述第一旋转构件的外周侧上。
12.根据权利要求11所述的线控型转向装置，其中，所述壳体设置有从内周侧径向突出并沿所述周向方向支撑所述外周支撑部的内周支撑部。
13.根据权利要求1所述的线控型转向装置，其中，在所述第一旋转构件的外周侧上形成有第一齿轮部，在所述第二旋转构件的外周侧上形成有与所述第一齿轮部啮合的第二齿轮部，从而当所述转向轴旋转时，所述第一齿轮部和所述第二齿轮部互锁以旋转。
14.根据权利要求13所述的线控型转向装置，其中，所述壳体设置有与所述转向轴间隔开的支撑轴，并且在所述第二旋转构件的中心设置有与所述支撑轴联接的联接孔。
15.根据权利要求14所述的线控型转向装置，其中，用于支撑所述第二旋转构件的旋转的旋转支撑构件联接在所述支撑轴和所述第二旋转构件的联接孔之间。
16.根据权利要求15所述的线控型转向装置，其中，所述第二旋转构件在所述第二旋转构件的外周侧上设置有沿径向方向突出的旋转突起。
17.根据权利要求16所述的线控型转向装置，其中，所述壳体设置有从内周侧径向突出并沿周向方向支撑所述旋转突起以限制所述第二旋转构件的旋转的固定突起。
18.根据权利要求17所述的线控型转向装置，其中，所述壳体包括内嵌有所述第一旋转构件的第一壳体部和内嵌有所述第二旋转构件的第二壳体部，并且所述第一壳体部和所述第二壳体部在所述第一齿轮部和所述第二齿轮部彼此啮合的位置处设置有开口。
19.根据权利要求18所述的线控型转向装置，其中，所述固定突起设置在所述第二壳体部的内周表面的在所述周向方向上与所述开口相邻的两侧上。
20.根据权利要求19所述的线控型转向装置，其中，设置有所述转向轴穿过的第一通孔和所述支撑轴穿过的第二通孔的盖构件联接到所述壳体的外侧。
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