CN117962985A - 线控转向系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线控转向系统及汽车，包括转向器、液压缸单元、阻尼器单元及方向盘；液压缸单元具有第一液压腔和第二液压腔；方向盘顺时针转动时，转向器能够对液压缸单元施力，以压缩第一液压腔；方向盘逆时针转动时，转向器能够对液压缸单元施力，以压缩第二液压腔；阻尼器单元具有第一腔室、第二腔室及扭杆，第一腔室与第一液压腔连通，第二腔室与第二液压腔连通，扭杆与方向盘连接；第一腔室体内通入流体时，能够驱动扭杆逆时针转动；第二腔室体内通入流体时，能够驱动扭杆顺时针转动。转向时，转向器可以直接对该液压系统施力，并通过该液压系统将反馈力传递至方向盘，从而使转向手感更加真实可靠并满足预期，从而避免驾驶员出现不安全感。

Description

线控转向系统及汽车

技术领域

本发明属于汽车转向技术领域，尤其涉及一种线控转向系统及汽车。

背景技术

现有的线控转向系统中，方向盘通常与电机模拟器连接，通过电机模拟器模拟虚拟的转向阻力。但是路面等情况复杂，电机模拟器的模拟结构与实际情况仍然存在较大偏差，导致实际转向手感与预期存在较大偏差，使驾驶员有不安全感。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中线控转向系统采用电机模拟器提高转向阻力及路面激励，导致实际转向手感与预期存在较大偏差的问题，提供一种线控转向系统及汽车。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种线控转向系统，包括转向器、液压缸单元、阻尼器单元以及方向盘；所述转向器与所述液压缸单元连接，所述液压缸单元具有第一液压腔和第二液压腔；所述方向盘顺时针转动时，所述转向器能够对所述液压缸单元施力，以压缩所述第一液压腔；所述方向盘逆时针转动时，所述转向器能够对所述液压缸单元施力，以压缩所述第二液压腔；所述阻尼器单元具有第一腔室、第二腔室以及扭杆，所述第一腔室与所述第一液压腔连通，所述第二腔室与所述第二液压腔连通，所述扭杆与所述方向盘连接；其中，所述第一腔室体内通入流体时，能够驱动所述扭杆逆时针转动；所述第二腔室体内通入流体时，能够驱动所述扭杆顺时针转动。

可选的，所述液压缸单元包括第一缸体和第一活塞；所述第一活塞安装在所述第一缸体内，并与所述第一缸体密封连接；所述第一液压腔和所述第二液压腔均位于所述第一缸体内，并分别位于所述第一活塞的两侧；所述转向器包括转向齿条，所述转向齿条与所述第一活塞连接；沿着所述转向齿条的轴线，所述转向齿条运动时，能够带动所述第一活塞在所述第一缸体内运动，以压缩所述第一液压腔或者所述第二液压腔。

可选的，所述第一缸体和所述第一活塞均套设在所述转向齿条上，且所述第一缸体与所述转向齿条密封连接。

可选的，所述转向器还包括壳体，所述第一缸体安装在所述壳体内；所述第一缸体上设有第一油孔和第二油孔，所述第一油孔与所述第一液压腔连通，所述第二油孔与所述第二液压腔连通；所述壳体上设有第一避让孔和第二避让孔；所述第一避让孔与所述第一油孔相对，以便使连接在所述第一油孔处的油管穿过所述壳体；所述第二避让孔与所述第二油孔相对，以便使连接在所述第二油孔处的油管穿过所述壳体。

可选的，所述转向器还包括第一挡块和第二挡块；所述第一挡块和所述第二挡块均安装在所述壳体内，并分别抵触在所述第一缸体的两端。

可选的，所述第二挡块与所述壳体为一体结构。

可选的，所述第一缸体包括侧壁、第一端盖以及第二端盖，所述侧壁、所述第一端盖以及所述第二端盖均为环形结构，所述第一端盖和所述第二端盖分别连接在所述侧壁的两端，所述转向齿条依次穿过第一端盖、所述侧壁以及所述第二端盖。

可选的，所述阻尼器单元包括第二缸体、第二活塞、活塞杆以及传动机构；所述第二活塞密封连接在所述第二缸体内，所述第一腔室和所述第二腔室位于所述第二缸体内，并分别位于所述第二活塞的两侧；所述活塞杆与所述第二活塞连接，并伸出所述第二缸体；所述传动机构连接所述活塞杆和所述扭杆，所述活塞杆沿所述第一腔室和所述第二腔室排布的方向运动时，能够通过所述传动机构带动所述扭杆转动。

可选的，所述传动机构包括传动齿条和传动齿条，所述传动齿条与所述活塞杆连接，所述传动齿轮与所述扭杆连接，并与所述传动齿条啮合。

为解决上述技术问题，另一方面，本发明实施例提供一种汽车，包括上述任一项所述的线控转向系统。

在本发明实施例提供的线控转向系统及汽车中，当转动方向盘顺时针转动时，第一液压腔被压缩，此时，第一液压腔内的流体会流动至第一腔体内，进而推动扭杆逆时针转动，这样便可以对方向盘提供一个反馈扭矩，使驾驶员获得相应的手感。同样的，当转动方向盘逆时针转动时，第二液压腔被压缩，此时，第二液压内的流体会流动至第二腔体内，进而推动扭杆顺时针转动，以便对方向盘提供一个反馈扭矩。另外，在本实施例中，液压缸单元和阻尼器单元之间组成一液压系统，当转向器对车轮施力时，可以直接对该液压系统施力，并通过该液压系统将反馈力传递至方向盘，从而可以使转向手感更加真实可靠，使实际转向手感满足预期，从而避免驾驶员出现不安全感。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的线控转向系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的线控转向系统的阻尼器单元单元的示意图；

图3是本发明一实施例提供的线控转向系统的转向器的示意图；

图4是图3中A区域的剖面视图。

说明书中的附图标记如下：

100、线控转向系统；

1、方向盘；

2、转向器；21、电机；22、转向齿轮；23、转向齿条；24、转向拉杆；25、壳体；26、第一挡块；27、第二挡块；

3、转向器控制单元；

4、液压缸单元；41、第一液压腔；42、第二液压腔；43、第一缸体；44、第一活塞；

5、阻尼器单元；51、第一腔室；52、第二腔室；53、扭杆；54、第二缸体；55、第二活塞；56、活塞杆；57、传递机构；571、传递齿条；572、传递齿轮；200、车轮。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，在一实施例中，汽车包括线控转向系统100以及车轮200，线控转向系统100与车轮200连接，用于驱动车轮200转向，进而调整汽车的前进方向。

如图1所示，在一实施例中，线控转向系统100包括方向盘1、转向器2以及转向器控制单元3；方向盘1与转向器控制单元3连接，转向器控制单元3与转向器2连接，转向器2与车轮200连接，当方向盘1转动时，转向器控制单元3可以根据方向盘1的转动方向控制转向器2动作，以便使转向器2驱动车轮200转向。比如，方向盘1顺时针转动时，转向器2可以驱动车轮200右转；方向盘1逆时针转动时，转向器2可以驱动车轮200左转。

如图1和图2所示，线控转向系统100还包括液压缸单元4和阻尼器单元5，其中，液压缸单元4与转向器2连接，阻尼器单元5与方向盘1连接。具体的，液压缸单元4具有第一液压腔41和第二液压腔42；方向盘1顺时针转动时，转向器2能够对液压缸单元4施力，以压缩第一液压腔41；方向盘1逆时针转动时，转向器2能够对液压缸单元4施力，以压缩第二液压腔42。另外，阻尼器单元5具有第一腔室51、第二腔室52以及扭杆53，第一腔室51与第一液压腔41连通，第二腔室52与第二液压腔42连通，扭杆53与方向盘1连接。其中，第一腔室51体内通入流体时，能够驱动扭杆53逆时针转动；第二腔室52体内通入流体时，能够驱动扭杆53顺时针转动。

工作过程中，当转动方向盘1顺时针转动时，第一液压腔41被压缩，此时，第一液压腔41内的流体会流动至第一腔体内，进而推动扭杆53逆时针转动，这样便可以对方向盘1提供一个反馈扭矩，使驾驶员获得相应的手感。同样的，当转动方向盘1逆时针转动时，第二液压腔42被压缩，此时，第二液压腔42内的流体会流动至第二腔体内，进而推动扭杆53顺时针转动，以便对方向盘1提供一个反馈扭矩。在本实施例中，液压缸单元4和阻尼器单元5之间组成一液压系统，当转向器2对车轮200施力时(或者路面激励)，可以对该液压系统施力，并通过该液压系统将反馈力传递至方向盘，从而可以使转向手感更加真实可靠，使实际转向手感满足预期，从而避免驾驶员出现不安全感。

另外，在本实施例中，第一液压腔41和第二液压腔42不连通，第一腔室51和第二腔室52不连通。

如图1、图3以及图4所示，在一实施例中，转向器2包括电机21、转向齿轮22、转向齿条23以及转向拉杆24，其中，电机21与转向器控制单元3连接，用于控制电机21转动，转向齿轮22与电机21连接，且转向齿轮22与转向齿条23啮合，转向齿条23与转向拉杆24连接，转向拉杆24与车轮200连接。方向盘1转动时，转向器控制单元3可以控制电机21转动，这样转向齿轮22便可以随之转动以驱动转向齿轮22直线运动，进而带动转向拉杆24运动，以驱动车轮200转向。另外，转向器2还包括壳体25，壳体25套设在转向齿条23的外侧，同时，壳体25上设有相应的避让结构，以免壳体25对转向齿条23和转向齿轮22的啮合产生干涉。

工作时，转向齿条23的长度方向平行于左右方向，转向齿轮22通常是驱动转向齿条23向左运动或者向右运动。比如方向盘1顺时针转动时，转向器控制单元3控制电机21正转，使转向齿条23向右运动，进而驱动车轮200右转；方向盘1逆时针转动时，转向器控制单元3控制电机21反转，使转向齿条23向左运动，进而驱动车轮200左转。此外，在本实施例中，转向器2的工作原理、转向器控制单元3、电机21、转向齿轮22、转向齿条23、转向拉杆24以及壳体25等的结构及装配均为现有技术。

如图4所示，在一实施例中，液压缸单元4包括第一缸体43和第一活塞44；第一活塞44安装在第一缸体43内，并与第一缸体43密封连接；第一液压腔41和第二液压腔42均位于第一缸体43内，并分别位于第一活塞44的两侧；具体的，第一活塞44安装在第一缸体43的中空部位内以后将第一缸体43的中空部位分为两部分，这两部分分别为第一液压腔41和第二液压腔42。

另外，第一活塞44与转向齿条23连接，当转向齿条23运动时(也即转向齿轮22驱动转向齿条23运动时)，能够带动第一活塞44在第一缸体43内运动，以压缩第一液压腔41或者第二液压腔42。

具体的，当转向齿条23向右运动时(此时方向盘1顺时针转动)，可以带动第一活塞44向右运动，进而压缩第一液压腔41，使第一液压腔41内的流通进入第一腔室51，进而对扭杆53提供逆时针的扭矩；当转向齿条23向左运动时(此时方向盘1逆时针转动)，可以带动第一活塞44向左运动，进而压缩第二液压腔42，使第二液压腔42内的流通进入第二腔室52，进而对扭杆53提供顺时针的扭矩。

如图4所示，在一实施例中，第一缸体43和第一活塞44均套设在转向齿条23上，这样可以减小线控转向系统100所占据的空间。另外，第一缸体43与转向齿条23密封连接，以免二者之间出现泄露。

如图4所示，在一实施例中，转向齿条23的两端均伸出第一缸体43，其中，第一缸体43包括侧壁、第一端盖以及第二端盖，侧壁、第一端盖以及第二端盖均为环形结构，第一端盖和第二端盖分别连接在侧壁的两端，第、第一端盖以及第二端盖均套设在转向齿条23上。第一活塞44安装在侧壁内，并与侧壁密封接触，转向齿条23依次穿过第一端盖、侧壁以及第二端盖，同时，第一端盖和第二端盖二者与转向齿条23之间均密封。此时，第一液压腔41位于第一活塞44和第一端盖之间，第二液压腔42位于第一活塞44和第二端盖之间。

另外，第一缸体43上设有第一油孔和第二油孔，第一油孔与第一液压腔41连通，第二油孔与第二液压腔42连通；第一液压腔41和第一腔室51之间通过油管连通，其中该油管安装在第一油孔处；第二液压腔42和第二腔室52之间也通过油管连通，其中该油管安装在第二油孔处。此外，第一油孔和第二油孔均设置在侧壁上，这样更方便通过油管连通第一液压腔41和第一腔室51以及通过油管连通第二液压腔42和第二腔室52。

如图4所示，第一缸体43安装在壳体25内，壳体25上设有第一避让孔和第二避让孔；第一避让孔与第一油孔相对，以便使连接在第一油孔处的油管穿过壳体25；第二避让孔与第二油孔相对，以便使连接在第二油孔处的油管穿过壳体25。另外，壳体25为筒状结构，其与侧壁可以是同轴设置。

如图4所示，在一实施例中，转向器2还包括第一挡块26和第二挡块27；第一挡块26和第二挡块27均安装在壳体25内，并分别抵触在第一缸体43的两端，这样便可以将第一缸体43固定在壳体25内。其中，第一挡块26抵触在第一端盖上，第二挡块27抵触在第二端盖上。

在一实施例中，第一挡块26和第二挡块27均可以通过过盈配合的方式固定在壳体25内。另外，在一些实施例中，第二挡块27与壳体25为一体结构，以方便生产组装，此时，壳体25内相当于是具有阶梯孔，第一挡块26将第一缸体43压紧在该阶梯孔的阶梯面上。

如图2所示，在一实施例中，阻尼器单元5包括第二缸体54、第二活塞55、活塞杆56以及传动机构57；第二活塞55密封连接在第二缸体54内，第一腔室51和第二腔室52位于第二缸体54内，并分别位于第二活塞55的两侧；活塞杆56与第二活塞55连接，并伸出第二缸体54；传动机构57连接活塞杆56和扭杆53，活塞杆56沿第二缸体54的轴向运动时，能够通过传动机构57带动扭杆53转动。其中，当第一液压腔41的流体进入第一腔室51时，第二活塞55压缩第二腔室52，此时，第二腔室52内的流体可以排入第二液压腔42内。

如图2所示，在一实施例中，传动机构57为齿轮齿条传动机构，包括传动齿条571和传动齿条571，传动齿条571与活塞杆56连接，传动齿轮572与扭杆53连接，并与传动齿条571啮合。其中，传动齿轮572、扭杆53以及方向盘1三者可以是同轴设置。当活塞杆56带动传动齿条571直线运动时可以驱动传动齿轮572转动，进而带动扭杆53转动。应当理解的，传动机构57也可也是其他能够将直线运动转换为旋转运动的机构。

应当理解的，上述相应设置也可也采用其他方式进行替换，比如：

在其他实施例中，液压缸单元4也可以是包括两个液压缸，定义这两个液压缸分别为第一液压缸和第二液压缸，其中，第一液压腔41为第一液压缸的油腔，第二液压缸为第二液压缸的油腔，这两个液压缸的活塞杆均与转向齿条23连接。工作时，当转向齿条23驱动第一液压缸的活塞杆伸出时，同时还带动第二液压缸的活塞杆收缩；当转向齿条23驱动第一液压缸的活塞杆收缩时，同时还带动第二液压缸的活塞杆伸出。

在其他实施例中，阻尼单元5也可以是包括两个液压缸，定义这两个液压缸分别为第三液压缸和第四液压缸，其中，第一腔室51为第一液压缸的油腔，第二腔室52为第四液压缸的油腔，此时传动机构57包括两个传动齿条571和一个齿轮，两个传动齿条571分别啮合在齿轮两侧，其中一个传动齿条571与第三液压缸的活塞杆连接，另一个传动齿条571与第四液压缸的活塞杆连接。另外，第三液压缸和第四液压缸二者在活塞杆都在同一侧伸出缸体；这样当第三液压缸的活塞杆伸出时，可以通传动机构57带动第四液压缸的活塞杆收缩；当第三液压缸的活塞杆收缩时，可以通传动机构57带动第四液压缸的活塞杆伸出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线控转向系统，其特征在于，包括转向器、液压缸单元、阻尼器单元以及方向盘；

所述转向器与所述液压缸单元连接，所述液压缸单元具有第一液压腔和第二液压腔；所述方向盘顺时针转动时，所述转向器能够对所述液压缸单元施力，以压缩所述第一液压腔；所述方向盘逆时针转动时，所述转向器能够对所述液压缸单元施力，以压缩所述第二液压腔；

所述阻尼器单元具有第一腔室、第二腔室以及扭杆，所述第一腔室与所述第一液压腔连通，所述第二腔室与所述第二液压腔连通，所述扭杆与所述方向盘连接；

其中，所述第一腔室体内通入流体时，能够驱动所述扭杆逆时针转动；所述第二腔室体内通入流体时，能够驱动所述扭杆顺时针转动。

2.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述液压缸单元包括第一缸体和第一活塞；

所述第一活塞安装在所述第一缸体内，并与所述第一缸体密封连接；

所述第一液压腔和所述第二液压腔均位于所述第一缸体内，并分别位于所述第一活塞的两侧；

所述转向器包括转向齿条，所述转向齿条与所述第一活塞连接；

沿着所述转向齿条的轴线，所述转向齿条运动时，能够带动所述第一活塞在所述第一缸体内运动，以压缩所述第一液压腔或者所述第二液压腔。

3.根据权利要求2所述的线控转向系统，其特征在于，所述第一缸体和所述第一活塞均套设在所述转向齿条上，且所述第一缸体与所述转向齿条密封连接。

4.根据权利要求3所述的线控转向系统，其特征在于，所述转向器还包括壳体，所述第一缸体安装在所述壳体内；

所述第一缸体上设有第一油孔和第二油孔，所述第一油孔与所述第一液压腔连通，所述第二油孔与所述第二液压腔连通；

所述壳体上设有第一避让孔和第二避让孔；所述第一避让孔与所述第一油孔相对，以便使连接在所述第一油孔处的油管穿过所述壳体；所述第二避让孔与所述第二油孔相对，以便使连接在所述第二油孔处的油管穿过所述壳体。

5.根据权利要求4所述的线控转向系统，其特征在于，所述转向器还包括第一挡块和第二挡块；

所述第一挡块和所述第二挡块均安装在所述壳体内，并分别抵触在所述第一缸体的两端。

6.根据权利要求5所述的线控转向系统，其特征在于，所述第二挡块与所述壳体为一体结构。

7.根据权利要求3所述的线控转向系统，其特征在于，所述第一缸体包括侧壁、第一端盖以及第二端盖，所述侧壁、所述第一端盖以及所述第二端盖均为环形结构，所述第一端盖和所述第二端盖分别连接在所述侧壁的两端，所述转向齿条依次穿过第一端盖、所述侧壁以及所述第二端盖。

8.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述阻尼器单元包括第二缸体、第二活塞、活塞杆以及传动机构；

所述第二活塞密封连接在所述第二缸体内，所述第一腔室和所述第二腔室位于所述第二缸体内，并分别位于所述第二活塞的两侧；

所述活塞杆与所述第二活塞连接，并伸出所述第二缸体；

所述传动机构连接所述活塞杆和所述扭杆，所述活塞杆沿所述第一腔室和所述第二腔室排布的方向运动时，能够通过所述传动机构带动所述扭杆转动。

9.根据权利要求8所述的线控转向系统，其特征在于，所述传动机构包括传动齿条和传动齿条，所述传动齿条与所述活塞杆连接，所述传动齿轮与所述扭杆连接，并与所述传动齿条啮合。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的线控转向系统。