CN206691188U - 一种汽车线控转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车线控转向系统，包括车身、方向盘、主控制器、主转向电机以及两前轮；所述方向盘通过转向套筒与车身转动相连，在转向套筒上设有方向盘转角传感器和方向盘转矩传感器；所述主转向电机安装于车身上，其电机轴与一齿轮箱的输入端相连，该齿轮箱输出端与一转向输出齿轮相连，在两前轮之间设有一转向输出齿条，该转向输出齿条的两端分别通过一转向拉杆与两前轮相连；所述方向盘转角传感器、方向盘转矩传感器以及主转向电机均与主控制器相连。本实用新型结构简单，安装方便，能够有效降低噪音，并且提高安全性，成本也更低。

Description

一种汽车线控转向系统

技术领域

本实用新型涉及汽车转向系统领域，尤其涉及一种汽车线控转向系统。

背景技术

传统汽车的转向系统不管是纯机械转向系统还是动力转向系统，都是由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，每个部分都是由复杂的机械机构连接在一起，其结构复杂、不便安装且占用空间大，整体成本也较高。同时，传统转向系统工作时，各个机械运动副会产生较大的噪声，并传递到驾驶室，影响驾驶舒适性。另外，由于转向管柱与转向器等是固定连接成一体，在汽车发生正向碰撞时，由于惯性驾驶员身体会前倾，转向柱会对驾驶员胸部造成巨大的伤害，安全性差。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决现有转向系统结构复杂，成本高，噪音大，并且安全性差的问题，提供一种汽车线控转向系统，结构简单，安装方便，能够有效降低噪音，并且提高安全性，成本也更低。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种汽车线控转向系统，包括车身、方向盘、主控制器、主转向电机以及两前轮；其特征在于：所述方向盘通过转向套筒与车身转动相连，其中，在车身上，对应转向套筒的位置开有一通孔，该通孔的轴向与转向套筒的轴向一致；该转向套筒远离方向盘的一端与一轴承相连，该轴承安装于所述通孔内，并与车身紧配合在一起；在转向套筒上设有方向盘转角传感器和方向盘转矩传感器；

所述主转向电机安装于车身上，其电机轴与一齿轮箱的输入端相连，该齿轮箱输出端与一转向输出齿轮相连，在两前轮之间设有一转向输出齿条，所述转向输出齿轮与转向输出齿条啮合在一起；该转向输出齿条的两端分别通过一转向拉杆与两前轮相连，通过转向输出齿条和转向拉杆配合能够带动两前轮同步转向；

所述方向盘转角传感器、方向盘转矩传感器以及主转向电机均与主控制器相连；该主控制器能够根据方向盘转角传感器和方向盘转矩传感器采集的信号控制主转向电机进行相应的转动。

进一步地，还包括一路面识别器，该路面识别器与主控制器相连；在两前轮上分别设有一车轮转速传感器和一车轮转角传感器，所述车轮转速传感器和车轮转角传感器均与路面识别器相连。

进一步地，所述转向套筒包括内筒和外筒，且内筒和外筒通过一连接销相连；在外筒的内壁和/或内筒的外壁设有橡胶材料。

进一步地，在转向套筒的相对两侧分别设有一阻力弹簧，在两阻力弹簧之间设有一传动齿条，所述传动齿条的两端分别与两阻力弹簧的一端相连，两阻力弹簧的另一端均与车身相连；在转向套筒上，对应该传动齿条的位置设有一传动齿轮，且该传动齿轮与所述传动齿条啮合在一起。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、整体结构更加简单，装配更加方便，快捷，并且通过主控制器和主转向电机进行转向，能够有效降低转向系统的成本。

2、通过主转向电机配合主控制器进行转向控制，能够大大降低转向时产生的噪声，从而减少传递到驾驶室的噪音，使驾驶舒适性更高。

3、方向盘通过转向套管与车身相连，且车身对应转向套管的下端位置设有通孔，当汽车发生正面碰撞的时候，由于惯性驾驶员上半生会猛烈的与方向盘冲击，此时转向套筒下端也会整体移动，为驾驶员提供了更大的缓冲空间，大大提高了安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1—方向盘，2—主控制器，3—主转向电机，4—前轮，5—转向套筒，6—方向盘转角传感器，7—方向盘转矩传感器，8—齿轮箱，9—转向输出齿轮，10—转向输出齿条，11—转向拉杆，12—路面识别器，13—车轮转速传感器，14—车轮转角传感器，15—连接销，16—阻力弹簧，17—传动齿条，18—传动齿轮，19—副控制器，20—副转向电机，21—电磁离合器。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图1，一种汽车线控转向系统，包括车身、方向盘1、主控制器2、主转向电机3以及两前轮4。所述方向盘1通过转向套筒5与车身转动相连，具体实施时，所述转向套筒5包括内筒和外筒，且内筒和外筒通过一连接销15相连，该连接销15采用脆性材质，如塑料等；在外筒的内壁和/或内筒的外壁设有橡胶材料；这样，当汽车发生正面碰撞的时候，由于惯性驾驶员上半生会猛烈的与方向盘1冲击，此时连接销15受到一定的力后会折断，内筒会进入外筒内，由于橡胶材料的摩擦阻力作用，产生一个缓冲带作用，从而减少对驾驶员的伤害。在车身上，对应转向套筒5的位置开有一通孔，该通孔的轴向与转向套筒5的轴向一致；该转向套筒5远离方向盘1的一端与一轴承相连，该轴承安装于所述通孔内，并与车身紧配合在一起；这样，在剧烈碰撞后，整个方向盘1和转向套筒5也会整体移动，为驾驶员提供了更大的缓冲空间，大大提高了安全性。在转向套筒5上设有方向盘转角传感器6和方向盘转矩传感器7。

在转向套筒5的相对两侧分别设有一阻力弹簧16，在两阻力弹簧16之间设有一传动齿条17，所述传动齿条17的两端分别与两阻力弹簧16的一端相连，两阻力弹簧16的另一端均与车身相连；在转向套筒5上，对应该传动齿条17的位置设有一传动齿轮18，且该传动齿轮18与所述传动齿条17啮合在一起；驾驶员转动方向盘1，转向套筒5带动传动齿条17左右移动；顺时针转动方向盘1时，齿条向左边移动，左侧助力弹簧拉长，右侧阻力弹簧16压缩，阻力弹簧16的形变为方向盘1提供一个逆向阻力；弹簧恢复形变时，为方向盘1提供回正力矩；当驾驶员逆时针转动时，与前述恰好相反。从而在驾驶员转动方向盘1时提供给驾驶员手感。

所述主转向电机3安装于车身上，其电机轴与一齿轮箱8的输入端相连，在电机轴上还设有一电机转速传感器；该齿轮箱8输出端与一转向输出齿轮9相连，在两前轮4之间设有一转向输出齿条10，所述转向输出齿轮9与转向输出齿条10啮合在一起。该转向输出齿条10的两端分别通过一转向拉杆11与两前轮4相连，通过转向输出齿条10和转向拉杆11配合能够带动两前轮4同步转向。

所述方向盘转角传感器6、方向盘转矩传感器7、电机转速传感器以及主转向电机3均与主控制器2相连，所述主控制器2还与一电流传感器相连；该主控制器2能够根据方向盘转角传感器6和方向盘转矩传感器7采集的信号控制主转向电机3进行相应的转动。具体实施时，各传感器经A/D转换后与控制器相连。

还包括一路面识别器12，该路面识别器12与主控制器2相连；在两前轮4上分别设有一车轮转速传感器13和一车轮转角传感器14，所述车轮转速传感器13和车轮转角传感器14均与路面识别器12相连；时刻掌握汽车当前所处的路面情况、行驶状态以及车身姿态，为控制中心提供准确可靠的参数信号。

为提高整个转向系统的稳定性，实际制作过程中，还增加一个副控制器19和副转向电机20，副转向电机20与主控制器2并联，即上述的传感器、主转向电机3同时也与副控制器19相连；副转向电机20与主转向电机3并联，其电机轴通过电磁离合器21与齿轮箱8的输入端相连。电流传感器时刻检测主控制器2内部工作的电流信号，一旦发现主控制器2工作电流异常，将主控制器2异常信号传送给线控中心，线控中心立马下达接通副控制器19电源的信号，副控制器19立即介入工作，并发出反馈关闭命令信号，强行关闭主控制器2，同时发出故障信号，驾驶室转向系统提示灯变为蓝色，提醒驾驶员转向系统主控制器2异常。当转速传感器检测到主电机转速异常，立即将异常信号传送给控制中心，控制中心立马下达接通电磁离合器21（18）的工作信号，副电机介入工作并发出工作反馈信号，强行关闭主主转向电机3，同时发出主电机机械故障信号，驾驶室转向系统故障灯变红。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种汽车线控转向系统，包括车身、方向盘、主控制器、主转向电机以及两前轮；其特征在于：所述方向盘通过转向套筒与车身转动相连，其中，在车身上，对应转向套筒的位置开有一通孔，该通孔的轴向与转向套筒的轴向一致；该转向套筒远离方向盘的一端与一轴承相连，该轴承安装于所述通孔内，并与车身紧配合在一起；在转向套筒上设有方向盘转角传感器和方向盘转矩传感器；

所述主转向电机安装于车身上，其电机轴与一齿轮箱的输入端相连，该齿轮箱输出端与一转向输出齿轮相连，在两前轮之间设有一转向输出齿条，所述转向输出齿轮与转向输出齿条啮合在一起；该转向输出齿条的两端分别通过一转向拉杆与两前轮相连，通过转向输出齿条和转向拉杆配合能够带动两前轮同步转向；

所述方向盘转角传感器、方向盘转矩传感器以及主转向电机均与主控制器相连；该主控制器能够根据方向盘转角传感器和方向盘转矩传感器采集的信号控制主转向电机进行相应的转动。

2.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向系统，其特征在于：还包括一路面识别器，该路面识别器与主控制器相连；在两前轮上分别设有一车轮转速传感器和一车轮转角传感器，所述车轮转速传感器和车轮转角传感器均与路面识别器相连。

3.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向系统，其特征在于：所述转向套筒包括内筒和外筒，且内筒和外筒通过一连接销相连；在外筒的内壁和/或内筒的外壁设有橡胶材料。

4.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向系统，其特征在于：在转向套筒的相对两侧分别设有一阻力弹簧，在两阻力弹簧之间设有一传动齿条，所述传动齿条的两端分别与两阻力弹簧的一端相连，两阻力弹簧的另一端均与车身相连；在转向套筒上，对应该传动齿条的位置设有一传动齿轮，且该传动齿轮与所述传动齿条啮合在一起。