CN215851451U - 一种辅助转向装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆转向装置技术领域，具体涉及一种辅助转向装置及车辆。辅助转向装置与车辆的转向节和整车控制总线连接，转向节与车轮总成连接，辅助转向装置包括驱动机构、传动机构和控制器；传动机构包括传动输入端和传动输出端，传动输出端与转向节铰接；驱动机构包括驱动输出端，驱动输出端与传动输入端固定连接，驱动机构动作驱动传动输出端移动，传动输出端推动转向节转动带动车轮总成转向；控制器与整车控制总线和驱动机构连接，用于接收整车控制总线传输的车辆信息，并根据车辆信息控制驱动机构的动作。车轮总成的转向是单独通过控制器、驱动机构和传动机构的控制实现，具有减小车辆的最小转弯半径，提升驾驶机动性和灵活性的优点。

Description

一种辅助转向装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆转向装置技术领域，具体涉及一种辅助转向装置及车辆。

背景技术

车辆是指陆地上用轮子转动的交通或运载工具，可以通过控制轮子的转动实现车辆行驶过程中转向。现有技术中的车辆通常是通过控制前轮的转动来实现转向，这就造成车辆转向时的转弯半径较大，尤其对于轴距较大车型以及车辆较长的车型，转弯半径大严重影响车辆驾驶的机动性和便利性。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种辅助转向装置，解决或部分解决现有技术中车辆转弯半径大的问题。

本实用新型还提供了一种车辆，具有驾驶机动性强，更加便利的优点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种辅助转向装置，与车辆的转向节和整车控制总线连接，所述转向节与车轮总成连接，所述辅助转向装置包括驱动机构、传动机构和控制器；

所述传动机构包括传动输入端和传动输出端，所述传动输出端与所述转向节铰接；

所述驱动机构包括驱动输出端，所述驱动输出端与所述传动输入端固定连接，所述驱动机构动作驱动所述传动输出端移动，所述传动输出端推动所述转向节转动以带动所述车轮总成转向；

所述控制器与所述整车控制总线和所述驱动机构连接，用于接收所述整车控制总线传输的车辆信息，并根据所述车辆信息控制所述驱动机构的动作。

可选地，所述辅助转向装置与所述转向节一一对应连接。

可选地，所述传动机构包括凸轮和移动杆，所述凸轮包括轴心安装孔和输出轮廓，所述轴心安装孔的轴线与所述凸轮的转动轴线重合，所述输出轮廓为绕所述凸轮转动轴线的外侧轮廓；

所述驱动输出端与所述轴心安装孔固定连接，所述输出轮廓与所述移动杆的一端抵接，所述移动杆的另一端为所述传动输出端。

可选地，所述移动杆包括连接杆和球头推杆，所述连接杆包括弧形部和直杆部，所述弧形部具有设定弧度，所述弧形部与所述输出轮廓抵接，所述直杆部的一端与所述弧形部远离所述输出轮廓的一侧连接，另一端与所述球头推杆通过球铰连接；

所述球头推杆为杆状结构，另一端与所述转向节通过球铰连接。

可选地，还包括传动壳体，所述传动壳体围成安装腔，所述凸轮、所述连接杆、所述驱动机构均与所述传动壳体连接，所述凸轮位于所述安装腔内，所述连接杆和所述驱动输出端均伸入所述安装腔内与所述凸轮连接。

可选地，所述车辆信息包括方向盘转角、车速、车轮轮速、发动机转速或车辆驱动电机转速、档位、制动和加速踏板信息。

可选地，所述驱动机构包括驱动电机和减速器，所述驱动电机包括电机输出端，所述减速器包括所述驱动输出端和减速输入端，所述电机输出端和所述减速输入端连接。

可选地，还包括位移传感器和转速传感器，所述位移传感器和所述转速传感器均与所述控制器或所述整车控制总线信号连接；

所述位移传感器对应所述传动机构设置，用于监控所述传动机构的位移量；

所述转速传感器与所述电机连接，用于监控所述电机输出端的转速。

一种车辆，包括上述的辅助转向装置。

可选地，还包括拖拽臂总成、上摆臂总成、下摆臂总成、稳定杆总成、转向节和车轮总成，所述辅助转向装置与所述转向节连接，两个所述转向节与两个所述车轮总成一一对应连接；

所述拖拽臂总成与所述转向节通过销轴连接，所述销轴的轴线通过所述车轮总成的车轮接地点；

所述上摆臂总成和所述下摆臂总成均与所述转向节通过球铰连接，所述上摆臂总成和所述下摆臂总成与所述转向节的连线与所述销轴的轴线平行；

所述稳定杆总成的一端与所述转向节通过球铰连接。

本实用新型的辅助转向装置中，控制器接收整车控制总线传输的车辆信息，并根据车辆信息控制驱动机构动作，驱动机构动作则驱动输出端驱动传动机构的传动输入端动作，传动机构的内部结构连接传动输入端和传动输出端，传动输入端动作使得传动输出端按照设定的轨迹移动，传动输出端推动转向节转动，转向节转动则带动车轮总成转向。车轮总成的转向是单独通过控制器、驱动机构和传动机构的控制实现，而不是通过车辆转向系统控制，辅助转向装置能够使得该车轮总成可以配合用于转向的车轮总成转向，从而有效减小车辆的最小转弯半径，提升驾驶机动性和灵活性；缩短车辆转向相应时间，提高转向灵敏度；由于辅助转向装置通过控制器能够得到更加准确的转向需求，从而能够动态补偿不足转向度，提升车辆操纵稳定性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型车辆的车轮总成处的结构示意图；

图2为图1中辅助转向装置去掉部分传动壳体的结构示意图；

图3为图2所示辅助转向装置箭头方向反向的结构示意图；

附图标记说明：

1-驱动机构；11-驱动电机；12-减速器；

2-传动机构；21-凸轮；211-轴心安装孔；212-输出轮廓；22-连接杆；221-弧形部；222-直杆部；23-球头推杆；24-传动壳体；

3-控制器；

41-位移传感器；42-转速传感器；

51-转向节；52-拖拽臂总成；53-上摆臂总成；54-稳定杆总成；55-车身；56-下摆臂总成；57-减震器；58-车轮总成。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图3所示，本申请一实施例公开了一种辅助转向装置，与车辆的转向节51和整车控制总线连接，所述转向节51与车轮总成58连接，所述辅助转向装置包括驱动机构1、传动机构2和控制器3。所述传动机构2包括传动输入端和传动输出端，所述传动输出端与所述转向节51铰接。所述驱动机构1包括驱动输出端，所述驱动输出端与所述传动输入端固定连接，所述驱动机构1动作驱动所述传动输出端移动，所述传动输出端推动所述转向节51转动以带动所述车轮总成58转向。所述控制器3与所述整车控制总线和所述驱动机构1连接，用于接收所述整车控制总线传输的车辆信息，并根据所述车辆信息控制所述驱动机构1的动作。

具体而言，转向节51是车轮总成58转向的铰链，包括安装部和转向节轴颈，安装部用于与拖拽臂总成52、上摆臂总成53、下摆臂总成56等结构连接，转向节轴颈用来安装车轮总成58。拖拽臂总成52、上摆臂总成53、下摆臂总成56等结构能够通过转向节51承受来自地面等的作用力，以及保证车轮总成58的上下移动等满足车辆行驶要求。

整车控制总线是车载网络中车用设备或车用仪表互联的通信网络，广泛应用于车辆中。

车轮总成58包括轮胎、轮毂等，是车辆的移动单元。

本申请的辅助转向装置中，控制器3接收整车控制总线传输的车辆信息，并根据车辆信息控制驱动机构1动作，驱动机构1动作则驱动输出端驱动传动机构2的传动输入端动作，传动机构2的内部结构连接传动输入端和传动输出端，传动输入端动作使得传动输出端按照设定的轨迹移动，传动输出端推动转向节51转动，转向节51转动则带动车轮总成58转向。车轮总成58的转向是单独通过控制器3、驱动机构1和传动机构2的控制实现，而不是通过车辆转向系统控制，辅助转向装置能够使得该车轮总成58可以配合车辆转向系统实现车辆的转向，减小车辆的最小转弯半径，提升驾驶机动性和灵活性；缩短车辆转向相应时间，提高转向灵敏度；由于辅助转向装置通过控制器3能够得到更加准确的转向需求，从而能够动态补偿不足转向度，提升车辆操纵稳定性。

参阅图1所示，在一实施例中，所述辅助转向装置与所述转向节51一一对应连接。

辅助转向装置独立控制一个车轮总成58，可改善转向阿克曼率，提升转向精准度；同时，避免了转向时车轮总成58的轮胎滑移，减少轮胎磨损。

如图2所示，在一实施例中，所述传动机构2包括凸轮21和移动杆，所述凸轮21包括轴心安装孔211和输出轮廓212，所述轴心安装孔211的轴线与所述凸轮21的转动轴线重合，所述输出轮廓212为绕所述凸轮21转动轴线的外侧轮廓；所述驱动输出端与所述轴心安装孔211固定连接，所述输出轮廓212与所述移动杆的一端抵接，所述移动杆的另一端为所述传动输出端。

凸轮21指的是机械的回转或滑动件，凸轮21包括轴心安装孔211和输出轮廓212，轴心安装孔211与驱动输出端固定连接，凸轮21随驱动输出端的转动而转动；由于输出轮廓212到凸轮21转动轴线的距离不同，输出轮廓212与移动杆的一端抵接，当凸轮21转动时，输出轮廓212推动移动杆往复移动，移动杆的另一端移动推动转向节51移动。

如图2所示，在一实施例中，所述移动杆包括连接杆22和球头推杆23，所述连接杆22包括弧形部221和直杆部222，所述弧形部221具有设定弧度，所述弧形部221与所述输出轮廓212抵接，所述直杆部222的一端与所述弧形部221远离所述输出轮廓212的一侧连接，另一端与所述球头推杆23通过球铰连接；所述球头推杆23为杆状结构，另一端与所述转向节51通过球铰连接。

弧形部221与输出轮廓212抵接，弧形部221能够始终与输出轮廓212保持接触，避免因安装精度或是连接杆22偏移等造成的连接杆22和凸轮21抵接不牢靠，凸轮21和连接杆22之间的运动精度高，并能够防止凸轮21与连接杆22和球头推杆23之间的冲击。

在一实施例中，凸轮21的凸轮转角与连接杆22的位移量，根据辅助转向装置对车轮总成58的转向需求进行设计，以体现更好转向性能。

如图2和图3所示，在一实施例中，辅助转向装置还包括传动壳体24，所述传动壳体24围成安装腔，所述凸轮21、所述连接杆22、所述驱动机构1均与所述传动壳体24连接，所述凸轮21位于所述安装腔内，所述连接杆22的弧形部221和所述驱动输出端均伸入所述安装腔内与所述凸轮21连接。

传动壳体24能够为所述凸轮21、所述连接杆22、所述驱动机构1提供支撑和保护，防止外界泥土等进入到安装腔内，影响凸轮21、弧形部221和驱动输出端之间的运动精度，以及对凸轮21、弧形部221和驱动输出端的磨损。

在一实施例中，连接杆22的弧形部221位于安装腔内，远离弧形部221的另一端伸出传动壳体24，在传动壳体24中设置供直杆部222穿过的通道，直杆部222在通道中移动，以提高连接杆22的运动精度。

如图2和图3所示，在一实施例中，所述车辆信息包括方向盘转角、车速、车轮轮速、发动机转速或车辆驱动电机转速、档位、制动和加速踏板信息。

控制器3可以根据内部算法，根据上述的车辆信息调节驱动机构1的转向和转速，使得传动输出端运动到指定的位置，从而使转向节51推动车轮总成58转向设定的角度，以保证转向精度和速度。

如图2和图3所示，在一实施例中，所述驱动机构1包括驱动电机11和减速器12，所述驱动电机11包括电机输出端，所述减速器12包括驱动输出端和减速输入端，所述电机输出端和所述减速输入端连接。

驱动电机11是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。作用是产生驱动转矩，作为凸轮21转动的动力源。

减速器12用来减小驱动电机11的转速，使得驱动机构1输出的转速符合辅助转向装置的需求。

在一实施例中，驱动机构1还具备运动自锁功能，以保证辅助转向装置运行稳定，以及车辆的行车需求。

如图3所示，驱动电机11和减速器12均与传动壳体24固定连接。

如图3所示，在一实施例中，辅助转向装置还包括位移传感器41和转速传感器42，所述位移传感器41和所述转速传感器42均与所述控制器3或所述整车控制总线信号连接；所述位移传感器41对应所述传动机构2设置，用于监控所述传动机构2的位移量；所述转速传感器42与所述电机连接，用于监控所述电机输出端的转速。

转速传感器42将驱动电机11的转速、位移传感器41将传动机构2的位移量均传输给控制器3或是整车控制总线，由控制器3和整车控制总线对驱动机构1和传动机构2的运动状态进行监控，有效保证车轮总成58的转向精度和转向速度。

如图1所示，本申请一实施例公开了一种车辆，包括上述实施例中的辅助转向装置。

由于车辆包括上述实施例中的辅助转向装置，因此，也具有上述辅助转向装置的优点，这里不再赘述。

如图1所示，在一实施例中，车辆还包括拖拽臂总成52、上摆臂总成53、下摆臂总成56、稳定杆总成54、转向节51和车轮总成58，所述辅助转向装置与所述转向节51连接，两个所述转向节51与两个所述车轮总成58一一对应连接；所述拖拽臂总成52与所述转向节51通过销轴连接，所述销轴的轴线通过所述车轮总成58的车轮接地点；所述上摆臂总成53和所述下摆臂总成56均与所述转向节51通过球铰连接，所述上摆臂总成53和所述下摆臂总成56与所述转向节51的铰接点连线与所述销轴的轴线平行；所述稳定杆总成54的一端与所述转向节51通过球铰连接。

所述拖拽臂总成52的一端与车身55通过球铰连接，另一端与所述转向节51通过销轴连接，所述销轴的轴线通过所述车轮总成58的车轮接地点，以确保车轮总成58在转动时，转向节51与拖拽臂总成52不干涉；实现传递纵向力、转动量，实现后轮转向。

上摆臂总成53和下摆臂总成56的一端均与转向节51对应位置通过球铰连接，另一端均与车身55铰接，上摆臂总成53和下摆臂总成56与转向节51的连接方式，在车轮总成58转动时，上摆臂总成53和下摆臂总成56均不与转向节51发生干涉，配合车轮总成58的转向；所述上摆臂总成53和所述下摆臂总成56与所述转向节51的连线与所述销轴的轴线平行，能够避免车轮总成58转向时轮胎外倾变化过大，以及不与拖拽臂总成52发生干涉。

所述稳定杆总成54的一端与所述转向节51通过球铰连接，另一端与车身55铰接，从而不影响转向节51的转动。

车辆还包括减震器57，减震器57用于改善车辆车行驶的平顺性和舒适性。

拖拽臂总成52、上摆臂总成53、下摆臂总成56、稳定杆总成54与转向节51的连接方式均能够保证转向节51的转动，从而保证车轮总成58的转向。

车辆行驶时，控制器3通过整车控制总线获取车辆信息，包括监控方向盘转角，判断驾驶员潜在需求，控制器3根据车速、车轮轮速、发动机转速或车辆驱动电机转速、档位、制动和加速踏板信息、制动轮胎滑移率、电气自检信息，在保证行车安全前提下给出最合理的车轮总成58左右转角和转动速度，驱动电机11工作驱动转向节51的转动，从而完成车轮总成58随动转向。

在一实施例中，当车轮总成58位于车辆后方时，车轮总成58随动时的过程依次为，制动、前轮转向，后轮驱动机构1驱动车轮总成58转向。

车辆的车轮总成58与辅助转向装置连接，两个车轮总成58可以实现转向，有效减小车辆的最小转弯半径，提升驾驶机动性和灵活性；缩短车辆转向相应时间，提高转向灵敏度；由于辅助转向装置通过控制器3能够得到更加准确的转向需求，从而能够动态补偿不足转向度，提升车辆操纵稳定性。当车辆的两个车轮总成58均与辅助转向装置连接时，避免了转向时轮胎滑移，减少轮胎磨损，并实现四轮转角协调，减小转向角度，从而能够减少转向驱动力。

由于车辆具有转向角度小的优点，这使得自动泊车、代客辅助泊车、遥控泊车和智能驾驶占用的场地等更小，有助于现代智能驾驶功能的拓展。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种辅助转向装置，与车辆的转向节(51)和整车控制总线连接，所述转向节(51)与车轮总成(58)连接，其特征在于，所述辅助转向装置包括驱动机构(1)、传动机构(2)和控制器(3)；

所述传动机构(2)包括传动输入端和传动输出端，所述传动输出端与所述转向节(51)铰接；

所述驱动机构(1)包括驱动输出端，所述驱动输出端与所述传动输入端固定连接，所述驱动机构(1)动作驱动所述传动输出端移动，所述传动输出端推动所述转向节(51)转动以带动所述车轮总成(58)转向；

所述控制器(3)与所述整车控制总线和所述驱动机构(1)连接，用于接收所述整车控制总线传输的车辆信息，并根据所述车辆信息控制所述驱动机构(1)动作。

2.根据权利要求1所述的辅助转向装置，其特征在于，所述辅助转向装置与所述转向节(51)一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的辅助转向装置，其特征在于，所述传动机构(2)包括凸轮(21)和移动杆，所述凸轮(21)包括轴心安装孔(211)和输出轮廓(212)，所述轴心安装孔(211)的轴线与所述凸轮(21)的转动轴线重合，所述输出轮廓(212)为绕所述凸轮(21)转动轴线的外侧轮廓；

所述驱动输出端与所述轴心安装孔(211)固定连接，所述输出轮廓(212)与所述移动杆的一端抵接，所述移动杆的另一端为所述传动输出端。

4.根据权利要求3所述的辅助转向装置，其特征在于，所述移动杆包括连接杆(22)和球头推杆(23)，所述连接杆(22)包括弧形部(221)和直杆部(222)，所述弧形部(221)具有设定弧度，所述弧形部(221)与所述输出轮廓(212)抵接，所述直杆部(222)的一端与所述弧形部(221)远离所述输出轮廓(212)的一侧连接，另一端与所述球头推杆(23)通过球铰连接；

所述球头推杆(23)为杆状结构，另一端与所述转向节(51)通过球铰连接。

5.根据权利要求4所述的辅助转向装置，其特征在于，还包括传动壳体(24)，所述传动壳体(24)围成安装腔，所述凸轮(21)、所述连接杆(22)、所述驱动机构(1)均与所述传动壳体(24)连接，所述凸轮(21)位于所述安装腔内，所述连接杆(22)和所述驱动输出端均伸入所述安装腔内与所述凸轮(21)连接。

6.根据权利要求1所述的辅助转向装置，其特征在于，所述车辆信息包括方向盘转角、车速、车轮轮速、发动机转速或车辆驱动电机转速、档位、制动和加速踏板信息。

7.根据权利要求1所述的辅助转向装置，其特征在于，所述驱动机构(1)包括驱动电机(11)和减速器(12)，所述驱动电机(11)包括电机输出端，所述减速器(12)包括所述驱动输出端和减速输入端，所述电机输出端和所述减速输入端连接。

8.根据权利要求7所述的辅助转向装置，其特征在于，还包括位移传感器(41)和转速传感器(42)，所述位移传感器(41)和所述转速传感器(42)均与所述控制器(3)或所述整车控制总线信号连接；

所述位移传感器(41)对应所述传动机构(2)设置，用于监控所述传动机构(2)的位移量；

所述转速传感器(42)与所述电机连接，用于监控所述电机输出端的转速。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的辅助转向装置。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，还包括拖拽臂总成(52)、上摆臂总成(53)、下摆臂总成(56)、稳定杆总成(54)、转向节(51)和车轮总成(58)，所述辅助转向装置与所述转向节(51)连接，两个所述转向节(51)与两个所述车轮总成(58)一一对应连接；

所述拖拽臂总成(52)与所述转向节(51)通过销轴连接，所述销轴的轴线通过所述车轮总成(58)的车轮接地点；

所述上摆臂总成(53)和所述下摆臂总成(56)均与所述转向节(51)通过球铰连接，所述上摆臂总成(53)和所述下摆臂总成(56)与所述转向节(51)的连线与所述销轴的轴线平行；

所述稳定杆总成(54)的一端与所述转向节(51)通过球铰连接。

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