CN215904585U - 一种线控转向管柱、线控转向系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线控转向管柱、线控转向系统及汽车，包括转向护管、转向芯轴和限位机构；所述限位机构包括具有安装腔的安装壳体、能够在所述安装壳体中直线移动的限位齿条和与所述限位齿条啮合的传动齿轮；所述转向芯轴的一端处于所述安装腔中，所述传动齿轮与所述转向芯轴连接，且所述传动齿轮能够与所述转向芯轴一体转动；所述限位齿条上具有间隔布置且用于阻止所述传动齿轮转动的第一限位部和第二限位部；所述传动齿轮处于所述第一限位部与所述第二限位部之间。本申请公开的线控转向管柱、线控转向系统及汽车，采用限位齿条与传动齿轮的组合方式对转向芯轴的转动提供限位，其结构简单、方便安装，并且传动精准，利于提高了限位的精度。

Description

一种线控转向管柱、线控转向系统及汽车

技术领域

本申请涉及线控转向技术领域，尤其涉及一种线控转向管柱、线控转向系统及汽车。

背景技术

转向系统发展至今，逐渐完成了从液压转向系统到电动转向系统的发展，因此电控技术的应用在目前转向系统中越来越普遍。而电动转向系统的发展也让车辆变得越来越智能化，电动转向系统的应用让智能驾驶汽车成为了可能。

而线控转向系统由于没有了中间轴的机械连接，转向芯轴就不能依靠转向助力装置的末端位置进行机械限位。即使，线控转向系统在软件上增加了末端限位功能，也只能够保证在通电情况下才能对转向芯轴的转动提供限位。在没通电的情况下，转向芯轴的左右极限的位置就没有限制，会导致方向盘可以往左右方向随意转动，严重情况下会导致组合开关内的时钟弹簧损坏。

实用新型内容

本申请的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够对转向芯轴的转动提供限位的线控转向管柱、线控转向系统及汽车。

本申请技术方案提供一种线控转向管柱，包括转向护管、穿过所述转向护管的转向芯轴和用于对所述转向芯轴的转动提供限位的限位机构；

所述限位机构包括具有安装腔的安装壳体、能够在所述安装壳体中直线移动的限位齿条和与所述限位齿条啮合的传动齿轮；

所述转向芯轴的一端处于所述安装腔中，所述传动齿轮与所述转向芯轴连接，且所述传动齿轮能够与所述转向芯轴一体转动；

所述限位齿条上具有间隔布置且用于阻止所述传动齿轮转动的第一限位部和第二限位部；

所述传动齿轮处于所述第一限位部与所述第二限位部之间。

在其中一项可选技术方案中，所述第一限位部和所述第二限位部设置在所述限位齿条的相对两端。

在其中一项可选技术方案中，所述限位机构还包括用于对所述限位齿条的直线移动提供导向的导向机构；

所述导向机构安装在所述安装腔中，所述限位齿条与所述导向机构滑动连接。

在其中一项可选技术方案中，所述导向机构包括两个间隔设置的导向套；

所述限位齿条的一端可滑动地穿过一个所述导向套，所述限位齿条的另一端可滑动地穿过另一个所述导向套。

在其中一项可选技术方案中，所述安装壳体与所述转向护管铆接或焊接。

本申请技术方案还提供一种线控转向系统，包括前述任一技术方案所述的线控转向管柱、与所述转向芯轴连接的方向盘、用于驱动车轮转向的线控转向器、用于监测所述转向芯轴的转动角度的角度传感器、用于为所述转向芯轴提供反馈力矩的力矩反馈马达和用于为所述线控转向器提供转向助力的转向助力装置；

所述角度传感器和所述力矩反馈马达分别与所述转向助力装置信号连接。

在其中一项可选技术方案中，所述转向助力装置为电子助力转向装置。

本申请技术方案还提供一种汽车，包括前述任一技术方案所述的线控转向系统。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本申请提供的线控转向管柱、线控转向系统及汽车，当方向盘带动转向芯轴转动时，传动齿轮会与转向芯轴一体转动，传动齿轮会驱使限位齿条直线移动，当限位齿条的第一限位部或第二限位部与传动齿轮接触后，传动齿轮不能再转动，转向芯轴也不能再转动，表示方向盘已经转动到最大角度。

本申请提供的线控转向管柱、线控转向系统及汽车，采用限位齿条与传动齿轮的组合方式对转向芯轴的转动提供限位，其结构简单、方便安装，并且传动精准，利于提高了限位的精度。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的线控转向管柱的结构示意图；

图2为传动齿轮处于限位齿条中间时的示意图；

图3为传动齿轮与第一限位部接触时的示意图；

图4为传动齿轮与第二限位部接触时的示意图；

图5为本申请一实施例提供的线控转向系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-4所示，本申请一实施例提供的线控转向管柱，包括转向护管1、穿过转向护管1的转向芯轴2和用于对转向芯轴2的转动提供限位的限位机构3。

限位机构3包括具有安装腔311的安装壳体31、能够在安装壳体31中直线移动的限位齿条32和与限位齿条32啮合的传动齿轮33。

转向芯轴2的一端处于安装腔311中，传动齿轮33与转向芯轴2连接，且传动齿轮33能够与转向芯轴2一体转动。

限位齿条32上具有间隔布置且用于阻止传动齿轮33转动的第一限位部321和第二限位部322，传动齿轮33处于第一限位部321与第二限位部322之间。

本申请实施例提供的线控转向管柱没有中间轴。

本申请实施例提供的线控转向管柱包括转向护管1、转向芯轴2和限位机构3。转向芯轴2穿过转向护管1，转向芯轴2的上端与方向盘4连接，其能够被方向盘4带动转动。

限位机构3安装在转向护管1的下部，其用于对转向芯轴2的正反转动提供限位。

限位机构3包括安装壳体31、限位齿条32和传动齿轮33。

安装壳体31具有安装腔311，安装壳体31固定安装在转向护管1的下部，转向芯轴2的下端处于安装腔311中。

传动齿轮33固定连接在转向芯轴2的下端上，其与转向芯轴2一体转动。

限位齿条32通过安装结构安装在安装腔311中，限位齿条32可以在安装腔311中左右滑动，以实现直线移动。传动齿轮33与限位齿条32啮合。

限位齿条32上具有间隔的第一限位部321和第二限位部322，传动齿轮33处于第一限位部321与第二限位部322之间。第一限位部321和第二限位部322可以为没有齿的凸台或平面，在传动齿轮33与没有齿的凸台或平面接触后无法再继续转动，从而起到对传动齿轮33的限位作用。

结合图1-4所示，当顺时针转动图1的方向盘4时，方向盘4带动转向芯轴2顺时针转动时，传动齿轮33驱动限位齿条32朝向图1的右侧移动，当传动齿条33的左端的第一限位部321与传动齿轮33接触时，传动齿轮33不能再继续顺时针转动，表示方向盘4及转向芯轴2的顺时针转动以达到极限角度。

当逆时针转动图1的方向盘4时，方向盘4带动转向芯轴2逆时针转动时，传动齿轮33驱动限位齿条32朝向图1的左侧移动，当传动齿条33的右端的第二限位部322与传动齿轮33接触时，传动齿轮33不能再继续逆时针转动，表示方向盘4及转向芯轴2的逆时针转动以达到极限角度。

本申请提供的线控转向管柱，采用限位齿条32与传动齿轮33的组合方式对转向芯轴2的转动提供限位，其结构简单、方便安装，并且传动精准，利于提高了限位的精度，并可以保护组合开关5中的时钟弹簧。

限位齿条32与传动齿轮33的齿数比、限位齿条32的长度、传动齿轮33的半径、第一限位部321和第二限位部322之间的距离等可以根据需要设定。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，第一限位部321和第二限位部322设置在限位齿条32的相对两端，使得转向芯轴2的转动角度可以尽量达到最大角度，并方便第一限位部321和第二限位部322在限位齿条32上布置，可以简化限位齿条32的结构。

在其中一个实施例中，如图1所示，限位机构3还包括用于对限位齿条32的直线移动提供导向的导向机构34。

导向机构34安装在安装腔311中，限位齿条32与导向机构34滑动连接。

本实施例中，通过在安装腔311中布置导向机构34，可以引导限位齿条32的左右滑动，为限位齿条32的直线移动提供导向作用。导向机构34可为导向架、导向套等。

在其中一个实施例中，如图1所示，导向机构34包括两个间隔设置的导向套341。

限位齿条32的一端可滑动地穿过一个导向套341，限位齿条32的另一端可滑动地穿过另一个导向套341。

本实施例中，导向机构34由两个导向套341组成，两个导向套341间隔布置。在安装腔311中具有卡槽，导向套341安装在卡槽中。两个导向套341对限位齿条32的两端进行导向，可以引导限位齿条32的直线滑动。

在其中一个实施例中，安装壳体31与转向护管1铆接或焊接。安装壳体31可以与转向护管1焊接连接，也可以与转向护管1直接铆接，方便组装，并且结构稳定。

如图5所示，本申请一实施例提供的一种线控转向系统，包括前述任一实施例所述的线控转向管柱、与转向芯轴2连接的方向盘4、用于驱动车轮100转向的线控转向器6、用于监测转向芯轴2的转动角度的角度传感器9、用于为转向芯轴2提供反馈力矩的力矩反馈马达8和用于为线控转向器6提供转向助力的转向助力装置7。

角度传感器9和力矩反馈马达8分别与转向助力装置7信号连接。

本申请实施例提供的线控转向系统，其线控转向管柱与线控转向器之间无机械连接关系，不会直接传动。

本实施例提供的线控转向系统包括线控转向管柱、方向盘4、线控转向器6、角度传感器9、力矩反馈马达8和转向助力装置7。

有关线控转向管柱的结构、构造及工作原理，请参考前面对线控转向管柱的描述部分，在此不再赘述。

线控转向器6通过横拉杆61驱动车轮100转向。线控转向器6为采用数据信号控制的转向机。转向助力装置7为线控转向器6的转向提供助力。力矩反馈马达8通过蜗轮蜗杆机构与转向芯轴2连接，对转向芯轴2的转动提供一定的阻尼，以使得驾驶员可以感知转向力的反馈。有关力矩反馈马达8与转向芯轴2的连接方式可参考现有技术中的内容。角度传感器9可为霍尔传感器，其安装在转向芯轴2和/或转向护管1上，用于监测转向芯轴2的实时转动角度。

角度传感器9和力矩反馈马达8都与转向助力装置7信号连接，可以实现网络通讯，以实现信号传输。

当驾驶员转动方向盘4时，角度传感器9监测到转向芯轴2的实时转动角度，并将转动角度信号传递给转向助力装置7，转向助力装置7中的控制器计算出车轮100的转角，并提供向线控转向器6提供助力，使得车轮100转动至预设角度。在车轮100转向时，转向助力装置7中的控制器会计算出相应的阻尼力，并将阻尼力值信号传递给力矩反馈马达8，力矩反馈马达8向转向芯轴2提供相应的阻尼力，以使得驾驶员可以感受到转向力的反馈。

当传动齿轮33与第一限位部321或第二限位部322接触时，表示车轮100已经摆动至最大角度。

在其中一个实施例中，转向助力装置7为电子助力转向装置，方向盘4的操作更加轻便舒适。

本申请一实施例提供的一种汽车，包括前述任一实施例所述的线控转向系统。

综上所述，本申请提供的线控转向管柱、线控转向系统及汽车，当方向盘4带动转向芯轴2转动时，传动齿轮33会与转向芯轴32一体转动，传动齿轮33会驱使限位齿条32直线移动，当限位齿条32的第一限位部321或第二限位部322与传动齿轮33接触后，传动齿轮33不能再转动，转向芯轴2也不能再转动，表示方向盘4已经转动到最大角度。

本申请提供的线控转向管柱、线控转向系统及汽车，采用限位齿条32与传动齿轮33的组合方式对转向芯轴2的转动提供限位，其结构简单、方便安装，并且传动精准，利于提高了限位的精度。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种线控转向管柱，其特征在于，包括转向护管、穿过所述转向护管的转向芯轴和用于对所述转向芯轴的转动提供限位的限位机构；

所述限位机构包括具有安装腔的安装壳体、能够在所述安装壳体中直线移动的限位齿条和与所述限位齿条啮合的传动齿轮；

所述转向芯轴的一端处于所述安装腔中，所述传动齿轮与所述转向芯轴连接，且所述传动齿轮能够与所述转向芯轴一体转动；

所述限位齿条上具有间隔布置且用于阻止所述传动齿轮转动的第一限位部和第二限位部；

所述传动齿轮处于所述第一限位部与所述第二限位部之间。

2.根据权利要求1所述的线控转向管柱，其特征在于，所述第一限位部和所述第二限位部设置在所述限位齿条的相对两端。

3.根据权利要求1所述的线控转向管柱，其特征在于，所述限位机构还包括用于对所述限位齿条的直线移动提供导向的导向机构；

所述导向机构安装在所述安装腔中，所述限位齿条与所述导向机构滑动连接。

4.根据权利要求3所述的线控转向管柱，其特征在于，所述导向机构包括两个间隔设置的导向套；

所述限位齿条的一端可滑动地穿过一个所述导向套，所述限位齿条的另一端可滑动地穿过另一个所述导向套。

5.根据权利要求1所述的线控转向管柱，其特征在于，所述安装壳体与所述转向护管铆接或焊接。

6.一种线控转向系统，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的线控转向管柱、与所述转向芯轴连接的方向盘、用于驱动车轮转向的线控转向器、用于监测所述转向芯轴的转动角度的角度传感器、用于为所述转向芯轴提供反馈力矩的力矩反馈马达和用于为所述线控转向器提供转向助力的转向助力装置；

所述角度传感器和所述力矩反馈马达分别与所述转向助力装置信号连接。

7.根据权利要求6所述的线控转向系统，其特征在于，所述转向助力装置为电子助力转向装置。

8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求6或7所述的线控转向系统。

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