CN220009885U - 转向助力组件、转向系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转向助力组件、转向系统以及车辆，应用于转向系统，所述转向系统包括转向管柱及车轮转向机构，所述转向助力组件包括分体设置的机械转向器和电动助力机构，所述机械转向器具有输入端和输出端，所述机械转向器的输入端用以连接转向管柱，所述机械转向器的输出端和所述电动助力机构分别与所述车轮转向机构连接以共同为所述车轮转向机构提供转向动力。本实用新型提供一种转向助力组件、转向系统以及车辆，解决了现有的电动循环球转向器容易损坏的技术问题。

Description

转向助力组件、转向系统以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆转向技术领域，尤其涉及一种转向助力组件、转向系统以及车辆。

背景技术

随着汽车向电动化、智能化的发展，电动循环球转向器得到广泛应用。电动循环球转向器在工作时，是通过传感器将扭杆的形变信号发送给电机控制器，电机控制器驱动蜗轮、蜗杆机构运转，继而带动滚珠丝杠上的丝杠旋转，丝杠带动螺母直线运动，螺母实现对揺臂的驱动，进而通过转向直拉杆转向节臂驱使车轮转动。但是，随着转向轴轴荷及电机扭矩的加大，滚珠丝杠机构的受力很大，容易出现损坏的情况，进而导致转向器卡死或转向失效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种转向助力组件、转向系统以及车辆，旨在解决现有的电动循环球转向器容易损坏的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种转向助力组件，应用于转向系统，所述转向系统包括转向管柱及车轮转向机构，所述转向助力组件包括分体设置的机械转向器和电动助力机构，所述机械转向器具有输入端和输出端，所述机械转向器的输入端用以连接转向管柱，所述机械转向器的输出端和所述电动助力机构分别与所述车轮转向机构连接以共同为所述车轮转向机构提供转向动力。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述转向助力组件还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器设于所述机械转向器的输入端，且与所述电动助力机构通信连接。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述车轮转向机构包括转向节及与所述转向节连接的转向节臂，所述机械转向器用以驱动连接所述转向节臂，所述电动助力机构用以驱动连接所述转向节。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述机械转向器包括：

壳体；

输入轴，与所述转向管柱同轴连接，所述输入轴形成所述输入端且所述输入轴远离所述转向管柱的一端伸入所述壳体的内部；

螺杆，与所述输入轴同轴连接；

齿条，套设在所述螺杆的外部，且所述齿条与所述螺杆螺纹连接；

齿扇，转动设置在所述壳体的内部，且所述齿扇与所述齿条啮合；以及

转向摇臂，连接所述齿扇和所述转向节臂。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述车轮转向机构还包括转向竖拉杆，所述转向竖拉杆连接所述转向摇臂和所述转向节臂，所述转向摇臂的摆动驱使所述转向竖拉杆沿车辆的前后方向移动以带动所述转向节臂转动。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述电动助力机构包括安装支架及设置在所述安装支架上的助力电机，所述安装支架与车辆的前轴连接，所述助力电机与所述转向节驱动连接以驱使所述转向节转动。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述电动助力机构还包括减速器，所述减速器连接所述助力电机和所述转向节。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述减速器为蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动或丝杠螺母传动中的任意一种。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种转向系统，所述转向系统包括以上描述的转向助力组件。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种车辆，所述车辆包括以上描述的转向系统。

相对于现有技术，本实用新型提出的一个技术方案中，转向助力组件包括分体设置的机械转向器和电动助力机构，其中，机械转向器连接转向管柱和车轮转向机构，可以将施加到转向管柱上的人力扭矩传递给车轮转向机构；而电动助力机构与车轮转向机构驱动连接，可以为车轮转向机构提供电动扭矩。人力扭矩和电动扭矩分别传递给车轮转向机构而共同形成转向动力，车轮转向机构在转向动力的作用下驱使车轮转动，与常规的电动循环球转向器相比，防止了人力扭矩和电动扭矩叠加到机械转向器使得机械转向器的各部件受力过大而出现损坏，进而降低转向器出现卡死的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型转向系统实施例的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3为图1中B部分的局部放大结构示意图；

图4为本实用新型转向助力组件实施例中机械转向器的结构示意图；

图5为本实用新型转向助力组件实施例中电动助力机构的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	转向助力组件	110	机械转向器
111	壳体	112	输入轴
				113	螺杆	114	齿条
115	齿扇	116	转向摇臂
				120	电动助力机构	121	安装支架
122	助力电机	123	减速器
				130	扭矩传感器	200	车轮转向机构
210	转向节	220	转向节臂
				230	转向竖拉杆	240	梯形臂
250	转向横拉杆	310	方向盘
				320	转向管柱

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型实施例要求的保护范围之内。

随着汽车技术的发展和驾驶员对驾驶舒适性要求的日益提高，越来越多的车型匹配了助力转向系统，助力转向系统的种类有：液压助力、电动液压助力、电动助力等。从性能角度来说，电动助力是一种比较理想的方式，具有性能优、整车轻量化、节能、环保等优势。目前常用的电动助力转向机构是电动循环球转向器，一般包括电动机和滚珠丝杠机构，电动机输出的电动扭矩和施加到转向管柱上的人力扭矩均传递并叠加到滚珠丝杠机构上。随着转向轴轴荷的加大及电机扭矩的加大，滚珠丝杠机构的受力很大，机构内的各个部件容易出现损坏，比如滚道点蚀、滚珠破裂等情况，进而导致转向器卡死、转向失效的危险情况。

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种转向助力组件、转向系统以及车辆，将机械转向器和电动助力机构进行分体设置，机械转向器连接转向管柱和车轮转向机构，可以将施加到转向管柱上的人力扭矩传递给车轮转向机构；而电动助力机构与车轮转向机构驱动连接，可以为车轮转向机构提供电动扭矩。如此，与常规的电动循环球转向器相比，减小了机械转向器受力的大小，防止了人力扭矩和电动扭矩叠加到机械转向器使得机械转向器的各部件受力过大而出现损坏，进而降低转向器出现卡死的风险。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型实施例提出一种转向助力组件100，应用于转向系统，转向系统包括转向管柱及车轮转向机构200，转向助力组件100包括分体设置的机械转向器110和电动助力机构120，机械转向器110具有输入端和输出端，机械转向器110的输入端用以连接转向管柱320，机械转向器110的输出端和电动助力机构120分别与车轮转向机构200连接以共同为车轮转向机构200提供转向动力。

在该实施例采用的技术方案中，转向助力组件100包括分体设置的机械转向器110和电动助力机构120，其中，机械转向器110连接转向管柱320和车轮转向机构200，可以将施加到转向管柱320上的人力扭矩传递给车轮转向机构200；而电动助力机构120与车轮转向机构200驱动连接，可以为车轮转向机构200提供电动扭矩。人力扭矩和电动扭矩分别传递给车轮转向机构200而共同形成转向动力，车轮转向机构200在转向动力的作用下驱使车轮转动，与常规的电动循环球转向器相比，防止了人力扭矩和电动扭矩叠加到机械转向器110使得机械转向器110的各部件受力过大而出现损坏，进而降低转向器出现卡死的风险。

具体的，转向助力组件100主要应用于车轮转向机构200，可以改善汽车的转向特性，减轻汽车低速行驶时的转向操纵力，车轮转向机构200与车轮驱动连接，能够驱使车轮转动，是汽车转向系统的重要部件。转向助力组件100包括机械转向器110和电动助力，其中，机械转向器110和电动助力机构120非一体设置而是分体设置的。机械转向器110连接车轮转向机构200和转向管柱320，能够把驾驶人员在方向盘310上施加的人力扭矩传递至车轮转向机构200；而电动助力机构120连接车轮转向机构200，可以将产生的电动扭矩传递给车轮转向机构200。也就是说，机械转向器110和电动助力机构120分别为车轮转向机构200提供转向扭矩，如此能够防止电动扭矩和机械扭矩叠加在机械转向器110使得机械转向器110受力过大而损坏。

示例性的，参照图4，在本实用新型一实施例中，转向助力组件100还包括扭矩传感器130，扭矩传感器130设于机械转向器110的输入端，且与电动助力机构120通信连接。如此设置，可以利用扭矩传感器130检测转动扭矩与转角信号，根据转动扭矩与转角信号来控制输入电动助力机构120的电流大小。在一实施例中，可以设置控制器，控制器连接扭矩传感器130和电动助力机构120。可以理解的是，控制器接收转动扭矩与转角信号并计算后，向电动助力机构120发出相应的控制信号。

示例性的，参照图1-3，在本实用新型一实施例中，车轮转向机构200包括转向节210及与转向节210连接的转向节210臂，机械转向器110用以驱动连接转向节210臂，电动助力机构120用以驱动连接转向节210。具体的，车轮转向机构200包括转向节210和转向节210臂，转向节210臂连接转向节210和轮毂。机械转向器110传递给转向节210臂的机械扭矩能够带动转向节210臂摆动；电动助力机构120可以驱使转向节210转动，进而带动转向节210臂摆动。如此，通过转向节210臂的摆动，驱使车轮发生转动。在一实施例中，左车轮和右车轮可以分别设置一个转向节210和一个转向节210臂。作为一种可选方式，车轮转向机构200还包括梯形臂240和转向横拉杆250，每一个转向节210臂均连接一个梯形臂240，两个梯形臂240之间通过转向横拉杆250连接。如此，可以实现左车轮和右车轮的同步转向。在一实施例中，转向节210臂为弧形节臂。

示例性的，参照图4，在本实用新型一实施例中，机械转向器110包括：

壳体111；

输入轴112，与转向管柱320同轴连接，输入轴112形成输入端且输入轴112远离转向管柱320的一端伸入壳体111的内部；

螺杆113，与输入轴112同轴连接；

齿条114，套设在螺杆113的外部，且齿条114与螺杆113螺纹连接；

齿扇115，转动设置在壳体111的内部，且齿扇115与齿条114啮合；以及

转向摇臂116，连接齿扇115和转向节210臂。

具体的，机械转向器110包括壳体111、输入轴112、螺杆113、齿条114、齿扇115以及转向摇臂116。壳体111的内部形成一个腔体，输入轴112与壳体111转动连接，输入轴112的一端连接转向管柱320，输入轴112的另一端延伸至壳体111的腔体内且与螺杆113连接，螺杆113转动设置在壳体111的腔体内，齿条114套设在螺杆113的外部且与螺杆113螺纹连接，如此螺杆113的转动可以驱使齿条114沿螺杆113的轴向运动。齿扇115转动设置在壳体111的腔体内，且与齿条114啮合，齿条114沿螺杆113的轴向运动，可以驱使齿扇115转动。而转向摇臂116的一端与齿扇115连接，转向摇臂116的另一端与转向节210臂连接，如此通过转向摇臂116可以驱使转向节210臂摆动。

示例性的，参照图2，在本实用新型一实施例中，车轮转向机构200还包括转向竖拉杆230，转向竖拉杆230连接转向摇臂116和转向节210臂，转向摇臂116的摆动驱使转向竖拉杆230沿车辆的前后方向移动以带动转向节210臂转动。具体的车轮转向机构200还包括转向竖拉杆230，转向竖拉杆230沿车辆的前后方向延伸设置，转向竖拉杆230连接转向摇臂116和转向节210臂，转向摇臂116跟随齿扇115同步转动，可以带动转向竖拉杆230前后移动，进而驱使转向节210臂摆动，实现车轮的转向。

示例性的，参照图1、图3以及图5，在本实用新型一实施例中，电动助力机构120包括安装支架121及设置在安装支架121上的助力电机122，安装支架121与车辆的前轴连接，助力电机122与转向节210驱动连接以驱使转向节210转动。具体的，电动助力机构120包括安装支架121和助力电机122，其中安装支架121用来提供安装位置，方便助力电机122的安装。在一实施例中，安装支架121与车辆的前轴连接，助力电机122设置在安装支架121上，如此可以实现助力电机122的固定。助力电机122的输出轴与转向节210连接，可以驱使转向节210同步转动，进而使转向节210臂摆动，实现车轮的转向。作为一种可选方式，控制器集成在助力电机122中。

示例性的，参照图1、图3以及图5，在本实用新型一实施例中，电动助力机构120还包括减速器123，减速器123连接助力电机122和转向节210。具体的，电动助力机构120还包括减速器123，助力电机122与减速器123连接，电动助力机构120输出的电动扭矩经减速器123后传递给转向节210。在一实施例中，减速器123为蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动或丝杠螺母传动中的任意一种，在此不做限定。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种转向系统，转向系统包括以上描述的转向助力组件。具体的，转向助力组件的具体结构参照上述实施例，由于该转向系统采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种车辆，车辆包括以上描述的转向系统。具体的，转向系统的具体结构参照上述实施例，由于该车辆采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型实施例的专利范围，凡是在本实用新型实施例的发明构思下，利用本实用新型实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型实施例的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向助力组件，应用于转向系统，所述转向系统包括转向管柱及车轮转向机构，其特征在于，所述转向助力组件包括分体设置的机械转向器和电动助力机构，所述机械转向器具有输入端和输出端，所述机械转向器的输入端用以连接所述转向管柱，所述机械转向器的输出端和所述电动助力机构分别与所述车轮转向机构连接以共同为所述车轮转向机构提供转向动力。

2.如权利要求1所述的转向助力组件，其特征在于，所述转向助力组件还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器设于所述机械转向器的输入端，且与所述电动助力机构通信连接。

3.如权利要求1或2所述的转向助力组件，其特征在于，所述车轮转向机构包括转向节及与所述转向节连接的转向节臂，所述机械转向器用以驱动连接所述转向节臂，所述电动助力机构用以驱动连接所述转向节。

4.如权利要求3所述的转向助力组件，其特征在于，所述机械转向器包括：

壳体；

输入轴，与所述转向管柱同轴连接，所述输入轴形成所述输入端且所述输入轴远离所述转向管柱的一端伸入所述壳体的内部；

螺杆，与所述输入轴同轴连接；

齿条，套设在所述螺杆的外部，且所述齿条与所述螺杆螺纹连接；

齿扇，转动设置在所述壳体的内部，且所述齿扇与所述齿条啮合；以及

转向摇臂，连接所述齿扇和所述转向节臂。

5.如权利要求4所述的转向助力组件，其特征在于，所述车轮转向机构还包括转向竖拉杆，所述转向竖拉杆连接所述转向摇臂和所述转向节臂，所述转向摇臂的摆动驱使所述转向竖拉杆沿车辆的前后方向移动以带动所述转向节臂转动。

6.如权利要求3所述的转向助力组件，其特征在于，所述电动助力机构包括安装支架及设置在所述安装支架上的助力电机，所述安装支架与车辆的前轴连接，所述助力电机与所述转向节驱动连接以驱使所述转向节转动。

7.如权利要求6所述的转向助力组件，其特征在于，所述电动助力机构还包括减速器，所述减速器连接所述助力电机和所述转向节。

8.如权利要求7所述的转向助力组件，其特征在于，所述减速器为蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动或丝杠螺母传动中的任意一种。

9.一种转向系统，其特征在于，所述转向系统包括如权利要求1-8任一项所述的转向助力组件。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求9所述的转向系统。