JP6412950B2

JP6412950B2 - 自動車用ステアリングシステム

Info

Publication number: JP6412950B2
Application number: JP2016560741A
Authority: JP
Inventors: 蜀剛 ▲ごん▼; 凌▲リアン▼ 胡; 計高趙; 進軍何; 秀蓉呉
Original assignee: 深▲せん▼市智輪電動車駆動技術有限公司
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-04-01
Also published as: ES2728902T3; PL3127777T3; US9956986B2; EP3127777B1; WO2015149279A1; JP2017515720A; KR20160140743A; EP3127777A4; KR102155928B1; CN106488867B; CN106488867A; US20170120946A1; EP3127777A1

Description

本発明は自動車分野に関し、特に自動車用ステアリングシステムに関する。

従来の自動車用ステアリングシステムは、フロントアクスルの両端にステアリングナックルが設けられ、かつ内傾角を有するキングピンで接続され、フロントアクスルにステアリングリンケージも設けられる構造となる。しかしながら、上記の構造は複雑で柔軟性も低いので、特定の車輪モータ及び車輪の取付に適しておらず、特に電気自動車に適していない。なお、従来の自動車用ステアリングシステムは構造が複雑で、技術的難易度が高く、製造コストが高い。従って、従来の自動車用ステアリングシステムは自動車の発展の妨げになってしまっている。

本発明は、既存技術の欠陥について、構造が簡単で、正確な操舵を行うことができ、リバースステアリングも実現できる自動車用ステアリングシステムを提供する。

本発明に係る自動車用ステアリングシステムは、自動車の左前輪と右前輪の操舵を制御するためのもので、前記左前輪に左支持軸が設けられ、前記右前輪に右支持軸が設けられ、ハンドル、前記ハンドルの回転角を伝動するための操舵ギアリング、前記左前輪の回転角を調整するための左回転盤、前記右前輪の回転角を調整するための右回転盤、及び前記左回転盤と右回転盤の回転角を制御するためのステアリング装置を備える。

前記ハンドルは前記操舵ギアリングの一端に接続され、前記操舵ギアリングのもう一端が前記ステアリング装置に接続され、前記左回転盤及び前記右回転盤がそれぞれ前記ステアリング装置の両端にあり、前記左回転盤が前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右支持軸に接続される。

前記ステアリング装置は左鋼線、右鋼線、及び前記操舵ギアリングで動かし回転させる同期ベルトを備え、前記左鋼線の両端がそれぞれ前記左回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられ、前記右鋼線の両端がそれぞれ前記右回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられる。

さらに、前記ステアリング装置は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプするか前記左鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための左同期ベルトロック部材、及び前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプするか前記右鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための右同期ベルトロック部材も備え、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材がともに前記同期ベルトに設けられ、前記ハンドルに前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を制御するための制御装置が設けられる。

さらに、前記左同期ベルトロック部材は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプする左クランプブロック、及び前記左クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための左電磁石を備え、前記左電磁石が前記左クランプブロックに設けられ、前記右同期ベルトロック部材は、前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプする右クランプブロック、及び前記右クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための右電磁石を備え、前記右電磁石が前記右クランプブロックに設けられる。

具体的には、前記ステアリング装置は、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を同時に制御できる中間ロック部材を備え、前記中間ロック部材が前記同期ベルトに設けられ、かつ前記左同期ベルトロック部材と前記右同期ベルトロック部材との間にあり、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材は、それぞれ中間鋼線で前記中間ロック部材に接続する。

より具体的には、前記中間ロック部材は、巻き軸及び中間電磁石を備え、前記中間電磁石が前記巻き軸に設けられ、前記中間鋼線が前記巻き軸に巻き付けられる。

さらに、前記操舵ギアリングは、上駆動軸及び下駆動軸を備え、前記上駆動軸の上端が前記ハンドルに接続し、前記上駆動軸の下端が前記下駆動軸の上端に接続し、前記下駆動軸の下端が前記同期ベルトにフィットし接続する。

さらに、前記下駆動軸の下端に伝達ギアが設けられ、前記同期ベルトに前記伝達ギアと噛み合う波動歯車が設けられる。

具体的には、左モーター及び右モーターを備え、前記左回転盤が前記左モーターを介して前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右モーターを介して前記右支持軸に接続される。

より具体的には、前記ハンドルに前記左モーター及び前記右モーターを制御するための制御装置が設けられる。

特に、前記ハンドルに包括的制御をするための制御装置が設けられ、前記制御装置はキー及びディスプレイを備える。

本発明に係る自動車用ステアリングシステムは、次のような技術的効果がある_。

本発明における同期ベルトと操舵ギアリングとはフィットし、鋼線(左鋼線と右鋼線)及びその巻き付け方で、左回転盤及び右回転盤を正確に動かし、さらに左回転盤及び右回転盤を介して、左前輪及び右前輪の回転角をそれぞれ正確に制御する。なお、本発明は従来の自動車用ステアリングシステムと同じように、リバースステアリングができる。本発明は構造が簡単で、技術的難易度が低く、製造コストが低く、精度が高く、容易に自動車及びその車輪に取り付けられ、特に電気自動車に最適である。

本発明の実施例による自動車用ステアリングシステムの上面斜視図である。本発明の実施例による自動車用ステアリングシステムの底部斜視図である。図１のＩ箇所の拡大図である。図１のＩＩ箇所の拡大図である。図２のＩＩＩ箇所の拡大図である。図２のＩＶ箇所の拡大図である。

本発明の目的、技術的解決策及び利点をより明らかにするために、以下、添付する図面及び実施例を参照し本発明についてさらに説明する。本明細書に記載する実施例は、あくまでも本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定することを意図しない。

図１及び図２に示すように、本発明の実施例は自動車の左前輪と右前輪の操舵を制御するためのステアリングシステムを提供し、左前輪に左支持軸が設けられ、右前輪に右支持軸(図示されていない)が設けられ、ハンドル31、ハンドル31の回転角を伝動するための操舵ギアリング32、左前輪の回転角を調整するための左回転盤331、右前輪の回転角を調整するための右回転盤332、及び左回転盤331・右回転盤332の回転角を制御するためのステアリング装置34を備える。

ハンドル31は操舵ギアリング32の一端に接続され、操舵ギアリング32のもう一端がステアリング装置34に接続され、左回転盤331及び右回転盤332がそれぞれステアリング装置34の両端にあり、左回転盤331が左支持軸に接続され、右回転盤332が右支持軸に接続される。

ステアリング装置34は左鋼線341、右鋼線342、及び操舵ギアリング32で動かし回転させる同期ベルト343を備え、左鋼線341の両端がそれぞれ左回転盤331及び同期ベルト343に巻き付けられ、右鋼線342の両端がそれぞれ右回転盤332及び同期ベルト343に巻き付けられる。

ハンドル31を回すと、操舵ギアリング32を介して回転角を同期ベルト343に伝動し、同期ベルト343は左鋼線341及び右鋼線342を動かし同期に回転させ、左鋼線341及び右鋼線342はそれぞれ左前輪及び右前輪の回転角を同時に調整する。

本発明における同期ベルト343と操舵ギアリング32とはフィットし、鋼線(左鋼線343と右鋼線342)及びその巻き付け方で、左回転盤331及び右回転盤332を正確に動かし、さらに左回転盤331及び右回転盤332を介して、左前輪及び右前輪の回転角をそれぞれ正確に制御する。なお、本発明は従来の自動車用ステアリングシステムと同じように、リバースステアリングができる。本発明は構造が簡単で、技術的難易度が低く、製造コストが低く、精度が高く、容易に自動車及びその車輪(ハブ)に取り付けられ、特に電気自動車に最適である。

図４及び図６に示すように、ステアリング装置34は、左鋼線341を同期ベルト343にクランプするか左鋼線341を同期ベルト343からアンクランプするための左同期ベルトロック部材344、及び右鋼線342を同期ベルト343にクランプするか右鋼線342を同期ベルト343からアンクランプするための右同期ベルトロック部材345も備え、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345がともに同期ベルト343に設けられ、ハンドル31に左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345を制御するための制御装置が設けられる。自動車を正常運転する場合(即ち、前方に移動)、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345は、それぞれ左鋼線341及び右鋼線342を同期ベルト343にクランプし、そうすると、本発明は従来の自動車のように操舵でき、ハンドル31を回転すると、同期ベルト343を介して鋼線を動かし、間接的かつ正確に車輪の方向転換を制御する。自動車を特別運転する場合(即ち、90°で横方向に移動)、運転手はハンドル31にある制御装置を操作することで、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345がそれぞれ左鋼線341及び右鋼線342を同期ベルト343からアンクランプする。そうすると、同期ベルト343が鋼線を動かさず、制御装置がプログラムで左前輪と右前輪をそれぞれ外側へ回し、最後に左前輪と右前輪が180°となり、即ち、左前輪と右前輪が一直線になる。この場合、自動車を横方向に運転できる。このような運転方法は駐車に適し、特に狭い駐車スペースに最適である。横方向への運転が終了すると、制御装置で左前輪及び右前輪を元の位置に復元し、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345は再度鋼線をクランプする。そうすると、正常運転の状態に戻る。

図４及び図６に示すように、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345に関する実施形態として、左同期ベルトロック部材344は、左鋼線341を同期ベルト343にクランプする左クランプブロック3441、及び左クランプブロック3441のクランプ・アンクランプを制御するための左電磁石3442を備え、左電磁石3442が左クランプブロック3441に設けられ、右同期ベルトロック部材345は、右鋼線342を同期ベルト343にクランプする右クランプブロック3451、及び右クランプブロック3451のクランプ・アンクランプを制御するための右電磁石3452を備え、右電磁石3452が右クランプブロック3451に設けられる。クランプブロックと電磁石とのフィットで、鋼線のクランプ・アンクランプを行う方法は、容易に実施・実現できる。

具体的には、ステアリング装置34は、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345を同時に制御できる中間ロック部材346を備え、中間ロック部材346が同期ベルト343に設けられ、かつ左同期ベルトロック部材344と右同期ベルトロック部材345との間にあり、左同期ベルトロック部材344及び右同期ベルトロック部材345は、それぞれ中間鋼線347で中間ロック部材346に接続する。この実施例において、中間ロック部材346は左同期ベルトロック部材344と右同期ベルトロック部材345との距離を制御できるだけでなく、鋼線も操作・制御できる。例えば、間接的に左回転盤331及び右回転盤332の回転角を制御し、即ち、上記の正常運転と特別運転との間の移行プロセスにおいて重要な役割を果たす。

図６に示すように、中間ロック部材346に関する実施形態として、前記中間ロック部材346は、巻き軸3461及び中間電磁石3462を備え、前記中間電磁石3462が前記巻き軸3461に設けられ、前記中間鋼線347が前記巻き軸3461に巻き付けられる。

図３及び図５に示すように、操舵ギアリング32は、上駆動軸321及び下駆動軸322を備え、上駆動軸321の上端がハンドル31に接続し、上駆動軸321の下端が下駆動軸322の上端に接続し、下駆動軸322の下端が同期ベルト343にフィットし接続する。具体的には、本発明における操舵ギアリング32は従来の自動車の操舵ギアリングのように設計されることが可能で、ハンドルの回転角を伝動するだけでよい。

具体的には、下駆動軸322の下端に伝達ギアが設けられ、同期ベルト343に伝達ギアと噛み合う波動歯車が設けられる。

さらに、本発明の実施例で提供する自動車用ステアリングシステムは、左モーター及び右モーター(図示されていない)を備え、左回転盤331が左モーターを介して左支持軸に接続され、右回転盤332が右モーターを介して右支持軸に接続される。本発明におけるモーターは補助の役割を果たし、左モーター及び右モーターの設計方法について、必要に応じて柔軟に対応できるので、添付図面にその具体的な設計方法を示していない。

さらに、ハンドル31に左モーター及び右モーターを制御するための制御装置が設けられる。左モーター及び右モーターは左回転盤331及び右回転盤332に直接制御される他、制御装置に間接的に制御されるので、自動車の操舵がより正確になる。

図１に示すように、ハンドル31に包括的制御をするための制御装置311が設けられ、制御装置311はキー3111及びディスプレイ3112を備える。そのうち、制御装置について、必要に応じて具体的に構造設計・制御プログラムのプログラミングを行うことが可能で、添付図面に示される形式に限定されないので、本実施例ではそれを省略する。

上述した内容はあくまでも本発明による好ましい実施形態であり、本発明の限定にはならない。本発明の精神及び原則の範囲内である限り、いかなる修正、同等置換、改良などのすべては本発明による保護範囲内に含まれるべきである。

（付記）
（付記１）
自動車の左前輪と右前輪の操舵を制御するためのもので、前記左前輪に左支持軸が設けられ、前記右前輪に右支持軸が設けられ、ハンドル、前記ハンドルの回転角を伝動するための操舵ギアリング、前記左前輪の回転角を調整するための左回転盤、前記右前輪の回転角を調整するための右回転盤、及び前記左回転盤と右回転盤の回転角を制御するためのステアリング装置を備え、
前記ハンドルは前記操舵ギアリングの一端に接続され、前記操舵ギアリングのもう一端が前記ステアリング装置に接続され、前記左回転盤及び前記右回転盤がそれぞれ前記ステアリング装置の両端にあり、前記左回転盤が前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右支持軸に接続され、
前記ステアリング装置は左鋼線、右鋼線、及び前記操舵ギアリングで動かし回転させる同期ベルトを備え、前記左鋼線の両端がそれぞれ前記左回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられ、前記右鋼線の両端がそれぞれ前記右回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられることを特徴とする自動車用ステアリングシステム。

（付記２）
前記ステアリング装置は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプする又は前記左鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための左同期ベルトロック部材、及び前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプする又は前記右鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための右同期ベルトロック部材も備え、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材がともに前記同期ベルトに設けられ、前記ハンドルに前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を制御するための制御装置が設けられることを特徴とする付記１に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記３）
前記左同期ベルトロック部材は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプする左クランプブロック、及び前記左クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための左電磁石を備え、前記左電磁石が前記左クランプブロックに設けられ、前記右同期ベルトロック部材は、前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプする右クランプブロック、及び前記右クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための右電磁石を備え、前記右電磁石が前記右クランプブロックに設けられることを特徴とする付記２に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記４）
前記ステアリング装置は、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を同時に制御できる中間ロック部材を備え、前記中間ロック部材が前記同期ベルトに設けられ、かつ前記左同期ベルトロック部材と前記右同期ベルトロック部材との間にあり、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材は、それぞれ中間鋼線で前記中間ロック部材に接続することを特徴とする付記２に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記５）
前記中間ロック部材は、巻き軸及び中間電磁石を備え、前記中間電磁石が前記巻き軸に設けられ、前記中間鋼線が前記巻き軸に巻き付けられることを特徴とする付記４に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記６）
前記操舵ギアリングは、上駆動軸及び下駆動軸を備え、前記上駆動軸の上端が前記ハンドルに接続し、前記上駆動軸の下端が前記下駆動軸の上端に接続し、前記下駆動軸の下端が前記同期ベルトにフィットし接続することを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記７）
前記下駆動軸の下端に伝達ギアが設けられ、前記同期ベルトに前記伝達ギアと噛み合う波動歯車が設けられることを特徴とする付記６に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記８）
左モーター及び右モーターを備え、前記左回転盤が前記左モーターを介して前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右モーターを介して前記右支持軸に接続されることを特徴とする付記１に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記９）
前記ハンドルに前記左モーター及び前記右モーターを制御するための制御装置が設けられることを特徴とする付記８に記載の自動車用ステアリングシステム。

（付記１０）
前記ハンドルに包括的制御をするための制御装置が設けられ、前記制御装置はキー及びディスプレイを備えることを特徴とする付記１に記載の自動車用ステアリングシステム。

Claims

自動車の左前輪と右前輪の操舵を制御するためのもので、前記左前輪に左支持軸が設けられ、前記右前輪に右支持軸が設けられ、ハンドル、前記ハンドルの回転角を伝動するための操舵ギアリング、前記左前輪の回転角を調整するための左回転盤、前記右前輪の回転角を調整するための右回転盤、及び前記左回転盤と右回転盤の回転角を制御するためのステアリング装置を備え、
前記ハンドルは前記操舵ギアリングの一端に接続され、前記操舵ギアリングのもう一端が前記ステアリング装置に接続され、前記左回転盤及び前記右回転盤がそれぞれ前記ステアリング装置の両端にあり、前記左回転盤が前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右支持軸に接続され、
前記ステアリング装置は左鋼線、右鋼線、及び前記操舵ギアリングで動かし回転させる同期ベルトを備え、前記左鋼線の両端がそれぞれ前記左回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられ、前記右鋼線の両端がそれぞれ前記右回転盤及び前記同期ベルトに巻き付けられ、
前記ステアリング装置は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプする又は前記左鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための左同期ベルトロック部材、及び前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプする又は前記右鋼線を前記同期ベルトからアンクランプするための右同期ベルトロック部材も備え、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材がともに前記同期ベルトに設けられ、前記ハンドルに前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を制御するための制御装置が設けられることを特徴とする自動車用ステアリングシステム。
前記左同期ベルトロック部材は、前記左鋼線を前記同期ベルトにクランプする左クランプブロック、及び前記左クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための左電磁石を備え、前記左電磁石が前記左クランプブロックに設けられ、前記右同期ベルトロック部材は、前記右鋼線を前記同期ベルトにクランプする右クランプブロック、及び前記右クランプブロックのクランプとアンクランプを制御するための右電磁石を備え、前記右電磁石が前記右クランプブロックに設けられることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記ステアリング装置は、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材を同時に制御できる中間ロック部材を備え、前記中間ロック部材が前記同期ベルトに設けられ、かつ前記左同期ベルトロック部材と前記右同期ベルトロック部材との間にあり、前記左同期ベルトロック部材及び前記右同期ベルトロック部材は、それぞれ中間鋼線で前記中間ロック部材に接続することを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記中間ロック部材は、巻き軸及び中間電磁石を備え、前記中間電磁石が前記巻き軸に設けられ、前記中間鋼線が前記巻き軸に巻き付けられることを特徴とする請求項３に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記操舵ギアリングは、上駆動軸及び下駆動軸を備え、前記上駆動軸の上端が前記ハンドルに接続し、前記上駆動軸の下端が前記下駆動軸の上端に接続し、前記下駆動軸の下端が前記同期ベルトにフィットし接続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記下駆動軸の下端に伝達ギアが設けられ、前記同期ベルトに前記伝達ギアと噛み合う波動歯車が設けられることを特徴とする請求項５に記載の自動車用ステアリングシステム。
左モーター及び右モーターを備え、前記左回転盤が前記左モーターを介して前記左支持軸に接続され、前記右回転盤が前記右モーターを介して前記右支持軸に接続されることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記ハンドルに前記左モーター及び前記右モーターを制御するための制御装置が設けられることを特徴とする請求項７に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記ハンドルに包括的制御をするための制御装置が設けられ、前記制御装置はキー及びディスプレイを備えることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングシステム。
前記左前輪及び前記右前輪の最大の回転角は、同期ベルトが直接右回転盤及び左回転盤と噛み合う自動車用ステアリングシステムの左前輪及び右前輪の最大の回転角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングシステム。