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CN115402398A - 线控转向式转向装置 - Google Patents

线控转向式转向装置 Download PDF

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CN115402398A
CN115402398A CN202210584934.9A CN202210584934A CN115402398A CN 115402398 A CN115402398 A CN 115402398A CN 202210584934 A CN202210584934 A CN 202210584934A CN 115402398 A CN115402398 A CN 115402398A
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CN
China
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steer
wire steering
housing
steering device
moving member
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210584934.9A
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English (en)
Inventor
曹成钟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HL Mando Corp
Original Assignee
Mando Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

本实施方式提供线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置包括：螺纹轴，该螺纹轴联接到转向轴以旋转，并且在外周表面上形成有外周螺纹部分；移动构件，该移动构件联接到螺纹轴的外周侧，并且在内周表面上形成有与外周螺纹部分相对应的内周螺纹部分，以在螺纹轴旋转时在轴向方向上移动；壳体，该壳体形成为圆柱形形状并且其中设置有螺纹轴和移动构件；以及至少一个引导构件，该至少一个引导构件被设置在壳体中，以支撑移动构件的外周侧并且引导移动构件的轴向移动。

Description

线控转向式转向装置
技术领域
本实施方式涉及线控转向式转向系统，并且更具体地涉及能够在车轮的旋转达到其最大点时机械地阻止方向盘进一步旋转的线控转向式转向系统。
背景技术
通常，动力转向已经被开发并应用于车辆转向装置，以通过辅助驾驶员对方向盘的操作力来提供驾驶操作的便利。动力转向被开发并应用在使用液压的液压式、同时使用液压和马达的电力的电液式以及仅使用马达的电力的电动式中。
近来，代替去除方向盘与车轮之间的机械连接设备(诸如，转向柱或万向接头或小齿轮轴)，已经开发并应用了使用电动马达使车辆转向的线控转向(SBW)式转向系统。
然而，在这种线控转向式转向系统的情况下，由于在转向轴与车轮之间没有机械连接，所以驾驶员的方向盘旋转可以无限地旋转，由此降低驾驶员的转向感觉和转向稳定性。
因此，当车轮的旋转达到其最大点时(在一般转向系统中当方向盘或车轮处于全转状态时)，需要研究防止方向盘再旋转。
发明内容
技术问题
本实施方式提供了一种线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置能够通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘再机械地旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向稳定性。
此外，本实施方式的目的不限于此，并且根据以下描述，本领域技术人员将清楚地理解未提及的其它目的。
技术方案
本发明的实施方式提供一种线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置包括：螺纹轴，该螺纹轴联接到转向轴以旋转，并且在外周表面上形成有外周螺纹部分；移动构件，该移动构件联接到螺纹轴的外周侧，并且在内周表面上形成有与外周螺纹部分相对应的内周螺纹部分，以在螺纹轴旋转时在轴向方向上移动；壳体，该壳体形成为圆柱形形状并且其中设置有螺纹轴和移动构件；以及至少一个引导构件，该至少一个引导构件被设置在壳体中，以支撑移动构件的外周侧并且引导移动构件的轴向移动。
有利效果
根据本实施方式，提供了一种线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘再机械地旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向安全性。
附图说明
图1是示意性地示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的示意图。
图2是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的立体图。
图3至图6是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的分解立体图。
图7是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的一部分的截面图。
图8和图9是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的分解立体图。
图10是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的一部分的截面图。
具体实施方式
在本公开的示例或实施方式的以下描述中，将参考附图，在附图中，通过图示的方式示出了可以实现的特定示例或实施方式，并且其中，即使当相同的附图标记和符号在彼此不同的附图中示出时，相同的附图标记和符号也可以用于指示相同或相似的组件。此外，在本公开的示例或实施方式的以下描述中，当确定对并入本文的公知功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施方式中的主题不清楚时，将省略该描述。本文所用的术语例如“包括”、“具有”、“含有”、“构成”、“由……组成”和“由……形成”通常旨在允许添加其它组件，除非该术语与术语“仅”一起使用。如本文所用，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。
本文可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”之类的术语来描述本公开的要素。这些术语中的每一个不用于定义要素的本质、顺序、序列或数量等，而仅仅用于将对应要素与其它要素区分开。
当提到第一元件“连接或联接到”第二元件、与第二元件“接触或交叠”等时，它应当被解释为不仅第一元件可以“直接连接或联接到”第二元件或与第二元件“直接接触或交叠”，而且第三元件也可以被“插置”在第一元件与第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等。这里，第二元件可以被包括在彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当诸如“在……之后”、“随后”、“接下来”、“在……之前”等时间相关术语用于描述元件或配置的过程或操作，或者操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，除非术语“直接”或“立即”一起使用，否则这些术语可以用于描述非连续或非顺序过程或操作。
另外，当提及任何尺寸、相对大小等时，即使不指定相关性描述，也应当认为元件或特征的数值或者对应信息(例如，水平、范围等)包括可能由各种因素(例如，工艺因素、内部或外部冲击、噪声等)引起的变性或误差范围。此外，术语“可以”完全涵盖术语“可能”的所有含义。
图1是示意性地示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的示意图。图2是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的立体图。图3至图6是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的分解立体图。图7是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的一部分的截面图。图8和图9是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置中的一些的分解立体图。图10是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的一部分的截面图。
如图1至图10所示，根据本实施方式的线控转向式转向装置包括：螺纹轴140，其联接到转向轴103以旋转，并且在外周表面上形成有外周螺纹部分141；移动构件160，其联接到螺纹轴140的外周侧，并且在内周表面上形成有与外周螺纹部分141相对应的内周螺纹部分163，以在螺纹轴140旋转时在轴向方向上移动；壳体170，其形成为圆柱形形状，并且其中设置有螺纹轴140和移动构件160；以及至少一个引导构件180，其设置在壳体170中以支撑移动构件160的外周侧并引导移动构件160的轴向移动。
首先，参照图1，在根据本实施方式的线控转向式转向装置中，连接到方向盘101的转向轴103的一侧上的角度传感器105和扭矩传感器107被联接到电子控制设备110，并且当驾驶员操作方向盘101时检测到这一点的角度传感器105和扭矩传感器107将电信号发送到电子控制设备110，以激活转向轴马达120和小齿轮轴马达130。
电子控制设备110基于从角度传感器105和扭矩传感器107发送的电信号以及从安装在车辆上的其它传感器发送的电信号来控制转向轴马达120和小齿轮轴马达130。
转向轴马达120连接到用于减少马达转数的减速器135，并向转向轴103提供反作用力，以便当驾驶员在正常驾驶期间操作方向盘101时感觉到相反方向上的转向反作用力。并且在自主驾驶期间，在没有驾驶员意愿的情况下通过电子控制设备110的控制来执行转向。
小齿轮轴马达130使连接到小齿轮轴113的齿条杆111滑动，以通过拉杆115和转向节臂117使两侧的车轮119转向。
然而，在本实施方式的附图中，为了便于说明，角度传感器105和扭矩传感器107作为示例设置在转向轴103上，但是可以设置车辆速度传感器和用于将转向信息发送到电子控制设备110的马达位置传感器、各种雷达、激光雷达、例如摄像头的图像传感器等，并且下面将省略其详细描述。
在这种线控转向式转向装置中，由于方向盘101和车轮119没有机械连接，因此当驾驶员操纵方向盘101时，需要机械限制来使方向盘101的旋转在一定角度处停止。
也就是说，当车轮119的旋转达到最大点时(在一般转向设备中，当方向盘101或车轮119处于全转状态时)，用于机械地限制转向轴103的旋转角度的旋转角度限制构件150被设置成使得方向盘101不再旋转。因此，为驾驶员提供了准确的转向感觉。
旋转角度限制构件150包括：螺纹轴140，其设置在转向柱100的下端处并与转向轴103一起旋转；移动构件160，其在螺纹轴140旋转时在轴向方向上移动；壳体170，其中内置有螺纹轴140和移动构件160并且被联接到转向柱100的下部部分；一个或更多个引导构件180，其在限制移动构件160的旋转的同时引导轴向移动；等。
与转向轴103联接以旋转的螺纹轴140在其外周表面上形成有外周螺纹部分141。中空的移动构件160联接到螺纹轴140的外周侧以在轴向方向上移动。
移动构件160联接到螺纹轴140的外周侧，并且在内周表面上形成有与螺纹轴140的外周螺纹部分141相对应的内周螺纹部分163。因此，当螺纹轴140旋转时，移动构件160由引导构件180支撑并且在轴向方向上移动。
另外，形成为圆柱形形状并在其中设置有螺纹轴140和移动构件160的壳体170联接到转向柱100的下部部分。一个或更多个引导构件180设置在壳体170中，以在支撑移动构件160的外周侧的同时通过引导移动构件160的轴向移动来防止移动构件160的旋转。
在形成为中空圆盘形状的移动构件160的外周侧上设置有一个或更多个引导凹槽161，引导构件180被插入并支撑在一个或更多个引导凹槽161中。因此，在移动构件160的旋转被引导构件180限制的同时，在轴向方向上的移动被引导。
转向轴103包括连接到输入轴104的第一输出轴102和连接到螺纹轴140的内周表面的第二输出轴112。输入轴104和第一输出轴102经由扭杆106连接。
用于支撑第二输出轴112的旋转的第一轴承121连接在第二输出轴112的一端的外周表面与壳体170的内周表面之间。第二输出轴112的一端设置有突出端112c，使得第一轴承121的内圈在轴向方向上被支撑。第一轴承121的外圈在轴向方向上由壳体170的内周表面上的锁定爪支撑。
另外，彼此对应的锯齿112a和143设置在第二输出轴112的外周表面和螺纹轴140的内周表面上，使得当转向轴103旋转时，第二输出轴112和螺纹轴140通过互锁来旋转而不会打滑(spin)。
另外，盖构件190联接到壳体170的端部，螺纹轴140和第二输出轴112穿过该盖构件190。因此，当移动构件160在轴向方向上移动时，其由盖构件190支撑以限制移动距离。
支撑螺纹轴140旋转的第二轴承122联接在螺纹轴140的一端的外周表面与壳体170的内周表面之间。用于在轴向方向上支撑第二轴承122的内圈的大直径部分112b设置在第二输出轴112的中间部分。
用于支撑螺纹轴140旋转的第三轴承123联接在螺纹轴140另一端的外周表面与盖构件190的内周表面之间。用于在轴向方向上支撑第三轴承123的内圈和螺纹轴140的固定构件195联接到第二输出轴112的另一端。
壳体170形成为具有开口端的圆柱形形状，盖构件190连接到该开口端。具有减小直径的台阶部分173在轴向方向上设置在壳体170的一侧上，并且引导构件180在台阶部分173处在轴向方向上连接到壳体170的内周表面。
也就是说，引导构件180在轴向方向上从台阶部分173延伸，与壳体170一体地形成，并连接到壳体170的内周表面。因此，引导构件180插入到移动构件160的引导凹槽161中。
在此，两个或更多个引导构件180在壳体170的周向方向上彼此间隔开并且可以以相同的距离布置。在本实施方式中，例示了三个引导构件180作为示例。
另外，连接到壳体170的内周表面和台阶部分173的引导构件180的端部185设置在与壳体170的端部间隔开预定距离的位置。因此，盖构件190被插入到壳体170的端部的内周表面中，并且坐置在引导构件180的端部185上。
引导构件180设置有连通孔183，该连通孔183与设置在盖构件190中的紧固孔193连通。因此，盖构件190由联接到紧固孔193和连通孔183的紧固构件197固定。
在壳体170的台阶部分173中设置有用于与移动构件160接触地支撑移动构件160的一侧的至少一个壳体阻尼器171，以防止由于接触而引起的冲击和噪声。壳体阻尼器171所联接到的联接凹槽可以设置在台阶部分173中。
另外，设置用于在盖构件190与移动构件160接触时支撑移动构件160的另一侧的至少一个盖阻尼器191，以防止由于接触而引起的冲击和噪声。
也就是说，当移动构件160由于螺纹轴140的旋转而在轴向方向上移动到一侧时，其与台阶部分173的壳体阻尼器171接触并停止而不会进一步移动。并且，当移动构件160在轴向方向上移动到另一侧时，其与盖构件190的盖阻尼器191接触以停止移动，由此限制转向轴103的旋转角度。
另外，如图8所示，壳体170形成为具有开口端的圆柱形形状，盖构件190联接到该开口端。并且盖构件190坐置在其上的坐置端177设置在沿轴向方向与壳体170的端部间隔开的位置处。
坐置端177设置有固定孔178，该固定孔178与设置在盖构件190中的紧固孔193连通。因此，盖构件190由联接到紧固孔193和固定孔178的紧固构件197固定。
另外，具有减小直径的支撑端175设置在沿轴向方向与坐置端177间隔开的位置处，并且引导构件180被支撑并联接到支撑端175。
在此，如图8和图10所示，引导构件180在轴向方向上形成为长杆形状，并且两端分别联接到壳体170的支撑端175和盖构件190，同时支撑壳体170的支撑端175和盖构件190。因此，引导构件180在防止移动构件160的旋转的同时，引导在轴向方向上的移动。在本实施方式中，例示了四个引导构件180和四个引导凹槽161作为示例。
另外，支撑端175设置有支撑凹槽176，并且盖构件190在沿轴向方向与支撑凹槽176相对应的位置处设置有盖凹槽196，使得引导构件180被固定。引导构件180的两端分别设置有插入到支撑凹槽176和盖凹槽196中的突起187，使得引导构件180被联接和固定到支撑端175和盖构件190。
另外，在支撑端175处设置有用于在与移动构件160接触时支撑移动构件160的一侧的至少一个壳体阻尼器171，以防止由接触导致的冲击和噪声。
还设置用于在盖构件190与移动构件160接触时支撑移动构件160的另一侧的至少一个盖阻尼器191，以吸收由接触导致的冲击和噪声。另外，即使在车辆行驶期间传递振动或冲击，也防止产生嘎嘎噪声。
在此，壳体阻尼器171和盖阻尼器191由弹性低摩擦构件形成，以防止当移动构件160在轴向方向上移动时由于接触和摩擦而引起的滑动噪声。
如上所述，根据本实施方式，提供了一种线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置通过在车轮的旋转达到最大点时防止方向盘再机械地旋转来增加驾驶员的转向感觉和转向安全性。
已经呈现了以上描述以使得本领域的任何技术人员能够制造和使用本公开的技术思想，并且已经在特定应用及其要求的上下文中提供。对于本领域技术人员来说，对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其它实施方式和引用。以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开的技术思想的示例。也就是说，所公开的实施方式旨在例示本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示出的实施方式，而是符合与权利要求一致的最宽范围。本公开的保护范围应当基于所附权利要求来解释，并且在其等同物的范围内的所有技术思想都应当被解释为包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月28日提交的韩国专利申请No.10-2021-0069200的优先权，出于所有目的通过引用将其并入本文，如同在本文完全阐述一样。

Claims (20)

1.一种线控转向式转向装置，所述线控转向式转向装置包括：
螺纹轴，所述螺纹轴被联接到转向轴以旋转，并且在外周表面上形成有外周螺纹部分；
移动构件，所述移动构件被联接到所述螺纹轴的外周侧，并且在内周表面上形成有与所述外周螺纹部分相对应的内周螺纹部分，以在所述螺纹轴旋转时在轴向方向上移动；
壳体，所述壳体被形成为圆柱形形状并且其中设置有所述螺纹轴和所述移动构件；以及
至少一个引导构件，所述至少一个引导构件被设置在所述壳体中，以支撑所述移动构件的外周侧并且引导所述移动构件的轴向移动。
2.根据权利要求1所述的线控转向式转向装置，其中，在所述移动构件的外周侧上设置有一个或更多个引导凹槽，所述引导构件被插入并支撑在所述一个或更多个引导凹槽中。
3.根据权利要求1所述的线控转向式转向装置，其中，所述转向轴包括连接到输入轴的第一输出轴和联接到所述螺纹轴的内周表面的第二输出轴。
4.根据权利要求3所述的线控转向式转向装置，其中，支撑所述第二输出轴的旋转的第一轴承被联接在所述第二输出轴的一端的外周表面与所述壳体的内周表面之间。
5.根据权利要求3所述的线控转向式转向装置，其中，形状彼此对应的锯齿被设置在所述第二输出轴的外周表面和所述螺纹轴的内周表面上，使得当所述转向轴旋转时，所述第二输出轴和所述螺纹轴互锁并旋转。
6.根据权利要求3所述的线控转向式转向装置，其中，盖构件被联接到所述壳体的端部，所述螺纹轴和所述第二输出轴穿过所述盖构件。
7.根据权利要求6所述的线控转向式转向装置，其中，支撑所述螺纹轴的旋转的第二轴承被联接在所述螺纹轴的一端的外周表面与所述壳体的内周表面之间。
8.根据权利要求7所述的线控转向式转向装置，其中，用于在所述轴向方向上支撑所述第二轴承的内圈的大直径部分被设置在所述第二输出轴上。
9.根据权利要求8所述的线控转向式转向装置，其中，支撑所述螺纹轴的旋转的第三轴承被联接在所述螺纹轴的另一端的外周表面与所述盖构件的内周表面之间。
10.根据权利要求9所述的线控转向式转向装置，其中，用于在所述轴向方向上支撑所述第三轴承的内圈和所述螺纹轴的固定构件被联接到所述第二输出轴的另一端。
11.根据权利要求6所述的线控转向式转向装置，其中，所述壳体被形成为具有开口端的圆柱形形状，所述盖构件联接到所述开口端，具有减小直径的台阶部分被设置在所述壳体的所述轴向方向的一侧上，并且所述引导构件在所述轴向方向上从所述台阶部分连接到内周表面。
12.根据权利要求11所述的线控转向式转向装置，其中，两个或更多个所述引导构件在所述壳体的周向方向上彼此间隔开并以相同的距离设置。
13.根据权利要求12所述的线控转向式转向装置，其中，所述引导构件的端部被设置在与所述壳体的端部间隔开的位置处，所述盖构件被坐置在所述引导构件的端部上，并且所述引导构件设置有与设置在所述盖构件中的紧固孔连通的连通孔。
14.根据权利要求11所述的线控转向式转向装置，其中，在所述壳体的所述台阶部分上设置有用于在与所述移动构件接触时支撑所述移动构件的一侧的至少一个壳体阻尼器。
15.根据权利要求11所述的线控转向式转向装置，其中，在所述盖构件上设置有用于在与所述移动构件接触时支撑所述移动构件的另一侧的至少一个盖阻尼器。
16.根据权利要求6所述的线控转向式转向装置，其中，所述壳体被形成为具有开口端的圆柱形形状，所述盖构件联接到所述开口端，并且所述盖构件所坐置的坐置端部分被设置在沿所述轴向方向与所述壳体的端部间隔开的位置处，并且与设置在所述盖构件中的紧固孔连通的固定孔被设置在所述坐置端处。
17.根据权利要求16所述的线控转向式转向装置，其中，所述壳体在沿所述轴向方向与所述坐置端间隔开的位置处设置有具有减小直径的支撑端，所述引导构件被形成为杆形状并且两端分别支撑所述支撑端和所述盖构件并联接到所述支撑端和所述盖构件。
18.根据权利要求17所述的线控转向式转向装置，其中，所述支撑端设置有支撑凹槽，所述盖构件在沿所述轴向方向与所述支撑凹槽相对应的位置处设置有盖凹槽，并且所述引导构件的两端分别设置有插入所述支撑凹槽和所述盖凹槽中的突起。
19.根据权利要求17所述的线控转向式转向装置，其中，在所述支撑端处设置有用于在与所述移动构件接触时支撑所述移动构件的一侧的至少一个壳体阻尼器。
20.根据权利要求17所述的线控转向式转向装置，其中，在所述盖构件上设置有用于在与所述移动构件接触时支撑所述移动构件的另一侧的至少一个盖阻尼器。
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