CN218172381U - 一种线控转向长行程调节转向柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种线控转向长行程调节转向柱，包括：转向机构、长度调节机构、角度调节机构和路感控制模块，转向机构安装在长度调节机构上，转向机构包括：转向管、内管柱、轴承，长度调节机构用于转向柱的长度调节，长度调节机构包括：转向柱壳体、内管柱、长度调节电机、长度调节支架、长度调节保持支架、第一丝杠、第一丝母和吸能片，角度调节机构用于调节转向柱的角度，角度调节机构包括：角度调节电机、角度调节支架、角度调节保持支架、顶部连接支架、第二丝杠、第二丝母；本实用新型的优点是：取消了传统的转向柱与转向器之间连接的中间轴，通过电信号控制取代机械传动，有效增大了转向柱的布置空间，使得转向柱的调节范围明显增大。

Description

一种线控转向长行程调节转向柱

技术领域

本实用新型涉及汽车转向柱技术领域，具体涉及一种线控转向长行程调节转向柱。

背景技术

汽车转向系统是实现汽车转向控制的直接设备，其在汽车主动安全性领域发挥着至关重要的作用，同时，汽车转向系统性能的好坏直接决定了驾驶员的转向感觉和汽车的主动安全性。

汽车转向柱是汽车转向系统连接方向盘和转向器的元件，主要作用是传递扭矩。通过转向柱，驾驶员把扭矩传递给转向器，带动转向器实现转向。传统的转向柱通过中间轴连接转向器来实现转向，但是由于中间轴的布置占用空间较大，使得转向柱受空间限制大，从而影响转向柱的可调节范围，传统转向柱可调节的调节范围仅为±30mm，例如中国专利CN 112208623A，公开了一种具有可缩回转向柱的动力转向系统，包括转向柱，所述转向柱集成有：上轴和转向轴，所述上轴和转向轴沿着主轴线同轴，彼此旋转地连接并能相对于彼此轴向平移地移动；然而，该转向柱的长度与调节行程有关，当转向柱的调节行程越长，转向柱所需的总长度越长，也就是说需要的整车布置空间越大。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种线控转向长行程调节转向柱，通过线控的方式取代了传统的中间轴连接，通过路感控制模块模拟路感，从而为转向柱创造更多的布置空间，大大增加了转向柱的调节行程，以克服上述现有技术的不足。

本实用新型提供的线控转向长行程调节转向柱，包括转向机构、角度调节机构、以及长度调节机构，所述转向机构安装在长度调节机构上，其特征在于，还包括有与长度调节机构和转向机构连接的路感控制模块；

所述转向机构包括：转向管、内管柱、轴承，所述转向管套装在内管柱内，所述转向管通过轴承与内管柱转动连接，所述轴承限制在内管柱内；

所述路感控制模块的控制器与转向器连接，所述路感控制模块用于接收转向器反馈的路面信号进行模拟路感后再传递到方向盘上，所述路感控制模块输出端的转向轴套入转向管内，所述转向轴的一端与路感控制模块连接，所述转向轴另一端与转向管连接，所述转向管带动转向轴转动，所述转向管可沿转向轴前后滑动。

作为本实用新型的优选，所述长度调节机构用于转向柱的长度调节，所述长度调节机构包括：转向柱壳体、内管柱、长度调节电机、长度调节支架、长度调节保持支架、第一丝杠、第一丝母和吸能片，所述内管柱滑动连接在转向柱壳体内，所述长度调节电机安装在转向柱壳体尾部位置，所述第一丝杠转动连接在转向柱壳体上并与转向柱壳体平行设置，所述第一丝杠与长度调节电机的输出轴连接，所述第一丝母套装在第一丝杠上并与长度调节保持支架转动连接，所述长度调节保持支架与长度调节支架固连，所述长度调节支架与吸能片固连，所述吸能片固连在内管柱外侧，所述长度调节电机通过第一丝杠上的第一丝母带动长度调节支架运动，从而带动内管柱在转向柱壳体内伸缩；

作为本实用新型的优选，所述角度调节机构用于调节转向柱的角度，所述角度调节机构包括：角度调节电机、角度调节支架、角度调节保持支架、顶部连接支架、第二丝杠、第二丝母，所述角度调节电机转动连接在转向柱壳体上，所述角度调节支架转动连接在顶部连接支架的前端，所述顶部连接支架尾端铰接在转向柱壳体上，所述角度调节支架铰接在转向柱壳体上，所述第二丝杠与第一丝杠平行设置，所述第二丝杠与角度调节电机连接，所述第二丝母套装在第二丝杠上，所述角度调节保持支架固连在角度调节支架上，所述角度调节保持支架与角度调节支架之间形成有与第二丝母铰接的铰接座，所述角度调节电机通过第二丝杠带动第二丝母轴向运动，所述第二丝母带动角度调节支架在转向柱壳体上转动。

作为本实用新型的优选，所述长度调节机构上设置有导向机构，所述导向机构用于长度调节和溃缩时的导向，使内管柱沿轴向运动且不发生偏转，导向机构包括：导向块、导向条和挡板，所述导向块通过螺栓固连在长度调节支架上，所述转向柱壳体位于长度调节支架的位置开设有限位槽，所述导向条安装在所述限位槽内并与导向块过盈配合，所述挡板安装在导向条上方，以防止导向条顶出，所述导向块滑动连接在所述导向条内。

作为本实用新型的优选，所述长度调节机构上设置有溃缩吸能结构，所述吸能片首端铆接在内管柱的C型条上，所述吸能片的折弯尾部与内管柱通过螺栓固连，在溃缩过程中，内管柱向下移动，拉铆钉被切断，吸能片折弯部被不断拉直，从而实现溃缩功能。

作为本实用新型的优选，所述内花键与外花键的连接段上设置有随形的连接套，所述连接套用于弥补内花键和外花键之间的间隙，减少内花键与外花键之间的摩擦。

本实用新型的优点及积极效果是：

1、本实用新型的转向柱与转向器之间通过电信号进行信息传递，取消了转向柱与转向器之间连接的中间轴，为整车的布置创造了更多的空间，从而可以增大转向柱的长度，可实现长行程调节，其调节行程可达到±100mm。路感控制模块模块可通过不同路况反馈给方向盘不同的扭矩信号，比如汽车在不同速度行驶时，转动方向盘所需的转动力矩不同，比起机械转动的单一转动力矩更加灵活方便。路感控制模块模块可有效模拟路感，比起机械传动反馈更直接、快速，驾驶体验更佳。

2、本实用新型将路感控制模块模块上连接的转向轴一分为二，从而有效地降低了转向轴的加工难度，转向轴的减短使其与电机的装配位置度也更容易得到保证，从而避免因花键配合部分同轴度不好导致的转动或者滑动过程中出现的卡滞现象。

3、本实用新型的长度调节机构和角度调节机构均采用丝杠丝母形式进行驱动，配合作为动力源的步进电机，使得调节更加精准，并且响应速度更快。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1本实用新型实施例中的整体结构示意图。

图2本实用新型实施例中的角度调节机构与转向柱壳体连接结构示意图。

图3本实用新型实施例中的转向机构与长度调节支架连接结构示意图。

图4本实用新型实施例中的转向机构与长度调节支架连接结构分解图。

图5本实用新型实施例中的转向机构结构分解图。

图6本实用新型实施例中的长度调节机构结构示意图。

图7本实用新型实施例中的路感控制模块与转向轴连接结构示意图。

图8本实用新型实施例中的角度调节机构结构分解图。

图9本实用新型实施例中的转向机构结构分解图。

图10本实用新型实施例中的转向轴、连接套和转向管连接结构示意图。

附图说明：转向机构1、转向管101、内管柱102、两个轴承103、两个卡环104、路感控制模块105、转向轴106、连接套107、角度调节机构2、角度调节电机201、角度调节支架202、角度调节保持支架203、顶部连接支架204、第二丝杠205、第二丝母206、铰接座207、长度调节机构3、长度调节电机301、长度调节支架302、长度调节保持支架303、第一丝杠304、第一丝母305、吸能片306、导向块307、导向条308、挡板309、丝母座310、穿过孔311、转向柱壳体4。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

图1-10示出了根据本实用新型实施例的整体结构示意图。

如图1-10所示，本实用新型实施例提供的线控转向长行程调节转向柱，包括：转向机构1、角度调节机构2、长度调节机构3、转向柱壳体4；转向机构1安装在转向柱壳体4内，长度调节机构3带动转向机构1在转向柱壳体4内伸缩，进而调节其长度。角度调节机构2安装在转向柱壳体4上，角度调节机构2带动转向机构1调节角度。

本实施例中的转向机构1包括：转向管101、内管柱102、两个轴承103、两个卡环104和路感电机105，转向管101套装在内管柱102内，两个轴承103的内圈安装在转向管101上，两个轴承103的外圈安装在内管柱102，转向管101通过轴承转动连接在内管柱102内，两个卡环104安装在内管柱102的两侧用于封堵轴承103和转向管101。路感电机105的控制器与转向器连接并接入整车的CAN总线，路感电机105用于接收转向器反馈的路面信号进行模拟路感后再传递到方向盘上，路感电机105的输出端的转向轴106套入转向管101内，转向轴106的一端固连在路感电机105的输出端上，转向轴106另一端设置有外花键，转向管101内设置有内花键，转向轴106的外花键端插接在转向管101的内花键上，在内花键与外花键的连接段上设置有随形的连接套107，连接套107用于弥补内花键和外花键之间的间隙。路感电机105通过转向轴106带动与转向管101转动，转向轴106可在转向管106内前后滑动。

本实施例中的长度调节机构3用于转向柱的长度调节，所述长度调节机构3包括：长度调节电机301、长度调节支架302、长度调节保持支架303、第一丝杠304、第一丝母305、吸能片306、导向块307、导向条308和挡板309，内管柱102滑动连接在转向柱壳体4内，长度调节电机301安装在转向柱壳体4尾部位置，第一丝杠304与转向柱壳体4平行设置，第一丝杠304的一端与长度调节电机301的输出轴连接，第一丝杠304的另一端通过轴承座安装转向柱壳体4上。第一丝母305套装在第一丝杠304上，长度调节支架302和长度调节保持支架303一体连接的丝母座310上安装有第一丝母305，第一丝母305带动长度调节支架302和长度调节保持支架303跟第一丝杠304往复运动。长度调节支架302和长度调节保持支架303过渡配合，可相对转动，转向柱壳体4顶部的侧面开设有用于丝母座穿过的的穿过孔311，吸能片306首端铆接在内管柱102的C型条上，吸能片306的折弯尾部与内管柱102通过螺栓固连。由导向块307、导向条308、挡板309组成的导向机构用于长度调节和溃缩时的导向，使内管柱沿轴向运动且不发生偏转，两块导向块307通过螺栓固连在长度调节支架302上，转向柱壳体4位于长度调节支架302的位置开设有限位槽，所述导向条308安装在限位槽内并与导向块307过盈配合，挡板309安装在限位槽上并位于导向条308上方，以防止导向条308顶出，两块导向块307滑动连接在导向条308内。长度调节电机301通过第一丝杠304上的第一丝母305带动长度调节保持支架303，长度调节保持支架303通过长度调节支架302带动内管柱102在转向柱壳体4内伸缩，从而实现长度调节。

本实施例中的角度调节机构2用于调节转向柱102的角度：角度调节机构2包括：角度调节电机201、角度调节支架202、角度调节保持支架203、顶部连接支架204、第二丝杠205和第二丝母206，角度调节电机201安装在转向柱壳体4上，角度调节电机201与转向柱壳体4可发生相对转动，角度调节支架202铰接在顶部连接支架204的前端，顶部连接支架204的配合孔是长圆孔，角度调节支架202相对顶部连接支架204可滑动和转动，顶部连接支架204尾端铰接在转向柱壳体4上，角度调节支架202铰接在转向柱壳体4上，第二丝杠205与第一丝杠304平行设置，第二丝杠205与角度调节电机201的输出轴连接，第二丝母206套装在第二丝杠205上，角度调节保持支架203固连在角度调节支架202上，角度调节保持支架203与角度调节支架202之间形成有与第二丝母206铰接的铰接座207，铰接座207铰接在第二丝母206上，角度调节电机201通过第二丝杠205带动第二丝母206轴向运动，第二丝母206通过铰接座207带动角度调节支架202在转向柱壳体4上转动，转向柱壳体4相对顶部连接支架204发生转动，从而实现角度调节。

工作原理：转向机构1中转向管101后端连接路感控制模块105，取消了与转向机之间连接的中间轴，通过路感控制模块105接收转向机的信号进行模拟路感。此种方式不仅可实现长行程调节(调节行程达到±100mm)，而且也缩短了转向结构的整体长度。长度调节机构3的长度调节电机301通过驱动第一丝杠304转动，带动第一丝母305沿第一丝杠304轴向运动，进而带动内管柱102伸缩，从而实现长度调节。长度调节支架302上通过螺栓固定两个导向块307，转向柱壳体4上开有限位槽，导向条308装入限位槽中并与导向块307过盈配合，再通过挡板309将导向条308盖住，防止导向条308顶出。导向块307在导向条308中可进行滑动，在长度调节和溃缩过程中起导向作用，能防止内管柱发生偏转。角度调节机构2中的角度调节电机201通过螺栓或销轴固定在转向柱壳体4上，角度调节支架202和角度调节保持支架203通过螺栓连接共同把第二丝母206固定。顶部连接支架204与转向柱壳体4旋转点通过螺栓固定，角度调节支架202与转向柱壳体4旋转点通过螺栓固定，顶部连接支架204与角度调节支架202之间固定有滑动片和螺栓。在角度调节过程中，角度调节电机201驱动第二丝杠205转动，带动第二丝母206沿第二丝杠205轴向运动，进而带动角度调节支架202相对转向柱壳体4发生转动，转向柱壳体4相对顶部连接支架204发生转动，从而实现角度调节。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种线控转向长行程调节转向柱，包括：转向机构、角度调节机构、以及长度调节机构，所述转向机构安装在长度调节机构上，其特征在于，还包括有与长度调节机构和转向机构连接的路感控制模块；

所述转向机构包括：转向管、内管柱、轴承，所述转向管套装在内管柱内，所述转向管通过轴承与内管柱转动连接，所述轴承限制在内管柱内；

所述路感控制模块的控制器与转向器连接，所述路感控制模块用于接收转向器反馈的路面信号进行模拟路感后再传递到方向盘上，所述路感控制模块输出端的转向轴套入转向管内，所述转向轴的一端与路感控制模块连接，所述转向轴另一端与转向管连接，所述转向管带动转向轴转动，所述转向管可沿转向轴前后滑动。

2.根据权利要求1所述的一种线控转向长行程调节转向柱，其特征在于，所述长度调节机构用于转向柱的长度调节，所述长度调节机构包括：转向柱壳体、内管柱、长度调节电机、长度调节支架、长度调节保持支架、第一丝杠、第一丝母和吸能片，所述内管柱滑动连接在转向柱壳体内，所述长度调节电机安装在转向柱壳体尾部位置，所述第一丝杠转动连接在转向柱壳体上并与转向柱壳体平行设置，所述第一丝杠与长度调节电机的输出轴连接，所述第一丝母套装在第一丝杠上并与长度调节保持支架转动连接，所述长度调节保持支架与长度调节支架固连，所述长度调节支架与吸能片固连，所述吸能片固连在内管柱外侧，所述长度调节电机通过第一丝杠上的第一丝母带动长度调节支架运动，从而带动内管柱在转向柱壳体内伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种线控转向长行程调节转向柱，其特征在于，所述角度调节机构用于调节转向柱的角度，所述角度调节机构包括：角度调节电机、角度调节支架、角度调节保持支架、顶部连接支架、第二丝杠、第二丝母，所述角度调节电机转动连接在转向柱壳体上，所述角度调节支架转动连接在顶部连接支架的前端，所述顶部连接支架尾端铰接在转向柱壳体上，所述角度调节支架铰接在转向柱壳体上，所述第二丝杠与第一丝杠平行设置，所述第二丝杠与角度调节电机连接，所述第二丝母套装在第二丝杠上，所述角度调节保持支架固连在角度调节支架上，所述角度调节保持支架与角度调节支架之间形成有与第二丝母铰接的铰接座，所述角度调节电机通过第二丝杠带动第二丝母轴向运动，所述第二丝母带动角度调节支架在转向柱壳体上转动。

4.根据权利要求2所述的一种线控转向长行程调节转向柱，其特征在于，所述长度调节机构上设置有导向机构，所述导向机构用于长度调节和溃缩时的导向，使内管柱沿轴向运动且不发生偏转，导向机构包括：导向块、导向条和挡板，所述导向块通过螺栓固连在长度调节支架上，所述转向柱壳体位于长度调节支架的位置开设有限位槽，所述导向条安装在所述限位槽内并与导向块过盈配合，所述挡板安装在导向条上方，以防止导向条顶出，所述导向块滑动连接在所述导向条内。

5.根据权利要求2所述的一种线控转向长行程调节转向柱，其特征在于，所述长度调节机构上设置有溃缩吸能结构，所述吸能片首端铆接在内管柱的C型条上，所述吸能片的折弯尾部与内管柱通过螺栓固连，在溃缩过程中，内管柱向下移动，拉铆钉被切断，吸能片折弯部被不断拉直，从而实现溃缩功能。

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