CN219277600U - 线控转向系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及了一种线控转向系统和车辆，所述线控转向系统包括转向管柱总成、手感模拟器和万向节，所述转向管柱总成包括管柱输出轴；所述手感模拟器包括模拟器输出轴；所述管柱输出轴与所述模拟器输出轴通过万向节连接。本公开实施例的线控转向系统，转向管柱总成的管柱输出轴与手感模拟器的模拟器输出轴通过万向节连接，在对转向管柱总成进行角度调节时，只需要调整管柱输出轴与模拟器输出轴之间的夹角，而不需要移动手感模拟器，与相关技术中手感模拟器随转向管柱总成移动相比，车辆上不需要预留供手感模拟器移动的空间，从而可以减小线控转向系统的占用空间。

Description

线控转向系统和车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体涉及一种线控转向系统和车辆。

背景技术

汽车的线控转向系统由方向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。汽车的线控转向系统与传统的汽车转向系统相比，取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能控制实现转向，摆脱了传统汽车转向系统的各种限制，给汽车转向特性的设计带来更多的空间，是汽车转向系统的重大革新。

相关技术中，线控转向系统中转向管柱总成的输出轴和手感模拟器的输出轴同轴布置，转向管柱总成的输入轴与方向盘连接。当对方向盘进行调节时，例如，对方向盘进行角度调节时，转向管柱总成的角度也随之发生变化，手感模拟器则会随转向管柱总成移动，这就需要在车辆上预留足够的供手感模拟器移动的空间，导致线控转向系统存在占用空间大的问题，不利于线控转向系统在车辆上的布置。

实用新型内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的实施例提出一种线控转向系统，以减小线控转向系统的占用空间。

本公开实施例的线控转向系统包括转向管柱总成、手感模拟器和万向节，所述转向管柱总成包括管柱输出轴；所述手感模拟器包括模拟器输出轴；所述管柱输出轴与所述模拟器输出轴通过万向节连接。

在一些实施例中，所述万向节为双联式万向节，所述双联式万向节包括十字轴座、第一节叉和第二节叉，所述十字轴座具有第一连接部和第二连接部；所述第一节叉具有第三连接部和第四连接部，所述第三连接部与所述第一连接部转动连接，所述第四连接部与所述管柱输出轴连接，所述第二节叉具有第五连接部和第六连接部，所述第五连接部与所述第二连接部转动连接，所述第六连接部与所述模拟器输出轴连接。

在一些实施例中，所述第一节叉和所述第二节叉之间的夹角调节范围为0°～60°。

在一些实施例中，所述管柱输出轴与所述模拟器输出轴之间的夹角为0°～60°。

在一些实施例中，所述转向管柱总成的长度可调；和/或所述转向管柱总成的角度可调。

在一些实施例中，所述第四连接部上设有沿所述管柱输出轴的长度方向延伸的第一配合槽，所述第一配合槽的横截面呈长腰形，所述管柱输出轴包括第一配合段，所述第一配合段插装在所述第一配合槽内，且所述第一配合段的外周面与所述第一配合槽的孔壁适配贴合；和/或所述第六连接部上设有沿所述管柱输出轴的长度方向延伸的第二配合槽，所述第二配合槽的横截面呈多边形，所述管柱输出轴包括第二配合段，所述第二配合段插装在所述第二配合槽内，且所述第二配合段的外周面与所述第二配合槽的孔壁适配贴合；和/或所述第四连接部与所述管柱输出轴通过第一螺栓连接；和/或所述第六连接部与所述管柱模拟器输出轴通过第二螺栓连接。

本公开的实施例还提出一种具有上述线控转向系统的车辆。

本公开实施例的车辆包括车身和线控转向系统，所述线控转向系统设在所述车身上，所述线控转向系统为上述任一实施例所述的线控转向系统。

在一些实施例中，所述车身包括仪表板横梁和前围板；所述转向管柱总成还包括管柱支架，所述管柱支架与所述仪表板横梁连接；所述手感模拟器与所述仪表板横梁或所述前围板连接。

在一些实施例中，所述车身包括驾驶舱，所述手感模拟器设在所述驾驶舱内。

在一些实施例中，所述车身包括前舱，所述手感模拟器设在所述前舱内。

本公开实施例的线控转向系统，转向管柱总成的管柱输出轴与手感模拟器的模拟器输出轴通过万向节连接，一方面，利用万向节可以实现管柱输出轴与模拟器输出轴之间转向力的传递；另一方面，使得管柱输出轴与模拟器输出轴可以不同轴布置，例如，管柱输出轴与模拟器输出轴呈锐角布置。由此，在对转向管柱总成进行角度调节时，例如，通过调节转向管柱总成的角度实现方向盘的角度调节时，只需要调整管柱输出轴与模拟器输出轴之间的夹角，而不需要移动手感模拟器，与相关技术中手感模拟器随转向管柱总成移动相比，车辆上不需要预留供手感模拟器移动的空间，从而可以减小线控转向系统的占用空间。另外，模拟器输出轴的布置位置和布置角度不受管柱输出轴的限制，使得手感模拟器的布置更加灵活。因此，本公开实施例的线控转向系统具有占用空间小等优点。

附图说明

图1是本公开一个实施例的线控转向系统的结构示意图。

图2是图1中万向节处的结构示意图。

图3是图2的A-A向视图。

图4是图3中C处的放大图。

图5是图2的B-B向视图。

图6是图5中D处的放大图。

附图标记：

线控转向系统100；

转向管柱总成1；管柱输入轴11；管柱输出轴12；第一连接槽121；管柱支架13；

手感模拟器2；助力模块21；减速机构22；模拟器输出轴221；第二连接槽2211；

万向节3；十字轴座31；第一连接部311；第二连接部312；第一节叉32；第三连接部321；第四连接部322；第一配合槽3221；第一连接孔3222；第二节叉33；第五连接部331；第六连接部332；第二配合槽3321；第二连接孔3322；

仪表板横梁4。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

如图1至图6所示，本公开实施例的线控转向系统100包括转向管柱总成1、手感模拟器2和万向节3，转向管柱总成1包括管柱输出轴12，手感模拟器2包括模拟器输出轴221，管柱输出轴12与模拟器输出轴221通过万向节3连接。

本公开实施例的线控转向系统100，转向管柱总成1的管柱输出轴12与手感模拟器2的模拟器输出轴221通过万向节3连接，一方面，利用万向节3可以实现管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间转向力的传递；另一方面，使得管柱输出轴12与模拟器输出轴221可以不同轴布置，例如，管柱输出轴12与模拟器输出轴221呈锐角布置。

由此，在对转向管柱总成1进行角度调节时，例如，通过调节转向管柱总成1的角度实现方向盘的角度调节时，只需要调整管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的夹角，而不需要移动手感模拟器2，与相关技术中手感模拟器随转向管柱总成移动相比，车辆上不需要预留供手感模拟器2移动的空间，从而可以减小线控转向系统100的占用空间。另外，模拟器输出轴221的布置位置和布置角度不受管柱输出轴12的限制，使得手感模拟器2的布置更加灵活。

因此，本公开实施例的线控转向系统100具有占用空间小等优点。

在一些实施例中，转向管柱总成1还包括管柱输入轴11，管柱输入轴11与管柱输出轴12连接，管柱输入轴11的远离管柱输出轴12的一端用于与方向盘连接。

例如，管柱输入轴11与管柱输出轴12同轴布置，且管柱输入轴11与管柱输出轴12通过花键连接，实现管柱输入轴11与管柱输出轴12之间的扭矩传递。

在一些实施例中，手感模拟器2包括助力模块21和减速机构22，减速机构22可以是蜗轮蜗杆传动形式、行星齿轮传动形式或者皮带传动形式等。

例如，助力模块21包括驱动电机，减速机构22包括输入轴和输出轴，驱动电机的输出轴与减速机构22的输入轴连接，减速机构22的输出轴与减速机构22的输入轴之间通过蜗轮蜗杆、行星齿轮或者皮带传动连接，减速机构22的输出轴通过万向节3与管柱输出轴12连接，减速机构22的输出轴形成模拟器输出轴221。

当然，在另一些实施例中，手感模拟器2也可以不包括减速机构。例如，手感模拟器2包括驱动电机，驱动电机的输出轴直接通过万向节3与管柱输出轴12连接，驱动电机的输出轴形成模拟器输出轴221。

在一些实施例中，如图2所示，万向节3为双联式万向节，双联式万向节包括十字轴座31、第一节叉32和第二节叉33。十字轴座31具有第一连接部311和第二连接部312，第一节叉32具有第三连接部321和第四连接部322，第二节叉33具有第五连接部331和第六连接部332。其中，第三连接部321与第一连接部311转动连接，第四连接部322与管柱输出轴12连接，使得管柱输出轴12可以相对十字轴座31转动；第五连接部331与第二连接部312转动连接，第六连接部332与模拟器输出轴221连接，使得模拟器输出轴221可以相对十字轴座31转动。

通过将万向节3设为双联万向节，一方面，使得管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的扭矩传递波动控制在10％范围内，有效保证管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的扭矩传递可靠性；另一方面，方便万向节3与管柱输出轴12以及万向节3与模拟器输出轴221之间的组装，从而方便线控转向系统100的组装，有利于提高线控转向系统100的组装效率。

可选地，第一节叉32和第二节叉33之间的夹角调节范围为0°～60°。换言之，第一节叉32和第二节叉33之间的夹角可以为0°～60°之间的任一值。

由此，管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的最小夹角可以为0°，管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的最大夹角可以为60°，使得管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的夹角调节范围较大，从而使得手感模拟器2的空间布置范围较大。

当然，在另一些实施例中，第一节叉32和第二节叉33之间的夹角调节范围也可以根据实际需要进行设计，例如，第一节叉32和第二节叉33之间的夹角调节范围为30°～90°等。

可选地，管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的夹角为0°～60°。换言之，管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的夹角调节范围为0°～60°。

由此，管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的最小夹角可以为0°，管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的最大夹角可以为60°，使得管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的夹角调节范围较大，从而使得手感模拟器2的空间布置范围较大。

可选地，如图3和图4所示，第四连接部322上设有第一配合槽3221，第一配合槽3221沿管柱输出轴12的长度方向延伸，第一配合槽3221的横截面呈长腰形。管柱输出轴12包括第一配合段，第一配合段插装在第一配合槽3221内，且第一配合段的外周面与第一配合槽3221的孔壁适配贴合。

其中，第一配合槽3221的横截面，可以理解为：第一配合槽3221的被垂直于管柱输出轴12的长度方向的平面所截的截面。第一配合槽3221的横截面呈长腰形，包括第一配合槽3221的横截面大体呈长腰形。

通过将第一配合槽3221的横截面设为长腰形，且第一配合段的外周面与第一配合槽3221的孔壁适配贴合，可以实现管柱输出轴12与第一节叉32之间在管柱输出轴12周向上的限位，有利于降低管柱输出轴12与万向节3之间扭矩传递的波动范围，提高管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的扭矩传递可靠性。

可选地，如图5和图6所示，第六连接部332上设有第二配合槽3321，第二配合槽3321沿管柱输出轴12的长度方向延伸，第二配合槽3321的横截面呈多边形。管柱输出轴12包括第二配合段，第二配合段插装在第二配合槽3321内，且第二配合段的外周面与第二配合槽3321的孔壁适配贴合。

第二配合槽3321的横截面，可以理解为：第二配合槽3221的被垂直于管柱输出轴12的长度方向的平面所截的截面。第二配合槽3321的横截面呈多边形，包括第二配合槽3321的横截面大体呈多边形。该多边形可以是正多边形或其他规则、不规则的多边形。

通过将第二配合槽3321的横截面设为多边形，且第二配合段的外周面与第二配合槽3321的孔壁适配贴合，可以实现模拟器输出轴221与第二节叉33之间在模拟器输出轴221周向上的限位，有利于降低模拟器输出轴221与万向节3之间扭矩传递的波动范围，提高管柱输出轴12与模拟器输出轴221之间的扭矩传递可靠性。

第一节叉32与管柱输出轴12通过第一螺栓连接。

例如，如图2至图4所示，第四连接部322上设有第一连接孔3222，第一连接孔3222的长度方向与第一配合槽3221的长度方向相交。管柱输出轴12的第一配合段上设有第一连接槽121。管柱输出轴12的第一配合段插入第一配合槽3221内，第一连接孔3222与第一连接槽121对齐，第一螺栓穿过第一连接孔3222和第一连接槽121，实现第一节叉32与管柱输出轴12的连接。

由此，不仅第一节叉32与管柱输出轴12之间连接方便，有利于提高线控转向系统100的组装效率，而且第一节叉32与管柱输出轴12之间连接稳定性好，有利于提高线控转向系统100的可靠性。

可选地，如图5和图6所示，第二节叉33与管柱模拟器输出轴221通过第二螺栓连接。

例如，如图2、图5和图6所示，第六连接部332上设有第二连接孔3322，第二连接孔3322的长度方向与第二配合部3321的长度方向相交。模拟器输出轴221的第二配合段上设有第二连接槽2211。模拟器输出轴221的第二配合段插入第二配合槽3321内，第二连接孔3322与第二连接槽2211对齐，第二螺栓穿过第二连接孔3322与第二连接槽2211，实现第二节叉33与模拟器输出轴221的连接。

由此，不仅第二节叉33与模拟器输出轴221之间连接方便，有利于提高线控转向系统100的组装效率，而且第二节叉33与模拟器输出轴221之间连接稳定性好，有利于提高线控转向系统100的可靠性。

可选地，转向管柱总成1的长度可调。

其中，可以采用机械调节方式调节转向管柱总成1的长度，也可以采用电动调节方式调节转向管柱总成1的长度。

由此，通过调节转向管柱总成1的长度，可以实现方向盘的高度调节，从而调节驾驶员与方向盘之间的距离，方便驾驶员驾驶车辆，有利于提高具有该线控转向系统100的车辆的用户体验。

可选地，转向管柱总成1的角度可调。

其中，可以采用机械调节方式调节转向管柱总成1的角度，也可以采用电动调节方式调节转向管柱总成1的角度。

由此，通过调节转向管柱总成1的角度，可以实现方向盘的角度调节，从而调节驾驶员操作方向盘，方便驾驶员驾驶车辆，有利于进一步提高具有该线控转向系统100的车辆的用户体验。

当然，在另一些实施例中，转向管柱总成1也可以设为无调节转向管柱，即转向管柱总成1的长度和角度均不可调节。转向管柱总成1也可以设为可收纳式转向管柱，以实现方向盘的收纳。

本公开实施例的车辆包括车身和线控转向系统100，线控转向系统100设在车身上，线控转向系统100为上述任一实施例所述的线控转向系统100。

其中，车辆可以是纯电动汽车或者是油电混合动力汽车。

由于本公开实施例的线控转向系统100具有占用空间小等优点，方便线控转向系统100布置在车辆上，因此，本公开实施例的车辆具有组装方便等优点。

可选地，如图1所示，车身包括仪表板横梁4和前围板(图中未示出)。转向管柱总成1还包括管柱支架13，管柱支架13与仪表板横梁4连接。手感模拟器2与仪表板横梁4或前围板连接。

例如，管柱支架13与仪表板横梁4通过螺栓连接，手感模拟器2与前围板通过螺钉连接。由此，可以实现方向盘的调节和收纳，同时转向管柱总成1具备溃缩行程，保护驾驶员安全。

此外，相关技术中，手感模拟器2的壳体固定在转向管柱总成1上，手感模拟器2随转向管柱总成1的移动而运动。且手感模拟器2和转向管柱总成1必须总成供货，这就导致同一总成仅能选择一种形式的手感模拟器2。

本公开实施例的车辆，手感模拟器2的壳体不需要固定在转向管柱总成1上，使得线控转向系统100可以选择不同形式的手感模拟器2。

当然，在另一些实施例中，手感模拟器2也可以与仪表板横梁4连接。

可选地，车身包括驾驶舱，手感模拟器2设在驾驶舱内。

可以理解的是，转向管柱总成1的管柱输出轴12布置在驾驶舱内，将手感模拟器2和管柱输出轴12同时布置在驾驶舱内，使得管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的距离较近，方便利用万向节3实现管柱输出轴12和模拟器输出轴221的连接。

可选地，车身包括前舱，手感模拟器2设在前舱内。

可以理解的是，转向管柱总成1的管柱输出轴12布置在驾驶舱内，前舱与驾驶舱之间的距离较近，将手感模拟器2布置在前舱内，使得管柱输出轴12和模拟器输出轴221之间的距离较近，方便利用万向节3实现管柱输出轴12和模拟器输出轴221的连接。

本公开实施例的线控转向系统100，模拟器输出轴221和管柱输出轴12通过万向节3连接，使得模拟器输出轴221和管柱输出轴12可以由同轴布置调整为相交布置；手感模拟器2的布置位置更灵活，可以布置到驾驶舱或者前舱；手感模拟器2的包络不随转向管柱总成1的调整运动,节省了线控转向系统100的布置空间，同时提升了线控转向系统100的模态；手感模拟器2和转向管柱总成1可以分别供货，线控转向系统100可以选择不同形式的手感模拟器2。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本公开的描述中，“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。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本公开中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本公开的保护范围内。

Claims (10)

1.一种线控转向系统，其特征在于，包括：

转向管柱总成，所述转向管柱总成包括管柱输出轴；

手感模拟器，所述手感模拟器包括模拟器输出轴；和

万向节，所述管柱输出轴与所述模拟器输出轴通过万向节连接。

2.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述万向节为双联式万向节，所述双联式万向节包括：

十字轴座，所述十字轴座具有第一连接部和第二连接部；以及

第一节叉和第二节叉，所述第一节叉具有第三连接部和第四连接部，所述第三连接部与所述第一连接部转动连接，所述第四连接部与所述管柱输出轴连接，所述第二节叉具有第五连接部和第六连接部，所述第五连接部与所述第二连接部转动连接，所述第六连接部与所述模拟器输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的线控转向系统，其特征在于，所述第一节叉和所述第二节叉之间的夹角调节范围为0°～60°。

4.根据权利要求2所述的线控转向系统，其特征在于，所述管柱输出轴与所述模拟器输出轴之间的夹角为0°～60°。

5.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述转向管柱总成的长度可调；和/或

所述转向管柱总成的角度可调。

6.根据权利要求2所述的线控转向系统，其特征在于，所述第四连接部上设有沿所述管柱输出轴的长度方向延伸的第一配合槽，所述第一配合槽的横截面呈长腰形，所述管柱输出轴包括第一配合段，所述第一配合段插装在所述第一配合槽内，且所述第一配合段的外周面与所述第一配合槽的孔壁适配贴合；和/或

所述第六连接部上设有沿所述管柱输出轴的长度方向延伸的第二配合槽，所述第二配合槽的横截面呈多边形，所述管柱输出轴包括第二配合段，所述第二配合段插装在所述第二配合槽内，且所述第二配合段的外周面与所述第二配合槽的孔壁适配贴合；和/或

所述第四连接部与所述管柱输出轴通过第一螺栓连接；和/或

所述第六连接部与所述管柱模拟器输出轴通过第二螺栓连接。

7.一种车辆，其特征在于，包括：

车身；和

线控转向系统，所述线控转向系统设在所述车身上，所述线控转向系统为权利要求1-6中任一项所述的线控转向系统。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车身包括仪表板横梁和前围板；

所述转向管柱总成还包括管柱支架，所述管柱支架与所述仪表板横梁连接；

所述手感模拟器与所述仪表板横梁或所述前围板连接。

9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述车身包括驾驶舱，所述手感模拟器设在所述驾驶舱内。

10.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述车身包括前舱，所述手感模拟器设在所述前舱内。

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