[發(fā)明專利]一種汽車線控轉(zhuǎn)向緊湊型自回正轉(zhuǎn)向器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310262555.2
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116331336A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王陽陽;鄒林輝;丁信仁
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: B62D3/02
• 分類號: B62D3/02;B62D3/12;B62D5/04
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種汽車線控轉(zhuǎn)向緊湊型自回正轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體、齒條、回正彈簧、彈簧導(dǎo)向座、調(diào)節(jié)螺母、軸瓦端蓋、兩側(cè)橫拉桿及附屬零件、轉(zhuǎn)向齒輪、軸承、雙級行星減速器及其附屬零件、電機以及必要的緊固件。電機扭矩輸出，經(jīng)過雙級行星減速器減速增扭后傳遞給轉(zhuǎn)向齒輪，通過齒輪齒條方式將轉(zhuǎn)向齒輪的旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)化成齒條的平移橫向力，通過兩端的橫拉桿推動轉(zhuǎn)向輪繞主銷線完成轉(zhuǎn)向運動，實現(xiàn)了線控轉(zhuǎn)向器的基本功能。本汽車回正轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡單，零件緊湊，響應(yīng)速度高，壽命長，質(zhì)量小，橫向及垂向占用空間小；其自回正角度可達30°，且小角度范圍3?5°也有相當大的回正力，能夠?qū)崿F(xiàn)完全回正，極大的保證了汽車的行駛安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車線控轉(zhuǎn)向緊湊型自回正轉(zhuǎn)向器。

背景技術(shù)

近年來，四輪轉(zhuǎn)向由于其有提高汽車在高速行駛或在側(cè)向風力作用時的操作穩(wěn)定性，改善在低速下的操縱輕便性，以及減小在停車場時的轉(zhuǎn)彎半徑的特點而廣為關(guān)注。四輪轉(zhuǎn)向一般使用在豪華車型上，所采用的后輪轉(zhuǎn)向往往使用線控轉(zhuǎn)向，凱迪拉克CT6配備的ARS主動式后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，后輪能反向轉(zhuǎn)動最多至3.5°；奧迪A7的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后輪可轉(zhuǎn)動最多5°，保時捷911、布加迪Chiron、蘭博基尼HuracanEvo均采用了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。隨著技術(shù)的逐漸下放，后輪轉(zhuǎn)向的關(guān)注重點從極致操作性轉(zhuǎn)移到了被動安全性上，也就是，后輪轉(zhuǎn)向線控系統(tǒng)失效后，如何使車輪歸位。

有人提出了，線控系統(tǒng)整體的冗余備份作為被動安全性的保障，但是這種方案成本大，占用空間大；有人提出了，將后輪最大轉(zhuǎn)向角度限制在3-5°內(nèi)來間接保證失效狀態(tài)下車輛的一定可操作性，但是這種方案并沒有真正解決了失效下車輛的完全可操作性，可能會導(dǎo)致汽車特性改變轉(zhuǎn)變了駕駛員的操縱感的結(jié)果；也有人提出了，使用雙側(cè)外置彈簧帶動齒條歸位，但是這種方案彈簧外置于轉(zhuǎn)向器殼體外，質(zhì)量大，占用空間大，并且小角度范圍無法實現(xiàn)回正。

于是機械設(shè)計的自回正機構(gòu)成為了該問題的重要解決思路，同時也能突破低速后輪大角度轉(zhuǎn)向(約30°)自回正這一重大瓶頸。

專利201410230984.2(公布號CN104210535A)公開了一種能夠容易地安裝在直線運動機構(gòu)的桿部上且具有桿部止轉(zhuǎn)裝置功能的直線運動機構(gòu)的位移檢測裝置以及具有該位移檢測裝置且組裝容易、能夠降低成本的后輪轉(zhuǎn)向裝置。該機構(gòu)很好的將直線電機與轉(zhuǎn)向器進行了集成，使得轉(zhuǎn)向器整體小巧，但是并沒有自回正機構(gòu)來保證線控失效狀態(tài)下的自動回正。

公布號為CN104960568A的中國專利公開了一種用于商用車的后輪轉(zhuǎn)向回正機構(gòu),包括液壓回正缸以及依次連接的電機、后輪轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂和后輪轉(zhuǎn)向拉桿,電機和后輪轉(zhuǎn)向器均固定于車架橫梁上,后輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的上轉(zhuǎn)向節(jié)臂與后輪轉(zhuǎn)向拉桿連接以驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)向,后輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的下轉(zhuǎn)向節(jié)臂與液壓回正缸的活塞桿連接以驅(qū)動后輪回正。該專利使用線控液壓裝置輔助后輪轉(zhuǎn)向回正，然而并不能保證線控失效狀態(tài)下的自動回正。

公布號為CN213948561U的中國專利公開了一種雙曲氣囊轉(zhuǎn)向回正機構(gòu),包括雙曲氣囊、連接板、回正臂、固定支架和可調(diào)限位機構(gòu)；該雙曲氣囊轉(zhuǎn)向回正機構(gòu),采用雙曲氣囊可解決單曲氣囊行程短的問題,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化可提高回正力,與油缸結(jié)構(gòu)相比具有定緩沖作用,成本低廉。但是該機構(gòu)不能很好的集成在密封的轉(zhuǎn)向器內(nèi)部，且會在橫向布置的轉(zhuǎn)向器中部縱向突出一塊，會影響轉(zhuǎn)向器的在車架上的布置。

公布號為CN207580062U的中國專利公開了一種后輪轉(zhuǎn)向裝置，包括車本體、安裝座、連接座、對稱轉(zhuǎn)動連接于安裝座兩側(cè)的車后輪、及用于連接安裝座與連接座的連接軸。這種后輪轉(zhuǎn)向裝置在后輪轉(zhuǎn)向時有一定的緩沖，轉(zhuǎn)向平穩(wěn)，減震效果佳。但是其體積大，回正效果較差，不能保證小轉(zhuǎn)角下的自動回正。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種車線控轉(zhuǎn)向緊湊型自回正轉(zhuǎn)向器，能夠安置在車輛轉(zhuǎn)向器中，來使轉(zhuǎn)向齒條能夠在線控失效狀態(tài)下回歸零位，并且僅改動少量部件，不特別增大轉(zhuǎn)向器體積，裝配容易，成本相對較低，最終形成一種自回正轉(zhuǎn)向器總成。