本發(fā)明涉及一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是涉及一種可實現(xiàn)理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本是依靠前輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，為了保證所有車輪都繞同一瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪的轉(zhuǎn)角是不相等的，兩者必須滿足一定的函數(shù)關(guān)系，就是我們所說的阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系。而目前的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受限于機械結(jié)構(gòu)的幾何限制，都只能實現(xiàn)內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角近似地滿足阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系。所以車輛在轉(zhuǎn)向行駛過程中車輪和路面會存在一定程度的相對滑動，造成輪胎的磨損，影響汽車行駛安全性和輪胎壽命。

線控轉(zhuǎn)向技術(shù)可以通過去除左右車輪之間的機械連接結(jié)構(gòu)，利用不同電機獨立控制左右車輪轉(zhuǎn)向，可以實現(xiàn)左右車輪的理想阿克曼轉(zhuǎn)角。但是出于安全考慮，現(xiàn)有交通法規(guī)要求左右兩轉(zhuǎn)向車輪之間必須有機械結(jié)構(gòu)連接，防止電子設(shè)備發(fā)生故障造成左右車輪轉(zhuǎn)角不協(xié)調(diào)而發(fā)生危險。

中國專利zl201320189511.3公開了一種汽車轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體，所述殼體上設(shè)置有轉(zhuǎn)向軸安裝座，所述安裝座內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)向扭桿，所述轉(zhuǎn)向扭桿中下部設(shè)置有轉(zhuǎn)向齒輪，所述轉(zhuǎn)向齒輪與設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)向齒條相嚙合，所述齒條兩端分別與推拉桿相連。但是該專利也是采用傳統(tǒng)的固定齒條長度的設(shè)置方式，無法實現(xiàn)左右車輪的理想阿克曼轉(zhuǎn)角。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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可實現(xiàn)理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種可實現(xiàn)理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括固定在車輛副車架上的轉(zhuǎn)向器殼體，滑動安裝在所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)的齒條組，以及兩個車輪、齒輪齒條傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向柱、萬向節(jié)和方向盤，所述的齒條組包括通過齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接的齒條a段和齒條b段，其中，齒條a段滑動安裝在所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)，齒條b段滑動安裝在固接于車輛副車架的齒條支座內(nèi)，在齒條a段和齒條b段的端部還分別設(shè)置所述兩個車輪。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括電機和長度調(diào)節(jié)組件，所述的電機通過安裝支架固定連接齒條a段，所述的長度調(diào)節(jié)組件的一端連接所述齒條b段，另一端連接電機的輸出軸，電機工作時，輸出軸驅(qū)動長度調(diào)節(jié)組件沿齒條組軸向調(diào)節(jié)長度。

作為更優(yōu)選的實施方案，所述的長度調(diào)節(jié)組件包括滑塊和絲桿，其中，所述的滑塊固定設(shè)置在齒條b段上，所述的絲桿與電機輸出軸同軸連接，所述的滑塊與絲桿配合組成可沿齒條組軸向移動的滾珠絲桿結(jié)構(gòu)。

作為更優(yōu)選的實施方案的進一步優(yōu)選，所述的齒條b段上還安裝有探測其軸向位移量的位移傳感器，該位移傳感器還反饋連接所述電機，并構(gòu)成閉環(huán)控制。

作為優(yōu)選的實施方案，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)角傳感器，該轉(zhuǎn)角傳感器通過皮帶連接方向盤的輸出軸，所述的轉(zhuǎn)角傳感器和齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)還分別連接控制機構(gòu)。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的兩個車輪分別通過轉(zhuǎn)向橫拉桿連接齒條a段和齒條b段。

本發(fā)明中，齒輪齒條傳動機構(gòu)采用常用的機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)即可。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)通過齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)置，當(dāng)方向盤產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)向角并帶動兩個車輪轉(zhuǎn)動時，齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)會接受控制機構(gòu)傳來的控制量調(diào)節(jié)自身的長度，從而調(diào)整齒輪組的等效齒條長度，進而帶動兩個車輪繞主銷轉(zhuǎn)動一定角度，調(diào)節(jié)兩個車輪都達到理想的轉(zhuǎn)角，減小輪胎磨損，避免左右車輪轉(zhuǎn)角不協(xié)調(diào)而發(fā)生危險。

(2)結(jié)構(gòu)簡單，保留左右轉(zhuǎn)向輪的機械結(jié)構(gòu)連接，避免電子設(shè)備故障導(dǎo)致的左右車輪轉(zhuǎn)角不協(xié)調(diào)，滿足了現(xiàn)有交通法規(guī)的規(guī)定。

(3)齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)采用電機和滑塊組成的滾珠絲桿結(jié)構(gòu)，電機程序可后期更改，可根據(jù)不同車型、不同工況需求調(diào)整控制程序，降低硬件成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為滾珠絲桿結(jié)構(gòu)的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-電機，2-絲桿，3-安裝支架，4-滑塊，5-齒條a段，6-齒條b段，7-轉(zhuǎn)向器殼體，8-齒條支座，9-轉(zhuǎn)向橫拉桿，10-車輪，11-轉(zhuǎn)向柱，12-轉(zhuǎn)角傳感器，13-方向盤，14-萬向節(jié)，15-齒輪齒條傳動機構(gòu)，ef-等效齒條長度。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。

實施例1

一種可實現(xiàn)理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖3所示，包括固定在車輛副車架上的轉(zhuǎn)向器殼體7，滑動安裝在轉(zhuǎn)向器殼體7內(nèi)的齒條組，以及兩個車輪10、齒輪齒條傳動機構(gòu)15、轉(zhuǎn)向柱11、萬向節(jié)14、轉(zhuǎn)向橫拉桿9和方向盤13。

齒條組包括通過齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接的齒條a段5和齒條b段6，其中，齒條a段5滑動安裝在轉(zhuǎn)向器殼體7內(nèi)，齒條b段6滑動安裝在固接于車輛副車架的齒條支座8內(nèi)，在齒條a段5和齒條b段6的左/右端部還分別設(shè)置兩個車輪10。

作為一個優(yōu)選的實施方式，齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括電機1和長度調(diào)節(jié)組件，電機1通過安裝支架3固定連接齒條a段5，長度調(diào)節(jié)組件的一端連接齒條b段6，另一端連接電機1的輸出軸，電機1工作時，輸出軸驅(qū)動長度調(diào)節(jié)組件沿齒條組軸向調(diào)節(jié)長度。更優(yōu)選的，長度調(diào)節(jié)組件包括滑塊4和絲桿2，其中，滑塊4固定設(shè)置在齒條b段6上，絲桿2與電機1輸出軸同軸連接，滑塊4與絲桿2配合組成可沿齒條組軸向移動的滾珠絲桿2結(jié)構(gòu)。

齒條b段6上還安裝有探測其軸向位移量的位移傳感器，該位移傳感器還反饋連接電機1，并構(gòu)成閉環(huán)控制。

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括可測量方向盤13轉(zhuǎn)過的角度的轉(zhuǎn)角傳感器12，該轉(zhuǎn)角傳感器12通過皮帶連接方向盤13的輸出軸，轉(zhuǎn)角傳感器12和齒條等效長度調(diào)節(jié)機構(gòu)還分別連接控制機構(gòu)。兩個車輪10分別通過轉(zhuǎn)向橫拉桿9連接齒條a段5和齒條b段6。

電機1不工作時，即其輸出軸不轉(zhuǎn)動時，齒條a段5、安裝支架3、電機1、絲桿2、滑塊4、齒條b段6軸向相對位置固定，工作方式為整體地軸向移動，等效齒條長度ef不會改變，此時該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向特性和傳統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器相同，并且保留了傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性。

當(dāng)方向盤13產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)向角時，左右車輪10會分別產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)向角，但二者的大小關(guān)系并不能完全符合理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系，這時轉(zhuǎn)向控制器會根據(jù)左車輪10的轉(zhuǎn)角(因為方向盤13轉(zhuǎn)角和左車輪10轉(zhuǎn)角的關(guān)系是確定的，所以只要根據(jù)角度傳感器所測得的方向盤13轉(zhuǎn)角就可以)，計算出理想的右車輪10的轉(zhuǎn)角，并通過電機1的輸出軸轉(zhuǎn)動，絲桿2帶動滑塊4沿齒條a段5和齒條b段6軸向移動，并通過齒條b段6和轉(zhuǎn)向橫拉桿9帶動右車輪10繞主銷轉(zhuǎn)動一定角度，以達到理想的轉(zhuǎn)角，在這個過程中，左邊車輪10是不轉(zhuǎn)動的。這樣能夠最大限度的減少輪胎的磨損。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。