线控转向式转向装置的制作方法

1.本实施方式涉及一种线控转向式转向装置，并且更具体地，涉及一种线控转向式转向装置，该线控转向式转向装置可以容易地改变方向盘的最大旋转角，减轻噪音以向驾驶员提供更好的转向感觉，并且提供增强的部件耐久性。


背景技术：

2.线控转向式转向装置是一种电动转向装置，其在方向盘和前轮转向装置之间没有任何机械连接、例如转向柱或万向接头的情况下使用电力使车辆转向。
3.这种线控转向式转向装置缺少转向轴和车轮之间的机械连接，因此如果方向盘旋转到预定的旋转角，则需要用于限制方向盘进一步旋转的装置。
4.传统上，方向盘的最大旋转角由通过螺钉与转向轴联接并在转向轴旋转时轴向滑动的螺母和设置在螺母的两个相对侧的止动件限制。然而，在螺母和止动件联接之后，难以改变方向盘的最大旋转角，并且随着耐久性的进行，螺母和止动件之间的接触表面可能变形或者止动件的联接部分可能损坏。此外，当方向盘达到最大旋转角时，由于螺母和止动件之间的碰撞声，驾驶员的转向感觉可能降低。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本实施方式已经在上述背景技术中构思，并且涉及一种线控转向式转向装置，其可以容易地改变方向盘的最大旋转角，减轻噪音以给驾驶员提供更好的转向感觉，并且提供增强的部件耐久性。
7.技术方案
8.根据本实施方式，可以提供一种线控转向式转向装置，所述线控转向式转向装置包括：转向轴，所述转向轴包括从所述转向轴的外周表面径向挤出的翼部；壳体，所述壳体具有用于容纳所述翼部的容纳空间，联接到所述转向轴，并且在所述容纳空间中具有流变流体；以及电子控制单元，所述电子控制单元控制所述流变流体的粘度，以在所述转向轴的转向角达到第一旋转角时，固化所述流变流体以抑制所述转向轴的旋转。
9.有利效果
10.根据本实施方式，可以容易地改变方向盘的最大旋转角，减轻噪音以向驾驶员提供更好的转向感觉，并且提供增强的部件耐久性。
附图说明
11.图1是示出本实施方式的线控转向式转向装置的截面图。
12.图2是示出流变流体的工作状态的视图。
13.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的控制方案的曲线图。
14.图7和图8是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的驾驶模式的控制方案
的流程图。
具体实施方式
15.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，即使当在彼此不同的附图中示出相同的附图标记和符号时，也可以使用相同的附图标记和符号来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他组分，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。
16.本文可使用诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”等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，而仅仅用于将相应的要素与其他要素区分开。
17.当提到第一元件“连接或联接到”、“接触或重叠”等第二元件时，应解释为不仅第一元件可“直接连接或联接到”或“直接接触或重叠”第二元件，而且第三元件也可“插入”在第一元件与第二元件之间，或第一元件与第二元件可经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。这里，第二元件可以包括在彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
18.当诸如“在
……
之后”、“随后”、“接下来”、“在
……
之前”等的时间相关术语用于描述元件或配置的过程或操作，或操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可用于描述非连续或非顺序的过程或操作，除非一起使用术语“直接”或“立即”。
19.此外，当提及任何尺寸、相对尺寸等时，应考虑元件或特征的数值或相应的信息(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、噪音等)引起的公差或误差范围，即使在未指定相关描述时也如此。此外，术语“可以”完全涵盖术语“能够”的所有含义。
20.图1是示出本实施方式的线控转向式转向装置的截面图。图2是示出流变流体的工作状态的视图。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的控制方案的曲线图。图7和图8是示出根据本实施方式的线控转向式转向装置的驾驶模式的控制方案的流程图。
21.根据本实施方式，可以提供一种线控转向式转向装置100，该线控转向式转向装置包括：转向轴102，其包括从其外周表面径向挤出的翼部110；壳体120，其具有用于容纳翼部110的容纳空间121，联接到转向轴102，并且在容纳空间121中具有流变流体130；电子控制单元160，其控制流变流体130的粘度，以在转向轴102的转向角达到第一旋转角时，固化流变流体130以限制转向轴120的旋转。
22.参见图1，翼部110从转向轴102的外周表面径向突出，并且其在周向方向上的两个相对侧形成为宽的。
23.尽管附图示出了翼部110具有设置在上下方向上的两个相对侧的大致矩形形状的实施方式，但是翼部110可以具有不同的形状，或者可以设置更多的翼部110。翼部110只要
具有在旋转期间可引起流变流体130的阻力的形状就足够了。
24.壳体120具有容纳空间121，流变流体130设置在该容纳空间121中，并且壳体120在容纳空间121中容纳翼部110。壳体120联接到转向轴102。
25.尽管图中未示出，但是可以在壳体120和转向轴102的联接部分处设置轴承以支持转向轴102的旋转，并且可以安装密封件以防止流变流体130的泄漏。
26.如果向左或向右的转向角达到第一旋转角，则电子控制单元160可以固化流变流体130，限制转向轴102的旋转并防止驾驶员进一步旋转方向盘101。
27.换言之，当转向轴102根据驾驶员对方向盘101的操纵而旋转时，翼部110在容纳空间121中旋转。如果转向角达到第一旋转角，则电子控制单元160固化容纳空间121中的流变流体130，限制翼部110和转向轴102的旋转，以使驾驶员不能旋转方向盘101。
28.流变流体130可以是电流变流体或磁流变流体。电流变流体是在向其施加电场时粘度增加并固化的材料，而磁流变流体是在向其施加磁场时粘度增加并固化的材料。
29.参考图2，在没有电场或磁场施加到电流变流体或磁流变流体的状态下，粒子可以自由移动，使得电流变流体或磁流变流体表现出液体的特性。如果电场或磁场被施加到电流变流体或磁流变流体，则粒子被对准，并且粘度增加，并且如果所施加的电场或磁场的强度增加，则电流变流体或磁流变流体可以表现出固体的特性。
30.再参考图1，流变流体130是电流变流体，并且壳体120可以具有与电子控制单元160连接的电场施加单元140，以向电流变流体施加电场。
31.电场施加单元140可包括例如彼此面对的导体，其中电流变流体设置在导体之间，并且当电子控制单元160在导体之间产生电压差时，电场施加单元140可向电流变流体施加电场。
32.可替换地，流变流体130可以是磁流变流体，并且壳体120可以具有与电子控制单元160连接的磁场施加单元150，以向磁流变流体施加磁场。
33.磁场施加单元150可以包括围绕例如磁流变流体的线圈，并且当电子控制单元160向线圈施加电流时，磁场施加单元150可以向磁流变流体施加磁场。
34.参考图3，如果转向角达到第一旋转角，则电子控制单元160可以将流变流体130的粘度增加到阈值粘度值，从而固化流变流体130，抑制驾驶员对方向盘101的操纵。
35.换言之，如果驾驶员使方向盘101向左或向右旋转的转向角达到第一旋转角，则流变流体130可固化，并且可以抑制对方向盘101的操纵。由于第一旋转角是任意设定的，因此可以容易地改变方向盘的最大旋转角。
36.传统的线控转向式转向装置使用螺母来限制方向盘101的最大旋转角，该螺母通过转向轴和螺母的两个相对侧的止动件的旋转而轴向滑动。在这种结构中，每个部件需要制造成不同的尺寸，以设定每种车辆类型的不同的最大旋转角，或者需要改变止动件之间的间隔，并且在组装之后，难以改变最大旋转角。
37.然而，根据本实施方式，即使仅通过改变第一旋转角，也可以容易地将最大旋转角设定为不同。因此，可以针对具有相同部件的每种车辆类型设定不同的最大旋转角，并且即使在组装之后也可以改变最大旋转角。
38.第一旋转角可以根据驾驶员的偏好设定为不同，或者根据例如天气或道路条件实时改变第一旋转角。
39.此外，在传统的线控转向式转向装置中，当达到最大旋转角时，螺母可能撞击螺钉，从而导致噪音并最终降低驾驶员的转向感觉。此外，可能损坏止动件的联接部分。因此，耐久性可能降低。
40.然而，根据本实施方式，流变流体130在第一旋转角下固化以限制转向角。因此，不会引起冲突，从而可以减轻噪音。此外，可以增强驾驶员的转向感觉和耐久性。
41.参照图4，当转向角小于第一旋转角时，电子控制单元160可将流变流体130的粘度设定为基础粘度值。
42.基础粘度值小于阈值粘度值。当电子控制单元160向流变流体130施加低强度的电场或磁场以将流变流体130的粘度设定为基础粘度值时，可增加当转向轴102旋转时对翼部110的阻力，使得驾驶员对方向盘101的操纵沉重且可增强转向感觉。
43.换言之，在通常已知的线控转向式转向装置中，反作用力马达连接到转向轴以产生反作用力转矩来增加驾驶员的转向感觉。可以通过在转向角小于第一旋转角的状态下将流变流体130的粘度设定为基础粘度值来辅助反作用力马达的输出。
44.即使当没有向流变流体130施加电场或磁场时，流变流体130也具有预定的粘度。然而，当电子控制单元160向电场施加单元140或磁场施加单元150施加预定电流以将流变流体130的粘度设定为基础粘度值时，可以增加当转向轴102旋转时对翼部110的阻力，从而增加转向感觉或辅助反作用力马达的输出。
45.参照图5，当转向角具有在第一旋转角和小于第一旋转角的第二旋转角之间的值时，电子控制单元160可随着转向角的增大而增大流变流体130的粘度。
46.换言之，根据图3所示的实施方式，在转向角达到第一旋转角的时刻，电子控制单元160固化流变流体130。然而，如在图5所示的实施方式中，从转向角达到第二旋转角的时刻起，电子控制单元160向电场施加单元140或磁场施加单元150施加电流，并且随着转向角增大，电子控制单元160增大流变流体130的粘度，使得如果转向角达到第一旋转角，则流变流体130可以固化。
47.因此，当驾驶员操纵方向盘101使得转向角大于第二旋转角时，对翼部110的阻力增加，并且如果转向角达到第一旋转角，则限制方向盘101的旋转。
48.可以通过如图5中所示逐渐增加流变流体130的粘度而不是如图3中所示瞬时固化流变流体130来更平滑地限制方向盘101在最大旋转角处的旋转并增加驾驶员的转向感觉。
49.此外，可以防止转向轴102和方向盘101突然停止，提高外围部件以及转向轴102的耐久性。
50.第一旋转角和第二旋转角之差可以是10
°
或更大且20
°
或更小。例如，当第一旋转角是360
°
时，第二旋转角可以是340
°
或更大且350
°
或更小。
51.然而，不小于10
°
且不大于20
°
的差仅仅是示例，并且类似于能够根据例如驾驶员的偏好、天气或道路状况任意地改变第一旋转角，第二旋转角也可以任意地改变，使得第一旋转角和第二旋转角之差也可以改变。
52.参照图6，类似于图4所示，当转向角小于第二旋转角时，电子控制单元160可将流变流体130的粘度设定为基础粘度值，从而增加驾驶员的转向感觉并辅助反作用力马达的输出。
53.同时，可以通过如上所述任意改变第一旋转角来设定方向盘101的不同最大旋转
角。最大旋转角最初可以根据车辆类型设定为不同，或者可以根据驾驶模式设定为不同。
54.参见图7，第一旋转角可以由车辆的驾驶模式确定。
55.车辆的驾驶模式可以包括例如舒适模式和运动模式。驾驶员可以任意地设定车辆的驾驶模式。电子控制单元160可以通过根据设定的驾驶模式改变第一旋转角来设定方向盘101的不同的最大旋转角。
56.众所周知，舒适模式是通过减轻驾驶员在方向盘上的转向感觉而更适于低速驾驶的驾驶模式，而运动模式是通过使驾驶员在方向盘上的转向感觉更重而更适于高速驾驶的驾驶模式。
57.与方向盘101的操纵相对应的车轮的转向角在舒适模式下被设定为相对较大，在运动模式下被设定为相对较小。因此，通过将方向盘101的最大旋转角设定为在舒适模式下较大并且在运动模式下较小，可以进一步便于驾驶员对方向盘101的操纵。
58.换言之，当驾驶模式是舒适模式时，第一旋转角可以被设定为第一值，而当驾驶模式是运动模式时，第一旋转角可以被设定为小于第一值的第二值。
59.电子控制单元160接收驾驶模式的初始设定或由驾驶员设定的驾驶模式以确定驾驶模式(s100)，并且如果驾驶模式是舒适模式，则将第一旋转角设定为第一值(s200)，如果驾驶模式是运动模式，则将第一旋转角设定为小于第一值的第二值(s300)。
60.例如，第一值可以被设定为450
°
，使得在舒适模式下，方向盘101可以总共旋转900
°
，并且第二值可以被设定为324
°
，使得在运动模式下，方向盘101可以总共旋转628
°
。
61.参照图8，车辆可以具有除了舒适模式和运动模式之外的其他模式，例如正常模式(标准模式)和回声模式。在这种情况下，可以将第一旋转角设定为第三值(s400)，并且可以根据其他模式的目的将第三值设定为适当的值。
62.第一旋转角可以具有与其他模式的数量相对应的多个值。
63.如上所述，在传统的线控转向式转向装置中，在组装之后难以改变最大旋转角。然而，根据本实施方式，通过改变第一旋转角，可以根据车辆的驾驶模式容易地设定不同的最大旋转角。
64.此外，第一值至第三值也可以根据例如驾驶员的偏好、天气或道路状况而被设定为不同。
65.根据本实施方式，可以容易地设定和改变方向盘的最大旋转角，并且当方向盘达到最大旋转角时增加驾驶员的转向感觉和耐久性。
66.以上描述是为了使本领域技术人员能够实现和使用本公开的技术思想而给出的，并且是在特定应用及其要求的上下文中提供的。对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员将是显而易见的，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他实施方式和应用。以上描述和附图仅出于说明性目的提供了本公开的技术思想的示例。即，所公开的实施方式旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施方式，而是与符合权利要求的最宽范围一致。本公开的保护范围应基于所附权利要求来解释，并且其等同物范围内的所有技术思想应被解释为包括在本公开的范围内。
67.相关申请的交叉引用
68.根据美国法典第35卷119条(a)款，本技术要求于2020年1月15日在韩国知识产权
局提交的韩国专利申请no.10-2020-0005212的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。此外，如果本技术出于与上述相同的原因要求美国以外的国家享有优先权，则其所有内容均通过引用并入本文。