线控转向系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及汽车转向技术领域，尤其涉及一种线控转向系统及车辆。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，汽车已经非常普及，成为了人们生活中必不可少的工具。并且人们对汽车的追求，更多的朝着安全、环保和节能的方面发展。其中，汽车安全被认为是最重要的因素，汽车安全性受到越来越多的关注。
3.根据交通事故的统计资料和对汽车碰撞试验的研究发现，当汽车发生正面碰撞时，很多驾驶员伤害是由方向盘、转向系统造成的。通常在方向盘上安装安全气囊来对驾驶员进行保护，但对于紧凑型车型来说，方向盘与驾驶员之间的距离较小，安全气囊膨胀空间有限，依然容易对驾驶员造成伤害。
4.为了解决上述技术问题，研究人员研发出了转向压溃系统，能够在汽车碰撞时自动压溃，增大方向盘与驾驶员之间的距离，但是现有转向压溃系统多为机械压溃系统，结构复杂。
5.随着汽车产业的发展，新能源汽车发展迅速，线控转向系统的应用也就越来越多，现有的机械压溃系统无法直接应用到线控转向系统；
6.并且现有转向压溃系统多为被动压溃，在压溃力达到一定程度时才进行压溃，压溃滞后，降低伤害的程度有限。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种线控转向系统及车辆，以解决现有转向压溃系统结构复杂，无法直接应用到线控转向系统，压溃滞后的问题。
8.根据本实用新型的第一方面，提供一种线控转向系统，其包括：方向盘、转向管柱、转向传感器、控制单元、车速传感器、转向单元、压溃电机、压溃单元；其中，
9.所述转向管柱连接所述方向盘与所述转向传感器；
10.所述转向传感器、所述车速传感器电连接所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端电连接所述转向单元；
11.所述压溃电机电连接压溃控制单元；
12.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置；所述压溃电机还电连接所述转向传感器；
13.或者，所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置；所述压溃电机还电连接所述转向管柱；
14.或者，所述转向传感器固定连接车上的固定装置，转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器；所述压溃电机还电连接所述转向管柱。
15.较佳地，在压溃过程中，所述压溃单元还用于：限制所述转向传感器移动的最远距离，或限制所述转向管柱移动的最远距离。
16.较佳地，所述压溃单元包括：压溃槽、柱子；其中，
17.所述压溃槽与所述固定装置的相对位置不变；
18.所述柱子与所述压溃槽过盈配合；
19.所述压溃槽沿压溃方向设置；
20.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述柱子设置在所述转向传感器上或连接在所述转向传感器上；
21.所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，或所述转向传感器固定连接车上的固定装置，所述转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器时，所述柱子设置在所述转向管柱上或连接在所述转向管柱上。
22.较佳地，所述压溃单元包括：压溃槽、柱子；其中，
23.所述柱子与所述固定装置的相对位置不变；
24.所述压溃槽与所述柱子过盈配合；
25.所述压溃槽沿压溃方向设置；
26.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述压溃槽设置在所述转向传感器上或连接在所述转向传感器上；
27.或者，
28.所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，或所述转向传感器固定连接车上的固定装置，所述转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器时，所述压溃槽设置在所述转向管柱上或连接在所述转向管柱上。
29.较佳地，所述压溃单元包括：压溃撕裂片；其中，
30.所述压溃撕裂片上具有撕裂槽；
31.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述压溃撕裂片的一端连接所述转向传感器，所述压溃撕裂片的另一端连接所述固定装置；
32.所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述压溃撕裂片的一端连接所述转向管柱，所述压溃撕裂片的另一端连接所述固定装置；压溃压溃压溃所述转向传感器固定连接车上的固定装置，所述转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器时，所述压溃撕裂片的一端连接所述转向管柱，所述压溃撕裂片的另一端连接所述转向传感器。
33.较佳地，所述撕裂槽沿着所述压溃撕裂片的横向设置；
34.所述压溃撕裂片的横向垂直于所述压溃撕裂片的纵向，所述压溃撕裂片的纵向为所述压溃撕裂片的两端之间的连线，此处的两端指上述描述的压溃撕裂片的一端和另一端。
35.较佳地，所述撕裂槽贯通所述压溃撕裂片的横向。
36.较佳地，所述撕裂槽占据所述压溃撕裂片的横向方向的中间3/4长度。
37.较佳地，所述压溃单元包括：压溃弹簧、剪切销；其中，
38.在所述压溃电机未收到所述压溃控制单元发送的压溃信号前，
39.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述转向传感器与所述固定装置之间通过所述剪切销相连，还通过所述压溃弹簧相连；
40.所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述转向管柱与所述固
定装置之间通过所述剪切销相连，还通过所述压溃弹簧相连；
41.所述转向传感器固定连接车上的固定装置，转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器时，所述转向管柱与所述转向传感器之间通过所述剪切销相连，还通过所述压溃弹簧相连；
42.在所述压溃电机收到所述压溃控制单元发送的压溃信号后，
43.所述转向传感器通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述转向传感器与所述固定装置之间通过所述压溃弹簧相连；
44.所述转向管柱通过所述压溃单元连接车上的固定装置时，所述转向管柱与所述固定装置之间通过所述压溃弹簧相连；
45.所述转向传感器固定连接车上的固定装置，所述转向管柱通过所述压溃单元连接所述转向传感器时，所述转向管柱与所述转向传感器之间通过所述压溃弹簧相连。
46.较佳地，所述固定装置、所述压溃单元的数量分别为多个；所述固定装置与所述压溃单元一一对应。
47.较佳地，还包括：阻尼器，所述阻尼器连接在所述转向管柱的远离所述方向盘的一端；
48.所述压溃电机还电连接所述阻尼器压溃。
49.根据本实用新型的第二方面，提供一种车辆，其包括：上述所述的线控转向系统。
50.本实用新型提供的线控转向系统及车辆，在压溃控制单元预判到碰撞不避免时，向压溃电机发送压溃信号，压溃电机在接收到压溃信号后，控制与其连接的转向传感器或转向管柱向压溃方向压溃，实现了主动压溃，而不是在转向系统收到的压溃力大于一定程度时再压溃，将压溃提前，可以进一步减少对驾驶员的伤害。
51.本实用新型提供的线控转向系统及车辆，通过压溃单元，能够保证在不压溃时与固定装置相连的转向结构与固定装置的相对位置不变，在主动压溃过程中，转向结构相对于固定装置向压溃方向移动。
52.本实用新型提供的线控转向系统及车辆，为线控转向，采用控制单元，无需转向传动轴，简化了转向系统的结构；且转向管柱无需套设在转向管柱外轴套里，转向管柱可整体相对于固定装置向前压溃，进一步简化了转向系统的结构。
53.本实用新型的一可选方案中，通过压溃单元还能够限制转向传感器移动的最远距离，或限制转向管柱移动的最远距离，可以避免由于转向传感器或转向管柱的压溃过度，造成其他不必要的伤害。
54.本实用新型的一可选方案中，通过设置多个压溃单元以及对应的固定装置，如：在转向传感器或转向管柱的对称的两侧或多侧分别设置压溃单元，可以更好的保证转向传感器或转向管柱沿压溃方向移动，避免其朝着其它方向(偏移压溃方向)运动，造成其他不必要的伤害。
附图说明
55.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1为本实用新型一实施例的线控转向系统的示意图；
57.图2为本实用新型一实施例的线控转向系统的不压溃时的示意图；
58.图3为图2中的部分结构的侧视图；
59.图4为本实用新型一实施例的线控转向系统的压溃过程的示意图；
60.图5为图4的部分结构的侧视图；
61.图6为本实用新型一实施例的压溃槽与柱子的示意图；
62.图7为本实用新型另一实施例的线控转向系统的不压溃时的示意图；
63.图8为图7的俯视图；
64.图9为图7中的压溃单元的放大图；
65.图10为本实用新型另一实施例的线控转向系统的压溃过程的示意图；
66.图11为本实用新型一实施例的撕裂槽的设置示意图；
67.图12为本实用新型另一实施例的撕裂槽的设置示意图；
68.图13为本实用新型另一实施例的撕裂槽的设置示意图；
69.图14为本实用新型另一实施例的线控转向系统的不压溃时的示意图；
70.图15为本实用新型另一实施例的线控转向系统的压溃过程的示意图；
71.图16为本实用新型另一实施例的线控转向系统的压溃过程的示意图；
72.附图标记说明：
73.1-方向盘，
74.2-转向管柱，
75.3-转向传感器，
76.4-控制单元，
77.5-车速传感器，
78.6-转向单元，
79.7-压溃电机，
80.8-车轮，
81.9-固定装置；
82.101-压溃槽，
83.102-柱子，
84.111-压溃撕裂片，
85.1111-撕裂槽，
86.121-压溃弹簧。
具体实施方式
87.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
88.在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上端”、“下
端”、“下表面”、“上表面”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
89.在本实用新型说明书的描述中，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一个或者更多个该特征。
90.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。
91.在本实用新型说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。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实用新型中的具体含义。
92.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
93.一实施例中，提供一种线控转向系统，其包括：方向盘1、转向管柱2、转向传感器3、控制单元4、车速传感器5、转向单元6、压溃电机7、压溃单元，请参考图1。其中，转向管柱2的一端连接方向盘1，以随方向盘1的转动而转动；转向管柱2还连接转向传感器3，以将方向盘1的转动数据传递到转向传感器3；转向传感器3还电连接控制单元4，以将转动数据传输到控制单元4；车速传感器5电连接控制单元4，以将采集到的车速数据传输给控制单元4；控制单元4电连接转向单元6，以根据车速数据、转动数据控制转向单元6的运动，进而控制车轮8的运动。
94.压溃电机7电连接压溃控制单元，以接收压溃控制单元的压溃信号。转向传感器3通过压溃单元连接车上的固定装置；压溃单元用于：在压溃电机7未接收到压溃信号前，保证转向传感器3与固定装置9之间的相对位置不变。压溃电机7还电连接转向传感器3，以在接收到压溃信号后，驱动转向传感器3带动转向管柱2相对于固定装置9进行移动。
95.上述实施例的工作过程为：(1)当压溃控制单元未检测到即将发生碰撞时，不会向压溃电机发送压溃信号，此时转向传感器与固定装置之间的压溃单元连接力能够保证两者不发生相对移动。(2)当压溃控制单元检测到碰撞即将发生(如：通过车速判断急刹车或通过雷达、摄像头探测到距离很小碰撞不可避免)时，向压溃电机发送压溃信号，通过压溃电机驱动转向传感器带动转向管柱压溃，可以吸收一部分作用力，减少对驾驶员的伤害，另外转向管柱向压溃方向压溃，可以增大驾驶员与方向盘之间的距离，加大了安全气囊的膨胀空间，可以进一步减少对驾驶员的伤害。此时，压溃单元的用于保证转向传感器与固定装置之间不发生相对移动的连接力断开，转向传感器与固定装置之间发生相对移动。
96.上述实施例中，压溃单元可以为一焊接点，在压溃时，该焊接点的连接力能够保证两者不发生相对移动。在压溃时，在压溃力的作用下，该焊接点断开。
97.一实施例中，车上的固定装置可以为车辆仪表盘横梁。不同实施例中，也可以为其他装置，只要为车上固定不动的装置即可。
98.上述实施例中，转向管柱与转向传感器为一体化结构，两者一起向前压溃。不同实
施例中，转向传感器也可以不随转向管柱一起压溃，转向传感器为固定结构，不管是不压溃时，还是压溃过程中，转向传感器都不移动。具体地可以为：转向管柱通过压溃单元连接车上的固定装置；在压溃电机未接收到压溃信号前，压溃单元能够保证转向管柱与固定装置之间的相对位置不变；在压溃电机接收到压溃信号后，压溃电机能够驱动转向管柱相对于固定装置进行移动。也可以为：转向传感器与车上的固定装置相连，作为车上的固定装置的一部分，转向管柱通过压溃单元连接转向传感器；在压溃电机未接收到压溃信号前，压溃单元能够保证转向管柱与转向传感器之间的相对位置不变；在压溃电机接收到压溃信号后，压溃电机能够驱动转向管柱相对于转向传感器进行移动。
99.一实施例中，在压溃电机接收到压溃信号后，压溃过程中，压溃单元还能够限制转向传感器移动的最远距离，或限制转向管柱移动的最远距离。
100.一实施例中，压溃单元包括：压溃槽101、柱子102，请参考图2、图3、图4、图5。其中，压溃槽101与固定装置9的相对位置不变；柱子102与压溃槽101过盈配合，两者的过盈配合力能够保证在不压溃时两者相对不动。柱子102设置在转向传感器3上或连接在转向传感器3上，即柱子102与转向传感器3可以为一体化结构，也可以为相互连接的结构。
101.其中，在压溃过程中，转向传感器3能够带动柱子102沿压溃槽101滑动，压溃槽101沿压溃方向设置，请参考图2、图4。如图2、3所示为不压溃时的示意图，如图4、5所示为沿压溃方向反馈后的示意图。如图6所示为压溃槽101与柱子102的示意图。
102.不同实施例中，转向管柱通过压溃单元连接车上的固定装置时，或转向传感器固定连接车上的固定装置，转向管柱通过压溃单元连接转向传感器时，柱子设置在转向管柱上或连接在转向管柱上，在压溃过程中，转向管柱能够带动柱子沿压溃槽移动，压溃槽沿压溃方向设置。
103.一实施例中，压溃槽的远离方向盘的一侧为封闭结构或设置有封堵结构，用于限制柱子从压溃槽中脱出，即限制柱子移动的最远距离，进而限制与柱子连接的转向传感器或转向管柱移动的最远距离。
104.如图3、图5中的柱子以截面为圆形的柱子为例，不同实施例中，柱子也可以为截面为方形的柱子或截面为长方形的柱子，或者也可以根据需要采用其他截面形状的柱子。
105.上述实施例中，以压溃槽设置在固定装置一侧，柱子设置在转向结构 (转向传感器或转向管柱)一侧为例。不同实施例中，也可以为压溃槽设置在转向结构一侧，柱子设置在固定装置一侧。具体地为：转向传感器通过压溃单元连接车上的固定装置时，压溃槽设置在转向传感器上或连接在转向传感器上，在压溃过程中，转向传感器能够带动压溃槽顺着柱子移动，压溃槽沿压溃方向设置；或者，转向管柱通过压溃单元连接车上的固定装置时，或转向传感器固定连接车上的固定装置，转向管柱通过压溃单元连接转向传感器时，压溃槽设置在转向管柱上或连接在转向管柱上，在压溃过程中，转向管柱能够带动压溃槽顺着柱子移动，压溃槽沿压溃方向设置。
106.一实施例中，压溃单元包括：压溃撕裂片111；其中，压溃撕裂片111 上具有撕裂槽1111，请参考图7、图8、图9、图10所示。压溃撕裂片111 的一端连接转向传感器3，压溃撕裂片的另一端连接固定装置9。在不压溃时，即作用到转向管柱的作用力小于预设值时，压溃撕裂片111的保持力能够保证转向传感器与固定装置之间的相对位置保持不动，请参考图7；在压溃过程中，即作用到转向管柱的作用力大于预设值时，转向传感器3能够带动压溃撕
裂片111沿着撕裂槽1111撕开，稳定控制压溃力，请参考图10。
107.不同实施例中，撕裂槽1111的深度可以根据不同需求进行不同的设置，通过选用不同的撕裂槽深度可以对压溃力大小进行调节。撕裂槽深度越深，撕裂片越容易撕开，压溃力就会越小，管柱更容易压溃。
108.一实施例中，沿撕裂片的横向方向，撕裂片中间一段长度开设撕裂槽，请参考图11，这种结构，撕裂槽撕开后，撕裂片不容易断开，可以有效限制转向传感器或转向管柱移动的最远距离。
109.较佳实施例中，上述所述的撕裂片中间一段长度可以为中间3/4长度。
110.当然，不同实施例中，撕裂槽也可以贯通撕裂片的横向方向，请参考图12所示。
111.一实施例中，撕裂槽可以是相等的深度。
112.不同实施例中，也可以是撕裂槽前段深度较深，后段深度较浅的设计，请参考图13。前段深度较深，对应的此段撕裂槽更容易撕开，后段深度较浅，对应的此段撕裂槽相对于前段撕裂槽不容易撕开。
113.不同实施例中，当转向管柱通过压溃单元连接车上的固定装置时，压溃撕裂片的一端连接转向管柱，压溃撕裂片的另一端连接固定装置；在压溃过程中，转向管柱能够带动压溃撕裂片沿着撕裂槽撕开。当转向传感器固定连接车上的固定装置，转向管柱通过压溃单元连接转向传感器时，压溃撕裂片的一端连接转向管柱，压溃撕裂片的另一端连接转向传感器；在压溃过程中，转向管柱能够带动压溃撕裂片沿着撕裂槽撕开。
114.一实施例中，压溃单元包括：剪切销、压溃弹簧121。其中，在不压溃时，转向传感器与固定装置之间通过剪切销(图中未示出)相连，还通过压溃弹簧121相连，请参考图14。压溃过程中，转向传感器3与固定装置9之间通过压馈弹簧121相连，剪切销断开，请参考图15。
115.上述实施例中，压溃过程中，转向传感器3与固定装置9之间还通过压馈弹簧121相连，压馈弹簧121可以限制转向传感器3移动的最远距离。
116.不同实施例中，转向管柱通过压溃单元连接车上的固定装置时，转向管柱与固定装置之间通过剪切销相连，还通过压溃弹簧相连；在压溃过程中，转向管柱与固定装置之间通过压溃弹簧相连；
117.不用实施例中，转向传感器3固定连接车上的固定装置9，转向管柱 2通过压溃单元连接转向传感器3时，转向管柱2与转向传感器3之间通过剪切销(图中未示出)相连，还通过压溃弹簧121相连；在压溃过程中，转向管柱2与转向传感器3之间通过压溃弹簧121相连，请参考图16。
118.一较佳实施例中，固定装置、压溃单元的数量分别为多个；固定装置与压溃单元一一对应。如图1、图2、图7、图14所示，固定装置和压溃单元分别包括两个，两个固定装置平行对称设置(分别设置在图示中左、右)，对应地，两个压溃单元也平行对称设置。这样设置可以限制转向传感器或转向管柱向左右两侧偏移，对左右两侧造成不必要的伤害。不同实施例中，固定装置与压溃单元可也可以不只包括两个，如：可以在图示转向传感器的上侧也设置一固定装置、一压溃单元；也可以在图示转向传感器的下侧也设置一固定装置、一压溃单元；也可以在图示转向传感器的上侧、下侧都设置一固定装置、一压溃单元。
119.当然，不同实施例中，固定装置和压溃单元不一定按照图示中的位置设置，也可以根据实际需要进行不同的调整。为了更好地限制转向系统沿着压溃方向运动，也可以设置
四个以上的固定装置、压溃单元。
120.一实施例中，在转向管柱的远离方向盘的一端还设置有阻尼器。压溃电机还电连接阻尼器，以在接收压溃信号后，控制阻尼器开启，吸收驾驶员撞击方向盘和气囊，传给转向管柱的力，阻尼器可以吸收部分驾驶员撞击的能量，进一步降低驾驶员伤害。
121.一实施例中，转向单元可以包括：前轮电机、转向力传感器、转向器等，前轮电机分别与控制单元、转向器相连，转向力传感器分别与前轮电机、控制单元相连。控制单元6将转向命令传送给前轮电机，前轮电机根据转向命令输出转向力给转向器，以控制车轮转动，同时，转向力传感器检测前轮电机输出的转向力大小，并将检测到的信息传输给控制单元。
122.一实施例中，还提供一种车辆，其包括：上述任一项实施例所述的线控转向系统。
123.应当理解的是，本实用新型主要是提供一种结构改进的线控转向压溃结构、转向系统及车辆，其中各个部分均可以通过电路或电子器件实现，其中使用过程中可能涉及的软件部分：如控制单元的使用过程中可能涉及的软件部分，并不是本实用新型的改进。
124.在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
125.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。