專利名稱：一種線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車制造技術領域，特別涉及到一種線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的線控轉向系統(tǒng)的設計從減輕駕駛員的體力腦力負擔、提高人-車閉路循環(huán) 系統(tǒng)主動安全性，使汽車能適合于更多非職業(yè)駕駛人員的要求。線控轉向系統(tǒng)取消了轉向 柱與轉向機之間的機械連接，通過控制電機來實現(xiàn)路感和轉向的功能。目前線控轉向系統(tǒng) 的失效保護措施多為一備用ECU,屬于基于電子的硬件保護措施。但是當線控轉向系統(tǒng)發(fā)生 非控制失效時，比如電機故障或系統(tǒng)斷電，此時備用ECU無法起到應急作用，駕駛員的轉向 操作無法執(zhí)行，必將造成危險，因此線控轉向系統(tǒng)需要裝有基于機械的失效防護裝置，以保 證線控轉向系統(tǒng)在非控制失效情況下駕駛員的安全。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，在汽車線控轉向系 統(tǒng)失靈時，保證轉向系統(tǒng)功能正常，提高汽車行駛的安全性。 根據(jù)本發(fā)明提出的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，關鍵在于該裝置包括上轉向柱、 下轉向柱以及上轉向柱、下轉向柱之間設置的可沿軸向移動的傳動軸，上轉向柱的下端設 有內齒輪或外齒輪，下轉向柱的上端設有內齒輪或外齒輪，所述傳動軸兩端設有與上轉向 柱、下轉向柱的齒輪配合的外齒輪和/或內齒輪；所述傳動軸上設有電磁線圈或者鋼鐵吸 盤，所述上轉向柱或下轉向柱上設有與傳動軸的電磁線圈或者鋼鐵吸盤配合的鋼鐵吸盤或 者電磁線圈，所述電磁線圈由線控轉向系統(tǒng)供電，所述傳動軸在電磁線圈與鋼鐵吸盤的配 合作用下及復位力作用下沿軸向移動，在電磁線圈通電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、 下轉向柱的齒輪同時斷開；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的 齒輪同時嚙合。 使用本發(fā)明，在線控轉向系統(tǒng)正常工作時，電磁線圈處于通電狀態(tài)，傳動軸的鋼鐵 吸盤被電磁線圈吸合，帶動傳動軸軸向移動，使傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪 同時斷開，這樣上轉向柱和下轉向柱斷開連接，執(zhí)行線控轉向；當線控轉向系統(tǒng)因電機故 障或斷電而失效時，電磁線圈斷電，傳動軸的鋼鐵吸盤與電磁線圈之間失去吸引力，在復位 力的作用下，傳動軸軸向復位，使傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合，上 轉向柱和下轉向柱連接，此時，線控轉向切換為機械轉向，保證轉向系統(tǒng)功能正常。所述復 位力可以為傳動軸的自身重力，還可以利用彈簧等復位裝置來提供，具體見下述的幾種方 案 第一種方案所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下 轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈下方，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的 齒輪在上轉向柱的齒輪的上方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的上方；在電磁線圈 斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所述復位力為傳動軸自身重力，這樣在電磁線圈斷電時傳動軸就可以依靠自身重力往下軸向復位，使上轉向柱和 下轉向柱連接。 在上述方案中，還可以在所述上轉向柱和傳動軸之間夾設有彈簧，彈簧兩端分別 與上轉向柱和傳動軸相抵靠，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述彈簧為壓縮狀態(tài)，所述復位力還 包括彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向下的壓力，這樣利用上轉向柱和傳動軸之間夾設的彈簧， 彈簧在電磁線圈通電狀態(tài)下被壓縮，給傳動軸施加向下的壓力，電磁線圈斷電時，傳動軸就 可以依靠自身重力以及彈簧的壓力往下軸向復位，保證傳動軸可以更加快速準確的復位， 提高復位的可靠性。 在上述方案中，還可以在所述下轉向柱和傳動軸之間設有彈簧，所述彈簧的上下 兩端分別連接傳動軸和下轉向柱，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述彈簧為拉伸狀態(tài)，所述復位 力還包括彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向下的拉力，這樣利用上下兩端分別連接傳動軸和下轉 向柱的彈簧，彈簧在電磁線圈通電狀態(tài)下被拉伸，給傳動軸施加向下的拉力，電磁線圈斷電 時，傳動軸就可以依靠自身重力以及彈簧的拉力往下軸向復位，保證傳動軸可以更加快速 準確的復位，提高復位的可靠性。 第二種方案所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下 轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈上方，所述上轉向柱和傳動軸之間設有彈簧，所述 彈簧的上端連接上轉向柱，下端連接傳動軸，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒 輪在上轉向柱的齒輪的下方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的下方，所述彈簧為拉 伸狀態(tài)；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所 述復位力為彈簧因形變而產(chǎn)生的向上的拉力，這樣在電磁線圈通電時，傳動軸的鋼鐵吸盤 被電磁線圈往下吸合，固定在上轉向柱下端的彈簧被拉伸，給傳動軸施加向上的拉力，電磁 線圈斷電時，傳動軸就可以在彈簧的的拉力作用下往上軸向復位。 第三種方案所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下 轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈上方，所述下轉向柱和傳動軸之間夾設有彈簧，彈 簧兩端分別與下轉向柱和傳動軸相抵靠，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒輪 在上轉向柱的齒輪的下方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的下方，所述彈簧為壓縮 狀態(tài)；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所述 復位力為彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向上的推力，這樣在電磁線圈通電時，傳動軸的鋼鐵吸 盤被電磁線圈往下吸合，下轉向柱上端連接的彈簧被壓縮，給傳動軸施加向上的壓力，電磁 線圈斷電時，傳動軸就可以在彈簧的的壓力作用下往上軸向復位。 所述電磁線圈通過一個套管與上轉向柱或下轉向柱固定連接，所述上轉向柱或下 轉向柱的齒輪設在套管內，這樣可以方便安裝和維修。 所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸軸身中部，這樣電磁線圈的吸附力正好在傳動軸的行 程內，能更好的吸附傳動軸的吸盤使傳動軸動作。 所述套管與上轉向柱固定連接，套管下端的內側與下轉向柱的外側之間設置有限 位軸承，或者所述套管與下轉向柱固定連接，套管上端的內側與上轉向柱的外側之間設置 有限位軸承，這樣可以防止上轉向柱和下轉向柱橫向移位，導致傳動軸的齒輪與上下轉向 柱的齒輪不能嚙合。 本發(fā)明的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置結構簡單、合理，在線控轉向系統(tǒng)失效時，可以利用傳動軸使上轉向柱和下轉向柱機械連接，將線控轉向變?yōu)闄C械轉向，提高汽車行駛 的安全性。
圖1是實施例1的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的結構示意圖；
圖2是實施例2的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。
實施例1 : 如圖l，本實施例的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置包括上轉向柱1、下轉向柱2以及 上轉向柱1、下轉向柱2之間設置的可沿軸向移動的傳動軸3，上轉向柱1的下端設有內齒 輪ll，下轉向柱2的上端設有內齒輪21，所述傳動軸3兩端設有與上轉向柱1、下轉向柱2 的齒輪11和21配合的外齒輪31和32 ;所述傳動軸3上設有鋼鐵吸盤33，所述上轉向柱1 通過套管5固定連接有電磁線圈4，所述上轉向柱1的齒輪11設在套管5內；所述鋼鐵吸 盤33設置在電磁線圈4下方，所述電磁線圈4由線控轉向系統(tǒng)供電，在電磁線圈4通電狀 態(tài)下，傳動軸的鋼鐵吸盤33被電磁線圈4吸合，帶動傳動軸3軸向移動，使傳動軸3的齒輪 31和32與上轉向柱1、下轉向柱2的齒輪11和21同時斷開；當線控系統(tǒng)發(fā)生斷電故障而 導致電磁線圈4斷電時，傳動軸3在自身重力作用下向下移動，使傳動軸3的外齒輪31和 32與上轉向柱1、下轉向柱2的齒輪11和21同時嚙合，保證轉向系統(tǒng)的功能不受影響。
所述套管5下端的內側與下轉向柱2的外側之間設置有限位軸承7，這樣可以防止 上轉向柱1和下轉向柱2橫向移位，導致傳動軸3的齒輪31和32與上下轉向柱的齒輪11 和21不能嚙合。
實施例2: 如圖2所示，與實施例1不同的是，本實施例的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的上轉 向柱1和傳動軸3之間還夾設有彈簧6，彈簧6兩端分別與上轉向柱1和傳動軸3相抵靠， 彈簧6在電磁線圈4通電狀態(tài)下被壓縮，給傳動軸3施加向下的壓力，當電磁線圈4斷電時， 傳動軸3就可以依靠自身重力以及彈簧6的壓力向下移動，保證傳動軸3可以更加快速的 復位。 實施例3 : 與實施例2不同的是，本實施例的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的彈簧連接在下轉
向柱上端，彈簧的上下兩端分別連接傳動軸和下轉向柱，彈簧在電磁線圈通電狀態(tài)下被拉
伸，給傳動軸施加向下的拉力，電磁線圈斷電時，傳動軸就可以依靠自身重力以及彈簧的拉
力往下軸向復位，保證傳動軸可以更加快速的復位。
實施例4 : 與實施例1、2、3不同的是，本實施例的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的電磁線圈設 置在上轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈上方，所述上轉向柱下端固定有彈簧，所述 彈簧的上端連接上轉向柱，下端連接傳動軸，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒 輪在上轉向柱的齒輪的下方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的下方；這樣在電磁線圈通電時，傳動軸的鋼鐵吸盤被電磁線圈往下吸合，固定在上轉向柱下端的彈簧被拉伸，給 傳動軸施加向上的拉力，電磁線圈斷電時，傳動軸就可以在彈簧的的拉力作用下往上軸向 復位。
實施例5 : 與實施例4不同的是，本實施例的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置的彈簧位于傳動軸 和下轉向柱之間，在電磁線圈通電時，傳動軸的鋼鐵吸盤被電磁線圈往下吸合，下轉向柱上 端連接的彈簧被壓縮，給傳動軸施加向上的壓力，電磁線圈斷電時，傳動軸就可以在彈簧的 的壓力作用下往上軸向復位。
權利要求
一種線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于該裝置包括上轉向柱、下轉向柱以及上轉向柱、下轉向柱之間設置的可沿軸向移動的傳動軸，上轉向柱的下端設有內齒輪或外齒輪，下轉向柱的上端設有內齒輪或外齒輪，所述傳動軸兩端設有與上轉向柱、下轉向柱的齒輪配合的外齒輪和/或內齒輪；所述傳動軸上設有電磁線圈或者鋼鐵吸盤，所述上轉向柱或下轉向柱上設有與傳動軸的電磁線圈或者鋼鐵吸盤配合的鋼鐵吸盤或者電磁線圈，所述電磁線圈由線控轉向系統(tǒng)供電，所述傳動軸在電磁線圈與鋼鐵吸盤的配合作用下及復位力作用下沿軸向移動，在電磁線圈通電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時斷開；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈下方，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒輪在上轉向柱的齒輪的上方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的上方；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所述復位力為傳動軸自身重力。
3. 根據(jù)權利要求2所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述上轉向柱和傳動軸之間夾設有彈簧，彈簧兩端分別與上轉向柱和傳動軸相抵靠，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述彈簧為壓縮狀態(tài)，所述復位力還包括彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向下的壓力。
4. 根據(jù)權利要求2所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述下轉向柱和傳動軸之間設有彈簧，所述彈簧的上下兩端分別連接傳動軸和下轉向柱，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述彈簧為拉伸狀態(tài)，所述復位力還包括彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向下的拉力。
5. 根據(jù)權利要求1所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈上方，所述上轉向柱和傳動軸之間設有彈簧，所述彈簧的上端連接上轉向柱，下端連接傳動軸，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒輪在上轉向柱的齒輪的下方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的下方，所述彈簧為拉伸狀態(tài)；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所述復位力為彈簧因形變而產(chǎn)生的向上的拉力。
6. 根據(jù)權利要求1所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸上，所述電磁線圈設置在上轉向柱或下轉向柱上，所述鋼鐵吸盤設置在電磁線圈上方，所述下轉向柱和傳動軸之間夾設有彈簧，彈簧兩端分別與下轉向柱和傳動軸相抵靠，在電磁線圈通電狀態(tài)下，所述傳動軸上端的齒輪在上轉向柱的齒輪的下方，傳動軸下端的齒輪在下轉向柱的齒輪的下方，所述彈簧為壓縮狀態(tài)；在電磁線圈斷電狀態(tài)下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合；所述復位力為彈簧因自身形變而產(chǎn)生的向上的推力。
7. 根據(jù)權利要求1 6中任一項所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述電磁線圈通過一個套管與上轉向柱或下轉向柱固定連接，所述上轉向柱或下轉向柱的齒輪設在套管內。
8. 根據(jù)權利要求7所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述鋼鐵吸盤設置在傳動軸軸身中部。
9. 根據(jù)權利要求7所述的線控轉向系統(tǒng)失效防護裝置，其特征在于所述套管與上轉向柱固定連接，套管下端的內側與下轉向柱的外側之間設置有限位軸承，或者所述套管與下轉向柱固定連接，套管上端的內側與上轉向柱的外側之間設置有限位軸承。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線控轉向系統(tǒng)的失效防護裝置，該裝置包括上轉向柱、下轉向柱以及上轉向柱、下轉向柱之間設置的可沿軸向移動的傳動軸，上轉向柱和下轉向柱設有齒輪，傳動軸上設有與上、下轉向柱的齒輪配合的齒輪，上、下傳動軸與傳動軸之間設有電磁線圈與鋼鐵吸盤的配合，所述電磁線圈由線控轉向系統(tǒng)供電，所述傳動軸在電磁線圈與鋼鐵吸盤的配合作用下及復位力作用下沿軸向移動，在線控轉向系統(tǒng)失效時，通過傳動軸自身重力或加設的復位裝置的作用下，傳動軸的齒輪與上轉向柱、下轉向柱的齒輪同時嚙合，使上轉向柱和下轉向柱機械連接，將線控轉向變?yōu)闄C械轉向，在汽車線控轉向系統(tǒng)失靈時，保證轉向系統(tǒng)功能正常。
文檔編號B62D1/16GK101734275SQ20091021421
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者張光明, 郭磊 申請人:奇瑞汽車股份有限公司