專利名稱：用于車輛的轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的轉向裝置，更加具體而言，涉及一種齒條齒輪式的轉向裝置的結構，其提高了轉向特性。
背景技術：
車輛的轉向系統(tǒng)應當能夠按照駕駛員的意愿來適宜地對車輛進行轉向，確保在高速行駛下的穩(wěn)定性，并通過簡單的操作來在低速或停車下進行行駛轉向的操作，而不需要過大的操作力。此外，方向盤是駕駛員最直接和最頻繁操作的部件，且方向盤將車輛的操作狀態(tài)傳遞至正在駕駛車輛的駕駛員；因此，轉向當中傳遞的操作狀態(tài)和直接感受在轉向裝置中
非常重要。同時，近幾年已經(jīng)發(fā)展了 MDPS (電動轉向裝置)，所述MDPS使用來自馬達的扭矩來對駕駛員施加的轉向力進行輔助，其取代了用來輔助駕駛員的轉向力的相關技術中的液壓動力轉向裝置，并且MDPS應當也滿足如上所述的普通轉向裝置的要求。公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于車輛的轉向裝置，其能夠確保車輛高速行駛下的高速穩(wěn)定性、確保低速和中速行駛下的直接感受、響應和響應線性化，并減少停車期間的轉向頻率和轉向力。在本發(fā)明的一個方面當中，所述的用于車輛的轉向裝置可以包括轉向齒輪以及轉向齒條桿，該轉向齒輪通過方向盤的操作而轉動；該轉向齒條桿具有與轉向齒輪嚙合的齒條，以在其縱向方向上直線移動，其中，所述齒條的齒輪中的齒隙進行變化，從而轉向傳動比在從所述齒條的中心到其兩端的兩個部分中增大并且然后減小，該轉向傳動比對應于根據(jù)所述轉向齒輪的轉動的所述轉向齒條桿的直線位移。所述轉向傳動比可以包括線性增大部分，在該線性增大部分中，所述轉向傳動比在空檔部分之后線性增大；上極限保持部分，在該上極限保持部分中，在所述線性增大部分之后可以保持增大的轉向傳動比；以及線性減小部分，在該線性減小部分中，所述轉向傳動比在所述上極限保持部分之后線性減小。在所述線性增大部分當中，方向盤偏離中心的轉角可以大約為從士 10°到大約士25°。
所述線性減小部分延伸至低于所述空檔部分的轉向傳動比的轉向傳動比，并且所述轉向傳動比還可以包括下極限保持部分，在該下極限保持部分中，在所述線性減小部分之后可以保持最小的轉向傳動比。所述線性增大部分可以是在空檔部分之后的所述方向盤的轉角大約可以為170° 到190°的部分，并且所述上極限保持部分可以是在所述線性增大部分之后的所述方向盤的轉角可以為大約260°到大約觀0°的部分。所述線性減小部分減小的傾角可以與所述線性增大部分的傾角相同。在所述空檔部分中，所述轉向傳動比可以為大約48到大約52mm/reV，該轉向傳動比在所述線性增大部分中的增大是大約為10至大約13mm/rev，并且該轉向傳動比在所述上極限保持部分中是大約62至大約66mm/reV。按照方向盤的操作來提供副轉向力的電動馬達可以連接至所述轉向齒輪。按照本發(fā)明的示例性實施例，可以確保車輛高速行駛下的高速穩(wěn)定性，確保低速和中速行駛下的直接感受、響應和響應線性化，并減少停車期間的轉向頻率和轉向力。此外，可以實施具有改善的直接感受和響應的MDPS，同時盡可能地減小用于MDPS 的電動馬達的容量。本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式
中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式
中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式
共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于車輛的轉向裝置的視圖。圖2是顯示圖1中的轉向齒條桿的主要部分的詳細視圖，并顯示了所述齒條的齒輪的齒隙變化的例子。圖3顯示了根據(jù)方向盤的轉角的圖2中的齒條的轉向傳動比變化的圖表，整體傳動比顯示了需要轉動已在1°角下轉向的方向盤到方向盤的轉角的方向盤的角度。應當了解，附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了某種程度上經(jīng)過簡化了的本發(fā)明的基本原理的各個特征。在此所公開的本發(fā)明的特定的設計特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，將部分地由特定目的的應用和使用環(huán)境所確定。在這些圖形中，在貫穿附圖的多幅圖形中，附圖標記引用本發(fā)明的相同或等效的部分。
具體實施例方式接下來將具體參考本發(fā)明的各個實施例，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施例的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施例相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、 等效形式以及其它實施例。參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于車輛的轉向裝置包括轉向齒輪3 和轉向齒條桿7，該轉向齒輪3被方向盤1的操作所轉動，該轉向齒條桿7具有與轉向齒輪3相嚙合的齒條5并且該轉向齒條桿7直線地左右移動，其中齒條5的齒輪的齒隙進行變化， 從而轉向傳動比在從齒條5的中心到兩端的兩個部分中增大和減小，該轉向傳動比對應于根據(jù)轉向齒輪3的轉動的所述轉向齒條桿7的直線位移。亦即，轉向傳動比是固定的，這是因為在常規(guī)的齒條齒輪式的轉向系統(tǒng)中，齒條桿的齒條在整個齒條上具有帶有預定齒隙的齒輪。然而，本發(fā)明所提供的轉向裝置具有可變的轉向傳動比，其目的是為了按照轉向齒輪3的位置來實施不同的轉向傳動比，該轉向齒輪3與轉向齒條桿7的齒條5相嚙合以與方向盤1一同轉動，亦即，是為了按照方向盤1的轉角來實施不同的轉向傳動比。在示例性的實施例當中，所述轉向傳動比包括線性增大部分B、上極限保持部分C 和線性減小部分D，在該線性增大部分B中，轉向傳動比在空檔部分A之后線性增大，在所述空檔部分A中，方向盤1偏離中心的轉角是士 10°到士25° ；在上極限保持部分C中，增大的轉向傳動比在線性增大部分B之后進行了保持，在線性減小部分D中，轉向傳動比在上極限保持部分C之后線性減小。線性減小部分D延伸至低于空檔部分A的轉向傳動比的轉向傳動比，并且所述示例性的實施例還包括下極限保持部分E，在該下極限保持部分E當中，在線性減小部分D之后保持了最小的轉向傳動比。線性增大部分B優(yōu)選地是在空檔部分A之后方向盤1的轉角是170°至190°的部分，并且在圖中限定在180°，上極限保持部分C優(yōu)選地是在線性增大部分B之后方向盤 1的轉角是260°至觀0°的部分，并且在顯示該示例性實施例的圖中限定在270°，并且線性減小部分D所減小的傾角與線性增大部分B的傾角相同。便于參考而言，方向盤1的轉角從空檔部分A處大致左右對稱，從而在圖中，右方用+來表示，左方用-來表示。然而，僅僅是空檔部分A用士來表示，其它的從右側開始僅僅用+值來表示。轉向傳動比在空檔部分A當中是48 52mm/reV，該轉向傳動比在線性增大部分B 中的增大是10 13mm/reV，并且該轉向傳動比在上極限保持部分C中是62 66mm/reV。轉向傳動比在空檔部分A中與普通的轉向傳動比大致相同，該普通的轉向傳動比用來確保車輛在高速行駛下的高速穩(wěn)定性，并在相關技術中的常規(guī)的轉向裝置中保持該轉向傳動比設定，以確保高速穩(wěn)定性。轉向傳動比在線性增大部分B中考慮到直接感受、響應和響應線性化來進行設定，從而在操作方向盤1的時候，駕駛能夠通過轉向傳動比在空檔部分A之后在線性增大部分B的逐漸增大而接收到改善的直接感受和響應。在空檔部分A之后線性增大部分B設定在180°，其目的是為了確保響應線性化， 并且在空檔部分A之后當線性增大部分B設定較短(設定在90° )的時候，減小了響應線性化并且轉向感受變糟。另一方面，對上極限保持部分C進行限定，以減小在停車中的轉向頻率，亦即，目的是減小方向盤1的過多的轉動次數(shù)，并且目的是通過對轉向齒條桿7相對于方向盤1的轉動來實施更直的運動來讓已轉向的方向盤進行快速的轉動，其中保持了最大轉向傳動比。在上極限保持部分C之后的線性減小部分D減少了在停車期間需要轉動方向盤1的轉向力，并通過將轉向傳動比減小為與空檔級同一等級或者低于空檔級而為駕駛員提供了方便。配備有具有上述結構的齒條5的轉向齒條桿7能夠按照方向盤1的操作，而用于常規(guī)的齒條齒輪型轉向裝置，并還能夠用于與電動馬達連接的MDPS，該電動馬達提供了用于轉向齒輪3的副轉向力，其如圖1所示。為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“左”和“右”是用于參考圖中顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導， 可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
權利要求
1.一種用于車輛的轉向裝置，包括轉向齒輪，該轉向齒輪通過方向盤的操作而轉動；以及轉向齒條桿，該轉向齒條桿具有與所述轉向齒輪嚙合的齒條，以在其縱向方向上直線移動，其中，所述齒條的齒輪中的齒隙進行變化，從而轉向傳動比在從所述齒條的中心到其兩端的兩個部分中增大并且然后減小，該轉向傳動比對應于根據(jù)所述轉向齒輪的轉動的所述轉向齒條桿的直線位移。
2.如權利要求1所述的用于車輛的轉向裝置，其中所述轉向傳動比包括線性增大部分，在該線性增大部分中，所述轉向傳動比在空檔部分之后線性增大；上極限保持部分，在該上極限保持部分中，在所述線性增大部分之后保持了增大的轉向傳動比；以及線性減小部分，在該線性減小部分中，所述轉向傳動比在所述上極限保持部分之后線性減小。
3.如權利要求2所述的用于車輛的轉向裝置，其中在所述線性增大部分當中，所述方向盤偏離中心的轉角大約為從士 10°到大約士25°。
4.如權利要求2所述的用于車輛的轉向裝置，其中所述線性減小部分延伸至低于所述空檔部分的轉向傳動比的轉向傳動比，并且所述轉向傳動比還包括下極限保持部分，在該下極限保持部分中，在所述線性減小部分之后保持了最小的轉向傳動比。
5.如權利要求4所述的用于車輛的轉向裝置，其中所述線性增大部分是在空檔部分之后的所述方向盤的轉角為大約170°到大約190°的部分，并且所述上極限保持部分是在所述線性增大部分之后的所述方向盤的轉角為大約260°到大約觀0°的部分。
6.如權利要求5所述的用于車輛的轉向裝置，其中所述線性減小部分減小的傾角與所述線性增大部分的傾角相同。
7.如權利要求5所述的用于車輛的轉向裝置，其中在所述空檔部分中，所述轉向傳動比為大約48到大約52mm/rev，該轉向傳動比在所述線性增大部分中的增大是大約為10至大約13mm/rev，并且該轉向傳動比在所述上極限保持部分中是大約62至大約66mm/rev。
8.如權利要求1所述的用于車輛的轉向裝置，其中按照方向盤的操作來提供副轉向力的電動馬達連接至所述轉向齒輪。
全文摘要
一種用于車輛的轉向裝置，可以包括轉向齒輪以及轉向齒條桿，該轉向齒輪通過方向盤的操作而轉動；該轉向齒條桿具有與轉向齒輪嚙合的齒條，以在其縱向方向上直線移動，其中，所述齒條的齒輪中的齒隙進行變化，從而轉向傳動比在從所述齒條的中心到其兩端的兩個部分中增大并且然后減小，該轉向傳動比對應于根據(jù)所述轉向齒輪的轉動的所述轉向齒條桿的直線位移。
文檔編號B62D3/12GK102442339SQ20101057860
公開日2012年5月9日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者吳永浩, 樸基成, 樸水輔, 金世鎰 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社