[发明专利]一种转向系统

说明书

本发明公开了一种转向系统，属于汽车转向技术领域。转向系统包括手动输入机构，包括方向盘以及方向盘输入轴；助力机构，包括驱动件、蜗轮蜗杆副和转向齿条，转向齿条分别与蜗轮蜗杆副和车轮传动连接，方向盘输入轴能够带动转向齿条移动，蜗轮蜗杆副包括互相啮合的蜗轮和蜗杆；蜗轮蜗杆副包括主动工作状态，处于主动工作状态时，蜗杆由驱动件驱动并带动蜗轮转动；蜗轮蜗杆副还包括被动工作状态，当驱动件失效时，蜗轮蜗杆副进入被动工作状态，处于被动工作状态时蜗轮能够带动蜗杆转动。转向系统通过采用机械的方式保证了在驱动件失效时的转向系统的转向功能，不再需要设置现有技术中的电机冗余单元及相关的电控线路，线路简单，电控成本较低。

技术领域

本发明涉及汽车转向技术领域，尤其涉及一种转向系统。

背景技术

汽车的转向系统包括电机、蜗轮蜗杆副、齿轮轴、转向齿条及方向盘。其中，蜗轮蜗杆副包括啮合连接的蜗轮和蜗杆，电机与蜗杆传动连接，齿轮轴固定穿设至蜗轮，齿轮轴与转向齿条啮合连接，转向齿条能够带动汽车的车轮和方向盘转动，且方向盘也能够带动转向齿条滑动。

当汽车需要进行转向时，汽车的控制器接收到转动方向盘的信号后控制电机转动，蜗杆在电机的带动下旋转并带动蜗轮转动，蜗轮转动以带动齿轮轴转动，齿轮轴转动以带动转向齿条滑动，转向齿条能够带动车轮转动，同时转向齿条能够推动方向盘继续转动，从而实现汽车的转向功能。其中，通常转向系统中的蜗轮蜗杆副设计为反向自锁，即只能实现蜗杆带动蜗轮转动，不能实现蜗轮带动蜗杆转动。

由于上述设置，导致了在电机失效时，转动方向盘，方向盘能够带动转向齿条滑动，此时，转向齿条带动齿轮轴反向转动，齿轮轴转动带动蜗轮反向转动，然而由于蜗轮蜗杆副设计为反向自锁，蜗轮不能带动蜗杆转动，从而会使转向齿条的滑动受阻，导致转向齿条不能带动车轮转动，整个转向系统失效。

为了解决以上问题，目前通过在转向系统中设置电机冗余单元，以保证在电机失效时，电机冗余单元能够替代失效电机进行正常工作，以实现汽车的转向功能；但是，为了实现冗余功能，则需单独设置电机冗余单元的电控线路，线路复杂，电控成本较高，且针对电机失效的情况并未提供应急方案。

综上所述，亟需设计一种能够在电机失效时仍能够应急工作的转向系统，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种转向系统，能够保证驱动件失效时的转向功能，且线路简单及成本较低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种转向系统，包括：

手动输入机构，包括方向盘以及方向盘输入轴；

助力机构，包括驱动件、蜗轮蜗杆副和转向齿条，所述转向齿条分别与所述蜗轮蜗杆副和车轮传动连接，所述方向盘输入轴能够带动所述转向齿条移动，所述蜗轮蜗杆副包括互相啮合的蜗轮和蜗杆；所述蜗轮蜗杆副包括主动工作状态，处于所述主动工作状态时，所述蜗杆由所述驱动件驱动并带动所述蜗轮转动；

所述蜗轮蜗杆副还包括被动工作状态，当所述驱动件失效时，所述蜗轮蜗杆副进入所述被动工作状态，处于所述被动工作状态时所述蜗轮能够带动所述蜗杆转动。

进一步地，所述蜗杆的螺旋升角α大于所述蜗轮与所述蜗杆的接触面的当量摩擦角。

进一步地，所述蜗杆与所述蜗杆的接触面的润滑剂为油脂，所述当量摩擦角小于3°，所述蜗杆的螺旋升角α＞3°。

进一步地，所述蜗杆的螺旋升角α为5°＜α＜20°。

进一步地，所述蜗轮为直齿蜗轮，所述蜗杆的轴线与所述蜗轮的轴线之间呈夹角γ设置。

进一步地，所述蜗杆的轴线与所述蜗轮的轴线之间的夹角γ为65°＜γ＜90°。

进一步地，所述直齿蜗轮包括：