专利名称：用于车辆的转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的转向装置，更加具体而言，涉及一种齿条齿轮式的转向装置的结构，其提高了转向特性。
背景技术：
车辆的转向系统应当能够按照驾驶员的意愿来适宜地对车辆进行转向，确保在高速行驶下的稳定性，并通过简单的操作来在低速或停车下进行行驶转向的操作，而不需要过大的操作力。此外，方向盘是驾驶员最直接和最频繁操作的部件，且方向盘将车辆的操作状态传递至正在驾驶车辆的驾驶员；因此，转向当中传递的操作状态和直接感受在转向装置中
非常重要。同时，近几年已经发展了 MDPS (电动转向装置)，所述MDPS使用来自马达的扭矩来对驾驶员施加的转向力进行辅助，其取代了用来辅助驾驶员的转向力的相关技术中的液压动力转向装置，并且MDPS应当也满足如上所述的普通转向装置的要求。公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的转向装置，其能够确保车辆高速行驶下的高速稳定性、确保低速和中速行驶下的直接感受、响应和响应线性化，并减少停车期间的转向频率和转向力。在本发明的一个方面当中，所述的用于车辆的转向装置可以包括转向齿轮以及转向齿条杆，该转向齿轮通过方向盘的操作而转动；该转向齿条杆具有与转向齿轮啮合的齿条，以在其纵向方向上直线移动，其中，所述齿条的齿轮中的齿隙进行变化，从而转向传动比在从所述齿条的中心到其两端的两个部分中增大并且然后减小，该转向传动比对应于根据所述转向齿轮的转动的所述转向齿条杆的直线位移。所述转向传动比可以包括线性增大部分，在该线性增大部分中，所述转向传动比在空档部分之后线性增大；上极限保持部分，在该上极限保持部分中，在所述线性增大部分之后可以保持增大的转向传动比；以及线性减小部分，在该线性减小部分中，所述转向传动比在所述上极限保持部分之后线性减小。在所述线性增大部分当中，方向盘偏离中心的转角可以大约为从士 10°到大约士25°。
所述线性减小部分延伸至低于所述空档部分的转向传动比的转向传动比，并且所述转向传动比还可以包括下极限保持部分，在该下极限保持部分中，在所述线性减小部分之后可以保持最小的转向传动比。所述线性增大部分可以是在空档部分之后的所述方向盘的转角大约可以为170° 到190°的部分，并且所述上极限保持部分可以是在所述线性增大部分之后的所述方向盘的转角可以为大约260°到大约观0°的部分。所述线性减小部分减小的倾角可以与所述线性增大部分的倾角相同。在所述空档部分中，所述转向传动比可以为大约48到大约52mm/reV，该转向传动比在所述线性增大部分中的增大是大约为10至大约13mm/rev，并且该转向传动比在所述上极限保持部分中是大约62至大约66mm/reV。按照方向盘的操作来提供副转向力的电动马达可以连接至所述转向齿轮。按照本发明的示例性实施例，可以确保车辆高速行驶下的高速稳定性，确保低速和中速行驶下的直接感受、响应和响应线性化，并减少停车期间的转向频率和转向力。此外，可以实施具有改善的直接感受和响应的MDPS，同时尽可能地减小用于MDPS 的电动马达的容量。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式
共同用于解释本发明的特定原理。
图1是根据本发明示例性实施例的用于车辆的转向装置的视图。图2是显示图1中的转向齿条杆的主要部分的详细视图，并显示了所述齿条的齿轮的齿隙变化的例子。图3显示了根据方向盘的转角的图2中的齿条的转向传动比变化的图表，整体传动比显示了需要转动已在1°角下转向的方向盘到方向盘的转角的方向盘的角度。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记引用本发明的相同或等效的部分。
具体实施例方式接下来将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、 等效形式以及其它实施例。参考图1至图3，根据本发明示例性实施例的用于车辆的转向装置包括转向齿轮3 和转向齿条杆7，该转向齿轮3被方向盘1的操作所转动，该转向齿条杆7具有与转向齿轮3相啮合的齿条5并且该转向齿条杆7直线地左右移动，其中齿条5的齿轮的齿隙进行变化， 从而转向传动比在从齿条5的中心到两端的两个部分中增大和减小，该转向传动比对应于根据转向齿轮3的转动的所述转向齿条杆7的直线位移。亦即，转向传动比是固定的，这是因为在常规的齿条齿轮式的转向系统中，齿条杆的齿条在整个齿条上具有带有预定齿隙的齿轮。然而，本发明所提供的转向装置具有可变的转向传动比，其目的是为了按照转向齿轮3的位置来实施不同的转向传动比，该转向齿轮3与转向齿条杆7的齿条5相啮合以与方向盘1一同转动，亦即，是为了按照方向盘1的转角来实施不同的转向传动比。在示例性的实施例当中，所述转向传动比包括线性增大部分B、上极限保持部分C 和线性减小部分D，在该线性增大部分B中，转向传动比在空档部分A之后线性增大，在所述空档部分A中，方向盘1偏离中心的转角是士 10°到士25° ；在上极限保持部分C中，增大的转向传动比在线性增大部分B之后进行了保持，在线性减小部分D中，转向传动比在上极限保持部分C之后线性减小。线性减小部分D延伸至低于空档部分A的转向传动比的转向传动比，并且所述示例性的实施例还包括下极限保持部分E，在该下极限保持部分E当中，在线性减小部分D之后保持了最小的转向传动比。线性增大部分B优选地是在空档部分A之后方向盘1的转角是170°至190°的部分，并且在图中限定在180°，上极限保持部分C优选地是在线性增大部分B之后方向盘 1的转角是260°至观0°的部分，并且在显示该示例性实施例的图中限定在270°，并且线性减小部分D所减小的倾角与线性增大部分B的倾角相同。便于参考而言，方向盘1的转角从空档部分A处大致左右对称，从而在图中，右方用+来表示，左方用-来表示。然而，仅仅是空档部分A用士来表示，其它的从右侧开始仅仅用+值来表示。转向传动比在空档部分A当中是48 52mm/reV，该转向传动比在线性增大部分B 中的增大是10 13mm/reV，并且该转向传动比在上极限保持部分C中是62 66mm/reV。转向传动比在空档部分A中与普通的转向传动比大致相同，该普通的转向传动比用来确保车辆在高速行驶下的高速稳定性，并在相关技术中的常规的转向装置中保持该转向传动比设定，以确保高速稳定性。转向传动比在线性增大部分B中考虑到直接感受、响应和响应线性化来进行设定，从而在操作方向盘1的时候，驾驶能够通过转向传动比在空档部分A之后在线性增大部分B的逐渐增大而接收到改善的直接感受和响应。在空档部分A之后线性增大部分B设定在180°，其目的是为了确保响应线性化， 并且在空档部分A之后当线性增大部分B设定较短(设定在90° )的时候，减小了响应线性化并且转向感受变糟。另一方面，对上极限保持部分C进行限定，以减小在停车中的转向频率，亦即，目的是减小方向盘1的过多的转动次数，并且目的是通过对转向齿条杆7相对于方向盘1的转动来实施更直的运动来让已转向的方向盘进行快速的转动，其中保持了最大转向传动比。在上极限保持部分C之后的线性减小部分D减少了在停车期间需要转动方向盘1的转向力，并通过将转向传动比减小为与空档级同一等级或者低于空档级而为驾驶员提供了方便。配备有具有上述结构的齿条5的转向齿条杆7能够按照方向盘1的操作，而用于常规的齿条齿轮型转向装置，并还能够用于与电动马达连接的MDPS，该电动马达提供了用于转向齿轮3的副转向力，其如图1所示。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“左”和“右”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导， 可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
权利要求
1.一种用于车辆的转向装置，包括转向齿轮，该转向齿轮通过方向盘的操作而转动；以及转向齿条杆，该转向齿条杆具有与所述转向齿轮啮合的齿条，以在其纵向方向上直线移动，其中，所述齿条的齿轮中的齿隙进行变化，从而转向传动比在从所述齿条的中心到其两端的两个部分中增大并且然后减小，该转向传动比对应于根据所述转向齿轮的转动的所述转向齿条杆的直线位移。
2.如权利要求1所述的用于车辆的转向装置，其中所述转向传动比包括线性增大部分，在该线性增大部分中，所述转向传动比在空档部分之后线性增大；上极限保持部分，在该上极限保持部分中，在所述线性增大部分之后保持了增大的转向传动比；以及线性减小部分，在该线性减小部分中，所述转向传动比在所述上极限保持部分之后线性减小。
3.如权利要求2所述的用于车辆的转向装置，其中在所述线性增大部分当中，所述方向盘偏离中心的转角大约为从士 10°到大约士25°。
4.如权利要求2所述的用于车辆的转向装置，其中所述线性减小部分延伸至低于所述空档部分的转向传动比的转向传动比，并且所述转向传动比还包括下极限保持部分，在该下极限保持部分中，在所述线性减小部分之后保持了最小的转向传动比。
5.如权利要求4所述的用于车辆的转向装置，其中所述线性增大部分是在空档部分之后的所述方向盘的转角为大约170°到大约190°的部分，并且所述上极限保持部分是在所述线性增大部分之后的所述方向盘的转角为大约260°到大约观0°的部分。
6.如权利要求5所述的用于车辆的转向装置，其中所述线性减小部分减小的倾角与所述线性增大部分的倾角相同。
7.如权利要求5所述的用于车辆的转向装置，其中在所述空档部分中，所述转向传动比为大约48到大约52mm/rev，该转向传动比在所述线性增大部分中的增大是大约为10至大约13mm/rev，并且该转向传动比在所述上极限保持部分中是大约62至大约66mm/rev。
8.如权利要求1所述的用于车辆的转向装置，其中按照方向盘的操作来提供副转向力的电动马达连接至所述转向齿轮。
全文摘要
一种用于车辆的转向装置，可以包括转向齿轮以及转向齿条杆，该转向齿轮通过方向盘的操作而转动；该转向齿条杆具有与转向齿轮啮合的齿条，以在其纵向方向上直线移动，其中，所述齿条的齿轮中的齿隙进行变化，从而转向传动比在从所述齿条的中心到其两端的两个部分中增大并且然后减小，该转向传动比对应于根据所述转向齿轮的转动的所述转向齿条杆的直线位移。
文档编号B62D3/12GK102442339SQ20101057860
公开日2012年5月9日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年9月30日
发明者吴永浩, 朴基成, 朴水辅, 金世镒 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社