车辆转向系统和车辆的制作方法

本公开涉及车辆制造技术领域，具体地，涉及一种车辆转向系统和使用该车辆转向系统的车辆。

背景技术：

目前，驾校使用的教练车一般用于辅助学员完成驾驶学习，对于学员来说，在初学阶段驾驶技术不够娴熟，当遇到特殊情况时，坐在副驾驶座位上的教练无法对学员的转向动作进行干预，从而不能及时介入并调整车辆的行驶方向，避免事故的发生。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种车辆转向系统和使用该车辆转向系统的车辆，该车辆转向系统能允许坐在副驾驶座位上的教练对学员的转向动作进行干预，从而提高车辆行驶的安全性，避免事故的发生。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆转向系统，包括第一方向盘、第一电磁离合器、第一转向轴、第二方向盘、第二电磁离合器、第二转向轴以及转向器，所述第一方向盘通过所述第一电磁离合器与所述第一转向轴连接，所述第二方向盘通过所述第二电磁离合器与所述第二转向轴连接，所述第一转向轴远离所述第一电磁离合器的一端连接于所述转向器，所述第二转向轴通过传动装置连接于所述第一转向轴，所述车辆转向系统具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一电磁离合器接合且所述第二电磁离合器分离；在所述第二工作状态，所述第二电磁离合器接合且所述第一电磁离合器分离。

可选地，所述第一转向轴的转动方向和转动速度与所述第二转向轴的转动方向和转动速度相同。

可选地，所述传动装置包括第一齿轮、第二齿轮和齿条，所述第一齿轮安装在所述第一转向轴上，所述第二齿轮安装在所述第二转向轴上，所述齿条与所述第一齿轮和第二齿轮啮合。

可选地，所述车辆转向系统还包括第一转向管柱和第二转向管柱，所述第一转向管柱的一端与所述第一方向盘连接，另一端与所述第一电磁离合器连接，所述第二转向管柱的一端与所述第二方向盘连接，另一端与所述第二电磁离合器连接。

可选地，所述车辆转向系统还包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动所述第一方向盘或所述第一转向管柱转动，所述第二电机用于驱动所述第二方向盘或所述第二转向管柱转动。

可选地，所述车辆转向系统还包括第一控制器和转角传感器，所述转角传感器安装在所述第一转向轴或所述第二转向轴上，所述转角传感器用于检测所述第一转向轴或所述第二转向轴的转角信息，在所述第一工作状态，所述第一控制器用于根据所述转角信息控制所述第二电机启动，在所述第二工作状态，所述第一控制器用于根据所述转角信息控制所述第一电机启动，以使所述第一方向盘与所述第二方向盘的转动角度相同。

可选地，所述车辆转向系统还包括第二控制器，所述第二控制器用于控制所述第一电磁离合器的接合或分离以及所述第二电磁离合器的接合或分离。

可选地，所述车辆转向系统还包括用于供用户操作的离合器控制按钮，所述第二控制器用于响应所述离合器控制按钮发出的离合器控制信号来控制所述第一电磁离合器和第二电磁离合器。

可选地，所述第一方向盘为主驾驶室方向盘，所述第二方向盘为副驾驶室方向盘。

通过上述技术方案，与现有技术中仅具有一个设置在驾驶室的方向盘的车辆转向系统相比，本公开提供的车辆转向系统具有第一方向盘和二方向盘，第一方向盘和第二方向盘可以分别设置在驾驶室内和副驾驶室内，从而允许坐在副驾驶室的人也可以操纵车辆转向，这样，对于驾校使用的教练车而言，当遇到特殊情况时，教练可以对学员的转向操作进行干预和调整，从而提高车辆行驶的安全性，避免事故的发生。更重要的是，在本公开中，第一方向盘与第一转向轴之间设置有第一电磁离合器，第二方向盘与第二转向轴之间设置有第二电磁离合器，通过控制第一电磁离合器的接合和分离以及第二电磁离合器的接合和分离，可以实现车辆转向操纵权的切换，即，使车辆转向可以仅由第一方向盘控制，或仅由第二方向盘控制，并且，当第一方向盘控制车辆转向时，第二方向盘无法影响和控制车辆转向，当第二方向盘控制车辆转向时，第一方向盘无法影响和控制车辆转向，从而避免了当第一方向盘和第二方向盘的转向操作不一致时造成的转向冲突，进而提高了车辆的驾驶安全性。

根据本公开的另一个方面，提供一种车辆，包括上述的车辆转向系统。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式提供的车辆转向系统的示意图；

图2是本公开另一种实施方式提供的车辆转向系统的示意图。

附图标记说明

1第一方向盘2第一电磁离合器

3第一转向轴4第二方向盘

5第二电磁离合器6第二转向轴

7转向器8传动装置

9第一转向管柱10第二转向管柱

11第一电机12第二电机

13第一控制器14转角传感器

15第二控制器

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1至图2所示，本公开提供一种车辆转向系统，特别地，该车辆转向系统可以用于驾校使用的教练车，该车辆转向系统包括第一方向盘1、第一电磁离合器2、第一转向轴3、第二方向盘4、第二电磁离合器5、第二转向轴6以及转向器7，第一方向盘1通过第一电磁离合器2与第一转向轴3连接，第二方向盘4通过第二电磁离合器5与第二转向轴6连接，第一转向轴3远离第一电磁离合器2的一端连接于转向器7，第二转向轴6通过传动装置8连接于第一转向轴3。

上述车辆转向系统具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态，第一电磁离合器2接合且第二电磁离合器5分离，以使第一方向盘1的转向力矩可通过第一转向轴3传递至转向器7，从而控制车辆转向，由于第二转向轴6与第一转向轴3之间连接有传动装置8，第一转向轴3可通过传动装置8驱动第二转向轴6转动，但此时，由于第二电磁离合器5处于分离状态，第二转向轴6的转向力矩无法传递至第二方向盘4，第二方向盘4的转向力矩也无法传递至第二转向轴6，也就是说，在第一工作状态下，由第一方向盘1起到控制车辆转向的作用，而第二方向盘4无法控制车辆转向；在第二工作状态，第二电磁离合器5接合且第一电磁离合器2分离，以使第二方向盘4的转向力矩可传递至第二转向轴6，且由于第二转向轴6与第一转向轴3之间连接有传动装置8，第二转向轴6可将第二方向盘4的转向力矩通过第一转向轴3传递至转向器7，从而控制车辆转向，但此时由于第一电磁离合器2处于分离状态，第一转向轴3的转向力矩无法传递至第一方向盘1，第一方向盘1的转向力矩也无法传递至第一转向轴3，也就是说，在第二工作状态下，由第二方向盘4起到控制车辆转向的作用，而第一方向盘1无法控制车辆转向。

在本公开提供的一种实施方式中，上述第一方向盘1可以是主驾驶室方向盘，第二方向盘4可以是副驾驶室方向盘，也就是说，对于教练车而言，在第一工作状态下，坐在主驾驶室的学员可以通过主驾驶室方向盘控制车辆转向，而坐在副驾驶室的教练即使转动副驾驶室方向盘，也无法对车辆的转向进行控制，此时，学员掌握车辆的操纵权；在第二工作状态下，坐在副驾驶室的教练通过副驾驶室方向盘控制车辆转向，而坐在主驾驶室的学员即使转动主驾驶室方向盘，也无法对车辆的转向进行控制，此时，教练掌握车辆的操纵权。可选地，第一方向盘1也可以是副驾驶室方向盘，第二方向盘4也可以是主驾驶室方向盘。

通过上述技术方案，与现有技术中仅具有一个设置在驾驶室的方向盘的车辆转向系统相比，本公开提供的车辆转向系统具有第一方向盘1和二方向盘，第一方向盘1和第二方向盘4可以分别设置在驾驶室内和副驾驶室内，从而允许坐在副驾驶室的人也可以操纵车辆转向，这样，对于驾校使用的教练车而言，当遇到特殊情况时，教练可以对学员的转向操作进行干预和调整，从而提高车辆行驶的安全性，避免事故的发生。更重要的是，在本公开中，第一方向盘1与第一转向轴3之间设置有第一电磁离合器2，第二方向盘4与第二转向轴6之间设置有第二电磁离合器5，通过控制第一电磁离合器2的接合和分离以及第二电磁离合器5的接合和分离，可以实现车辆转向操纵权的切换，即，使车辆转向可以仅由第一方向盘1控制，或仅由第二方向盘4控制，并且，当第一方向盘1控制车辆转向时，第二方向盘4无法影响和控制车辆转向，当第二方向盘4控制车辆转向时，第一方向盘1无法影响和控制车辆转向，从而避免了当第一方向盘1和第二方向盘4的转向操作不一致时造成的转向冲突，进而提高了车辆的驾驶安全性。

进一步地，第一转向轴3的转动方向和转动速度与第二转向轴6的转动方向和转动速度相同。由于第一转向轴3和第二转向轴6之间是通过传动装置8连接并传递转向力矩的，在第二工作状态时，第二转向轴6通过传动装置8驱动第一转向轴3转动，从而将第二方向盘4输入的转向扭矩传递至转向器7，使车辆的转向由第二方向盘4控制，因此，第一转向轴3的转动方向和转动速度与第二转向轴6的转动方向和转动速度相同可以保证第一转向轴3和第二转向轴6转动的一致性。

进一步地，传动装置8可以有多种实施方式，在本公开提供的一种实施方式中，传动装置8包括第一齿轮(未示出)、第二齿轮(未示出)和齿条(未示出)，第一齿轮安装在第一转向轴3上，第二齿轮安装在第二转向轴6上，齿条与第一齿轮和第二齿轮啮合，在第一工作状态，第一齿轮与第一转向轴3可同步转动，当第一齿轮转动时可带动齿条运动，从而通过齿条带动第二齿轮和第二转向轴6转动；在第二工作状态，第二齿轮与第二转向轴6可同步转动，当第二齿轮转动时可带动齿条运动，从而通过齿条带动第一齿轮和第一转向轴3转动。为保证第一转向轴3的转动方向和转动速度与第二转向轴6的转动方向和转动速度相同，第一齿轮的直径和齿数与第二齿轮的直径和齿数相同。在其他实施方式中，传动装置8可以包括安装在第一转向轴3上的第一链轮、安装在第二转向轴6上的第二链轮以及饶设在第一链轮上和第二链轮上的链条，或者，传动装置8可以包括安装在第一转向轴3上的第一皮带轮、安装在第二转向轴6上的第二皮带轮以及饶设在第一皮带轮和第二皮带轮上的皮带。应当理解的是，传动装置8可以有多种实施方式，在此本公开对传动装置8的具体结构不作限定。

此外，在本公开提供的一种示例性实施方式中，如图1和图2所示，车辆转向系统还包括第一转向管柱9和第二转向管柱10，第一转向管柱9的一端与第一方向盘1连接，另一端与第一电磁离合器2连接，第二转向管柱10的一端与第二方向盘4连接，另一端与第二电磁离合器5连接，第一转向管柱9和第二转向管柱10可以固定在车身上，以分别支承第一方向盘1和第二方向盘4。需要说明的是，第一方向盘1与第一转向管柱9之间以及第二方向盘4与第二转向管柱10之间均无相对转动，即，第一方向盘1与第一转向管柱9同步转动，第二方向盘4与第二转向管柱10同步转动，作为一种可选地实施方式，第一方向盘1与第一转向管柱9之间可以花键连接，第二方向盘4与第二管柱之间可以花键连接。在第一工作状态，第一电磁离合器2使第一转向管柱9与第一转向轴3接合，第二电磁离合器5使第二转向管柱10与第二转向轴6分离，在第二工作状态，第二电磁离合器5使第二转向管柱10与第二转向轴6接合，第一电磁离合器2使第一转向管柱9与第一转向轴3分离，从而实现转向控制操纵权的切换，使坐在副驾驶室的教练能在特殊情况下控制车辆转向。

进一步地，如图1和图2所示，车辆转向系统还包括第一电机11和第二电机12，第一电机11用于驱动第一方向盘1或第一转向管柱9转动，第二电机12用于驱动第二方向盘4或第二转向管柱10转动。由于第一方向盘1和第一转向管柱9之间无相对转动，第二方向盘4与第二转向管柱10之间无相对转动，因此，第一电机11可以直接驱动第一方向盘1，第二电机12可以直接驱动第二方向盘4，或者，第一电机11可以通过驱动第一转向管柱9转动来带动第一方向盘1转动，第二电机12可以通过驱动第二转向管柱10转动来带动第二方向盘4转动。

在第一工作状态时，第一方向盘1由坐在驾驶室的学员控制转动，此时，第二电机12驱动第二方向盘4转动，使第二方向盘4的转动方向、转动角度与第一方向盘1的转动方向、转动角度相同，由于在第一工作状态下，第二电磁离合器5处于分离状态，因此，第二方向盘4的转向扭矩并不会传递至第二转向轴6和转向器7，也就是说，第二方向盘4处于空转状态；在第二工作状态时，第二方向盘4由坐在副驾驶室的教练控制转动，此时，第一电机11驱动第一方向盘1转动，使第一方向盘1的转动方向、转动角度与第二方向盘4的转动方向、转动角度相同，由于在第二工作状态下，第一电磁离合器2处于分离状态，因此，第一方向盘1的转向扭矩并不会传递至第一转向轴3和转向器7，也就是说，第一方向盘1处于空转状态。换言之，无论是在第一工作状态还是第二工作状态，通过第一电机11和第二电机12可以实现第一方向盘1和第二方向盘4的转动方向和转动角度是一致的，例如，当车辆转向系统从第一工作状态切换至第二工作状态时，坐在副驾驶室的教练能够迅速地知道车辆现在的转向状态，以及第二方向盘4可转动的转动范围，从而确保当车辆转向系统在第一工作状态和第二工作状态之间切换时，学员和教练的转向操作能够连续完整地进行。

第一电机11可以通过多种实施方式实现对第一方向盘1或第一转向管柱9的驱动，第二电机12可以通过多种实施方式实现对第二方向盘4或第二转向管柱10的驱动。例如，第一电机11的输出轴上可以安装有第一主动齿轮，第一方向盘1或第一转向管柱9上可以安装有第一从动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮相互啮合，第一主动齿轮随第一电机11的输出轴转动，从而带动第一从动齿轮转动；第二电机12的输出轴上可以安装有第二主动齿轮，第二方向盘4或第二转向管柱10上可以安装有第二从动齿轮，第二主动齿轮与第二从动齿轮相互啮合，第二主动齿轮随第二电机12的输出轴转动，从而带动第二从动齿轮转动。这里，本公开对第一电机11和第二电机12的具体传动方式不作限定。

进一步地，为实现第一电机11和第二电机12的自动控制，在本公开提供的一种实施方式中，车辆转向系统还包括第一控制器13和转角传感器14，如图1和图2所示，转角传感器14可以安装在第一转向轴3或第二转向轴6上，转角传感器14用于检测第一转向轴3或第二转向轴6的转角信息，在第一工作状态，第一控制器13用于根据转角信息控制第二电机12启动，在第二工作状态，第一控制器13用于根据转角信息控制第一电机11启动，以使第一方向盘1与第二方向盘4的转动角度相同。

例如，转角传感器14安装在第一转向轴3上，在第一工作状态时，第一方向盘1由学员操纵转动，第一方向盘1、第一转向管柱9以及第一转向轴3一起同步转动，转角传感器14能够检测第一转向轴3的转角信息，即，第一方向盘1的转角信息，该转角信息可以包括，例如转动角度、转动方向、转动速度等，第一控制器13可以根据该转角信息控制第二电机12启动，例如控制第二电机12的输出功率、输出轴转速等，以使第二方向盘4的转动方向和转动角度与第一方向盘1的转动方向和转动角度相同；在第二工作状态时，第二方向盘4由教练操纵转动，第二方向盘4、第二转向管柱10、第二转向轴6以及第一转向轴3一起同步转动，需要注意的是，此时，第一转向轴3的转动方向和转动角度与第二方向盘4的转动方向和转动角度相等，转角传感器14检测到的转角信息对应于第二方向盘4的转角信息，第一控制器13可以根据该转角信息控制第一电机11启动，以使第一方向盘1的转动方向和转动角度与第二方向盘4的转动方向和转动角度相同，从而实现第一方向盘1和第二方向盘4的转向状态的同步。

另外，为自动控制第一电磁离合器2和第二电磁离合器5的接合或分离，在本公开提供的一种实施方式中，车辆转向系统还包括第二控制器15，第二控制器15用于控制第一电磁离合器2的接合或分离以及第二电磁离合器5的接合或分离，在第一工作状态，控制器控制第一电磁离合器2处于接合状态，第二电磁离合器5处于分离状态，在第二工作状态，控制器控制第二电磁离合器5处于接合状态，第一电磁离合器2处于分离状态。这里，上文提到的第一控制器13和第二控制器15可以是单独的布置在车辆上的控制器，也可以是车辆ecu。

进一步地，车辆转向系统还包括用于供用户操作的离合器控制按钮，第二控制器15用于响应离合器控制按钮发出的离合器控制信号来控制第一电磁离合器2和第二电磁离合器5。离合器控制按钮可以布置在车辆乘员舱内，例如，布置在车辆仪表板上且位于驾驶室和副驾驶室之间，以便于学员和教练触碰离合器控制按钮。在车辆的启动状态，车辆转向系统可以默认为处于第一工作状态，此时由学员驾驶车辆并控制车辆转向，当遇到紧急情况时，教练可以触碰离合器控制按钮，以使第二控制器15接收到离合器控制按钮发出的离合器控制信号，并控制第一电磁离合器2从接合状态切换到分离状态，第二电磁离合器5从分离状态切换到接合状态，从而使车辆转向系统从第一工作状态切换至第二工作状态，教练能够通过第二方向盘4来控制车辆，以避免事故的发生。当车辆避开紧急情况以后，学员可以触碰离合器控制按钮，以使第二控制器15控制第一电磁离合器2从分离状态切换到接合状态，第二电磁离合器5从接合状态切换到分离状态，从而使车辆转向系统从第二工作状态切换至第一工作状态，学员可以重新控制车辆行驶。

综上所述，本公开提供的车辆转向系统不仅可以自动控制第一电磁离合器2和第二电磁离合器5的接合和分离，从而实现第一工作状态和第二工作状态之间的自动切换，以使车辆可以选择性地由第一方向盘1或第二方向盘4控制，从而避免了当第一方向盘1和第二方向盘4的转向操作不一致时造成的转向冲突，进而提高了车辆的驾驶安全性。并且，在第一工作状态和第二工作状态中，第一转向轴3与第二转向轴6同步转动，第一方向盘1和第一转向管柱9与第二方向盘4和第二转向管柱10同步转动，从而实现转向角度的同步，以保证车辆在行驶过程中，学员和教练对车辆的操纵能够连续地进行。

根据本公开的另一个方面，提供一种车辆，包括上述的车辆转向系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。