一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置及控制方法，在车辆行驶过程中，磁流体电控液压助力转向装置通电，汽车电子控制单元通过调节电极板两端的电压值和电源极性，实现磁流体电控液压助力转向装置的助力大小和方向的控制。本发明与电动助力转向系统相比，省去了助力电机和复杂的减速机构，结构简单，运行可靠、故障率低、体积小、便于在整车上的布置。而且，齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置在性能和功能上都能达到电动助力转向系统所能够完成的功能，由于采用液压系统助力，避免了电动助力转向系统由助力电机带来的力矩波动，可靠性更高。
【专利说明】一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆工程【技术领域】，具体涉及助力转向技术。
【背景技术】
[0002]目前汽车转向助力装置主要采用机械式液压助力转向装置、电控液压助力转向装置和电动助力转向装置三种。
[0003]机械液压助力转向系统:机械液压助力转向系统主要由转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向液压助力缸等构成。机械式液压助力转向系统是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，帮助驾驶员实现转向动作。机械式液压助力转向系统分为常压式液压助力转向系统和常流式液压助力转向系统两种。常压式液压助力转向系统的特点是无论方向盘处于中间位置还是转向位置，方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液总是保持高压状态；而常流式液压助力转向系统的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。在上述两种液压助力转向系统中转向油泵都是必备部件，转向油泵将发动机输出的机械能转化为油液的压力。机械式液压助力转向系统有如下缺点，例如:由于转向油泵依靠发动机来驱动，能耗比较高；液压系统的管路结构非常复杂，控制油液的阀门数量较多，后期的保养维护成本高；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响等。液压助力转向也有其独特的优点，例如:方向盘与转向车轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。
[0004]电控液压助力转向系统:电控液压助力转向系统的是在传统的机械式液压助力转向系统的基础上增加了电子控制和执行元件，将车速引入系统中，实现了车速感应型助力特性的液压助力转向。电控液压助力转向系统的种类很多，但其原理基本上都是采用一个电动泵作为液压泵，电子控制单元接收扭矩传感器和车速传感器输入的扭矩和车速等信号，通过分析计算，控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节，满足高、低速时的转向助力要求。电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节。电控液压助力转向系统由于引入了很多电子单元，结构较为复杂，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械式液压助力转向系统牢靠。
[0005]电动助力转向系统:电动助力转向系统主要由扭矩传感器、车速传感器、控制单元、电动机和减速机构等构成。电动助力转向系统直接利用电动机作为动力源，电子控制单兀根据方向盘扭矩和车速等信号，控制电动机输出扭矩的大小和方向，使之得到一个与工况相适应的转向作用力，给车辆的转向车轮提供恰当的助力扭矩。由于电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度，难以在大型车辆上使用；同时电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件；电控单元决定着电动机的旋转方向和助力电流的大小，控制程序成为电动助力转向系统核心技术，很难完全消除超调，该系统隔离了人与路面的直接联系，使得路感信息匮乏，以及成本较高等等，这些都是电动助力转向系统的劣势所在。从长远来看，电动助力转向系统似乎成为发展趋势所在，轻便、节能、响应迅速，不过在驾驶层面的劣势短期内还不能得到很好的弥补。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题就是提供一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置及控制方法，简化结构，降低成本，提升可靠性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，包括磁流体液压缸以及设于磁流体液压缸内的活塞，所述活塞的轴向两端设置有活塞杆，所述活塞杆与转向器的齿条刚性连接，所述磁流体液压缸内部在活塞的左右两侧分别设有绝缘密封的磁流体腔，所述磁流体腔内设有导电液体，两侧的磁流体腔通过导液管连通，在磁流体液压缸的上下内表面平行设置一对电极板，两个电极板之间通过上电产生一个垂直方向的电场，两个电极板与汽车电子控制单元电连接，汽车电子控制单元通过控制两个电极板之间的电压值和电源极性改变电场的强度和方向，磁流体液压缸的内表面水平对称布置两块磁性相反的强磁体，两块强磁体在磁流体液压缸内形成水平方向的强磁场，该强磁场和电场的方向相互垂直。
[0008]优选的，在导液管上连接有带有单向阀的导电液体存储器。
[0009]优选的，在磁流体腔的两端分别设置有密封环，在磁流体液压缸的内表面、活塞及活塞杆外表面均设置一层绝缘层。
[0010]优选的，所述磁流体液压缸的横截面为长方形或正方形截面。
[0011]优选的，所述汽车电子控制单元包括信号采集电路及电极板驱动电路，所述信号采集电路采集的信号包括方向盘扭矩信号、方向盘转速信号、车速信号、发动机转速信号、点火信号和电极板两端的电压信号，所述汽车电子控制单元根据信号采集电路采集的信息控制电极板驱动电路工作。
[0012]此外，本发明还提供了一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向控制方法:
[0013]在车辆行驶过程中，磁流体电控液压助力转向装置通电，汽车电子控制单元通过调节电极板两端的电压值和电源极性，实现磁流体电控液压助力转向装置的助力大小和方向的控制，具体控制方法如下:
[0014]当转向机构向右助力时，汽车电子控制单元控制磁流体液压缸上端的电极板为正极、下端的电极板为负极时，在磁流体液压缸内形成一个垂直方向的电场，电场方向为由上至下，磁流体液压缸内水平布置的强磁体形成与活塞运动方向垂直的水平方向的强磁场，导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向右的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下导电液体推动活塞向右侧移动，右侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向左侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器的齿条向右移动，完成对转向机构的向右助力动作；
[0015]当转向机构向左助力时，汽车电子控制单元控制磁流体液压缸下端的电极板为正极、上端电极板为负极，导电液体受到的电场作用的方向为从下至上，磁流体液压缸内水平布置的强磁体形成与活塞运动方向垂直的水平方向的强磁场，导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向左的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下，导电液体推动活塞向左侧移动，左侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向右侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器的齿条向左移动，完成对转向机构的向左助力动作；
[0016]在上述助力过程中，磁流体电控液压助力转向装置的助力大小通过控制电极板两端的电压值来调节。
[0017]本发明齿轮齿条式磁流体式电控液压助力转向装置，借助于磁流体式液压活塞机构驱动转向器的齿条，汽车电子控制单元通过调节电极板两端的电压值和电源极性，实现磁流体电控液压助力转向装置的助力大小和方向的控制，与电动助力转向系统相比，省去了助力电机和复杂的减速机构，结构简单，运行可靠、故障率低、体积小、便于在整车上的布置。而且，齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置在性能和功能上都能达到电动助力转向系统所能够完成的功能，由于采用液压系统助力，避免了电动助力转向系统由助力电机带来的力矩波动，可靠性更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0019]图1为本发明整体结构示意图；
[0020]图2为图1中磁流体液压缸的A-A剖面示意图；
[0021]图3为本发明汽车电子控制单元原理图；
[0022]图4为本发明中电子控制单元的主程序流程图；
[0023]图5为本发明中电子控制空单元中定时中断程序流程；
[0024]图6为本发明中控制模式选择和各控制模式流程图；
[0025]图中:1、方向盘，2、转向管柱，3、方向盘扭矩传感器，4、方向盘角度传感器，5、转向柱齿轮轴，6、转向柱齿轮,7、转向器齿条,8、转向横拉杆,9、磁流体液压缸,10、磁流体液压缸内表面绝缘层，11、密封环，12、活塞，13、电极板,14、导液管，15、导电液体,16、导电液体存储器，17、左侧磁流体腔，18、右侧磁流体腔，19、汽车电子控制单元(ECU)，20、转向车轮，21、磁流体液压助力装置，22、强磁体，23、单向阀，24、活塞表面绝缘层，25活塞杆。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置主要包括方向盘1、转向管柱2、方向盘扭矩传感器3、方向盘角度传感器4、转向柱齿轮轴5、转向柱齿轮6、转向器齿条7、转向横拉杆8、转向车轮20、磁流体液压助力装置21和汽车电子控制单元19。
[0027]其中,方向盘1、转向管柱2、转向柱齿轮轴5、转向柱齿轮6、转向器齿条7、转向横拉杆8和转向车轮20依次连接构成了常规的机械式齿轮齿条转向机构，该齿轮齿条转向机构选用的是车辆上现有的技术成熟的结构形式；方向盘扭矩传感器3和方向盘角度传感器4安装于转向柱齿轮轴5上，其同样也采用现有技术中成熟产品，这两个传感器能够分别将方向盘的扭矩值和方向盘的角度值转化成相应的线性电压信号传递给汽车电子控制单元19。
[0028]如图1和图2所示，磁流体液压助力装置21主要由磁流体液压缸9，活塞12、电极板13、强磁体22和导电液体15构成；磁流体液压缸9的横截面为长方形或正方形截面，在磁流体液压缸9的内表面设置磁流体液压缸内表面绝缘层10，在磁流体液压缸9的上下内表面均匀对称平行放置一对电极板13，两个电极板13之间通过上电可以产生一个下上垂直方向的电场，上下两个电极板13分别由导线与汽车电子控制单元19相连接，汽车电子控制单元19可以控制两个电极板13之间的电压值和电源极性，来改变电场的强度和方向；磁流体液压缸9的内表面水平均匀对称布置两块强磁性的强磁体22，分别是磁体的N极和S极,这样会在磁流体液压缸内形成径向的水平的方向的强磁场，该磁场和电场的方向相互垂直；磁流体液压缸内有一个活塞12,活塞12与两端的活塞杆25为一体的结构，，活塞设有活塞表面绝缘层24，活塞杆25与转向器齿条7为刚性连接，活塞12能够在左侧磁流体腔17和右侧磁流体腔18内自由移动；在磁流体腔内充满导电液体15，两个磁流体腔里面的导电液体由导液管14连接保证导电液体能在左右两个磁流体腔内自由流动；在两侧磁流体腔的两端分别设置了密封环11，保证活塞12在工作时导电液体15不会泄露；为了保证在磁流体液压缸内始终充满导电液体15，在导液管14的一端通过一个三通连接着带有单向阀23的导电液体存储器16，，当磁流体腔内的导电液体15没有充满时，导电液体存储器16内的导电液体会自动流进磁流体液压缸内，但是磁流体液压缸内的导电液体由于单向阀23的作用，不会自动回流到导电液体存储器16中。
[0029]如图3所示为汽车电子控制控制单元(ECU)的原理图，主要由CPU、信号采集及处理电路、驱动电路、监测电路和CAN总线通讯电路等构成。CPU为8位或16位单片机，信号采集处理电路主要用于采集方向盘扭矩信号、方向盘转速信号、车速信号、发动机转速信号、点火信号和电极两端的电压信号等。驱动电路主要包括电极驱动电路和继电器开关驱动电路，其中电极的驱动电路采用H桥电路，由Mosfet管Ql、Q2、Q3和Q4构成，Mosfet管的开关有该元件栅极上的PWM信号控制，通过控制PWM信号的占空比可以实现电极两端电压的调节和电极两端的极性的切换。主电路的继电器主要是当系统出现异常后，迅速切断开关，保证系统的安全。监测电路主要用于对系统工作状态的监测，提高系统的安全可靠性。CAN总线数据通讯电路主要用于本系统的电控单元与其他设备之间的数据通讯和故障报警。所述电极板驱动电路采用H桥电路。所述汽车电子控制单元还设有检测电路和继电器开关驱动电路，在检测电路检测到磁流体电控液压助力转向装置出现故障后控制继电器开关驱动电路切断该磁流体电控液压助力转向装置的开关。该磁流体电控液压助力转向装置由车载电源蓄电池直接供电。
[0030]在齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向系统中，方向盘扭矩传感器3、方向盘角度传感器4和转向管柱2同轴；磁流体液压助力缸内的活塞12与活塞杆25为一体的结构,活塞杆25与转向器齿条7刚性连接。
[0031]当驾驶员转动方向盘时I时，转向管柱2、方向盘扭矩传感器3、方向盘角度传感器4和转向柱齿轮轴5也会与方向盘I以相同的方向和相同的角度一起转动,此时转向柱齿轮轴5上的转向柱齿轮6通过与转向器齿条7的啮合让转向器齿条实现左右移动，转向器齿条通过转向横拉杆8带动转向车轮20转动，完成转向系统的工作，这就是齿轮齿条式机械转向器的基本工作原理。由于汽车的载荷比较重，轮胎与地面的摩擦力很大，在没有助力的情况下，驾驶员转动方向盘时十分费力，因此需要在原有机械转向系统的基础上加上转向助力系统。本发明就是采用了磁流体液压缸作为齿轮齿条转向器的助力系统，当驾驶员转动方向盘I时，汽车电子控制单兀19会米集方向盘扭矩传感器3、方向盘角度传感器4、车速传感器和发动机转速传感器的数据，根据车辆的行驶信息确定磁流体液压助力系统的作用力的大小和方向，通过调节磁流体液压缸内部电极板13的两块电极之间电压值和电源极性来控制磁流体液压缸体内导电液体15的受到的洛伦兹力的大小和方向，导电液体15在洛伦兹力的作用下推动活塞12移动，活塞12通过活塞杆25将力传递给转向器齿条7，完成齿轮齿条式转向系统的助力。
[0032]上述的齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置只采用了一个简单的液压缸，液压缸的内壁的四个平面上对称平行放置了一对电极板和强磁体，保证产生的电场和磁场相互垂直；既省去了传统液压助力转向系统的转向油泵、转向控制阀等复杂的液压控制油路，也省去了电动助力转向系统的助力电机和复杂的减速机构，结构简单，制造成本低。
[0033]本发明齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向系统的方向盘与转向车轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，转向动力充分，继承了传统液压助力转向系统的优点；本发明避免了现有电动助力转向系统电子部件较多，系统稳定性和可靠性差缺点，并且可以根据车速信息调节转向系统的助力大小，还可以实现转向系统的主动回正功能。本发明实现了转向轻便、节能、响应迅速地目标，兼具多种优点，极具市场前景。
[0034]在车辆行驶过程中，驾驶员转动方向盘I时，方向盘扭矩传感器2和方向盘角度传感器3会给出相应的信号。方向盘扭矩传感器2输出扭矩信号并将扭矩信号转换为电压信号，电压信号的幅值与方向盘的扭矩值成正比例关系，方向盘扭矩信号的零位对应于电压值的2.5V;方向盘角度传感器3输出方向盘的角度信号并将方向盘的角度信号转换为电压信号，电压信号的幅值与方向盘的角度值成正比例关系，方向盘角度信号的零位对应于电压值的2.5V。方向盘扭矩信号、方向盘角度信号和车速信号输入汽车电子控制单兀19,汽车电子控制单元19根据方向盘扭矩、方向盘转角和车速的信息判断助力系统的工作模式并确定助力系统助力的大小和方向，实现磁流体液压助力转向系统的助力控制、回正控制和阻尼控制三种工作模式。车辆在不同车速下转向时，磁流体电控液压助力转向系统能够提供不同的转向助力。转向助力系统进行助力时时既要减轻驾驶员的操纵负担，又不能使驾驶员失去路感；需要兼顾车辆低速时的操纵轻便性和高速时的操纵稳定性；同时提高车辆低速时的回正性能，抑制车辆高速时回正超调和振荡的趋势，从而提高车辆的直线行驶性能；在高速转向和快速转向时能够实现阻尼控制(通过对助力系统施加较小的反作用力，使方向盘变沉重，模拟电动助力转向系统在阻尼控制控制模式中电机短接产生的阻尼效果)，防止车辆侧滑和翻车现象的发生。
[0035]磁流体电控液压缸助力系统的具体工作过程如下:
[0036]当系统没有通电时，磁流体液压缸体内的电极板没有通电，导电液体贮存在活塞两侧的磁流体腔内，导电液体在磁流体液压缸内只会受到由强磁体产生的水平方向的磁场作用，而没有受到垂直方向的电场作用，导电液体不会产生洛伦兹力，此时液压缸内的活塞处于自由不受力状态，这时磁流体液压助力系统不会对转向系统产生助力作用。
[0037]系统通电时，磁流体液压助力系统开始对机械转向装置助力。当液压缸上端的电极板为正极、下端的电极板为负极时，在液压缸体内形成一个垂直方向的电场，电场方向为由上至下；磁流体液压缸体内壁水平布置的强磁体形成与活塞运动方向垂直的水平方向的强磁场；导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向右的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下导电液体推动活塞向右侧移动。右侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向左侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器齿条向右移动，完成对转向机构的向右助力动作，助力大小可以通过控制电极两端的电压值来调节。当下端的电极板为正极、上端电极板为负极时，导电液体受到的电场作用的方向为从下至上，正好与上面的情况相反；受到的磁场作用的方向与上面的情况相同，根据左手定则，导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向左的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下，导电液体推动活塞向左侧移动。右侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向左侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器齿条并向左移动，完成对转向机构向左的助力功能。
[0038]齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向系统的控制器的主程序流程图如图4所示，控制器加电后进入主程序，首先对系统的A/D、I/O、PWM、Timer、PLL、CAN等模块进行初始化操作，并对各模块进行自检，出现故障则故障报警，系统自检成功后，开启看门狗功能。之后系统进一步检测点火开关和发动机是否启动(点火开关不打开或发动机没有启动，助力系统不工作)，如果都已经打开，则控制主电路中的继电器闭合，最后系统开启定时器中断功能，本发明采用了定时2ms的中断，系统每隔2ms进入一次中断程序，在中断程序中完成控制模式的选择和控制量的刷新。
[0039]定时中断程序的流程图如图5所示，每次进入定时中断程序后，系统检测点火开关是否打开，发动机是否启动，若系统正常则闭合主电路继电器，采集扭矩、转角、电压和车速信号，然后根据传感器信号判断应该进入哪种工作模式，调用相应的工作模式程序后，退出定时中断程序。
[0040]磁流体电控液压助力转向系统有三种工作模式:助力模式、阻尼模式和回正模式。系统按照图6所示流程判断系统进入哪一种工作模式，若转矩大于INm，则进入助力模式；转矩小于等于INm，在判断方向盘扭矩和方向盘转动方向是否相反以及车速是否小于70km/h,如果方向盘扭矩和方向盘转动方向相反而且车速不小于70km/h,进入阻尼控制模式；如果方向盘扭矩和方向盘转动方向相反而且车速在5 km/h至70 km/h之间,贝U系统进入回正控制模式。
[0041]系统进入助力控制模式时，按照图6所示，首先对方向盘的扭矩信号进行相位补偿，解决相位迟滞问题，然后进入基本助力控制模块。控制系统首先根据方向盘扭矩信号和车速信号在基本助力特性图表查出电极两端的基本助力电压值，然后计算出系统摩擦补偿的电压值，之后将电极两端的基本助力电压值与系统摩擦补偿的电压值相加计算出总的目标电压值，最后在电极板两端施加对应目标电压值的电压，实现电极板两端的电压的跟随控制，最后退出助力控制模式。
[0042]系统进入阻尼控制模式时，系统首先根据车速确定对系统需要施加阻尼的电压值，车速越高，需要施加在电极板两端的电压值越大。系统施加的力较小，并且与方向盘的转动方向相反，以增加驾驶员的路感。系统最终控制电极板两端的电压，实现系统的阻尼控制，帮助系统产生阻尼。
[0043]系统进入回正控制模式时，系统先检测方向盘转角信号和车速信号，然后根据方向盘转角和车速的数值确定回正控制时相应的电极两端的目标电压值和电源极性，最终通过控制电极两端的电压和电源极性实现回正控制，最后退出回正控制模式程序。
[0044]无论传统的液压助力转向系统还是电控液压助力转向系统都是依靠转向车轮的自身的定位参数完成转向系统的自动回正，在汽车结构参数一定的情况下，回正力矩的大小还与前轮负荷、路面条件、轮胎气压、车速等有着密切的关系。汽车高速行驶时，回正力矩较大，容易产生“回正超调”。回正超调会引起转向盘在中位附近振荡，从而大大降低了汽车的操纵稳定性。汽车低速行驶时，回正力矩较小，容易产生“回正不足”。回正不足时，需要驾驶员对转向盘位置进行修正，从而增加了驾驶员的劳动强度。因此通过回正控制，控制电机两端电压值和电源极性，解决“回正超调”和“回正不足”的问题。
[0045]而磁流体式电控液压助力转向系统通过控制电极板两端的电压就可以调节对转向系统的助力，就可以实现主动回正功能。回正控制策略研究包含两部分的内容:一部分是确保转向盘回到中位的控制策略，称为“回正控制”；另一部分是调节转向盘回正时系统阻尼的控制策略，称为“主动阻尼控制”。回正控制的作用是用来克服转向系统的阻尼、摩擦，确保转向盘能快速、准确地回到中位。阻尼控制策略用来调节转向盘的回正速度。
【权利要求】
1.一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，其特征在于:包括磁流体液压缸以及设于磁流体液压缸内的活塞，所述活塞的轴向两端设置有活塞杆，所述活塞杆与转向器的齿条刚性连接，所述磁流体液压缸内部在活塞的左右两侧分别设有绝缘密封的磁流体腔，所述磁流体腔内设有导电液体，两侧的磁流体腔通过导液管连通，在磁流体液压缸的上下内表面平行设置一对电极板，两个电极板之间通过上电产生一个垂直方向的电场，两个电极板与汽车电子控制单元电连接，汽车电子控制单元通过控制两个电极板之间的电压值和电源极性改变电场的强度和方向，磁流体液压缸的内表面水平对称布置两块磁性相反的强磁体，两块强磁体在磁流体液压缸内形成水平方向的强磁场，该强磁场和电场的方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，其特征在于:在导液管上连接有带有单向阀的导电液体存储器。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，其特征在于:在磁流体腔的两端分别设置有密封环，在磁流体液压缸的内表面、活塞及活塞杆外表面均设置一层绝缘层。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，其特征在于:所述磁流体液压缸的横截面为长方形或正方形截面。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向装置，其特征在于:所述汽车电子控制单元包括信号采集电路及电极板驱动电路，所述信号采集电路采集的信号包括方向盘扭矩信号、方向盘转速信号、车速信号、发动机转速信号、点火信号和电极板两端的电压信号，所述汽车电子控制单元根据信号采集电路采集的信息控制电极板驱动电路工作。
6.—种齿轮齿条式磁流体电控液压助力转向控制方法,其特征在于: 在车辆行驶过程中，磁流体电控液压助力转向装置通电，汽车电子控制单元通过调节电极板两端的电压值和电源极性，实现磁流体电控液压助力转向装置的助力大小和方向的控制，具体控制方法如下: 当转向机构向右助力时，汽车电子控制单元控制磁流体液压缸上端的电极板为正极、下端的电极板为负极时，在磁流体液压缸内形成一个垂直方向的电场，电场方向为由上至下，磁流体液压缸内水平布置的强磁体形成与活塞运动方向垂直的水平方向的强磁场，导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向右的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下导电液体推动活塞向右侧移动，右侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向左侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器的齿条向右移动，完成对转向机构的向右助力动作； 当转向机构向左助力时，汽车电子控制单元控制磁流体液压缸下端的电极板为正极、上端电极板为负极，导电液体受到的电场作用的方向为从下至上，磁流体液压缸内水平布置的强磁体形成与活塞运动方向垂直的水平方向的强磁场，导电液体在相互垂直的电场和磁场的共同作用下会产生向左的洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下，导电液体推动活塞向左侧移动，左侧磁流体腔内的导电液体通过导液管向右侧的磁流体腔内流动，活塞通过活塞杆推动转向器的齿条向左移动，完成对转向机构的向左助力动作； 在上述助力过程中，磁流体电控液压助力转向装置的助力大小通过控制电极板两端的电压值来调节。
【文档编号】B62D5/22GK104401391SQ201410557874
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】张玉玺, 陈晓佳, 操文涛 申请人:浙江万达汽车方向机有限公司