[实用新型]一种基于磁流变技术的汽车转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车转向系统，具体地说，是采用一种磁流变阻尼装置来控制转向力矩的转向系统。

背景技术

磁流变体由非导磁性液体和均匀分散于其中的高磁导率、低磁滞性的微小软磁化颖粒组成。在磁场的作用下，它可以在毫秒级的时间内由流动性良好的牛顿流体转变为高黏度、低流动性的Bingham塑性体，而且这种转变是可逆的.磁流变体的力学性能随外加磁场的变化而变化，利用磁流变体制做的磁流变阻尼装置具有功耗少、阻尼力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续顺逆可调等优良特点。因而，在汽车领域有着广泛的应用。

传统的汽车动力转向系统由于采用固定传动比，因此难以适应高、低速不同工况下对车辆转向系统不同反作用力的变化，产生低速时转向吃力或者高速时转向阻力过小的问题。当前解决这个问题的一般手段是采用电子控制动力转向系统(EPS)，包括液压式和电动式两种方法。液压式EPS系统结构复杂，能耗大，可靠度不高，容易失效。电控式EPS相对液压式EPS舍弃了液压系统液压系统，结构紧凑，易于布置；由于采用了电控技术，可以使得转向性能得到优化，增强随动性和安全性，但是相应地，其价格也较昂贵。

发明内容

为了有效解决汽车在高速行驶时方向盘稳定性，并简化结构，降低能耗，本实用新型提出一种基于磁流变技术的汽车转向系统。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提出一种基于磁流变技术的汽车转向系统，其包括转向机构、磁流变阻尼装置、控制器、扭矩传感器和车速传感器；所述磁流变阻尼装置安装在转向机构上，磁流变阻尼装置包括转子、定子、磁流变液和线圈，转子与转向系统的转向轴固定，定子通过轴承安装在转向轴上，在定子和转子之间的空隙内装有磁流变液，线圈固定在定子上。扭矩传感器安装在转向轴上，车速传感器安装在车轮毂上，所述扭矩传感器和车速传感器的信号线分别连接进控制器；所述控制器根据扭矩传感器和车速传感器的信号，通过计算转换成磁流变阻尼装置所需要的目标电流大小信号，并输入给磁流变阻尼装置。

本磁流变阻尼装置的转子随齿轮齿条转向机构的转向轴转动，磁流变阻尼装置受磁流变控制器控制，磁流变控制器接受来自扭矩传感器和车速传感器的信号，依据助力特性规律，计算出目标电流大小，将信号输入给驱动电路来改变电流大小，并输出给磁流变阻尼装置，从而使磁流变装置的磁场发生变化中，提供合适的阻尼力，保证转向的稳定性。

本装置可以根据控制器给出的信号为汽车的转向轴来提供阻尼，在汽车转向系统中以实现在汽车不同工况下转向系统的转向操纵力矩控制，有利于提高汽车的操纵稳定性，解决汽车在高速行驶使方向盘“发飘”的问题。与液压式EPS和电控式EPS相比，具有结构简单，能耗低，可靠性高，系统响应迅速等优点，更具有市场潜力。本项目是重庆市自然科学基金计划项目。

附图说明

图1磁流变转向系统的简图

图2磁流变阻尼器装置的简图

图3控制器的结构框图

图中，1扭矩传感器、2磁流变阻尼装置、3转向机构、4磁流变控制器、5车速传感器、

21外壳、22外壳安装轴承、23转子、24定子安装轴承、25线圈、26定子、27磁流变液

31转向轴

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参见图1，本转向系统包括：转向机构3、磁流变阻尼装置2、磁流变控制器4、扭矩传感器1和车速传感器5。磁流变阻尼装置2安装在转向机构3上，扭矩传感器1安装在转向轴上，车速传感器5安装在轮毂上，用来测量汽车的车速。磁流变控制器4接受来自扭矩传感器1和车速传感器5的信号，根据这些信号为磁流变阻尼装置提供控制转矩的指令。该转向系统可根据驾驶员的转向动作、路况及车况信息，经磁流变控制器处理后向磁流变装置发出控制信号，使磁流变液的粘性发生变化产生阻尼力矩，协助驾驶员完成转向过程。在控制转向的同时，实时检测系统部件的工作状态当检测到某一部件发生故障(如蓄电池电源欠压，车速传感器无信号输出等)时，使磁流变阻尼装置失效，同时点亮故障信号指示灯，显示故障特征码，输出故障信号。