[发明专利]一种基于液力式惯容器的线控转向系统

说明书

本发明提供了一种基于液力式惯容器的线控转向系统，包括方向盘、上转向柱、齿轮齿条传动机构、液力式惯容器、回正电机、前桥、转向电机、ECU控制单元、转角传感器等。将磁流变液集成于液力式惯容器，通过改变液力式惯容器周围的磁感应强度，达到改变磁流变液的粘度，从而调节液力式惯容器阻尼力的目的。利用液力式惯容器的动惯性效应实现方向盘转向惯性的路感模拟；利用液力式惯容器中的磁流变液所具备的可调阻尼特性，实现转向助力与反馈力的优化设计。相较于传统线控转向装置而言，本发明更好的实现了转向盘的路面模拟功能，提升了车辆操纵稳定性与行驶安全性。

技术领域

本发明涉及汽车线控转向技术领域，特别是涉及一种基于液力式惯容器的线控转向系统。

背景技术

车辆转向系统的功能是依照驾驶员的转向指令使转向轮转向，以获得车辆整体的方向控制。线控转向技术即取消转向柱与转向轮间的刚性连接，比如转向柱、中间轴等被取消，因此，线控转向系统需要通过特定的装置来实现转向盘路感模拟及自动回正能力。

路感是车辆在行驶过程中，驾驶员感受到的来自方向盘上的反馈力矩，与驾驶员施加到方向盘上的手力矩大小相等，方向相反。路感反馈力矩主要是汽车的回正力矩以及路面的摩擦力矩。汽车的回正力矩包括：由轮胎侧向力与轮胎拖距共同造成的回正力矩，主销内倾内移造成的回正力矩。线控转向系统既可以随车速改变角传动比，又可以随车速改变力传动比，优化匹配角传动比和力传动比，从而提高操纵稳定性的同时获得良好的路感。驾驶员驾驶汽车时需要具有良好的路感，线控转向的路感感知由许多传感器经过信号采集得到，通过力的形式反馈给驾驶员，如何精准的控制反馈力是面临的主要问题之一。

如申请号为201510329873.1的发明专利，公开了一种用于线控转向技术的路感模拟装置，驾驶员对路面状况的感知通过路感电机反馈给驾驶员。用电机做路感模拟装置存在以下不足：1.路感电机与转向柱间机械连接，易造成对驾驶员手部的冲击和方向盘的抖动，降低驾驶舒适性；2.当路感电机发生故障时，会造成无法转向或转向失控的现象，可靠性性较低；3.路感电机做路感模拟装置，结构复杂，占用空间大，耗能多。

针对以上缺点，本发明提供了一种基于液力式惯容器的线控转向系统，将磁流变液集成于液力式惯容器装置中，利用惯容器的动惯性和磁流变液所具备的可调阻尼特性，可更好的实现转向惯性与路感的模拟。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于液力式惯容器的线控转向系统，通过添加应用液力式惯容器，利用惯容器的动惯性和磁流变液的可调阻尼特性，更好的实现转向惯性与路感的模拟。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于液力式惯容器的线控转向系统，其特征在于，包括方向盘、上转向柱、齿轮齿条传动机构、液力式惯容器、回正电机、前桥、转向电机、ECU控制单元、转角传感器；

所述方向盘通过上转向柱与齿轮齿条传动机构相连，齿轮齿条传动机构与液力式惯容器相连，液力式惯容器与回正电机相连，齿轮齿条传动机构上还装有转角传感器；所述转向电机与前桥相连；

所述ECU控制单元分别与转角传感器、转向电机、回正电机、液力式惯容器相连。

所述液力式惯容器，包括，齿条推杆、液压缸筒、金属螺旋盘管、电磁感应装置、连接管路，所述齿条推杆固定在液压缸筒上端，齿条推杆与齿轮齿条传动机构相连接，所述液压缸筒内设有活塞杆和活塞；所述活塞杆和活塞固定连接，所述活塞将液压缸筒分为上腔和下腔，活塞杆与回正电机相连接；

所述金属螺旋盘管的两端通过连接管路与液压缸筒连通，金属螺旋盘管中心轴线处放置有电磁感应装置，电磁感应装置与ECU控制单元相连接；金属螺旋盘管内部沿螺旋管路设有连通的内腔，内腔的两端通过连接管路与液压缸筒的上腔、下腔分别连通；所述金属螺旋盘管的内腔中的填充介质为磁流变液；金属螺旋盘管的旋转半径r大于螺距p，金属螺旋盘管紧密排列。