[發(fā)明專利]一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410556964.4
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104309684A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玉璽;陳曉佳;操文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江萬達(dá)汽車方向機有限公司
• 主分類號: B62D5/22
• 分類號: B62D5/22;B62D5/20;B62D5/06
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

1.一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：包括循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體，所述循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)部包括直筒腔以及突出設(shè)置于直筒腔中部下側(cè)的下突出腔，所述直筒腔內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)向螺桿，所述轉(zhuǎn)向螺桿兩端支撐于軸承上，所述轉(zhuǎn)向螺桿上套裝轉(zhuǎn)向螺母齒條，所述轉(zhuǎn)向螺母齒條的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向螺桿的外螺紋之間設(shè)有鋼球和鋼球?qū)Ч芙M成鋼球循環(huán)滾道，在下突出腔內(nèi)設(shè)有一個扇形齒輪與轉(zhuǎn)向螺母齒條嚙合傳動，所述扇形齒輪帶動轉(zhuǎn)向搖臂擺動，所述循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)在轉(zhuǎn)向螺母齒條的左右兩側(cè)分別設(shè)有絕緣密封的磁流體腔，所述磁流體腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電液體，兩側(cè)的磁流體腔通過導(dǎo)液管連通，在磁流體腔的上下內(nèi)表面平行設(shè)置一對電極板，兩個電極板之間通過上電產(chǎn)生一個上下垂直方向的電場，兩個電極板與電子控制單元電連接，電子控制單元通過控制兩個電極板之間的電壓值和電源極性改變電場的強度和方向，磁流體腔的內(nèi)表面水平對稱布置兩塊磁性相反的強磁體，兩塊強磁體在磁流體腔內(nèi)形成水平方向的強磁場，該強磁場和電場的方向相互垂直。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：在導(dǎo)液管上連接有帶有單向閥的導(dǎo)電液體存儲器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：在磁流體腔的兩端分別設(shè)置有密封環(huán)，在循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)向螺母齒條及轉(zhuǎn)向螺桿外表面均設(shè)置一層絕緣層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：所述循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體的橫截面為長方形或正方形截面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：所述電子控制單元包括信號采集電路及電極板驅(qū)動電路，所述信號采集處理電路采集的信號包括方向盤扭矩信號、方向盤轉(zhuǎn)速信號、車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、點火信號和電極板兩端的電壓信號，所述電子控制單元根據(jù)信號采集電路采集的信息控制電極板驅(qū)動電路工作。

6.一種循環(huán)球式磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于：

在車輛行駛過程中，磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置通電，電子控制單元通過調(diào)節(jié)電極板兩端的電壓值和電源極性，實現(xiàn)磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的助力大小和方向的控制，具體控制方法如下：

當(dāng)轉(zhuǎn)向機構(gòu)向右助力時，電子控制單元控制磁流體循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體上端的電極板為正極、下端的電極板為負(fù)極時，在磁流體循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)形成一個垂直方向的電場，電場方向為由上至下，磁流體循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)水平布置的強磁體形成與轉(zhuǎn)向螺母齒條運動方向垂直的水平方向的強磁場，導(dǎo)電液體在相互垂直的電場和磁場的共同作用下會產(chǎn)生向右的洛倫茲力，在洛倫茲力的作用下導(dǎo)電液體推動轉(zhuǎn)向螺母齒條向右側(cè)移動，右側(cè)磁流體腔內(nèi)的導(dǎo)電液體通過導(dǎo)液管向左側(cè)的磁流體腔內(nèi)流動，轉(zhuǎn)向螺母齒條通過轉(zhuǎn)向螺母齒條推動扇形齒輪帶動轉(zhuǎn)向搖臂向右移動，完成對轉(zhuǎn)向機構(gòu)的向右助力動作；

當(dāng)轉(zhuǎn)向機構(gòu)向左助力時，電子控制單元控制磁流體循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體下端的電極板為正極、上端電極板為負(fù)極，導(dǎo)電液體受到的電場作用的方向為從下至上，磁流體循環(huán)球轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)水平布置的強磁體形成與轉(zhuǎn)向螺母齒條運動方向垂直的水平方向的強磁場，導(dǎo)電液體在相互垂直的電場和磁場的共同作用下會產(chǎn)生向左的洛倫茲力，在洛倫茲力的作用下，導(dǎo)電液體推動轉(zhuǎn)向螺母齒條向左側(cè)移動，左側(cè)磁流體腔內(nèi)的導(dǎo)電液體通過導(dǎo)液管向右側(cè)的磁流體腔內(nèi)流動，轉(zhuǎn)向螺母齒條通過轉(zhuǎn)向螺母齒條推動扇形齒輪帶動轉(zhuǎn)向搖臂向左移動，完成對轉(zhuǎn)向機構(gòu)的向左助力動作；

在上述助力過程中，磁流體電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的助力大小通過控制電極板兩端的電壓值來調(diào)節(jié)。