CN112498478B - 直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法 - Google Patents

直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法，属于汽车技术领域。该直拉杆包括的缸筒的一端和第一连杆的端部连接，缸筒的另一端和第二连杆的端部连接，缸筒中填充有电磁流变液，弹性件套设在缸筒上；第一护罩和第二护罩均包括限位面，第一护罩和第二护罩分别套在缸筒的两端，弹性件的一端抵压在第一护罩的限位面上，弹性件的另一端抵压在第二护罩的限位面上，在电磁流变液为固态时，弹性件处于自然状态；缸筒的两端还设置有电极。这样，当板簧和直拉杆发生干涉时，可以控制电极的电场大小，使得电磁流变液的粘度发生变化，使得缸筒的长度发生变化，进而使得直拉杆的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，提高驾驶舒适性。

Description

直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法。
背景技术
随着汽车技术的不断发展，对汽车的性能要求也越来越高，尤其对车辆的驾驶舒适度的要求更高。其中，汽车的转向系统决定汽车的行驶方向，且由驾驶人员直接操控，因此汽车的转向系统对车辆的驾驶舒适性尤为重要。
目前，汽车的转向系统通常安装在汽车的前悬架处，汽车前悬架大多采用钢板弹簧式非独立悬架，转向系统采用循环球式转向器。为了减震缓冲，降低车辆在特殊路段的振动，通常将板簧设置在转向系统的直拉杆处，汽车的前悬架直接连接的直拉杆和板簧，通过板簧提供一定的缓冲，进而减少车辆在路面颠簸或者道路不平的状况下的振动。
然而，在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于板簧决定的运动轨迹和直拉杆决定的运动轨迹的圆心及半径均不相同，板簧在运动的过程中，与直拉杆之间存在干涉，加之直拉杆不可变形，因此导致与直拉杆连接的摇臂发生移动，进而带动转向盘发生偏转，使得转向系统包括的转向盘偏转、行驶过程中转向盘摆动及中位感不清晰，影响驾驶的舒适性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法，以解决现有技术中直拉杆和板簧干涉引起的转向盘偏移的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明公开了一种直拉杆，所述直拉杆包括缸筒、第一连杆、第二连杆、弹性件、第一护罩和第二护罩；
所述缸筒的一端和所述第一连杆的端部连接，所述缸筒的另一端和所述第二连杆的端部连接，所述缸筒中填充有电磁流变液，所述弹性件套设在所述缸筒上，其中，所述缸筒的长度随所述电磁流变液的状态变化伸长或缩短；
所述第一护罩和所述第二护罩均包括限位面，所述第一护罩和所述第二护罩分别套在所述缸筒的两端，所述弹性件的一端抵压在所述第一护罩的限位面上，所述弹性件的另一端抵压在所述第二护罩的限位面上，在所述电磁流变液为固态时，所述弹性件处于自然状态；
所述缸筒的两端还设置有电极，在所述电极的电场强度发生变化时，所述电磁流变液的状态发生变化。
可选的，所述缸筒包括筒体、活塞和活塞杆；
所述筒体的第一端和所述第一连杆的端部固定连接，所述活塞活动连接在所述筒体内，所述活塞杆一端和所述活塞固定连接，所述活塞杆的另一端伸出所述筒体的第二端和所述第二连杆的端部固定连接。
可选的，所述缸筒还包括支撑环；
所述支撑环固定在所述缸筒中，在所述缸筒未发生伸长的情况下，所述支撑环和所述活塞之间的距离小于所述活塞的最大行程。
可选的，所述导向套设置在所述筒体靠近所述第二连杆的一端，且所述活塞杆穿过所述导向套。
第二方面，本发明实施例提供了一种转向机构，所述转向机构设置在车架上，所述车架底部还设置有板簧，其特征在于，所述转向机构包括控制器、距离传感器和如第一方面任一项所述的直拉杆；
所述板簧设置于所述直拉杆的运动范围内，所述控制器和所述电极电连接，所述控制器用于控制所述电极的电场强度；
所述距离传感器设置在所述车架底部，且与所述板簧处于相对位置，所述距离传感器用于监测所述板簧的位移状况。
第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，所述车辆包括第二方面任一项所述的转向机构。
第四方面，本发明实施例提供了一种转向机构的控制方法，用于第三方面所述的转向机构，所述转向机构的控制方法包括：
获取所述板簧的弧高位移信息，其中，所述弧高位移信息为所述板簧的弧度变化量；
基于所述弧高位移信息，获取所述板簧的实时频率阈值；
获取频率预设值，基于所述频率预设值与所述实时频率阈值，确定调整频率阈值，其中，所述调整频率阈值为所述实时频率阈值中大于所述频率预设值的频率值；
基于所述调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；
根据所述粘性阻尼系数，控制所述电极的电场强度。
可选的，所述基于所述调整频率阈值，获取粘性阻尼系数，包括：
获取频率响应预设阈值、所述板簧刚度和所述板簧质量；
基于所述频率响应预设阈值、所述板簧刚度和所述板簧质量，确定所述粘性阻尼系数。
所述基于所述弧高位移信息，获取所述板簧的实时频率阈值，包括：
基于所述弧高位移信息，确定所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息；
根据所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息，确定所述板簧的实时频率阈值。
可选的，所述转向机构还包括转向盘和转角传感器，所述根据所述粘性阻尼系数，调整所述电极的电场强度：
基于所述弧高位移信息，确定所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息；
可选的，根据所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息，确定所述板簧的实时频率阈值。
所述转向机构还包括转向盘和转角传感器，所述根据所述粘性阻尼系数，调整所述电极的电场强度，包括：
获取所述转向盘的实时转角；
在所述实时转角等于0时，根据所述粘性阻尼系数，控制所述电极的电场强度，直至所述电磁流变液体的状态达到预设状态，其中，所述预设状态为所述电磁流变液体处于完全固态和完全液态之间的任一状态；
否则，控制所述电极的电场强度保持不变。
从上述实施例可以看出，在本发明实施例中，由于缸筒的另一端和第二连杆的端部连接，缸筒中填充有电磁流变液，弹性件套设在缸筒上，其中，缸筒的长度随电磁流变液的状态变化伸长或缩短，且缸筒的两端还设置有电极，在电极的电场强度发生变化时，电磁流变液的状态发生变化，因此，当板簧和直拉杆发生干涉时，可以控制电极的电场发生变化，使得电磁流变液的粘度发生变化，使得缸筒的长度发生变化，进而使得直拉杆的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆与板簧干涉引起的转向盘偏转，提高驾驶的舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的直拉杆的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的转向机构的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种转向机构的控制方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的一种转向机构的结构框图；
图5是本发明各个实施例中的一种转向机构的硬件结构示意图。
附图标记：
1-直拉杆；2-控制器；3-距离传感器；4-车架；5-板簧；6-转向盘；7-转角传感器；11-缸筒；12-第一连杆；13-第二连杆；14-弹性件；15-第一护罩；16-第二护罩；17-电磁流变液；18-电极；19-球销；111-筒体；112-活塞；113-活塞杆；114-支撑环；115-导向套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
下面将结合附图对本发明实施例的直拉杆、转向机构、车辆及转向机构的控制方法进行详细说明。
本发明实施例一提供了一种直拉杆，图1是本发明实施例的一种直拉杆的结构示意图，图2是本发明实施例提供的转向机构的结构示意图，如图1和图2所示，直拉杆1包括缸筒11、第一连杆12、第二连杆13、弹性件14、第一护罩15和第二护罩16；缸筒11的一端和第一连杆12的端部连接，缸筒11的另一端和第二连杆13的端部连接，缸筒11中填充有电磁流变液17，弹性件14套设在缸筒11上，其中，缸筒11的长度随电磁流变液17的状态变化伸长或缩短；第一护罩15和第二护罩16均包括限位面，第一护罩15和第二护罩16分别套在缸筒11的两端，弹性件14的一端抵压在第一护罩15的限位面上，弹性件14的另一端抵压在第二护罩16的限位面上，在电磁流变液17为固态时，弹性件14处于自然状态；缸筒11的两端还设置有电极18，在电极18的电场强度发生变化时，电磁流变液17的状态发生变化。
其中，第一连杆12的一端连接转向摇臂，第二连杆13的一端连接转向节臂，进而通过第一连杆12和第二连杆13可以将转向摇臂传来的力和运动传递给转向节臂。由于第一连杆12和第二连杆13同时要受到拉力和压力，因此第一连杆12和第二连杆13通常需要采用优质特征钢制造，以保证第一连杆12和第二连杆13工作的稳定性。具体的，第一连杆12和第二连杆13可以为低碳钢，以使第一连杆12和第二连杆13可以满足一定的屈服强度。该类材料的屈服强度可以为295MPa～345MPa，例如310MPa、320MPa、330MPa、340MPa等，保证了本发明中的第一连杆12和第二连杆13能够承受较高的屈服强度，从而使第一连杆12和第二连杆13具有一定的强度和韧性。需要说明的是，第一连杆12和第二连杆13可以为截面为方形的杆，也可以为截面为圆形的杆，或者其它形状截面的杆体，本发明实施例对此不做限定。进一步的，当第一连杆12和第二连杆13为截面为圆形的杆时，第一连杆12和第二连杆13的整体受力较为均匀，使得第一连杆12和第二连杆13的性能较为稳定。
第一连杆12和第二连杆13可以为中空的管体，缸筒11的一端和第一连杆12的端部连接，缸筒11的另一端和第二连杆13的端部连接。缸筒11可以为圆柱形筒体，缸筒11的内腔中填充有电磁流变液17。需要说明的是，电磁流变液17可以为电流变液体，也可以为磁流变液体。若电磁流变液17为磁流变液体，则磁流变液体可以为由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，在通电后，不同电压下磁场会发生变化，在不同磁场下会改变该磁性液体的状态。若电磁流变液17为电流变液体，电磁流变液17可以包括半导体的固体颗粒和低粘度、绝缘的油，当加上一定的电场强度，即输入不同的电压时，电流变液体的粘度会发生变化，当输入一定电压时，电流变液体会发生固化，当去掉电场时，电流变液体会恢复到原液体状态。在本发明实施例中，将以电流变液体为例，介绍电磁流变液17在直拉杆1中的应用。
需要说明的是，随着电磁流变液17状态的变化，缸筒11的长度随电磁流变液17的状态变化伸长或缩短。具体的，当电磁流变液17由固态变为液态或者半固态时，使得缸筒11的长度变长，因此，当板簧5和直拉杆1发生干涉时，可以控制电极18的电场发生变化，使得电磁流变液17的粘度发生变化，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提高驾驶的舒适性。
缸筒11的两端设置有电极18，当电极18通电时，可以改变缸筒11中电磁流变液17的粘度。以电磁流变液17为电流变液体为例，当电极18通电时且加上一定的电场强度，即输入不同的电压时，电流变液体的粘度会发生变化，当输入一定电压时，电流变液体会发生固化，当去掉电场时，电流变液体会恢复到原液体状态。由直拉杆1的频率响应函数
Figure GDA0002932653430000071
其中，k为系统刚度，m为质量，c为粘性阻尼系数，ω为频率。当频响特性固定，即H(ω)对应的函数值在一定的范围之内时，板簧5和直拉杆1之间不会发生振动。由于系统刚度k和质量m固定，振动的频率无法由人为决定，因此，可以通过改变缸筒11内的电磁流变液17的粘度，进而改变直拉杆1的粘性阻尼系数，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提高驾驶的舒适性。需要说明的是，频率响应函数表征了测试系统对给定频率下的稳态输出与输入的关系。这个关系具体是指输出、输入幅值之比与输入频率的函数关系，和输出、输入相位差与输入频率的函数关系。由于本申请实施例是由于板簧5的振动引起的直拉杆1发生位移，因此频率响应函数中的ω为板簧5的振动频率。粘性阻尼系数c是指振动系统的运动受力大小与运动速度成正比而方向相反的阻力所引起的能量损耗。在本发明实施例中，粘性阻尼系数可以由电磁流变液17的粘度和电磁流变液17的流通面积共同决定。在保证电磁流变液17的流通面积不变的情况下，可以直接控制电磁流变液17的粘度来直接改变直拉杆1的粘性阻尼系数。
此外，连杆12的外表面上套设有弹性件14，弹性件14可以为弹簧的一种，这样，在当电磁流变液17由固态变为液态或者半固态时，弹性件14随着缸筒11长度的变长而发生伸长，使得直拉杆1的整体长度变长，进而改变直拉杆1的位移频响特性，吸收干涉量。在当电磁流变液17由液态或者半固态变为固态时，缸筒11在弹性件14回缩力的作用下恢复原来的长度。此外，在整个过程中，可以通过弹性件14提供一定的缓冲，同时也可以通过弹性件14给缸筒11提供一定的支撑与保护。
弹性件14的一端抵压在第一护罩15的限位面上，弹性件14的另一端抵压在第二护罩16的限位面上。电磁流变液17处于完全固态时，弹性件14处于自然状态，第一护罩15的限位面和第二护罩16的限位面之间的距离等于弹性件处于自然状态时的长度，其中，自然状态为未发生压缩也未发生拉伸的状态，第一护罩15和第二护罩16均可以为圆柱形筒体。
可选的，缸筒11包括筒体111、活塞112和活塞杆113，筒体111的第一端和第一连杆12的端部固定连接，活塞112活动连接在筒体111内，活塞杆113一端和活塞112固定连接，活塞杆113的另一端伸出筒体111的第二端和第二连杆13的端部固定连接。
需要说明的是，活塞杆112是支持活塞112做功的连接部件，具体的，在本发明实施例中，当给电极通电使得电磁流变液17由固态变为液态或者半固态时，使得缸筒11内压力大于缸筒11外部的压力，进而促使活塞112向靠近第二连杆13的方向运动，进而使得活塞杆113推动第二连杆13，使得直拉杆1整体的长度变长。当电磁流变液17由液态或者半固态变为固态时，使得缸筒11内内外压力趋于正常，进而促使活塞112向靠近第一连杆13的方向运动，进而使得活塞杆113缩回到缸筒11中，推使得直拉杆1整体的长度恢复到原来的长度。
可选的，缸筒11还包括支撑环114；在缸筒11未发生伸长的情况下，支撑环114和活塞112之间的距离小于活塞112的最大行程。
需要说明的是，为避免活塞112的运动超行程，因此可以在缸筒114中设置固定环114，在缸筒11未发生伸长的情况下，即在电磁流变液17为固态的情况下，支撑环114和活塞112之间的距离小于活塞112的最大行程，这样可以有效避免活塞112超行程运行，进而可以延长缸筒11的使用寿命。
可选的，缸筒11还包括导向套115，导向套115设置在筒体111靠近第二连杆13的一端，且所述活塞杆113穿过所述导向套115。
需要说明的是，导向套115为圆环状，活塞杆113穿过导向套115，进而使得导向套115可以对活塞杆113的运动起限位和引导的作用，使得活塞杆113的运动更为平稳。此外，导向套115可以为耐磨性的材料，如酚醛塑料、聚甲醛等材料，进而使得导向套115具有一定的弹性，进而降低对活塞杆113的磨损。可选的，第一连杆12的端部和第二连杆13的端部均设置有球销17。
具体的，在第一连杆12的端部和第二连杆13的端部均设置球销17的情况下，使得直拉杆1为只有一个自由方向的、具有粘性的阻尼系统，因此可以将直拉杆1视为单自由度阻尼系统，进而可以通过改变直拉杆1的阻尼来降低板簧5对其的干涉。
从上述实施例可以看出，在本发明实施例中，由于缸筒11的另一端和第二连杆13的端部连接，缸筒11中填充有电磁流变液17，弹性件14套设在缸筒11上，其中，缸筒11的长度随电磁流变液17的状态变化伸长或缩短，且缸筒11的两端还设置有电极18，在电极18的电场强度发生变化时，电磁流变液17的状态发生变化，因此，当板簧5和直拉杆1发生干涉时，可以控制电极18的电场发生变化，使得电磁流变液17的粘度发生变化，使得缸筒11的长度发生变化，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提高驾驶的舒适性。
本发明实施例二提供了一种转向机构，图2是本发明实施例的一种转向机构的结构示意图，如图2所示，该转向机构设置在车架4上，车架4底部还设置有板簧5，该转向机构包括控制器2、距离传感器3和本发明实施例一任一项所述的直拉杆1；板簧5设置于直拉杆1的运动范围内，控制器2和电极18电连接，控制器2用于控制电极18的电场强度；距离传感器3设置在车架4底部，且与板簧5处于相对位置，距离传感器3用于监测板簧5的位移状况。
其中，板簧5为由多片弹簧钢组合而成的板状弹簧，外部形状为半椭圆形。当车辆在特殊路段行驶时，如在路面颠簸或者道路不平的路况下行驶时，板簧5极易发生振动，当板簧5发生振动时，板簧5的弧线的顶端和车架4之间的距离发生变化，进而通过板簧5的振动来期待一定的减振缓冲的作用。
板簧5设置于直拉杆1的运动范围内，即直拉杆1处于板簧5上跳时的圆弧的范围内。控制器2和电极18电连接，控制器2可以为组合逻辑控制器和微程序控制器中的任一种，进而通过控制器2控制电机的电场强度。当控制器2给电极18输入不同的电压时，电极18的电场强度发生变化，电磁流变液17的粘度会发生变化，当输入一定电压时，电磁流变液17会发生固化，当去掉电场时，电流变液体会恢复到原液体状态。
需要说明的是，在本发明实施例中，距离传感器3设置在车架4底部，车架4和板簧5相对。距离传感器3为针对距离变化产生信号的传感器，距离传感器3的位置固定不动，当距离传感器3监测到板簧5的弧线的顶端距离车架4的位置发生变化时，则说明板簧5发了振动，而当该距离变化过于频繁时，则表示板簧5振动的频率较大，则板簧5和直拉杆1之间存在干涉。这时就需要通过改变直拉杆1的粘性阻尼系数，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提高驾驶的舒适性。
可选的，转向机构还包括转向盘6和转角传感器7；转角传感器7和转向盘6联动，用于监测转向盘6的转动角度。
具体的，转角传感器7为能够感知被测物体角度变化的传感器。在本申请实施例中，转角传感器7包括的转轴和转向盘6的转动轴同轴转动，当转向盘6发发生转动时，转角传感器7的转轴也发生转动，通常转轴没转过1/16圈，转角传感器7计数一次，往同一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少，进而可以通过计数的多少来换算转向盘6的转动角度。在本申请实施例中，为提高频率识别的精确度，避免误将驾驶员反复打方向的频率判断为板簧5振动的频率，因此，可以通过转角传感器7监测转向盘6的转动角度，若在距离传感器3监测到板簧5的弧线的顶端距离车架4的位置发生变化的频率较为频繁，且转角传感器7监测到的角度为0时，则表示，板簧5的振动是由特殊路况引起的，因此需要改变直拉杆1的粘性阻尼系数，是频率识别的精确度较高。
从上述实施例可以看出，在本发明实施例中，该转向机构设置在车架4上，车架4底部还设置有板簧5，该转向机构包括控制器2、距离传感器3和本发明实施例一任一项所述的直拉杆1；板簧5设置于直拉杆1的运动范围内，控制器2和电极18电连接，控制器2用于控制电极18的电场强度；距离传感器3设置在车架4底部，且与板簧5处于相对位置，距离传感器3用于监测板簧5的位移状况。因此，当距离传感器3监测到板簧5发生较大位移时，即板簧5和直拉杆1发生干涉时，可以通过控制器2控制电极18的电场发生变化，使得电磁流变液17的粘度发生变化，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提升转向机构的稳定性，提高驾驶的舒适性。
本发明实施例三提供了一种车辆，车辆包括本发明实施例二任一项所述的转向机构。
本发明实施例提供的车辆的有益效果和上述转向机构一致，本发明实施例对此不再赘述。
本发明实施例四提供了一种转向机构的控制方法，用于本发明实施例二的转向机构，图3是本发明实施例四提供的转向机构的控制方法的流程示意图，如图3所示，该转向机构的控制方法包括：
步骤301：获取板簧5的弧高位移信息，其中，弧高位移信息为板簧5的弧度变化量。
具体的，在本申请实施例中，板簧5为半圆弧形状的板簧5，当车辆在特殊路段行驶时，如在路面颠簸或者道路不平的路况下行驶时，板簧5极易发生振动，当板簧5发生振动时，板簧5的弧线的顶端和车架4之间的距离发生变化。进而可以通过位移传感器获取板簧5的弧高位移信息，即获取板簧5的弧线的顶端和车架4之间的距离变化量，通过该变化量来判断板簧5的振动情况。
步骤302：基于弧高位移信息，获取板簧5的实时频率阈值。
需要说明的，实时频率阈值为通过距离传感器3获取的多个弧高位移信息经过换算得到的多个频率值，具体步骤如下：基于弧高位移信息，确定板簧5的跳动速度信息和板簧5的跳动加速度信息；根据板簧5的跳动速度信息和板簧5的跳动加速度信息，确定板簧5的实时频率阈值。
具体的，通过位移传感器获取板簧5弧高位移信息，通过微分计算，获得速度信息及加速度信号信息，对速度信息及加速度信号信息进行傅里叶变换，可得到板簧5在某一个时间段的频率分布情况，即获取板簧5的实时频率阈值。该实时频率阈值包括车辆在驾驶员转动转向盘6导致的频率和由于特殊路段板簧5自身振动所导致的频率。
步骤303：获取频率预设值，基于频率预设值与实时频率阈值，确定调整频率阈值，其中，调整频率阈值为实时频率阈值中大于频率预设值的频率值。
需要说明的是，在正常路况下，驾驶员转动转向盘6的频率远低于板簧5振动的频率。在本发明实施例中，可以将驾驶员转动转向盘6的频率设置为频率预设值，也可以将板簧5与直拉杆1发生干涉的临界状态设为预设值。因此，当实时频率阈值中的频率值大于频率预设值时，则表示板簧5与直拉杆1之间发生干涉，则将实时频率阈值中大于频率预设值的频率值确定为调整频率阈值。
步骤304：基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数。
具体的，由于调整频率阈值中包括的频率值均为大于频率预设值的频率值，即在该频率阈值中，板簧5与直拉杆1已经发生了干涉，说明车辆在特殊路段行驶，如在颠簸路段和起步不平的路段下行驶，在这种情况下，需要对直拉杆1的粘性阻尼系数进行调整。基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数的具体步骤如下：获取频率响应预设阈值、板簧5刚度和板簧5质量；基于频率响应预设阈值、板簧5刚度和板簧5质量，确定粘性阻尼系数。
具体的，由直拉杆1的频率响应函数
Figure GDA0002932653430000131
其中，k为系统刚度，m为质量，c为粘性阻尼系数，ω为频率。当频响特性固定，即H(ω)对应的函数值在一定的范围之内时，板簧5和直拉杆1之间不会发生振动。由于板簧5刚度k和板簧5质量m固定，排除振动的频率由人为引起的情况，即在该情况下，频率ω为实时频率阈值中大于频率预设值的频率值，因此，可以根据频响特性对应的阈值，以及调整频率阈值，获取粘性阻尼系数。
步骤305：根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度。
需要说明的是，在确定了粘性阻尼系数，可以通过控制器23给电极18通电，可以通过改变缸筒11内的电磁流变液17的粘度，进而改变直拉杆1的粘性阻尼系数c，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提高驾驶的舒适性。在一种可能实现的方式中，当板簧5和直拉杆1未发生干涉时，直拉杆1内的电磁流变液17可以为固态，即直拉杆1不可变形。而当板簧5和直拉杆1发生干涉时，可以改变电极18的通电状态，直拉杆1内的电磁流变液17由固态变为半固态或者固液混合态，进而使得直拉杆1发生变形，以吸收板簧5和直拉杆1之间产生的干涉。
可选的，步骤305，还包括：
获取转向盘6的实时转角；在实时转角等于0时，根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度，直至电磁流变液17的状态达到预设状态，其中，预设状态为电磁流变液17处于完全固态和完全液态之间的任一状态；否则，控制电极18的电场强度保持不变。
需要说明的是，在本申请实施例中，为提高频率识别的精确度，避免误将驾驶员反复打方向的频率判断为板簧5振动的频率，因此，可以通过转角传感器7监测转向盘6的转动角度，若在距离传感器3监测到板簧5的弧线的顶端距离车架4的位置发生变化的频率较为频繁，且转角传感器7监测到的角度为0时，则表示板簧5的振动是由特殊路况引起的，因此需要改变直拉杆1的粘性阻尼系数，是频率识别的精确度较高。基于此，可以通过转角传感器7获取转向盘6的实时转角，当实时转角等于0时，则说明板簧5的振动是由特殊路况引起的，则控制电极18的电场强度，直至电磁流变液17的状态达到预设状态，由于本申请直拉杆1的初始状态默认为不可变形状态，因此，预设状态为处于完全固态和完全液态之间的任一状态，具体状态取决于板簧5和直拉杆1之间的干涉量。当实时转角等于0时，则表示获取的调整频率阈值是由驾驶人员反复转动转向盘6导致的，因此，控制电极18的电场强度保持不变，使得直拉杆1继续处于固态即可。
从上述实施例可以看出，在本发明实施例中，通过获取板簧5的弧高位移信息，之后基于弧高位移信息，获取板簧5的实时频率阈值，获取频率预设值，并基于频率预设值与实时频率阈值，确定调整频率阈值，然后基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；最后根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度。这样，当板簧5和直拉杆1发生干涉时，即获取板簧5的实时频率阈大于预设值时，可以通过控制器23控制电极18的电场发生变化，使得电磁流变液17的粘度发生变化，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提升转向机构的稳定性，提高驾驶的舒适性。
本发明实施例四提供了一种转向机构，图4是本发明实施例四提供的一种转向机构的硬件结构示意图，如图4所示，该转向机构还包括：
第一获取模块401，用于获取板簧5的弧高位移信息，其中，弧高位移信息为板簧5的弧度变化量；
第二获取模块402，用于基于弧高位移信息，获取板簧5的实时频率阈值；
确定模块403，用于获取频率预设值，基于频率预设值与实时频率阈值，确定调整频率阈值，其中，调整频率阈值为实时频率阈值中大于频率预设值的频率值；
第三获取模块404，用于基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；
控制模块405，用于根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度。
可选的，转向机构还包括转向盘6和转角传感器7，控制模块405，包括：
第一获取子模块，用于获取转向盘6的实时转角；
控制子模块，用于在实时转角等于0时，根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度，直至电磁流变液17的状态达到预设状态，其中，预设状态为电磁流变液17处于完全固态和完全液态之间的任一状态；
否则，控制电极18的电场强度保持不变。
可选的，第三获取模块404，包括：
第二获取子模块，用于获取频率响应预设阈值、板簧5刚度和板簧5质量；
第一确定子模块，用于基于频率响应预设阈值、板簧5刚度和板簧5质量，确定粘性阻尼系数。
可选的，第二获取模块402，包括：
第二确定子模块，用于基于弧高位移信息，确定板簧5的跳动速度信息和板簧5的跳动加速度信息；
第三确定子模块，用于根据板簧5的跳动速度信息和板簧5的跳动加速度信息，确定板簧5的实时频率阈值。
需要说明的是，对于该转向机构的实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处及有益效果参见方法实施例的部分说明即可。
图5为实现本发明实施例的一种转向机构的硬件结构示意图。
该转向机构500包括但不限于：射频单元501、网络模块502、音频输出单元503、输入单元504、传感器505、显示单元506、用户输入单元507、接口单元508、存储器509、处理器510、以及电源512等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的转向机构结构并不构成对转向机构的限定，转向机构可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，处理器510，获取板簧5的弧高位移信息，之后基于弧高位移信息，获取板簧5的实时频率阈值，获取频率预设值，并基于频率预设值与实时频率阈值，确定调整频率阈值，然后基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；最后根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度。
从上述实施例可以看出，在本发明实施例提供的转向机构的控制方法中，从上述实施例可以看出，在本发明实施例中，通过获取板簧5的弧高位移信息，之后基于弧高位移信息，获取板簧5的实时频率阈值，获取频率预设值，并基于频率预设值与实时频率阈值，确定调整频率阈值，然后基于调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；最后根据粘性阻尼系数，控制电极18的电场强度。这样，当板簧5和直拉杆1发生干涉时，即获取板簧5的实时频率阈大于预设值时，可以通过控制器23控制电极18的电场发生变化，使得电磁流变液17的粘度发生变化，进而使得直拉杆1的位移频响特性发生改变，吸收干涉量，避免由于直拉杆1与板簧5干涉引起的转向盘6偏转，提升转向机构的稳定性，提高驾驶的舒适性。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元501可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器510处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元501包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元501还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。
转向机构通过网络模块502为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元503可以将射频单元501或网络模块502接收的或者在存储器509中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元503还可以提供与转向机构500执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元503包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元504用于接收音频或视频信号。输入单元504可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)5041和麦克风5042，图形处理器5041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元506上。经图形处理器5041处理后的图像帧可以存储在存储器509(或其它存储介质)中或者经由射频单元501或网络模块502进行发送。麦克风5042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元501发送到移动通信基站的格式输出。
转向机构500还包括至少一种传感器505，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板5061的亮度，接近传感器可在转向机构500移动到耳边时，关闭显示面板5061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别转向机构姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器505还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元506用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元506可包括显示面板5061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板5061。
用户输入单元507可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与转向机构的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元507包括触控面板5071以及其他输入设备5072。触控面板5071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板5071上或在触控面板5071附近的操作)。触控面板5071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器510，接收处理器510发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板5071。除了触控面板5071，用户输入单元507还可以包括其他输入设备5072。具体地，其他输入设备5072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板5071可覆盖在显示面板5061上，当触控面板5071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器510以确定触摸事件的类型，随后处理器510根据触摸事件的类型在显示面板5061上提供相应的视觉输出。虽然在图5中，触控面板5071与显示面板5061是作为两个独立的部件来实现转向机构的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板5071与显示面板5061集成而实现转向机构的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元508为外部装置与转向机构500连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式信号控制电路端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、信号控制电路端口等等。接口单元508可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到转向机构500内的一个或多个元件或者可以用于在转向机构500和外部装置之间传输数据。
存储器509可用于存储软件程序以及各种数据。存储器509可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器509可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器510是转向机构的控制中心，利用各种接口和线路连接整个转向机构的各个部分，通过运行或执行存储在存储器509内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器509内的数据，执行转向机构的各种功能和处理数据，从而对转向机构进行整体监控。处理器510可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器510可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器510中。
转向机构500还可以包括给各个部件供电的电源512(比如电池)，优选的，电源512可以通过电源管理系统与处理器510逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
另外，转向机构500包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
优选的，本发明实施例还提供一种转向机构，包括处理器510，存储器509，存储在存储器509上并可在所述处理器510上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器510执行时实现上述转向机构的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述转向机构的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种转向机构，所述转向机构设置在车架上，所述车架底部还设置有板簧，其特征在于，所述转向机构包括控制器、距离传感器和直拉杆；
其中，所述直拉杆包括缸筒(11)、第一连杆(12)、第二连杆(13)、弹性件(14)、第一护罩(15)和第二护罩(16)；
所述缸筒(11)的一端和所述第一连杆(12)的端部连接，所述缸筒(11)的另一端和所述第二连杆(13)的端部连接，所述缸筒(11)中填充有电磁流变液(17)，所述弹性件(14)套设在所述缸筒(11)上，其中，所述缸筒(11)的长度随所述电磁流变液(17)的状态变化伸长或缩短；
所述第一护罩(15)和所述第二护罩(16)均包括限位面，所述第一护罩(15)和所述第二护罩(16)分别套在所述缸筒(11)的两端，所述弹性件(14)的一端抵压在所述第一护罩(15)的限位面上，所述弹性件(14)的另一端抵压在所述第二护罩(16)的限位面上，在所述电磁流变液(17)为固态时，所述弹性件(14)处于自然状态；
所述缸筒(11)的两端还设置有电极(18)，在所述电极(18)的电场强度发生变化时，所述电磁流变液(17)的状态发生变化；
所述板簧设置于所述直拉杆的运动范围内，所述控制器和所述电极(18)电连接，所述控制器用于控制所述电极(18)的电场强度；
所述距离传感器设置在所述车架底部，且与所述板簧处于相对位置，所述距离传感器用于监测所述板簧的位移状况。
2.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述缸筒(11)包括筒体(111)、活塞(112)和活塞杆(113)；
所述筒体(111)的第一端和所述第一连杆(12)的端部固定连接，所述活塞(112)活动连接在所述筒体(111)内，所述活塞杆(113)一端和所述活塞(112)固定连接，所述活塞杆(113)的另一端伸出所述筒体(111)的第二端和所述第二连杆(13)的端部固定连接。
3.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述缸筒(11)还包括支撑环(114)；
所述支撑环(114)固定在所述缸筒(11)中，在所述缸筒(11)未发生伸长的情况下，所述支撑环(114)和所述活塞(112)之间的距离小于所述活塞(112)的最大行程。
4.根据权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述缸筒(11)还包括导向套，所述导向套(115)设置在所述筒体(111)靠近所述第二连杆(13)的一端，且所述活塞杆(113)穿过所述导向套(115)。
5.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至4任一所述的转向机构。
6.一种转向机构的控制方法，用于权利要求1至4任一所述的转向机构，其特征在于，所述控制方法包括：
获取所述板簧的弧高位移信息，其中，所述弧高位移信息为所述板簧的弧度变化量；
基于所述弧高位移信息，获取所述板簧的实时频率阈值；
获取频率预设值，基于所述频率预设值与所述实时频率阈值，确定调整频率阈值，其中，所述调整频率阈值为所述实时频率阈值中大于所述频率预设值的频率值；
基于所述调整频率阈值，获取粘性阻尼系数；
根据所述粘性阻尼系数，控制所述电极(18)的电场强度。
7.根据权利要求6所述的转向机构的控制方法，其特征在于，所述基于所述调整频率阈值，获取粘性阻尼系数，包括：
获取频率响应预设阈值、所述板簧刚度和所述板簧质量；
基于所述频率响应预设阈值、所述板簧刚度和所述板簧质量，确定所述粘性阻尼系数。
8.根据权利要求6所述的转向机构的控制方法，其特征在于，所述基于所述弧高位移信息，获取所述板簧的实时频率阈值，包括：
基于所述弧高位移信息，确定所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息；
根据所述板簧的跳动速度信息和所述板簧的跳动加速度信息，确定所述板簧的实时频率阈值。
9.根据权利要求6所述的转向机构的控制方法，其特征在于，所述转向机构还包括转向盘和转角传感器，所述根据所述粘性阻尼系数，调整所述电极(18)的电场强度，包括：
获取所述转向盘的实时转角；
在所述实时转角等于0时，根据所述粘性阻尼系数，控制所述电极(18)的电场强度，直至所述电磁流变液(17)的状态达到预设状态，其中，所述预设状态为所述电磁流变液(17)处于完全固态和完全液态之间的任一状态；
否则，控制所述电极(18)的电场强度保持不变。
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