一种汽车前轮转向角的测试方法
【专利摘要】本发明公开一种汽车前轮转向角测试方法，其特征是：设置包括激光发射器和激光接收装置的测试系统；激光发射器固定在汽车右侧的车轮轮辋上，用于发送激光信号形成与车轮轮辋平行的光平面；两个激光接收器组成的激光接收装置用于形成激光接收平面，并与光平面相交形成一条检测线，当车轮转动时，激光接收器根据检测线的变化实时输出前轮转向角信息。本发明采用的汽车前轮转向角测试方法，具有较高的测试精度，安装方便，适用于多种汽车行驶工况下的前轮转向角测量。
【专利说明】一种汽车前轮转向角的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车测试与控制领域，具体的说是涉及一种汽车前轮转向角的测量方法。
【背景技术】
[0002]轮胎的侧偏特性直接影响汽车的操纵稳定性和行驶安全性，其中，轮胎侧偏特性是现代汽车操纵稳定性研究的基础，左右侧车轮决定了车轴的侧偏特性，前后轴侧偏特性组合决定了整车的转向特性，汽车动力学稳定性控制系统需要实时识别汽车的转向特性并通过制动器制动力或发动机输出扭矩调节，以保证整车具有适度的不足转向特性。汽车转向特性可以基于前后轴侧偏角之差来量化表述。轮胎侧偏特性中，侧偏角是轮胎接地点水平速度方向与轮胎平面的夹角，为获取侧偏角需要精确获得汽车前轮转向角，即汽车行驶时转向轮平面与汽车纵轴间的夹角。
[0003]现有技术中对汽车前轮转向角的获取主要有间接测量方法和基于动力学模型的观测方法。
[0004]间接测量方法，主要基于转向盘转角来获取前轮转向角的方法。汽车行驶过程中，侧向加速度小于0.4g时，前轮转向角和转向盘转角基本保持线性关系，此时，间接测量方法具有较高的精度。在极限工况下，汽车侧向加速度大于0.4g，前轮转向角还叠加了悬架变形转向和车身侧倾转向角，导致基于转向盘转角来获取转向轮转向角存在较大的误差。此夕卜，汽车极限工况一般伴随整车载荷向前后或外侧车轮转移，导致单个轮胎的侧偏特性工作区域发生转移，弱化了车轴侧偏特性，从而改变了整车的转向特性。所以准确观测汽车极限工况下的转向特性是一个难题。
[0005]基于动力学模型的观测方法，通过建立汽车的多自由度动力性模型和AFS模型对汽车的前轮转向角信息进行观测，模型的精度将直接影响到前轮转向角的观测精度，这些方法在汽车大转向盘转角的高速行驶工况下，数据收敛速度和精度受到影响。
[0006]此外还有利用车辆转角测量转盘的测量方法，但是此种方法局限性很大，只适用于汽车静止状态下的测量。
【发明内容】
[0007]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种适用范围广、操作简便、精度较高的汽车前轮转向角测试方法。
[0008]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0009]本发明汽车前轮转向角的测试方法，其特点是:设置测试装置，所述测试装置包括激光发射器和激光接收装置；
[0010]所述激光发射器固定设置于汽车右侧的车轮轮辋上，且所述车轮轮辋的中心轴线与所述激光发射器的中心轴线重合；所述激光发射器用于实时发送激光信号形成光平面PP,，所述光平面PP'与车轮轮辋的中心轴线垂直；[0011]所述激光接收装置包括第一激光接收器和第二激光接收器；所述第一激光接收器和第二激光接收器呈柱状；第一激光接收器的一端固定在汽车引擎盖的右边外侧的C点，另一端沿水平方向向外延伸；第二激光接收器的一端固定在汽车引擎盖的右边外侧的D点，另一端沿水平方向向外延伸；C点与D点间距为f，且第一激光接收器和第二激光接收器相互平行并垂直于C点与D点连线，以第一激光接收器、第二激光接收器及C点与D点连线为边形成平行于水平面的矩形激光接收平面w';所述矩形激光接收平面w'与汽车右侧车轮中心点的垂直距离为d ；
[0012]所述矩形激光接收平面ww'与所述激光发射器形成的光平面PP'相交形成一条检测线A' B'，其中A'点为检测线与第一激光接收器形成的交点，点为检测线与第二激光接收器形成的交点；第一激光接收器接收A,点的激光信号，利用所述A,点的激光信号获得A,点与C点的距离e;第二激光接收器接收B,点的激光信号，利用所述B,点的激光信号获得点与D点的距离f ；
[0013]所述汽车前轮转向角δ由式1计算获得:
[0014]
【权利要求】
1.一种汽车前轮转向角的测试方法，其特征是:设置测试装置，所述测试装置包括激光发射器(1)和激光接收装置；所述激光发射器(1)固定设置于汽车右侧的车轮轮辋(4)上，且所述车轮轮辋(4)的中心轴线与所述激光发射器(1)的中心轴线重合；所述激光发射器(1)用于实时发送激光信号形成光平面PP'，所述光平面PP'与车轮轮辋(4)的中心轴线垂直；所述激光接收装置包括第一激光接收器(2 )和第二激光接收器(3 );所述第一激光接收器(2)和第二激光接收器(3)呈柱状；第一激光接收器(2)的一端固定在汽车引擎盖的右边外侧的C点，另一端沿水平方向向外延伸；第二激光接收器(3)的一端固定在汽车引擎盖的右边外侧的D点，另一端沿水平方向向外延伸；C点与D点间距为f，且第一激光接收器(2)和第二激光接收器(3)相互平行并垂直于C点与D点连线，以第一激光接收器(2)、第二激光接收器(3)及C点与D点连线为边形成平行于水平面的矩形激光接收平面ww';所述矩形激光接收平面ww'与汽车右侧车轮中心点的垂直距离为d ；所述矩形激光接收平面ww'与所述激光发射器(1)形成的光平面pp'相交形成一条检测线A' B'，其中A'点为检测线与第一激光接收器(2)形成的交点，点为检测线与第二激光接收器(3)形成的交点；第一激光接收器(2)接收A'点的激光信号，利用所述A'点的激光信号获得A,点与C点的距离e;第二激光接收器(3)接收B,点的激光信号，利用所述B'点的激光信号获得B'点与D点的距离g;所述汽车前轮转向角S由式1计算获得:δ = arctanf-~—)(1)' fj
2.根据权利要求1所述的汽车前轮转向角的测试方法，其特征是:所述测试装置还包括激光发射器连接装置；所述激光发射器连接装置包括法兰盘(9)、连接杆(5)、夹紧套管(6)、卡爪头(7)、螺栓(8);所述法兰盘(9)的一侧与激光发射器(1)通过连接杆(5)固定连接，法兰盘(9)的另一侧通过夹紧套管(6)与车轮轮辋(9)固定连接；所述夹紧套管(6)通过螺栓(8)紧固在法兰盘(9)上，夹紧套管(6)的另一端的卡爪头(7)固定在车轮轮辋(4)上。
【文档编号】B62D15/02GK103693102SQ201310703163
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】张小龙, 王啟永, 陈彬, 刘鹏飞 申请人:安徽农业大学