汽车动力转向系统研发和性能检测平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种汽车动力转向系统研发及性能检测平台，包括基座，在基座上设有轨道盘导轨，在轨道盘导轨的长度方向上对称安装有轨道盘；轨道盘与基座之间连接有轨道盘横向驱动装置；轨道盘上表面上与轨道盘导轨相垂直的方向上对称设有两个圆弧形的轨道盘滑槽；两个轨道盘滑槽内分别安装有一个滚筒组支架；两个滚筒组支架上安装有滚筒组，车轮齿形带将滚筒组套在内部；转向轮安装在前桥并压在齿形带上；力矩方向盘与转向器连接，转向柱上安装有液压/电动助力机构，转向器与转向轮连接。车轮驱动伺服电机的输出轴连接主减速器和差速器总成。该平台在台架上最大程度的实现了转向车轮实际行驶工况复杂性的构建和还原，其结构简单，操作方便。
【专利说明】汽车动力转向系统研发和性能检测平台
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械【技术领域】，具体涉及一种汽车动力转向系统研发及性能检测平台。该平台适用于各种形式的汽车动力转向系统如液压动力转向系统、电动助力转向系统等的研发和测试。
【背景技术】
[0002]重型汽车或装有超低压轮胎的轿车转向时阻力较大，尤其在原地转向或者泊车时转向阻力相当大，为了减轻驾驶员尤其女驾驶员的疲劳强度，改善车辆的操纵性能和舒适性，采用动力转向是解决问题的良好解决办法。目前，液压动力转向系统在重型汽车及乘用车上普遍应用，其技术成熟。另外，随着人类节能环保意识的提高，电动助力转向系统(EPS)在乘用车上开始逐渐得到应用，但目前EPS控制器主要靠进口来满足国内需要。随着汽车保有量的逐年增加，开发具有自主只适合产权的动力转向系统控制器是急需解决的难题。
[0003]要开发动力转向系统，就必须测试出汽车转向系统的相关参数，目前主要的测试方式是靠实车场地试验或者计算机仿真来进行。由于车辆系统和行驶环境的复杂性，现有的仿真技术很难准确反映一些实际问题，与实际情况有很大差别，而如果一味的采用实车试验来获取数据，则控制系统开发周期大大延长，试验成本巨大。因此，为了节约开发成本，缩短研发周期，建立汽车动力转向系统研发和性能检测平台是很有必要的。目前，国内很多厂家和科研机构都在研究动力转向系统这一课题，尤其是电动助力转向系统(EPS)控制器的研发，同时也在进行相应测试平台的开发，但是，目前的同类平台的台架均比较简陋，模拟功能非常有限，模拟精度不高，例如2011年11月2日公开的专利申请CN202024896U“闭环式汽车转向系统阻力矩模拟装置”专利申请，它只能用于辅助EPS控制器的开发和最基本性能的测试，还不能够在台架上实现转向系统和行驶环境的模拟。
【发明内容】
[0004]针对目前汽车动力转向系统研发和性能检测平台存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种汽车动力转向系统研发及性能检测平台，该平台在台架上最大程度的实现了转向车轮实际行驶工况复杂性的构建和还原，其结构简单，操作方便。
[0005]为了完成上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以解决:
[0006]汽车动力转向系统研发和性能检测平台作为性能检测平台时，整体结构包括道路模拟系统、测试控制系统和基座等；当作为系统研发平台时，整体结构除包括作为性能检测台时的机械结构外，还包括汽车转向系统(如力矩方向盘、液压/电动助力机构、转向器等)、前桥、转向轮、左侧车轮转速传感器、右侧车轮转速传感器、前桥动力源(即车轮驱动伺服电机、主减速器和差速器总成)、左侧轮荷加载电控液压伺服装置、右侧轮荷加载电控液压伺服装置，这些结构固定安装在一个平台上。汽车转向系统和前桥动力源在道路模拟系统的上部，为方便厂家或科研机构对某车型的转向系统(控制器)进行开发，也同时适用于检测站对实车转向系统相关参数的检测，集成汽车转向系统、前桥、转向轮、前桥动力源等部分的平台设计为一体可移动平台。汽车转向系统包括方向盘(外圈套有力矩方向盘)、液压或电动助力机构(内置转角和转矩传感器)、转向器等；道路模拟系统包括左侧滚筒组、右侧滚筒组、左侧滚筒组支架、右侧滚筒组支架、左侧车轮齿形带、右侧车轮齿形带、齿形带张紧装置、左侧轨道盘、右侧轨道盘等；测试控制系统包括工控机(插有数据采集板卡)、左侧支架转角传感器、右侧支架转角传感器、左侧支架旋转电控液压伺服装置(含压力传感器)、右侧支架旋转电控液压伺服装置(含压力传感器)、左侧轮荷加载电控液压伺服装置(含压力传感器)、右侧轮荷加载电控液压伺服装置(含压力传感器)、左侧轮荷传感器、右侧轮荷传感器、左侧滚筒转速传感器、右侧滚筒转速传感器左侧滚筒组驱动伺服电机、右侧滚筒组驱动伺服电机等。
[0007]在基座上设有轨道盘导轨，在轨道盘导轨的长度方向上对称安装有左侧轨道盘和右侧轨道盘，左侧轨道盘与基座之间分别连接有左侧轨道盘横向驱动装置，右侧轨道盘与基座之间分别连接有右侧轨道盘横向驱动装置，轨道盘横向驱动装置采用电控液压缸结构，横向驱动装置一端与基座连接，另一端与轨道盘连接，通过控制横向驱动装置可分别带动轨道盘移动，以匹配不同轴距的车辆；左侧轨道盘的上表面以轨道盘导轨为中心线对称设有两个圆弧形的轨道盘滑槽，每个轨道盘滑槽内安装有一个左滚筒组支架，两个左侧滚筒组支架26上安装有左侧滚筒组6，左侧车轮齿形带7将该左侧滚筒组6套在内部；右侧轨道盘的上表面以轨道盘导轨为中心线也对称设有两个圆弧形的轨道盘滑槽；每个轨道盘滑槽内安装有一个右侧滚筒组支架，两个右侧滚筒组支架上安装有右侧滚筒组；右侧齿形带套在右侧滚筒组上，齿形带的上表面相当于实际路面，齿形带的粗糙度可以根据需要通过喷沙等方法得以改变，以模拟真实路面情况下的不同附着系数；齿形带张紧装置用于调节两侧的齿形带的张紧程度，以保证齿形带上表面的水平度；左侧支架旋转电控液压伺服装置在滚筒组支架的斜对角方向上设有液压缸，右侧支架旋转电控液压伺服装置在滚筒组支架的斜对角方向上亦设有液压缸，活塞一端均与滚筒组支架连接，液压缸缸体固定，通过控制各液压缸的液压力可以实现滚筒组支架沿轨道盘滑槽旋转一定角度，以模拟汽车转弯时车轮相对车辆纵向平面的摆角，控制左侧车轮支架旋转电控液压伺服装置和右侧车轮支架旋转电控液压伺服装置使左侧滚筒组支架和右侧滚筒组支架沿轨道盘滑槽旋转角度不相等，可以模拟汽车转弯时左右两侧车轮摆角实际不相等的情况；左侧轨道盘上安装有左侧支架转角传感器，右侧轨道盘上安装有右侧支架转角传感器，用于检测滚筒组支架在轨道盘滑槽内的转动角度，通过该反馈信号和工控机形成对滚筒组支架旋转电控液压伺服装置的闭环控制，保证了各滚筒组支架能够精确的旋转任意角度值；工控机还可以根据支架旋转电控液压伺服装置反馈的压力或力矩信号可以计算得到左、右两侧轮胎在转弯时的横向加速度，便于分析汽车的操纵稳定性；左侧滚筒组驱动伺服电机连接左侧滚筒组的主轴以驱动其旋转，右侧滚筒组驱动伺服电机连接右侧滚筒组的主轴以驱动其旋转；左侧滚筒组转速传感器安装在左侧滚筒组一侧的轴承座上，右侧滚筒组转速传感器安装在右侧滚筒组一侧的轴承座上，根据滚筒转速和滚筒半径可以换算得到齿形带的运动速度即车速值，使滚筒组驱动伺服电机工作在转速控制模式下，通过滚筒组转速传感器信号的反馈实现对车轮驱动伺服电机的闭环控制，因此能够使其能够稳定的控制在任意车速值，此外，将获得的车速值显示在LED大屏幕上，作为性能检测平台时，可供驾驶员准确的控制节气门开度。
[0008]作用在力矩方向盘上的力矩依次经过方向盘、液压或电动助力机构、转向器、转向梯形等机构传递给转向轮，使转向车轮实现偏摆动作；转向器可以为齿轮齿条式、循环球式等形式，液压/电动助力机构可以是齿条助力式、小齿轮助力式、转向柱助力式等多种形式，因此该平台适合开展各种类型转向系统的研发工作。左侧轮荷加载电控液压伺服装置安装在靠近左侧转向车轮内侧的前桥上，右侧轮荷加载电控液压伺服装置安装在靠近右侧转向车轮内侧的前桥上，该伺服装置的液压缸缸体固定，活塞一端与前桥连接，在工控机37的控制下给前桥进行轮荷加载，以模拟各种车型的前桥质量；各滚筒组轴承座上均安装有轮荷传感器，用于测量各侧车轮的载荷，工控机从轮荷传感接收的反馈信号与轮荷加载电控液压伺服装置形成闭环控制，以准确加载车辆前桥载荷，还可以控制左侧轮荷加载电控液压伺服装置和右侧轮荷加载电控液压伺服装置加载不等的压力实现模拟车辆转弯侧倾引起的轮荷转移；作为研发平台时，在转向车轮的内侧端面分别装有左侧车轮转速传感器和右侧车轮传感器，以检测转向车轮的转速，车轮驱动伺服电机通过主减速器和差速器驱动车轮旋转，进而带动齿形带运动，获取的车轮转速值和已知的车轮半径能够换算得到车速值，可以将该值输出到LED显示屏上供驾驶员参考，此外，转速传感器、工控机和轮荷加载电控液压伺服装置构成了闭环控制，能够准确控制车轮的转速即车速值，差速器的存在使台架实现了车辆转弯时左右车轮转速不等及滚动路程不等的情况；左侧滚筒驱动伺服电机和右侧滚筒驱动伺服电机工作在转矩控制模式时，通过调整伺服电机的输出转矩可以如实体现车辆在实际运行过程中轮胎与地面的相互作用力，因此该平台在台架上真实完成了乘用车转向驱动桥的搭建和转向车轮真实工作状态的还原再现，这些都是目前现有平台无法模拟实现的；根据研究需要，可以在该平台上完成所有动力转向系统及相关方面的研究与开发。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型的平台如实还原了车辆转弯时的真实状态，当需要测试动力转向系统的各种性能或者开发新型控制器时，无需寻找合适的试验场地、无需外借或购买各种测试仪器，无需耗费大量的人力和时间在室外进行各种试验等，节省了大量的人力物力，节约开发成本，缩短开发周期。使用本实用新型的平台能够对现有车辆的动力转向系统进行各种性能的检测、评价和改进；能够完成对预生产车型的转向系统控制器的开发和试验；完成动力转向系统故障排查等工作；因此，该平台为汽车操纵稳定性的研究、动力转向系统性能的研究、控制器的开发等创造了良好的条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的汽车动力转向系统研发及性能检测平台的机械结构俯视图。
[0011]图2为图1的左视图。
[0012]图3为本实用新型作为检测平台时的机械结构主视示意图。
[0013]图4为本实用新型作为检测平台的结构俯视图。
[0014]图5为本实用新型的电连接示意图。
[0015]图中:1 -基座，2 -轨道盘导轨，3 -左侧轨道盘横向驱动装置，4 -左侧轨道盘，5 -左侧轨道盘滑槽，6 -左侧滚筒组，7 -左侧车轮齿形带，8 -左侧支架旋转电控液压伺服装置，9 -左侧滚筒组驱动伺服电机，10 -主减速器和差速器总成，11 -车轮驱动伺服电机，12 -转向器，13 -液压/电动助力机构，14 -力矩方向盘，15 -右侧轨道盘横向驱动装置，16 -右侧轨道盘，17 -右侧轨道盘滑槽，18 -右侧滚筒组，19 -右侧支架旋转电控液压伺服装置，20 -右侧车轮齿形带，21 -右侧滚筒组驱动伺服电机，22 -转向轮，23 -右侧轮荷加载电控液压伺服装置，24 -左侧轮荷加载电控液压伺服装置，25 -右侧滚筒组支架，26 -左侧滚筒组支架，27 -右侧齿形带张紧装置，28 -左侧齿形带张紧装置，29 -右侧滚筒组转速传感器，30 -左侧滚筒组转速传感器，31 -右侧支架转角传感器，32 -左侧支架转角传感器，33 -左侧车轮转速传感器，34 -右侧车轮转速传感器，35 -左侧轮荷传感器，36 -右侧轮荷传感器，37 -工控机。
[0016]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步解释说明。
【具体实施方式】
[0017]如图1 -图4所示，本实用新型的汽车动力转向系统研发和性能检测平台，包括基座1，在基座I上设有轨道盘导轨2，在轨道盘导轨2的长度方向上对称安装有左侧轨道盘4和右侧轨道盘16 ；
[0018]左侧轨道盘4与基座I之间连接有左侧轨道盘横向驱动装置3，左侧轨道盘横向驱动装置3用以驱动左侧轨道盘4在轨道盘导轨2上左右移动；左侧轨道盘4上表面上与轨道盘导轨2相垂直的方向上对称设有两个圆弧形的左侧轨道盘滑槽5 ;两个左侧轨道盘滑槽5内分别安装有一个左侧滚筒组支架26 ;两个左侧滚筒组支架26上安装有左侧滚筒组6，左侧车轮齿形带7将左侧滚筒组6套在内部；左侧齿形带张紧装置28用于调节左侧车轮齿形带7的张紧程度；左侧支架旋转电控液压伺服装置8固定在基座I上，其液压缸连接左侧滚筒组支架26，用以控制其沿其所在的左侧轨道盘滑槽5转动；左侧滚筒组驱动伺服电机9连接一个左侧滚筒组6的主轴以驱动其旋转；左侧滚筒组6的一侧轴承座上安装有左侧滚筒组转速传感器30，用于检测左侧滚筒组6的转速；左侧轨道盘4上安装有左侧支架转角传感器32，用于检测左侧滚筒组支架26在左侧轨道盘滑槽5内的转动角度；左侧车轮转速传感器33安装在左侧车轮的内侧端面，以检测左侧车轮的转速；左侧轮荷加载电控液压伺服装置24安装在汽车前桥靠近左侧车轮的一端，以在工控机37的控制下给左侧车轮进行轮荷加载；左侧轮荷传感器35安装在左侧滚筒组6的轴承座上，用于测量左侧车轮的载荷；
[0019]右侧轨道盘16与基座I之间连接有右侧轨道盘横向驱动装置15，右侧轨道盘横向驱动装置15用以驱动右侧轨道盘16在轨道盘导轨2上左右移动；右侧轨道盘16上表面上与轨道盘导轨2相垂直的方向上对称设有两个圆弧形的右侧轨道盘滑槽17 ;两个右侧轨道盘滑槽17内分别安装有一个右侧滚筒组支架25 ;两个右侧滚筒组支架25上安装有右侧滚筒组18，右侧车轮齿形带20将该右侧滚筒组18套在内部；右侧齿形带张紧装置27用于调节右侧车轮齿形带20的张紧程度；右侧支架旋转电控液压伺服装置19固定在基座上，其液压缸连接右侧滚筒组支架25，用以控制其沿其所在的右侧轨道盘滑槽17转动；右侧滚筒组驱动伺服电机21连接一个右侧滚筒组18的主轴以驱动其旋转；右侧滚筒组18的一侧轴承座上安装有右侧滚筒组转速传感器29，用于检测左侧滚筒组18的转速；右侧轨道盘16上安装有右侧支架转角传感器31，用于检测右侧滚筒组支架25在右侧轨道盘滑槽17内的转动角度；右侧车轮转速传感器34安装在右侧车轮的内侧端面，以检测右侧车轮的转速；右侧轮荷加载电控液压伺服装置23安装在汽车前桥靠近右侧车轮的一端，以在工控机37的控制下给右侧车轮进行轮荷加载；右侧轮荷传感器36安装在右侧滚筒组18的轴承座上，用于测量右侧车轮的载荷；
[0020]主减速器和差速器总成10、车轮驱动伺服电机11、转向器12、液压/电动助力机构13、力矩方向盘14和两个转向轮22整体安装在一个可移动台架上，该台架安装在左侧车轮齿形带7和右侧车轮齿形带20上方；两个转向轮22均用于安装在车辆的前桥上，并分别压在左侧车轮齿形带7和右侧车轮齿形带20上；力矩方向盘14通过转向柱与转向器12连接，转向柱上安装有液压/电动助力机构13，转向器12通过转向梯形与转向轮22连接，以实现转向轮22的偏摆。车轮驱动伺服电机11的输出轴连接主减速器和差速器总成10，主减速器和差速器总成10通过半轴与左右两侧的转向轮22连接并传递转矩，以驱动转向轮22转动。
[0021]如图5所示，本实用新型的平台的电连接如下:
[0022]左侧轨道盘横向驱动装置3、左侧支架旋转电控液压伺服装置8、左侧滚筒组驱动伺服电机9、车轮驱动伺服电机11、力矩方向盘14、右侧轨道盘横向驱动装置15、右侧支架旋转电控液压伺服装置19、右侧滚筒组驱动伺服电机21、右侧轮荷加载电控液压伺服装置23、左侧轮荷加载电控液压伺服装置24、右侧滚筒组转速传感器29、左侧滚筒组转速传感器30、右侧支架转角传感器31、左侧支架转角传感器32、左侧车轮转速传感器33、右侧车轮转速传感器34、左侧轮荷传感器35和右侧轮荷传感器36分别连接工控机37。
[0023]轨道盘横向驱动装置3、15可采用伺服电机驱动螺旋机构实现，伺服电机固定在基座I上，另一端连在轨道盘4和16上。支架旋转电控液压伺服装置8和19也可采用伺服电机、万向节和螺旋机构实现支架的固定不动或旋转运动，伺服电机时也要将其固定在基座I上；同理，轮荷加载电控液压伺服装置23和24亦可通过伺服电机驱动螺旋机构实现。右侧齿形带张紧装置27、左侧齿形带张紧装置28可采用皮带张紧器。右侧轮荷传感器19、左侧轮荷传感器35采用荷重传感器。
[0024]当作为性能检测平台即需要对实车转向系统进行测试时，工控机37首先根据已输入的该车型参数(如轴距、前轴载荷等)，通过控制基座I上的左侧轨道盘横向驱动装置3和右侧轨道盘横向驱动装置15运动，使其匹配待检测乘用车的轴距，当待检测乘用车驶上检测平台的齿形带时，左、右两侧车轮22基本处于左侧车轮齿形带7和右侧车轮齿形带20的中间位置。检测时可分为有驾驶员操作和无驾驶员操作两种方案。方方案一(有驾驶员操作):对于普遍的前置前驱乘用车(即前桥类型为转向驱动桥)而言，将力矩方向盘14安装在待检测乘用车的方向盘上，并将输出的力矩信号输入工控机37。为还原车辆的实际运行状态，启动汽车发动机，由发动机提供动力，带动齿形带7和20运行。工控机37控制左侧支架旋转电控液压伺服装置8和右侧支架旋转电控液压伺服装置19使支架维持在车辆纵向轴线方向而不偏摆，控制左侧滚筒组驱动伺服电机9和右侧滚筒组驱动伺服电机21使其模拟该车实际运行时的行驶阻力。开始检测时，驾驶员根据仪表显示的车速值，控制油门开度，使车速控制在实验要求的车速值，然后驾驶员根据实验要求操作力矩方向盘，分别测取汽车在有、无助力转向时的原地转向、极低速(0.5 — 10km/h，需要测试的车速取值根据国家实验标准选取)、较低及高速(11 一80km/h，需要测试的车速取值根据国家实验标准选取)等工况下的转向盘力矩，以及完成转向系统摩擦力矩的测量、转向柱摩擦力矩的测量等工作，工控机37将采集的力矩方向盘信号处理并保存，具体实验步骤根据相关国家标准进行。对于部分前置后驱乘用车(即前桥类型仅为转向桥)，为还原车辆的实际运行状态，由左侧滚筒组驱动伺服电机9和右侧滚筒组驱动伺服电机21提供动力，带动转向车轮22旋转。工控机根据左侧滚筒组转速传感器30和右侧滚筒组转速传感器29的信号精确控制滚筒组驱动伺服电机9和21的转速，即准确模拟汽车行驶速度。同样，驾驶员根据实验要求操纵力矩方向盘14，完成规定的测试工作，工控机37将采集到的力矩方向盘14信号处理并保存，具体实验步骤根据相关国家标准进行。获取的转向盘力矩数据可以用于该车型动力转向系统的研发和改进，也可用于检测已开发并装车的动力转向系统的性能，以便于评价该动力转向系统的好坏或等级。方案二(无驾驶员操作):对于普遍的前置前驱乘用车(即前桥类型为转向驱动桥)，驾驶员将待检测车辆驶上检测平台，将力矩方向盘14安装在待检测乘用车的方向盘上并锁止在方向盘中间位置，把输出的力矩信号输入工控机37。同样为还原车辆的实际运行状态，启动汽车发动机，由发动机提供动力，带动齿形带7和20运行。开始检测时，驾驶员只是根据LED显示屏显示的车速值，控制油门开度，使车速控制在实验要求的车速值，而无需操作力矩方向盘14。工控机37根据已输入的待检测乘用车参数信息，会根据转向系统转向梯形参数换算得知两侧车轮摆角的关系，再根据两侧车轮摆角的关系对应控制左、右两侧支架旋转电控液压伺服装置8和19使左侧滚筒组支架26和右侧滚筒组支架25旋转不同角度，从而使齿形带的纵向轴线相对车辆的纵向轴线连续偏转，以模拟方向盘的转动，因此从力矩方向盘输出的信号便是车辆实际运行时操纵方向盘使车辆转弯的操纵力矩，同理根据实验要求完成上述检测或测试工作。对于部分前置后驱乘用车(即前桥类型仅为转向桥)，同样为还原车辆的实际运行状态，由左、右两侧滚筒组驱动伺服电机9和21提供动力，带动转向车轮22旋转。工控机37根据左、右两侧滚筒组转速传感器30和29的信号精确控制电机转速，即准确模拟汽车行驶速度。但是此时驾驶员既不需要操纵力矩方向盘14，亦不需要控制油门开度，只需坐在主驾驶位置即可。同理，按照实验要求完成规定的测试工作，工控机37将采集到的力矩方向盘信号处理并保存，具体实验步骤根据相关国家标准进行。获取的转向盘力矩数据可以用于该车型动力转向系统的研发和改进，也可用于检测已开发并装车的动力转向系统的性能，以便于评价该动力转向系统的好坏或等级。上述机构协同动作，真实全面的还原了实际车辆的转向状态，因此使检测结果更好的反映了动力转向系统的性能。
[0025]当作为系统研发平台时，即汽车生产厂家欲生产某款新车型的动力转向系统或高校等科研机构进行新型控制器开发、基础研究等活动时，可以针对某一固定车型(比如说前置前驱乘用车)的转向系统进行研究，此时只需将集汽车转向系统(如力矩方向盘14、液压/电动助力机构13、转向器12等)、前桥、转向轮22、左侧车轮转速传感器33、右侧车轮转速传感器34、前桥动力源(即车轮驱动伺服电机11、主减速器和差速器总成10)、左侧轮荷加载电控液压伺服装置24、右侧轮荷加载电控液压伺服装置23等为一体的可移动平台固定在齿形带上方即可，操作方便。车轮驱动伺服电机11用于代替发动机输出动力，动力经主减速器和差速器总成10传递给转向轮22。检测时，工控机37根据事先输入的车辆基本参数、转向系统参数控制轮荷加载电控液压伺服装置24和23给转向轮加载，轮荷传感器35和36实时监控左右车轮上的载荷，工控机37、轮荷传感器35和36、轮荷加载电控液压伺服装置24和23共同完成轮荷加载的闭环控制，大大提高了精度，因此该平台最大程度的复原了车辆转弯时的真实工况，为动力转向系统控制器的调试、开发，车辆操纵稳定性的研究、新型动力转向系统的研发等提供了良好的条件，使检测和试验结果更具可靠性、准确性。针对研发需要均可以按照方案一或方案二对动力转向系统进行测试和检测，也可以两种方案同时测试以作对照分析，根据国标要求，可以完成对动力转向系统主观评价和客观评价试验，进而对转向系统的综合性能做出最准确的评价。此外，借助此平台可以完成对预开发控制器程序的不断测试和调试工作，为已开发控制器的助力控制特性、回正控制特性、阻尼控制特性、助力电流控制等研究工作提供条件，可以充分研究动力转向系统的各种性能，进而完成具有良好性能的动力转向系统的开发。
【权利要求】
1.一种汽车动力转向系统研发和性能检测平台，包括基座(1)，在基座(1)上设有轨道盘导轨(2)，在轨道盘导轨(2)的长度方向上对称安装有左侧轨道盘(4)和右侧轨道盘(16);其特征在于: 左侧轨道盘(4)与基座(1)之间连接有左侧轨道盘横向驱动装置(3)，左侧轨道盘横向驱动装置(3)用以驱动左侧轨道盘(4)在轨道盘导轨(2)上左右移动；左侧轨道盘(4)上表面上与轨道盘导轨(2)相垂直的方向上对称设有两个圆弧形的左侧轨道盘滑槽(5);两个左侧轨道盘滑槽(5)内分别安装有一个左侧滚筒组支架(26);两个左侧滚筒组支架(26)上安装有左侧滚筒组(6)，左侧车轮齿形带(7)将左侧滚筒组(6)套在内部；左侧齿形带张紧装置(28)用于调节左侧车轮齿形带(7)的张紧程度；左侧支架旋转电控液压伺服装置(8)固定在基座(1)上，其液压缸连接左侧滚筒组支架(26)，用以控制其沿其所在的左侧轨道盘滑槽(5)转动；左侧滚筒组驱动伺服电机(9)连接一个左侧滚筒组(6)的主轴以驱动其旋转；左侧滚筒组(6)的一侧轴承座上安装有左侧滚筒组转速传感器(30)，用于检测左侧滚筒组(6 )的转速；左侧轨道盘(4 )上安装有左侧支架转角传感器(32 )，用于检测左侧滚筒组支架(26)在左侧轨道盘滑槽(5)内的转动角度；左侧车轮转速传感器(33)安装在左侧车轮的内侧端面，以检测左侧车轮的转速；左侧轮荷加载电控液压伺服装置(24)安装在汽车前桥靠近左侧车轮的一端，以在工控机(37)的控制下给左侧车轮进行轮荷加载；左侧轮荷传感器(35)安装在左侧滚筒组(6)的轴承座上，用于测量左侧车轮的载荷； 右侧轨道盘(16)与基座(1)之间连接有右侧轨道盘横向驱动装置(15)，右侧轨道盘横向驱动装置(15)用以驱动右侧轨道盘(16)在轨道盘导轨(2)上左右移动；右侧轨道盘(16)上表面上与轨道盘导轨(2)相垂直的方向上对称设有两个圆弧形的右侧轨道盘滑槽(17)；两个右侧轨道盘滑槽(17)内分别安装有一个右侧滚筒组支架(25);两个右侧滚筒组支架(25)上安装有右侧滚筒组(18)，右侧车轮齿形带(20)将该右侧滚筒组(18)套在内部；右侧齿形带张紧装置(27)用于调节右侧车轮齿形带(20)的张紧程度；右侧支架旋转电控液压伺服装置(19)固定在基座上，其液压缸连接右侧滚筒组支架(25)，用以控制其沿其所在的右侧轨道盘滑槽(17)转动；右侧滚筒组驱动伺服电机(21)连接一个右侧滚筒组(18)的主轴以驱动其旋转；右侧滚筒组(18)的一侧轴承座上安装有右侧滚筒组转速传感器(29)，用于检测左侧滚筒组(18)的转速；右侧轨道盘(16)上安装有右侧支架转角传感器(31)，用于检测右侧滚筒组支架(25)在右侧轨道盘滑槽(17)内的转动角度；右侧车轮转速传感器(34)安装在右侧车轮的内侧端面，以检测右侧车轮的转速；右侧轮荷加载电控液压伺服装置(23)安装在汽车前桥靠近右侧车轮的一端，以在工控机(37)的控制下给右侧车轮进行轮荷加载；右侧轮荷传感器(36)安装在右侧滚筒组(18)的轴承座上，用于测量右侧车轮的载荷； 主减速器和差速器总成(10)、车轮驱动伺服电机(11)、转向器(12)、液压/电动助力机构(13)、力矩方向盘(14)和两个转向轮(22)整体安装在一个可移动台架上，该台架安装在左侧车轮齿形带(7)和右侧车轮齿形带(20)上方；两个转向轮(22)均用于安装在车辆的前桥上，并分别压在左侧车轮齿形带(7)和右侧车轮齿形带(20)上；力矩方向盘(14)通过转向柱与转向器(12)连接，转向柱上安装有液压/电动助力机构(13)，转向器(12)通过转向梯形与转向轮(22)连接；车轮驱动伺服电机(11)的输出轴连接主减速器和差速器总成(10)，主减速器和差速器总成(10)通过半轴与左右两侧的转向轮(22)连接并传递转矩，以驱动转向轮(22)转动； 左侧轨道盘横向驱动装置(3)、左侧支架旋转电控液压伺服装置(8)、左侧滚筒组驱动伺服电机(9)、车轮驱动伺服电机(11)、力矩方向盘(14)、右侧轨道盘横向驱动装置(15)、右侧支架旋转电控液压伺服装置(19)、右侧滚筒组驱动伺服电机(21)、右侧轮荷加载电控液压伺服装置(23)、左侧轮荷加载电控液压伺服装置(24)、右侧滚筒组转速传感器(29)、左侧滚筒组转速传感器(30)、右侧支架转角传感器(31)、左侧支架转角传感器(32)、左侧车轮转速传感器(33)、右侧车轮转速传感器(34)、左侧轮荷传感器(35)和右侧轮荷传感器(36)分别连接工控机(37)。
2.如权利要求1所述的汽车动力转向系统研发和性能检测平台，其特征在于:所述右侧齿形带张紧装置(27)、左侧齿形带张紧装置(28)采用皮带张紧器。
3.如权利要求1所述的汽车动力转向系统研发和性能检测平台，其特征在于:所述右侧轮荷传感器(19) 、左侧轮荷传感器(35)采用荷重传感器。
【文档编号】G01M17/06GK203502239SQ201320624352
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】武历颖, 徐同强 申请人:长安大学