用于测量和估算动态车身力的测试系统技术方案

本发明专利技术提供一种测试系统，所述测试系统被构造成将车身扰动提供给测试样品并响应于输入的车身扰动测量测试样品的运动或位移。所述系统包括一个或多个致动器装置(110，170，172，174，180，214，226，230，236，240)，所述一个或多个致动器装置被构造成使用测量的运动或位移再现通过初始输入车身扰动提供的车身(104)的运动或位移。如所公开，所述系统包括使用测量的运动或位移(108)产生控制参数(126)以控制一个或多个致动器装置的操作的算法或指令。通过再现测量的运动或位移(108)的一个或多个致动器装置施加的力用于确定通过输入扰动施加到车身(104)的力或载荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量和估算动态车身力的测试系统
技术介绍
测试设备用于测试测试样品在各种操作状态期间响应于提供给测试样品的动态力和运动的性能。这种测试设备使用各种致动器和装置将力输入给样品。典型地，对于车辆测试设备，输入的力或运动对应于通过车辆悬架提供给车辆的道路或者驾驶输入。诸如空气动力的各种其它力在运转期间作用于车辆。不同于道路和驾驶的力，难以测量和定量车辆运转期间提供在车身上的空气动力。
技术实现思路
本申请说明一种估算和测量力的测试系统或设备，所述力可以被认为相当于通过不同于车辆悬架的路径的提供给车身的各种空气动力或其它力扰动。测试系统被构造成将扰动提供给测试样品并响应于输入扰动测量提供给测试样品的车身运动或位移。所述系统包括被构造成使用测量的运动或位移再现车身扰动的运动或位移的一个或多个致动器装置。如所公开，所述系统包括使用测量的运动或位移产生控制参数以控制一个或多个致动器装置的操作的算法或指令。在没有力扰动的情况下，通过再现测量的运动或位移的一个或多个致动器装置施加的力用于确定由初始力扰动施加到车身的力或载荷。所述的测试系统可以使用不同的车身运动控制系统来实现以再现测量的运动和位移，并且上述的
技术实现思路
将不会限制申请人的专利技术的保护范围，也不会将本申请限制到在此公开的特定实施例。附图说明图1示意性地显示用于确定来自诸如风道的力扰动发生器的作用于车身上的力的测试系统的实施例；图2为用于确定或估算作用于车身上的力的测试系统的实施例的详细说明；图3示意性地显示图1和图2中所示的测试系统的部件；图4是显示用于根据图2中所示的系统确定作用于车身上的力的测试过程的实施例的流程图；图5示意性地显示用于确定来自诸如风道的力扰动发生器的作用于车身上的力的测试系统的另一个实施例；图6A-6B示意性地显示用于执行图2-5中所示的测试系统或过程的测试台的一个实施例；图7A-7B示意性地显示用于执行图2-5中所示的测试系统或过程的测试台的另一个实施例；图8A-8B示意性地显示用于执行图2-5中所示的测试系统或过程的测试台的又一个实施例；图9A-9E示意性地显示用于执行图2-5中所示的测试系统或过程的测试台的另外一个实施例；图10A-10C示意性地显示用于执行测试过程的不同阶段的测试系统和控制部件；以及图11示意性地显示用于实施所述测试系统的控制部件的计算机组件的实施例。具体实施方式本申请公开了用于测量经由力扰动或者例如通过风道产生的风力作用于车身上的力的大小和方向的测试系统和方法的实施例。图1显示测试系统或组件的一个实施例，如图所示，所述测试系统或组件包括力扰动发生器102，所述力扰动发生器在第一测试阶段105期间将力提供给车身104或测试样品。车身104通常是刚性的，但是不是必须是刚性，因此刚性假设的使用将不会被认为是限制性的。运动测量组件106检测车身104响应于力扰动发生器102的运动或位移，所述运动测量组件输出与车身104或车身的一部分的检测到的运动相对应的运动/位移数据108。在第二测试阶段109期间消除力扰动，位移输出数据108用于命令包括一个或多个致动器的致动器组件110以通过力扰动发生器102将运动或力提供或者再现给车身104。一个或多个致动器被通电以根据运动数据108使车身104移动或位移，使得致动器组件重新产生由力扰动发生器102提供给车身104的运动或位移。在第一阶段105期间，致动器组件110的一个或多个输入力由一个或多个力测量传感器或变换器112测量以输出力分布图114，从而定量通过力扰动发生器102施加到车身104的力。示例性地，力分布图将包括作用于车身104的不同部分上的力和动量的大小和方向。在一个示例性实施例中，测试系统可以用于车辆测试样品115，如图2中示意性地显示，所述车辆测试样品包括连接到轮毂组件116和轮胎117的车身104。轮胎117可旋转地连接到轮毂组件116并接触道路或测试表面(未示出)。如示意性地显示，车身104通过具有弹簧118A和减震组件119A的悬架连接到轮毂组件116。类似地，轮胎117与轮毂组件116之间的机械连接提供弹簧部件118B和粘性减震部件119B。力通过力扰动发生器102和道路输入组件120被提供给车身104。由道路输入组件120提供的力通过轮胎117和轮毂组件116被传递给车身104，如图所示。在图2显示的实施例中，在第一测试阶段105期间，力扰动发生器102将力提供给车身104，并且道路输入组件120通过轮毂116或轮胎117将载荷提供给车身104，如图所示。如先前关于图1所述，车身运动测量组件106测量车身104的位移并输出与检测到的车身104(或其一部分)的运动相对应的运动/位移数据108。在说明的实施例中，所述系统还包括输出轮毂运动或力数据123和轮胎力数据124的轮胎接触力测量装置122和轮毂运动或力测量组件121。示例性的轮毂运动由加速仪测量，力由测力传感器或测力计测量。在第二阶段中，致动器控制发生器125使用输出的位移数据108以及轮毂运动数据123和/或轮胎力数据124，以产生用于命令致动器组件110以使车身104移动或位移的控制参数126，从而再现由力扰动发生器102提供的测量的运动或扰动。如图所示，在第一测试阶段105期间，控制参数126被提供到控制器组件127，以将控制输入提供到致动器组件110以再现施加的力。同时，道路输入在道路控制器128的控制下通过道路输入组件被提供到轮胎117和轮毂组件116。如第二测试阶段109中所示，由致动器组件110施加到车身104的一个或多个输入力由一个或多个力测量传感器112或技术设备测量，以如前所述在第二阶段109中输出力分布图114。在图3所示的测试系统中，力扰动发生器102为风道130，所述风道与来自道路输入组件120的道路输入同时从风源132施加风力。如前所述，所述组件包括运动测量组件106。在图3所示的实施例中，运动测量组件106包括传感器阵列134。传感器阵列134包括定位在车辆115的车身104上的不同位置的多个传感器。示例性地，传感器阵列134中的传感器包括光学传感器、激光器、电荷耦合测量装置(CCD)、诸如线性差动变换器LVDT或位移转换器(stringpottransducer)的位移传感器。在说明的实施例中，传感器是放置在车身104上并通过光学读取器138检测的光学目标136。运动还可以通过加速仪来测量，以代替测量直接位移，而本申请不限于特定的运动传感器或者传感器的特定组合。来自传感器阵列134的输出用于产生输出运动/位移数据108。运动/位移数据108用作组件110的致动器的参考指令，以再现传感器阵列134测量的车身104的运动。由组件110的致动器施加的力通过图2所示的力测量传感器112测量，以定量通过力扰动发生器102作用于车身104上的力。示例性地，力测量传感器112包括测力传感器或者其它转换器装置，以测量通过致动器组件110的每一个致动器施加的力。可选地，压力变换器可用于测量施加在液压或气压致动组件110中的载荷。在说明的实施例中，在致动点或车身连接处直接测量力以减小力测量中的惯性误差，或者这种误差可以通过加速度补偿来补偿。测量的力通过坐标变换被转换成车身104上的任何点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括以下步骤：将输入力扰动施加到车身(104)；响应于所述输入力扰动测量所述车身(104)的运动或位移；将输入载荷施加到所述车身(104)，以再现通过所述输入力扰动提供给所述车身的被测量的运动或位移；和测量所施加的输入载荷(152)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.20 US 61/549,5241.一种方法，包括以下步骤：将输入力扰动施加到车身(104)；响应于所述输入力扰动测量所述车身(104)的运动或位移；在所述输入力扰动被移除的情况下，将输入载荷施加到所述车身(104)，以再现通过所述输入力扰动提供给所述车身的被测量的运动或位移；和测量所施加的输入载荷(152)。2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：使用所述车身(104)的被测量的运动位移产生控制参数(126)；和使用所述控制参数(126)操作一个或多个致动器(110，170，172，174，180，214，226，230，236，240)以将输入载荷施加到所述车身，从而再现测量的运动或位移(108)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车身连接到轮胎或轮毂，并且所述方法包括以下步骤：将道路输入力或位移施加到所述轮胎(117)或轮毂(116)，同时施加所述输入力扰动；测量所述道路输入力或位移；使用所述车身(104)的被测量的运动或位移和被测量的所述道路输入力或位移产生控制参数(126)以操作一个或多个致动器(110，170，172，174，180，214，226，230，236，240)，从而将所述输入载荷施加到所述车身(104)；和使用所述控制参数(126)操作所述一个或多个致动器，以将所述输入载荷施加到所述车身(104)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述施加道路输入力或位移的步骤包括以下步骤：使用驱动指令操作连接到道路输入支撑件或平台(162)的一个或多个致动器(120，164，166，168，214，218，226)以模拟路况。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述测量道路输入力或位移的步骤包括以下步骤：测量所述轮胎接触力(124)和所述轮毂运动或力(123)中的一个或两者；和使用所述轮胎接触力(124)和所述轮毂运动或力(123)中的一个或两者产生所述控制参数(126)以操作所述一个或多个致动器，从而将所述输入载荷施加到所述车身(104)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述施加输入力扰动的步骤包括以下步骤：从风道(130)中的风源(132)将风扰动施加到所述车身(104)。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入载荷通过一个或多个致动器被施加到所述车身(104)，并且所述方法包括以下步骤：测量所述一个或多个致动器(110，170，172，174，180，214，226，230，236，240)的施加载荷；和输出所述一个或多个致动器的施加载荷的测量值。8.根据权利要求2所述的方法，包括以下步骤：在所述输入力扰动被施加到所述车身(102)的同时，控制所述一个或多个致动器以使所述输入载荷为零。9.一种测试组件，包括：控制参数发生器(125)，所述控制参数发生器被构造成接收车身的运动或位移的测量值并输出用于控制一个或多个致动器(110，170，172，174，180，214，226，230，236，240)的控制参数(126)；运动控制器(127，302)，所述运动控制器被连接到所述一个或多个致动器并被构造成接收所述控制参数(126)以操作所述一个或多个致动器，从而再现所述车身的被测量的运动或位移；一个或多个力测量传感器(112)，所述一个或多个力测量传感器被构造成测量所述一个或多个致动器的施加载荷；和确定器部件(312)，所述确定器部件被构造成使用来自所述一个或多个力测量传感器(112)的力测量值来确定和输出力分布图，所述力分布图包括作用于车身的不同部分上的力和动量的大小和方向。10.根据权利要求9所述的测试组件，还包括：道路输入支撑件或平台，该道路输入支撑件或平台被配置成向车辆施加载荷；和多个致动器，所述多个致动器包括连接到所述道路输入支撑件或平台(162)以供应道路输入的至少一个致动器以及被构造成将输入载荷力提供给所述车身(104)的至少一个致动器，所述控制参数发生器(125)使用来自轮胎接触力传感器(122)或轮毂运动或力测量装置(121)的测量值产生用于连接到所述车身的所述至少一个致动器的控制参数(125)，以再现所述车身(104)的被测量的运动或位移。11.根据权利要求9所述的测试组件，还包括：力扰动发生器(102)，所述力扰动发生器用于将输入力扰动提供给所述车身(104)；和一个或多个运动传感器(106，136，138)，所述一个或多个运动传感器连接到所述车身以测量所述车身的运动或位移。12.一种设备，包括：一个或多个致动器，所述一个或多个致动器包括连接到车身连接装置或支撑件(182，231)的至少一个致动器；控制组件(300)，所述控制组件被构造成从一个或多个运动或位移传感器(106，136，138)接收车身的运动或位移(108)的输入测量值，并且产生控制参数(126)以操作连接到所述车身的至少一个致动器，以将载荷输入到所述车身连接装置或支撑件，从而将测量到的运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：拜伦·J·萨里，大卫·M·弗里克，
申请(专利权)人：MTS系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US