无人车全线控底盘测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人车全线控底盘测试系统，其特征在于，包括：底盘测试执行系统、测控系统和人机交互系统；所述底盘测试执行系统包含4组执行子系统，每组执行子系统包括测功机台架和测功机控制器；测功机台架包括支架、测功机、转向电机和扭矩仪；测功机控制器控制所述转向电机输出所述负载扭矩，经由支架推动测功机随底盘转向一起转动，用来模拟横向道路负载，将测控系统与实际的底盘转向角度进行对比，从而实现转向系统测试；人机交互系统连接测控系统用于实现外部与本底盘测试系统的交互。本发明专利技术能够实现对无人车全线控底盘多工况、多执行机构、多运动行为的测试，满足各车轮独立驱动及各车轮独立转向等复杂构型的无人车底盘测试需求。车底盘测试需求。车底盘测试需求。

【技术实现步骤摘要】
无人车全线控底盘测试系统


[0001]本专利技术属于车辆底盘测试
，具体涉及一种无人车全线控底盘测试系统。

技术介绍

[0002]无人车可替代人类执行打击、作战、巡逻、侦察、物流、运输、摆渡、配送、清扫等民用或军用任务，在民用或军用领域具有非常广阔的应用前景，是未来智能交通与智慧城市建设的重要组成部分，更是我国新一代陆军装备发展的重要依托。因此，无人车理论与技术的发展对我国国民经济发展与国防安全建设具有战略意义。
[0003]与传统车辆相比，无人车的总体构型、布局形式、控制系统、执行机构等都完全不同。由于特殊的使用功能，无人车完全省略人类操作机构，其底盘必须采用全线控架构，即转向系统、驱动系统及制动系统完全由电子控制系统控制，实现完全的线控转向、线控驱动及线控制动。这样全新的总体布局形式对无人车总体设计、动力学与控制等理论与技术提出了巨大的挑战。因此，目前缺乏针对无人车全线控底盘的测试系统，成为了制约其性能提升与发展的重要瓶颈。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种无人车全线控底盘测试系统，实现对无人车全线控底盘多工况、多执行机构、多运动行为的测试，可以满足各车轮独立驱动及各车轮独立转向等复杂构型的无人车底盘测试需求。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。
[0006]一种无人车全线控底盘测试系统，包括：底盘测试执行系统、测控系统和人机交互系统；
[0007]所述底盘测试执行系统包含4组执行子系统，每组执行子系统包括测功机台架和测功机控制器；测功机台架包括支架、测功机、转向电机和扭矩仪；支架可在平面上移动，测功机固定在支架上，转向电机固定在测功机上，转向电机通过力传递部件连接支架，驱动支架平动；每个测功机与底盘的一个车轮轮毂进行轴耦合连接，扭矩仪设置在连接轴上，用于采集被测底盘轮边电机上的扭矩，并将该扭矩发送给测控系统；
[0008]测控系统接收底盘驱动或制动扭矩，利用测功机台架控制算法和车辆动力学模型解算出模拟道路负载的驱动负载扭矩，发送给测功机控制器，测功机控制器控制测功机的输出轴转动，用来模拟纵向道路负载；测功机与底盘轮毂是轴耦合连接，测功机转速可等效于轮毂转速；纵向道路负载模拟和转速等效实现底盘的驱动系统测试；
[0009]测控系统还接收底盘转向角度，利用测功机台架控制算法和车辆动力学模型解算出模拟道路负载的负载扭矩，发送给测功机控制器；测功机控制器控制所述转向电机输出所述负载扭矩，经由支架推动测功机随底盘转向一起转动，用来模拟横向道路负载，将测控系统与实际的底盘转向角度进行对比，从而实现转向系统测试；
[0010]人机交互系统连接测控系统用于实现外部与本底盘测试系统的交互。
[0011]优选地，所述测功机安装转速传感器或编码器采集测功机转子位置，从而确定测功机转速，并将该转速直接传递给测功机控制器；测功机控制器结合目标转速，实现测功机的转速闭环控制。
[0012]优选地，该无人车全线控底盘测试系统进一步包括冷却系统，用于实现所述底盘测试执行系统或底盘系统的降温冷却。
[0013]优选地，所述冷却系统包括为测功机和测功机控制器散热的集成式散热系统，包含风扇和散热通道；还包括为底盘散热的、主要由外置风扇构成的独立散热系统。
[0014]优选地，所述测控系统由数据采集单元和测控单元组成，均分层放置于同一个机柜里；数据采集单元用于实现整个底盘测试系统的数据采集，通过传感器和相应配套数据采集设备，采集测功机台架的温度、震动信息以及被测底盘上动力电池的电压、电流、制动主缸和制动轮缸压力信息，将采集到的信息通过硬线的方式提供给测控单元。
[0015]优选地，所述测控单元的硬件载体为实时仿真机；测控单元接收人机交互系统的操作指令，根据操作指令结合数据采集单元的数据，测控单元中的车辆动力学模型和台架控制算法进行运算，并输出控制指令给测功机控制器，从而实现对底盘测试执行系统的控制。
[0016]优选地，所述人机交互系统包含上位机，软件部分为实验管理软件和后处理软件；基于图形化的实验管理软件用于搭建监控和测试界面，同时具有实验管理、测量、标定功能，具备布局管理和仪表组态功能，能满足用户实验监控的要求；后处理软件为一款交互式软件，用于管理、检测、分析与报告测试数据。
[0017]有益效果：
[0018](1)本专利技术可通过采集驱动轮测功机侧的扭矩和转速，实现对底盘驱动扭矩和转速的精确采集，实现底盘驱动系统测试。同时，测功机台架还通过转向电机和可平动的支架，实现转向负载扭矩的施加，通过采集测功机侧转向角度，可实现底盘转向系统测试。与传统的驱动测试台架相比，本专利技术不需要把无人车零部件驱动系统和转向系统从无人车上拆下，就能完成驱动系统测试和转向系统测试。
[0019](2)本专利技术底盘测试执行系统结合车辆动力学模型，可模拟底盘实际行驶过程中的行驶阻力，模拟运行标准测试循环，也可模拟真实行驶过程中较高加速度或减速度。
[0020](3)本专利技术测功机设置在可移动的支架上，具有良好可移动性，用户花费更短时间和更低成本实现测试地点的更换或被测底盘的更换，便于快速搭建测试环境。
[0021](4)本专利技术底盘测试执行系统采用轮毂轴耦合式测功机台架，在每个车轮上通过轴耦合直接连接到测功机上，不会发生车轮和测功机间的漂移。
[0022](5)本专利技术采用机柜放置测控单元，集成化程度高，更便于放置设备和连接线束，使测试环境更整洁、美观。
[0023](6)本专利技术采用轮毂轴耦合测功机系统，可实现底盘驱动传动系统的外特性校验及系统效率测试。
附图说明
[0024]图1为本专利技术无人车全线控底盘测试系统的示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0026]本实施例提供一种用于无人车全线控底盘测试系统，该测试系统布局集成化程度高，测试环境搭建方便，测试环境整洁、美观。
[0027]如图1所示，被测车辆接入底盘测试系统，该底盘测试系统包括底盘测试执行系统、冷却系统、测控系统和人机交互系统。
[0028]本实施例中的底盘测试执行系统包含4组执行子系统，负责执行底盘驱动和转向的测试。每组执行子系统包括测功机台架和测功机控制器。测功机台架包括支架、测功机、转向电机和扭矩仪。支架可在平面上移动，测功机固定在支架上，转向电机固定在测功机上，转向电机通过力传递部件连接支架，驱动支架平动。
[0029]每台测功机与底盘的1个车轮轮毂分别轴耦合连接，扭矩仪设置在连接轴上，用于采集被测底盘轮边电机上的扭矩，并将该扭矩通过硬线的方式发送给测控系统。测控系统接收底盘驱动或制动扭矩，利用测功机台架控制算法和车辆动力学模型解算出模拟道路负载的驱动负载扭矩，发送给测功机控制器，测功机控制器控制测功机的输出轴转动，用来模拟纵向道路负载；测功机与底盘轮毂是轴耦合连接，测功机转速可等效于轮毂转速；纵向道路负载模拟和转速等效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人车全线控底盘测试系统，其特征在于，包括：底盘测试执行系统、测控系统和人机交互系统；所述底盘测试执行系统包含4组执行子系统，每组执行子系统包括测功机台架和测功机控制器；测功机台架包括支架、测功机、转向电机和扭矩仪；支架可在平面上移动，测功机固定在支架上，转向电机固定在测功机上，转向电机通过力传递部件连接支架，驱动支架平动；每个测功机与底盘的一个车轮轮毂进行轴耦合连接，扭矩仪设置在连接轴上，用于采集被测底盘轮边电机上的扭矩，并将该扭矩发送给测控系统；测控系统接收底盘驱动或制动扭矩，利用测功机台架控制算法和车辆动力学模型解算出模拟道路负载的驱动负载扭矩，发送给测功机控制器，测功机控制器控制测功机的输出轴转动，用来模拟纵向道路负载；测功机与底盘轮毂是轴耦合连接，测功机转速可等效于轮毂转速；纵向道路负载模拟和转速等效实现底盘的驱动系统测试；测控系统还接收底盘转向角度，利用测功机台架控制算法和车辆动力学模型解算出模拟道路负载的负载扭矩，发送给测功机控制器；测功机控制器控制所述转向电机输出所述负载扭矩，经由支架推动测功机随底盘转向一起转动，用来模拟横向道路负载，将测控系统与实际的底盘转向角度进行对比，从而实现转向系统测试；人机交互系统连接测控系统用于实现外部与本底盘测试系统的交互。2.如权利要求1所述的无人车全线控底盘测试系统，其特征在于，所述测功机安装转速传感器或编码器采集测功机转子位置，从而确定测功机转速，并将该转速直接传递给测功机控制器；测功机控制器结合目标转速，实现测功机的转速闭环控制。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪俊，欧兴超，熊周兵，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：