汽车转向系统性能试验控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种汽车转向系统性能试验控制系统，包括转向模拟装置控制、路况模拟加载装置控制、设置在转向器齿条上的直线位移传感器和计算机测控系统。本实用新型专利技术的汽车转向系统性能试验控制系统能模拟现实路况，测量汽车转向系统中转向系的输入轴全转角、传动比特性、传动间隙特性、传动效率特性、转动力矩、刚性试验、垂直方向的跳动、行驶工况下的转向角等运动学和力学参数。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车试验控制系统，尤其涉及一种汽车转向系统性能试验控制系统。技术背景 汽车转向系统需保证汽车按照驾驶员的意志进行转向行驶或保持行驶稳定，其性能直接影响汽车行驶安全性和操纵性。因此，汽车转向系统性能试验是转向系统研发、性能验证和质量控制的必需手段，是保证转向器产品质量的关键试验。现有的转向器总成试验台为三轴产品测试，在试验过程中不能模拟汽车转向系统和现实路况，不能对参数进行装车条件下的测试。尤其是悬架垂直方向上的运动将对转向系统的动态性能测试产生非常重要的影响，这是国内现有测试台及产品测试标准的空白。本技术所涉及的五轴转向系统测试，需进行四轴以上的联动控制，其控制、测试、计算比三轴测试台要复杂得多。 中国专利号03278430. 9"—种汽车转向器总成变负荷试验台加载装置"，采用加载装置来代替现有技术的加载箱，以实现扩充功能的目的。但是不能对输入轴全转角、传动比特性、传动间隙特性等参数进行检测。中国专利200610054408. 2 "—种汽车转向机构试验台"，主要说明五轴测试系统的结构组成，对其系统的控制检测未涉及。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本技术提供了一种汽车转向系统性能试验控制系统，该控制系统不但可控制转向模拟及路况模拟加载运动，而且为转向系统测试台提供更全面、可靠的检测数据。 本技术提供的汽车转向系统性能试验控制系统，包括转向模拟装置控制、路况模拟加载装置控制、设置在转向器齿条上的直线位移传感器和计算机测控系统； 所述计算机测控系统包括数据采集控制卡、脉冲信号采集卡和运动控制卡； 所述转向模拟装置控制包括转向伺服驱动、编码器和转向扭矩传感器，所述方向轴的伺服缸或马达与转向伺服驱动连接，转向伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接；编码器和转向扭矩传感器设置在方向轴上，其信号输出端分别接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡； 所述路况模拟加载装置控制包括控制方式相同且设置在转向器两侧的左侧向加载控制和右侧加载控制以及控制方式相同且设置在转向器下方的左垂直加载控制和右垂直加载控制，所述左侧向加载控制和右侧向加载控制分别包括侧向加载伺服驱动和侧向力传感器，所述侧向加载轴的伺服缸与对应侧的侧向加载伺服驱动连接，侧向加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接；侧向力传感器设置在对应侧的侧向加载轴上，其信号输出端接入数据采集控制卡或运动控制卡；所述左垂直加载控制和右垂直加载控制分别包括垂直加载伺服驱动、和/或垂直加载力传感器、垂直直线位移传感器、和/或垂直扭矩传感器以及角度传感器，所述垂直加载轴的伺服缸与对应侧的垂直加载伺服驱动连接，垂直加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，垂直力传感器、垂直直线位移传感器、垂直扭矩传感器和角度传感器设置在垂直加载轴上，其信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡； 所述齿条上的直线位移传感器的信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡。 进一步，还包括设置在垂直加载轴上的直线位移传感器零点信号和角度传感器零点信号，所述直线位移传感器零点信号和角度传感器零点信号的信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡； 进一步，还包括分别设置在方向轴、侧向加载轴和垂直加载轴上的行程限位器，所述行程限位器的信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡； 进一步，还包括测试系统，所述数据采集控制卡或脉冲信号采集卡的数据信号输出端与测试系统连接，测试系统与数据显示器和/或数据输出设备连接。 本技术的有益效果本技术的汽车转向系统性能试验控制系统采用计算机、数据采集卡、运动控制卡及各种传感器和伺服驱动等构成该汽车转向系统测试性能的测控系统，其中计算机是系统软硬件的运行平台，数据采集卡是系统的检测部分的核心部分，用于采集系统中的力、位移、扭矩、转角、转速脉冲、开关等传感器的信号，检测的数据信息既用于控制系统也用于测试系统，运动控制卡根据数据采集卡提供的实时数据信息对五个轴进行伺服控制，伺服驱动控制伺服缸或伺服马达的动作。本技术能够测量汽车转向系统中转向系的输入轴全转角、传动比特性、传动间隙特性、传动效率特性、转动力矩、刚性试验、垂直方向的跳动、左右轮在各种工况下的转向角等运动学和力学参数。附图说明图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的控制方框原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地描述。 图1为本技术的结构示意图，图2为本技术的控制方框原理图，如图所示汽车转向系统性能试验控制系统包括转向模拟装置控制、路况模拟加载装置控制、设置在转向器齿条上的直线位移传感器28和计算机测控系统。 计算机测控系统包括数据采集控制卡、脉冲信号采集卡和运动控制卡。 转向模拟装置主要由伺服马达6、减速器7、离合器8和刹车9等组成，离合器8用于断开减速器7与伺服马达6的连接，刹车9用于锁止转向器的齿条。转向模拟装置控制还包括转向伺服驱动、编码器10和转向扭矩传感器ll，编码器10安装在方向轴1上，转向扭矩传感器11通过联轴器安装在方向轴1的输出端部，方向轴1的伺服缸或马达与转向伺服驱动连接，转向伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接；编码器10和转向扭矩传感器11的信号输出端分别接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡。齿条上的直线位移传感器28的信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡，齿条与直线位移传感器28固定连接以检测齿条的位移。 路况模拟加载装置控制包括侧向加载控制和垂直加载控制。侧向加载控制包括控制方式相同且设置在转向器两侧的左侧向加载控制和右侧向加载控制，左侧向加载装置和右侧向加载装置分别包括伺服缸12、直线导轨14和连接杆，伺服缸12驱动侧向加载轴沿直线导轨14滑动，侧向加载轴的侧向力通过连接杆加载到转向器的齿条上。左侧向加载控制包括左侧向加载伺服驱动和左侧向力传感器15，左侧向加载轴2的伺服缸与左侧向加载伺服驱动连接，左侧向加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，左侧向力传感器15设置在左侧向加载轴2上，其信号输出端接入数据采集控制卡；右侧向加载控制包括右侧向加载伺服驱动和右侧向力传感器13，右侧向加载轴3的伺服缸与右侧向加载伺服驱动连接，右侧向加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，右侧向力传感器13设置在右侧向加载轴3上，其信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡。垂直加载控制包括控制方式相同且设置在转向器下方的左垂直加载控制和右垂直加载控制，左垂直加载控制包括左垂直加载伺服驱动、左垂直力传感器16、左垂直直线位移传感器17、左垂直扭矩传感器18和左垂直角度传感器19，左垂直加载轴4的伺服缸20与左垂直加载伺服驱动连接，左垂直加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，左垂直力传感器16、左垂直直线位移传感器17、左垂直扭矩传感器18和左垂直角度传感器19分别设置在左垂直加载轴4上，其信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡；右垂直加载控制包括右垂直加载伺服驱动、右垂直力传感器21、右垂直直线位移传感器22、右垂直扭矩传感器23和右垂直角度传感器24，右垂直加载轴5的伺服缸25与右垂直加载伺服驱动连接，右垂直加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，右垂直力传感器21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车转向系统性能试验控制系统，其特征在于：包括转向模拟装置控制、路况模拟加载装置控制、设置在转向器齿条上的直线位移传感器和计算机测控系统；所述计算机测控系统包括数据采集控制卡、脉冲信号采集卡和运动控制卡；所述转向模拟装置控制包括转向伺服驱动、编码器和转向扭矩传感器，所述方向轴（１）的伺服缸或马达与转向伺服驱动连接，转向伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接；编码器和转向扭矩传感器设置在方向轴（１）上，其信号输出端分别接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡；所述路况模拟加载装置控制包括控制方式相同且设置在转向器两侧的左侧向加载控制和右侧加载控制以及控制方式相同且设置在转向器下方的左垂直加载控制和右垂直加载控制，所述左侧向加载控制和右侧向加载控制分别包括侧向加载伺服驱动和侧向力传感器，所述侧向加载轴的伺服缸与对应侧的侧向加载伺服驱动连接，侧向加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接；侧向力传感器设置在对应侧的侧向加载轴上，其信号输出端接入数据采集控制卡或运动控制卡；所述左垂直加载控制和右垂直加载控制分别包括垂直加载伺服驱动、和／或垂直加载力传感器、垂直直线位移传感器、和／或垂直扭矩传感器以及角度传感器，所述垂直加载轴的伺服缸与对应侧的垂直加载伺服驱动连接，垂直加载伺服驱动与运动控制卡的信号输出端连接，垂直力传感器、垂直直线位移传感器、垂直扭矩传感器和角度传感器设置在垂直加载轴上，其信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡；所述齿条上的直线位移传感器的信号输出端接入数据采集控制卡或脉冲信号采集卡。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张君，李志立，王黎明，杨翔宇，廖林清，谢明，石晓辉，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]