汽车动力转向系统研发和性能检测平台技术方案

本实用新型专利技术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。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术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
本技术属于机械
，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。
技术介绍
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。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。
技术实现思路
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，本技术的目的在于，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。为了完成上述任务，本技术采用如下技术方案予以解决: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。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。作用在力矩方向盘上的力矩依次经过方向盘、液压或电动助力本文档来自技高网...

【技术保护点】
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）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武历颖，徐同强，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61