CN109141942B - 转向负载模拟装置及转向***试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向负载模拟装置及转向***试验方法，涉及车辆转向试验技术领域，本发明提供的转向负载模拟装置，包括：联动件、转向驱动件和制动器，转向驱动件用于驱动联动件运动；制动器用于摩擦制动联动件，以阻碍联动件的运动，本发明提供的转向负载模拟装置解决了现有技术转向***负载模拟***精度难以保证，使用寿命较低，并且不能模拟转向摇臂与轮边总成对转向***负载产生影响的技术问题。

Description

转向负载模拟装置及转向***试验方法

技术领域

本发明涉及车辆转向试验技术领域，尤其是涉及一种转向负载模拟装置及转向***试验方法。

背景技术

液压转向加载***是一种基于液压传动为转向机构提供负载的***。液压加载***由齿轮齿条转向器、液压缸、液压阀、液压泵站、传感器等组成。液压缸根据计算机发出的信号控制速度和力等，力传感器检测到信号与指令信号相比较，实现信号反馈，根据反馈压力控制阀油液的流量，从而控制液压缸的运动，实现加载。

弹簧加载***可模拟汽车转向时阻力和回正时的回正力，***结构较为简单。当转向器动作时，负载弹簧会阻碍转向器运动，负载弹簧会根据转向器幅度大小不同而提供不同的载荷，实现加载。

现有方案主要有以下缺点：

液压转向***：(1)液压元件制造精度要求高由于元件的技术要求高和装配比较困难，使用维护比较严格；(2)油液受温度的影响由于油的粘度随温度的改变而改变，故不宜在高温或低温的环境下工作；(3)油液中混入空气易影响工作性能油液中混入空气后，容易引起振动和噪声，使***的工作性能受到影响；(4)油液容易污染，油液污染后，会影响***工作的可靠性；(5)发生故障不易检查和排除。

弹簧加载***：(1)不能准确的模拟汽车转向负载；(2)由于磨损往往引起应力集中而使其寿命降低。

此外，上述两种负载模拟***忽略了转向摇臂与轮边总成对于转向负载的影响，不能对实际转向工况进行模拟，存在误差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种转向负载模拟装置及转向***试验方法，以解决现有技术转向***负载模拟***精度难以保证，使用寿命较低，并且不能模拟转向摇臂与轮边总成对转向***负载产生影响的技术问题。

第一方面，本发明提供的转向负载模拟装置，包括：联动件、转向驱动件和制动器，转向驱动件用于驱动联动件运动；制动器用于摩擦制动联动件，以阻碍联动件的运动。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，制动器上连接有压力加载器，压力加载器与联动件摩擦接触，并夹持联动件。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，制动器上连接有压力传感器，压力传感器与压力加载器相对设置，联动件夹持在压力加载器和压力传感器之间。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，联动件为摩擦盘，摩擦盘转动连接在机架上，制动器位于摩擦盘的边缘。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，转向驱动件包括转向摇臂和横拉杆，转向摇臂的一端通过第二铰接轴铰接于摩擦盘的边缘，转向摇臂的另一端通过第一铰接轴铰接于横拉杆，横拉杆滑动连接在机架上。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在摩擦盘的圆周方向上，制动器和横拉杆之间的弧度为180度；在横拉杆的滑动行程内，横拉杆与转向摇臂之间的夹角大于180度。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，转向负载模拟装置还包括控制器，压力加载器和压力传感器分别与控制器相连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，转向负载模拟装置还包括输入设备，括输入设备与控制器相连接。

第二方面，本发明提供的转向***试验方法，使用第一方面提供的转向负载模拟装置，转向***试验方法包括如下步骤：

根据预设车速计算该预设车速下转向***负载的理论值；

根据转向***负载的理论值计算制动器的制动力；

控制制动器对联动件加载。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，控制制动器对联动件加载包括：制动器通过摩擦力阻碍联动件相对于制动器运动。

本发明实施例带来了以下有益效果：采用转向驱动件驱动联动件运动；制动器用于摩擦制动联动件，以阻碍联动件运动的方式，通过制动器摩擦联动件从而产生摩擦阻力，通过转向驱动件驱动联动件相对于制动器运动，转向驱动件用以连接转向***的驱动力，从而将制动器对联动件的摩擦阻力传导至转向***，进而实现对转向***的加载；通过制动器加载摩擦力，不受液压油液状态影响，从而有利于控制负载力精度，相对于弹簧加载***不会产生弹性疲劳，也不会出现集中应力，有利于提高使用寿命。并且，转向驱动件用以模拟转向***中的转向摇臂，制动器与联动件之间的摩擦力用于模拟轮边总成转向过程中所受的摩擦力，进而实现更为真实的转向负载模拟，可以使转向试验获取的数据更为可靠。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的转向负载模拟装置的局部示意图一；

图2为本发明实施例提供的转向负载模拟装置的示意图一；

图3为本发明实施例提供的转向负载模拟装置的局部示意图二；

图4为本发明实施例提供的转向负载模拟装置的示意图二。

图标：1-联动件；2-转向驱动件；21-转向摇臂；211-第一铰接轴；212-第二铰接轴；22-横拉杆；3-制动器；31-压力加载器；32-压力传感器；4-机架；5-控制器；6-输入设备。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的转向负载模拟装置，包括：联动件1、转向驱动件2和制动器3，转向驱动件2用于驱动联动件1运动；制动器3用于摩擦制动联动件1，以阻碍联动件1的运动。

具体地，联动件1用于连接转向***，并将转向***的驱动力传递至转向驱动件2；转向驱动件2在联动件1的驱动下，相对于制动器3产生运动，制动器3通过摩擦制动施加负载力；制动器3可采用电子驻车***，通过电子驻车***代替液压缸、液压阀、液压泵站以及复杂的液压回路，极大程度上实现***简化，避免了***安装过程中排气泡的问题，避免因油液混入杂质导致***不稳定，***简化的同时减少了大量精密液压元件的使用。与液压加载***相比，安装、使用和维护都更加方便。

需要说明的是，为使转向负载模拟装置适用于不同型号的转向***，用于安装联动件1、转向驱动件2和制动器3的机架4上设置有位置可调的安装支架，从而可以适应安装不同工作行程的转向驱动件2和不同工作行程的制动器3。

以制动器3为电子驻车***为例，在加载过程中，计算机通过给出的预定车速，计算出该车速下转向***负载的理论值，结合活塞与联动件1之间摩擦系数，对应EPB电机参数与EPB内皮带齿轮传动比，得出电机理论输出的转矩大小以及对应的电压值，将该信号通过CAN通讯发送信号至控制器5，由控制器5发送信号控制EPB电机输出转矩和转向，推动活塞压紧联动件1，模拟转向过程中车轮受到的阻力，实现转向负载模拟。

在本发明实施例中，制动器3上连接有压力加载器31，压力加载器31与联动件1摩擦接触，并夹持联动件1。其中，压力加载器31相当于电子驻车***中的伸缩缸，通过控制压力加载器31伸缩可以控制压力加载器31与联动件1的压紧力，在摩擦系数一定的情况下，调节压力加载器31对联动件1的压紧力，即可改变联动件1所受的摩擦阻力。

进一步的，制动器3上连接有压力传感器32，压力传感器32与压力加载器31相对设置，联动件1夹持在压力加载器31和压力传感器32之间。压力传感器32与压力加载器31相对设置，即压力传感器32对联动件1施加压力时，压力通过联动件1传递至压力传感器32，通过压力传感器32可以检测联动件1所受的压力。

如图2所示，联动件1为摩擦盘，摩擦盘转动连接在机架4上，制动器3位于摩擦盘的边缘，摩擦盘的转轴与摩擦盘同轴，制动器3位于摩擦盘的边缘，用以在摩擦盘的边缘施加摩擦阻力，从而阻碍摩擦盘旋转，以此实现转向加载。此处摩擦盘在转动过程中受到摩擦阻力，可以形象模拟轮边总成所受的摩擦阻力。

转向***负载主要表现为外界环境对于轮胎的力，相比于对转向横拉杆施加负载，本装置使用电子驻车***对摩擦盘施加摩擦阻力，对于转向负载模拟而言更为真实，试验获取的数据也更为可靠。***采用电子驻车制动***代替复杂的液压回路，实现***简化，避免液压油污染或混入空气造成的***不可靠问题。***采用电机控制，使用环境更为洁净，控制更为简单。

目前在汽车上应用的电子驻车制动技术主要有两种形式，一种是拉线式电子驻车制动***，另一种是卡钳集成式电子驻车制动***。拉线式电子驻车制动***由于保留了传统机械驻车制动***的拉线，所以它只是早期应用的一种过渡产品，在汽车上应用较少，目前在汽车上应用最多的是卡钳集成式电子驻车制动***。该***用电子按钮、电动机组件替代了传统的驻车制动手柄、机械杠杆和拉线等控制件。电动机组件被集成到了左右后制动卡钳上，电子控制单元(ECU)和电动机组件直接通过电气线束进行连接。驻车时，当驾驶者操作电子驻车制动***电子按钮后，电子控制单元将控制集成在左右制动卡钳中的电动机动作，并带动制动卡钳活塞移动产生机械夹紧力从而完成驻车。工作原理为：电子控制单元控制电机旋转，电机带动齿形皮带齿轮，皮带轮带动斜盘式齿轮转动，最后由丝杠推动制动活塞运动，由制动活塞移动产生夹紧力从而完成驻车。需要说明的是，电子驻车***的工作原理与手动机械驻车制动***一样，通过制动蹄片与制动轮毂或摩擦片与制动盘之间的摩擦夹紧来实现驻车，只不过控制方式由电子按扭和电动机动作来替代原来手动操作和机械连动，故该***全称为电子控制式机械驻车制动***，本装置主要应用电子驻车***为摩擦盘施加摩擦阻力，因此可使用其他形式的制动***替换电子驻车***。

如图3所示，转向驱动件2包括转向摇臂21和横拉杆22，转向摇臂21的一端通过第二铰接轴212铰接于摩擦盘的边缘，转向摇臂21的另一端通过第一铰接轴211铰接于横拉杆22，横拉杆22滑动连接在机架4上。以齿轮齿条转向器为例，横拉杆22固定连接与齿条，转向器工作时，横拉杆22沿自身轴向滑动，横拉杆22通过推拉转向摇臂21带动联动件1在机架4上滑动或旋转。为进一步模拟车辆转向器的加载，横拉杆22的两端均设置有转向摇臂21，两个转向摇臂21一一对应地连接两个联动件1，从而模拟车辆左右车轮总成。

如图3所示，在摩擦盘的圆周方向上，制动器3和横拉杆22之间的弧度为180度，在横拉杆22的滑动行程内，横拉杆22与转向摇臂21之间的夹角大于180度，由此可以避免横拉杆22将转向摇臂21推拉至联动件1的死点位置，即确保横拉杆22往复滑动时，可以带动摩擦盘正向和反向旋转。沿摩擦盘的圆周方向，第二铰接轴212与制动器3之间的弧度为90度时，横拉杆22位于行程中间位置，从而在横拉杆22滑动过程中，摩擦盘可正向或方向旋转，且在摩擦盘旋转小于90度时，第二铰接轴212不与制动器3产生干涉。

如图4所示，转向负载模拟装置还包括控制器5，压力加载器31和压力传感器32分别与控制器5相连接。控制器5可控制压力加载器31施加压力，压力传感器32用于检测压力加载器31输出的压力值，并将压力加载器31输出的压力值反馈至控制器5，控制器5作进一步校验，如此以此实现闭环控制。

进一步的，转向负载模拟装置还包括输入设备6，输入设备6与控制器5相连接。输入设备6为键盘或车速表，用以输入预设车速，控制器5根据预设车速计算转向***负载的理论值，并根据转向***负载的理论值计算制动器3的制动力，进而控制制动器3对联动件1施加摩擦阻力。

实施例二

本发明实施例提供的转向***试验方法，使用实施例一提供的转向负载模拟装置，转向***试验方法包括如下步骤：

根据预设车速计算该预设车速下转向***负载的理论值；

根据转向***负载的理论值计算制动器3的制动力；

控制制动器3对联动件1加载。其中，根据预设车速计算该预设车速下转向***负载的理论值，包括控制器5根据预设车速，查询该预设车速下转向***负载的理论值，各车速情况下的转向***负载的理论值可通过在先的试验获知，并预先存储在存储器中，供控制器5调用和查找。

控制制动器3对联动件1加载包括：制动器3通过摩擦力阻碍联动件1相对于制动器3运动。本实施例提供的转向***试验方法的技术效果与实施例一提供的转向负载模拟装置的技术效果相同，故在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种转向负载模拟装置，其特征在于，包括：联动件（1）、转向驱动件（2）和制动器（3），所述转向驱动件（2）用于驱动所述联动件（1）运动；所述制动器（3）用于摩擦制动所述联动件（1），以阻碍所述联动件（1）的运动；所述制动器（3）上连接有压力加载器（31），所述压力加载器（31）与所述联动件（1）接触，并夹持所述联动件（1）；所述制动器（3）上连接有压力传感器（32），所述压力传感器（32）与所述压力加载器（31）相对设置，所述联动件（1）位于所述压力加载器（31）和所述压力传感器（32）之间；

所述联动件（1）为摩擦盘，所述摩擦盘转动连接在机架（4）上，所述制动器（3）位于所述摩擦盘的边缘；

所述转向驱动件（2）包括转向摇臂（21）和横拉杆（22），所述转向摇臂（21）的一端铰接于所述摩擦盘的边缘，所述转向摇臂（21）的另一端铰接于所述横拉杆（22），所述横拉杆（22）滑动连接在所述机架（4）上。

2.根据权利要求1所述的转向负载模拟装置，其特征在于，在所述摩擦盘的圆周方向上，所述制动器（3）和所述横拉杆（22）之间对应的圆心角为180度。

3.根据权利要求1所述的转向负载模拟装置，其特征在于，所述转向负载模拟装置还包括控制器（5），所述压力加载器（31）和所述压力传感器（32）分别与所述控制器（5）相连接。

4.根据权利要求3所述的转向负载模拟装置，其特征在于，所述转向负载模拟装置还包括输入设备（6），所述输入设备（6）与所述控制器（5）相连接。

5.一种转向***试验方法，其特征在于，所述转向***试验方法采用权利要求1-4任一项所述的转向负载模拟装置，且包括如下步骤：

根据预设车速计算该预设车速下转向***负载的理论值；

根据转向***负载的理论值计算制动器（3）的制动力；

控制制动器（3）对联动件（1）加载；

所述控制制动器（3）对联动件（1）加载包括：制动器（3）通过摩擦力阻碍联动件（1）相对于制动器（3）运动。

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