CN112229648A - 一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组，滚筒组包括两个对称设置的滚筒总成，各滚筒总成包括两个平行设置且传动连接的转动滚筒、及连接在转动滚筒一侧的交流电力测功机；转动滚筒和交流电力测功机之间设有飞轮组，飞轮组包括若干个飞轮和与飞轮对应的飞轮离合器，飞轮和飞轮离合器均与转动滚筒同轴设置，且飞轮通过飞轮离合器的吸合与转动滚筒实现连接和断开，用于调整机械惯量，交流电力测功机施加驱动/制动转矩耦合机械惯量，用于模拟车辆实际道路行驶的阻力，避免了单独使用机械惯量时不可连续调节的不足。

Description

一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台

技术领域

本发明涉及机动车检测设备领域，特别是涉及一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台。

背景技术

现有技术中的机动车检测试验台中多采用机械飞轮组的方式模拟车辆加减速行驶时的惯性力，但是对于机械飞轮组的应用其具有不可连续调节、模拟精度差的不足；如专利文件CN101046429A公开的一种精确细分式汽车底盘滚筒试验台飞轮组***，其飞轮装置(D)是由多套转动惯量不同的飞轮组成，每套飞轮均装在主轴(A)上，并且其中的每一个飞轮分别与相应的离合器连接，以按车重自动选配飞轮组合，实现精确匹配模拟质量，但是即使是匹配多种不同规格的飞轮，其惯性力的匹配也是不连续的。

在对机动车进行检测的过程中，如果完全采用测功机施加驱动或制动转矩模拟阻力，具有需匹配测功机功率大、成本高的缺陷，且施加过大的转矩会造成冲击和迟滞，影响道路阻力模拟效果。自动驾驶汽车实际道路行驶时道路阻力模拟缺少快速、有效的模拟方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，在匹配机械惯量的基础上叠加电惯量，能够实现机械惯量和电惯量的耦合，解决了机械惯量不可连续调节的不足。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组，所述滚筒组包括两个对称设置的滚筒总成，各所述滚筒总成包括两个之间平行设置且传动连接的转动滚筒、及连接在所述转动滚筒一侧的交流电力测功机；

所述转动滚筒和所述交流电力测功机之间设有飞轮组，所述飞轮组包括若干个飞轮和与所述飞轮对应的飞轮离合器，所述飞轮和所述飞轮离合器均与所述转动滚筒同轴设置，且所述飞轮通过所述飞轮离合器的吸合与所述转动滚筒实现连接和断开，用于调整机械惯量，所述交流电力测功机施加驱动或制动转矩耦合所述机械惯量，用于模拟车辆加速阻力。

优选的，所述交流电力测功机与所述飞轮组之间设有转速转矩传感器，根据所述转速转矩传感器测得车辆基准速度和所述交流电力测功机施加的电惯量，对所述交流电力测功机进行调节用于耦合所述机械惯量。

优选的，包括分别用于安装两个所述滚筒组的两个滚筒组机架，其中一个所述滚筒组机架固定在地基上，另一所述滚筒组机架连接有轴距调节装置，且可移动的安装在位于所述滚筒组机架下方的台体导向轨道上，所述轴距调节装置驱动所述滚筒组机架沿所述台体导向轨道移动，用于调节两所述滚筒组的轴距。

优选的，所述滚筒组机架上安装有用于检测两所述滚筒组之间轴距的轴距传感器，当所述轴距传感器监测两所述滚筒组的轴距到位时，所述轴距调节装置停止工作。

优选的，同一所述滚筒组中的两所述滚筒总成之间设有换向箱，各所述换向箱包括横轴锥齿轮，所述横轴锥齿轮的两端分别连接两所述滚筒总成对应的所述转动滚筒，用于保证同一所述滚筒组中的两所述滚筒总成之间的同步传动。

优选的，各所述换向箱包括与所述横轴锥齿轮同步传动连接的纵轴锥齿轮，两所述滚筒组之间设有可伸缩传动轴，所述可伸缩传动轴的两端分别对应连接所述纵轴锥齿轮，同时横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮的轮速比大于1。

优选的，所述滚筒总成包括平行安装在两所述转动滚筒之间的传感滚筒，当车轮位于所述滚筒总成上时，所述传感滚筒与车轮相接触用于测量车轮轮速，所述传感滚筒一端安装有用于测所述传感滚筒转速的传感滚筒转速传感器。

优选的，所述滚筒总成包括与所述转动滚筒相连接的中心距调节机构及固定在所述滚筒组机架上的滚筒导向轨道，其中一个所述转动滚筒安装在所述滚筒组机架上，另一个所述转动滚筒滑动连接在所述滚筒导向轨道上，并通过所述中心距调节机构驱动其沿所述滚筒导向轨道移动，用于调整两所述转动滚筒之间的中心距。

优选的，所述滚筒中心距调节机构上设有滚筒中心距传感器，当所述滚筒中心距传感器监测到两所述转动滚筒的中心距调节到位时，所述中心距调节机构停止工作。

优选的，所述滚筒组机架上安装有调整车轮上升或下降的高度的举升装置，车轮通过所述举升装置放置在所述滚筒总成上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明通过控制离合器动作和控制交流电力测功机施加驱动/制动转矩，在匹配机械惯量的基础上叠加电惯量，实现机械惯量和电惯量的耦合，解决了机械惯量不可连续调节的不足。

2、本发明中交流电力测功机与飞轮组之间安装转速转矩传感器，测量施加的电惯量，并能测出自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台的速度，作为自动驾驶汽车试验的车辆基准速度，进而对交流电力测功机进行调节以适配性的去耦合机械惯量。

3、本发明中每根轴上的机械惯量飞轮组采用组合方案，通过固定飞轮组匹配台体最低惯量，通过飞轮离合器控制每根轴上的两个飞轮组合，实现机械惯量的多挡位调节，提高机械惯量的模拟精度。

4、本发明中滚筒组机架连接有轴距调节装置，且可移动的安装在位于滚筒组机架下方的台体导向轨道上，轴距调节装置驱动滚筒组机架沿台体导向轨道移动，用于调节两滚筒组的轴距。

5、同一滚筒组中的两滚筒总成之间设有换向箱，各换向箱包括横轴锥齿轮，横轴锥齿轮的两端分别连接两滚筒总成对应的转动滚筒，用于保证同一滚筒组中的两滚筒总成之间的同步传动。

6、转动滚筒滑动连接在滚筒导向轨道上，并通过中心距调节机构驱动其沿滚筒导向轨道移动，用于调整两转动滚筒之间的中心距。

7、各换向箱包括与横轴锥齿轮同步传动连接的纵轴锥齿轮，两滚筒组之间设有可伸缩传动轴，可伸缩传动轴的两端分别对应连接纵轴锥齿轮，以在保证两滚筒组之间的同步传动及轴距调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明整体组成示意图；

其中，1-滚筒组；2-台体导向轨道；3-转动滚筒；4-中心距调节机构；5-滚筒传动张紧机构；6-传感滚筒；7-滚筒组机架；8-传感滚筒转速传感器；9-轴距调节装置；10-滚筒导向轨道；11-滚筒总成；12-轴距传感器；13-飞轮；14-飞轮离合器；15-转速转矩传感器；16-交流电力测功机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，以解决上述现有技术存在的问题，汽车加减速行驶时，通过机械惯量和电惯量耦合来模拟车辆平移质量在加减速时的惯性力，通过交流电力测功机加载模拟车辆实际道路行驶的滚动阻力、空气阻力和坡度阻力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参阅图1，本发明提供一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组1，滚筒组1包括两个对称设置的滚筒总成11，各滚筒总成11包括两个平行设置且传动连接的转动滚筒3、及连接在转动滚筒3一侧的交流电力测功机16；其中，转动滚筒3和交流电力测功机16之间设有飞轮组，飞轮组包括若干个飞轮13和与飞轮13对应的飞轮离合器14，飞轮13和飞轮离合器14均与转动滚筒3同轴设置，优选的，其与转动滚筒3的转动轴直接连接，且飞轮13通过飞轮离合器14的吸合与转动滚筒3之间连接和断开，用于调整机械惯量，交流电力测功机16施加驱动/制动转矩耦合机械惯量，用于模拟车辆加速阻力，即通过控制离合器动作和控制交流电力测功机16施加驱动/制动转矩，在匹配机械惯量的基础上叠加电惯量，实现机械惯量和电惯量的耦合，解决了机械惯量不可连续调节的不足。

如图1所示，飞轮组优选采用三飞轮组合的方式，而且当任意一飞轮组连接交流电力测功机16时，其采用两飞轮组合的方式，同时交流电力测功机16与飞轮组之间设有转速转矩传感器15，根据转速转矩传感器15测得车辆基准速度和交流电力测功机16施加的电惯量，通过测出自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台的速度，作为自动驾驶汽车试验的车辆基准速度，进而对交流电力测功机16进行调节以用于耦合机械惯量；进一步的，滚筒组机架7上安装有调整车轮上升或下降的高度的举升装置，便于自动驾驶汽车行驶到检测位置，并且使车轮通过举升装置放置在滚筒总成11上。

如图1所示，包括分别用于安装两个滚筒组1的两个滚筒组机架7，其中，转动滚筒3的两端通过轴承座固定支承在滚筒组机架7上，进而在车轮架设到转动滚筒3上时，转动滚筒3能够随着车轮的转动或者其他驱动方式实现转动，而且同一滚筒总成11中的两个转动滚筒3之间通过滚筒传动张紧机构5实现机械传动，例如，在转动滚筒3的一端均安装有滚筒链轮，同一滚筒总成11中的两个转动滚筒3上的滚筒链轮通过同步链条连接在一起，或者通过其他的传动机构，如皮带轮传动等方式，以实现两个转动滚筒3之间的同步转动。

为能够有效调节两滚筒组1之间的轴距，实现适应不同轴距车辆各种行驶工况下连续变化的惯量模拟，作为本发明优选的实施方式，如图1所示，用于安装两个滚筒组1的两个滚筒组机架7中，一个滚筒组机架7固定在地基上，另一滚筒组机架7连接有轴距调节装置9，如气、液压驱动装置或者电机传动机构等，并可移动的安装在位于滚筒组机架7下方的台体导向轨道2上，轴距调节装置9驱动滚筒组机架7沿台体导向轨道2移动，进而能够改变两者之间的距离，实现调节两滚筒组1轴距的技术效果；为保证两滚筒组1轴距准确的调节到位，优选的，滚筒组机架7上安装有用于检测两滚筒组1之间轴距的轴距传感器12，当轴距传感器12监测两滚筒组1的轴距到位时，轴距调节装置9停止工作。

在保证两滚筒组1能够调节轴距的同时，且能够实现两滚筒组1之间的同步转动，作为本发明优选的方式，如图1所示，同一滚筒组1中的两滚筒总成11之间设有换向箱，各换向箱包括横轴锥齿轮，横轴锥齿轮的两端分别连接两滚筒总成11对应的转动滚筒3，用于保证同一滚筒组1中的两滚筒总成11之间的同步传动；而且，各换向箱包括与横轴锥齿轮同步传动连接的纵轴锥齿轮，两滚筒组1之间设有可伸缩传动轴，可伸缩传动轴的两端分别对应连接纵轴锥齿轮，横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮速比大于1，优选的，横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮速比为2:1，以降低可伸缩传动轴的转速，提高自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台的可靠性，也就是说，首先两滚筒组1分别对应的换向箱之间相连接保证了两滚筒组1之间的同步传动，同时连接两滚筒组1的同步连接机构采用可伸缩传动轴，进而保证了在两滚筒组1轴距调节后，不需要再更换新的同步连接机构，依靠可伸缩传动轴的伸缩性即可保证既伸缩又能够传动的功能。

如图1所示，在同一滚筒总成11的两转动滚筒3之间安装有传感滚筒6，传感滚筒6一端安装有传感滚筒转速传感器8，传感滚筒转速传感器8为磁电感应式，当车轮位于滚筒总成11上时，传感滚筒6与车轮相接触用于测量车轮轮速；而且，滚筒总成11包括与转动滚筒3相连接的中心距调节机构4及固定在滚筒组机架7上的滚筒导向轨道10，其中一个转动滚筒3的轴承座固定支承在滚筒组机架7上，另一个转动滚筒3的轴承座滑动连接在位于轴承座下方的滚筒导向轨道10上，同时放置在滚筒导向轨道10上的轴承座连接有中心距调节机构4，中心距调节机构4驱动其沿滚筒导向轨道10移动，进而能够调节两转动滚筒3之间的中心距；优选的中心距调节机构4为蜗轮蜗杆组件，通过丝杠带动其中一个转动滚筒3相对另一个转动滚筒3前后移动，实现滚筒中心距调节，进而模拟路面附着系数；优选的滚筒中心距调节机构4上设有滚筒中心距传感器，当滚筒中心距传感器监测到两转动滚筒3的中心距调节到位时，中心距调节机构4停止工作。

进一步的，还包括控制单元，控制单元分别连接中心距调节机构4、轴距调节装置9、交流电力测功机16、各飞轮离合器14和各传感器等；其中，控制单元通过控制飞轮离合器14的接合和断开，匹配与自动驾驶汽车平移质量最接近的机械惯量，接近程度相同时，匹配小的机械惯量；控制单元通过控制交流电力测功机16施加驱动或制动转矩，实现机械惯量和电惯量的耦合，模拟自动驾驶汽车实际道路行驶的加速阻力；控制单元通过控制交流电力测功机16施加驱动或制动转矩，模拟自动驾驶汽车实际道路行驶的滚动阻力、空气阻力和坡度阻力；通过上述阻力模拟，实现自动驾驶汽车真实道路行驶阻力的模拟。

本发明通过耦合机械惯量和电惯量，实现自动驾驶汽车道路阻力的连续、无级模拟；每根滚筒轴上的飞轮13状态通过飞轮离合器14吸合有不接入飞轮13、接入1个飞轮13和接入两个飞轮13三种状态，通过8根滚动轴上的飞轮组的动态组合，可有效提高机械惯量模拟的精度；通过在前滚筒组1转动滚筒3轴上安装转速转矩传感器15，测量自动驾驶汽车试验的车辆基准速度，确定参考车速；前、后滚筒组1换向箱横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮轮速比为2:1，以降低可伸缩传动轴的转速，提高自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台的可靠性，采用可伸缩传动轴保证车辆前后轴随动。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组，所述滚筒组包括两个对称设置的滚筒总成，各所述滚筒总成包括两个平行设置且传动连接的转动滚筒、及连接在所述转动滚筒一侧的交流电力测功机；

所述转动滚筒和所述交流电力测功机之间设有飞轮组，所述飞轮组包括若干个飞轮和与所述飞轮对应的飞轮离合器，所述飞轮和所述飞轮离合器均与所述转动滚筒同轴设置，且所述飞轮通过所述飞轮离合器的吸合与所述转动滚筒实现连接和断开，用于调整机械惯量，所述交流电力测功机施加驱动或制动转矩耦合所述机械惯量，模拟车辆实际道路行驶的阻力。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述交流电力测功机与所述飞轮组之间设有转速转矩传感器，根据所述转速转矩传感器测得车辆的基准速度和所述交流电力测功机施加的电惯量，对所述交流电力测功机进行调节用于耦合所述机械惯量。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，包括分别用于安装两个所述滚筒组的两个滚筒组机架，其中一个所述滚筒组机架固定在地基上，另一所述滚筒组机架连接有轴距调节装置，且可移动的安装在位于所述滚筒组机架下方的台体导向轨道上，所述轴距调节装置驱动所述滚筒组机架沿所述台体导向轨道移动，用于调节两所述滚筒组的轴距。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述滚筒组机架上安装有用于检测两所述滚筒组之间轴距的轴距传感器，当所述轴距传感器监测两所述滚筒组的轴距到位时，所述轴距调节装置停止工作。

5.根据权利要求1或4所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，同一所述滚筒组中的两所述滚筒总成之间设有换向箱，各所述换向箱包括横轴锥齿轮，所述横轴锥齿轮的两端分别连接两所述滚筒总成对应的所述转动滚筒，用于保证同一所述滚筒组中的两所述滚筒总成之间的同步传动。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，各所述换向箱包括与所述横轴锥齿轮同步传动连接的纵轴锥齿轮，两所述滚筒组之间设有可伸缩传动轴，所述可伸缩传动轴的两端分别对应连接所述纵轴锥齿轮，同时横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮的轮速比大于1。

7.根据权利要求6所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述滚筒总成包括平行安装在两所述转动滚筒之间的传感滚筒，当车轮位于所述滚筒总成上时，所述传感滚筒与车轮相接触用于测量车轮轮速，所述传感滚筒一端安装有用于测所述传感滚筒转速的传感滚筒转速传感器。

8.根据权利要求7所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述滚筒总成包括与所述转动滚筒相连接的中心距调节机构及固定在所述滚筒组机架上的滚筒导向轨道，其中一个所述转动滚筒安装在所述滚筒组机架上，另一个所述转动滚筒滑动连接在所述滚筒导向轨道上，并通过所述中心距调节机构驱动其沿所述滚筒导向轨道移动，用于调整两所述转动滚筒之间的中心距。

9.根据权利要求8所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述滚筒中心距调节机构上设有滚筒中心距传感器，当所述滚筒中心距传感器监测到两所述转动滚筒的中心距调节到位时，所述中心距调节机构停止工作。

10.根据权利要求9所述的自动驾驶汽车道路阻力模拟试验台，其特征在于，所述滚筒组机架上安装有调整车轮上升或下降的高度的举升装置，便于自动驾驶汽车行驶到检测位置，并且使车轮通过所述举升装置放置在所述滚筒总成上。

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