CN103852268B - 用于测试悬架动态运动学特性的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了用于测量悬架动态运动学特性的系统，所述系统包括至少一个车辆矢量位置测量装置、车辆侧倾俯仰测量装置、至少一个轮胎侧偏角测量装置、三轴向陀螺仪测量装置、方向盘转角测量装置、动态外倾角测量装置和数据采集及处理装置。本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统能够测试车辆悬架的真实运动状态并且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及测量系统，更具体地，涉及用于测量悬架动态运动学特性的系统。
背景技术
当前，随着车辆的日益发展和普及，在车辆设计和制造过程中测试悬架动态运动学特性变得越来越重要。
现有的测试悬架动态运动学特性的系统通常是基于台架的，例如，通过液压或电动伺服装置驱动测试台架，并利用位移，转角，力及力矩传感器等测量悬架的机械运动。
然而，现有的技术方案存在如下问题：（1）仅能进行准静态测试或低频率动态测试；（2）虽然具有高度的可重复性和精确度，但不能测试真实的车辆运动状态，即车辆在实际运行中的悬架动态状态。
因此，存在如下需求：提供能够测试车辆悬架的真实运动状态的用于测量悬架动态运动学特性的系统。
发明内容
为了解决上述现有技术方案所存在的问题，本发明提出了能够测试车辆悬架的真实运动状态的用于测量悬架动态运动学特性的系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于测量悬架动态运动学特性的系统，所述系统包括至少一个车辆矢量位置测量装置、车辆侧倾俯仰测量装置、至少一个轮胎侧偏角测量装置、三轴向陀螺仪测量装置、方向盘转角测量装置、动态外倾角测量装置和数据采集及处理装置，
其中，所述至少一个车辆矢量位置测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述至少一个轮胎侧偏角测量装置、所述三轴向陀螺仪测量装置、所述方向盘转角测量装置、所述动态外倾角测量装置中的每个均与被测车辆相连接，并且所述数据采集及处理装置分别与所述至少一个车辆矢量位置测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述至少一个轮胎侧偏角测量装置、所述三轴向陀螺仪测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述动态外倾角测量装置中的每个相连接。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆矢量位置测量装置用于测量轮心位置三个方向的位移、车轮相对于车身的倾角、以及车轮转向角，并将测量出的轮心位移数据、车轮倾角数据和车轮转向角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述车辆侧倾俯仰测量装置用于测量车辆的动态侧倾角和俯仰角，并将测量出的动态侧倾角和俯仰角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述轮胎侧偏角测量装置用于测量每个轮胎在运动过程中的动态侧偏角，并将测量出的动态侧偏角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述三轴向陀螺仪测量装置用于监控车辆横摆角速度和侧向加速度信号，并将测量出的车辆横摆角速度和侧向加速度数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述方向盘转角测量装置用于测量车辆方向盘转角，并将测量出的方向盘转角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述动态外倾角测量装置用于测量车辆的动态外倾角，并将测量出的动态外倾角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述数据采集及处理装置基于接收到的所述轮心位移数据、车轮倾角数据、车轮转向角数据、动态侧倾角和俯仰角数据、动态侧偏角数据、车辆横摆角速度和侧向加速度数据、方向盘转角数据和动态外倾角数据分析所述被测车辆的悬架动态运动学特性，并生成分析报告。
在上面所公开的方案中，优选地，所述至少一个车辆矢量位置测量装置、车辆侧倾俯仰测量装置、至少一个轮胎侧偏角测量装置、三轴向陀螺仪测量装置、方向盘转角测量装置和动态外倾角测量装置在被测车辆的实际运动期间测量相关的数据。
在上面所公开的方案中，优选地，所述系统包括两个车辆矢量位置测量装置以及两个轮胎侧偏角测量装置。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆矢量位置测量装置、所述动态外倾角测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述三轴向陀螺仪测量装置共同执行跳动转向和跳动外倾的测量。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆矢量位置测量装置、所述动态外倾角测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述轮胎侧偏角测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述三轴向陀螺仪测量装置共同执行侧倾转向和侧倾外倾的测量。
本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统具有以下优点：（1）能够测试车辆悬架的真实运动状态；（2）成本较低。
附图说明
结合附图，本发明的技术特征以及优点将会被本领域技术人员更好地理解，其中：
图1是根据本发明的实施例的用于测量悬架动态运动学特性的系统的示意性结构图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的用于测量悬架动态运动学特性的系统的示意性结构图。如图1所示，本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统包括至少一个车辆矢量位置测量装置1、车辆侧倾俯仰测量装置2、至少一个轮胎侧偏角测量装置3、三轴向陀螺仪测量装置4、方向盘转角测量装置5、动态外倾角测量装置6和数据采集及处理装置7。其中，所述至少一个车辆矢量位置测量装置1、车辆侧倾俯仰测量装置2、至少一个轮胎侧偏角测量装置3、三轴向陀螺仪测量装置4、方向盘转角测量装置5、动态外倾角测量装置6中的每个均与被测车辆相连接，并且所述数据采集及处理装置7分别与所述至少一个车辆矢量位置测量装置1、车辆侧倾俯仰测量装置2、至少一个轮胎侧偏角测量装置3、三轴向陀螺仪测量装置4、方向盘转角测量装置5和动态外倾角测量装置6中的每个相连接。
优选地，在本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统中，所述车辆矢量位置测量装置1用于测量轮心位置三个方向的位移、车轮相对于车身的倾角、以及车轮转向角，并将测量出的轮心位移数据、车轮倾角数据和车轮转向角数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述车辆侧倾俯仰测量装置2用于测量车辆的动态侧倾角和俯仰角，并将测量出的动态侧倾角和俯仰角数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述轮胎侧偏角测量装置3用于测量每个轮胎在运动过程中的动态侧偏角，并将测量出的动态侧偏角数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述三轴向陀螺仪测量装置4用于监控车辆横摆角速度和侧向加速度信号，并将测量出的车辆横摆角速度和侧向加速度数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述方向盘转角测量装置5用于测量车辆方向盘转角，并将测量出的方向盘转角数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述动态外倾角测量装置6用于测量车辆的动态外倾角，并将测量出的动态外倾角数据传送到所述数据采集及处理装置7；所述数据采集及处理装置7基于接收到的所述轮心位移数据、车轮倾角数据、车轮转向角数据、动态侧倾角和俯仰角数据、动态侧偏角数据、车辆横摆角速度和侧向加速度数据、方向盘转角数据和动态外倾角数据分析所述被测车辆的悬架动态运动学特性，并生成分析报告。
优选地，在本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统中，所述至少一个车辆矢量位置测量装置1、车辆侧倾俯仰测量装置2、至少一个轮胎侧偏角测量装置3、三轴向陀螺仪测量装置4、方向盘转角测量装置5和动态外倾角测量装置6在被测车辆的实际运动（即在实际驾驶环境下，例如路测）中测量相关的数据。
优选地，本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统包括两个车辆矢量位置测量装置1以及两个轮胎侧偏角测量装置3。
优选地，在本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统中，所述车辆矢量位置测量装置1、所述动态外倾角测量装置6、所述方向盘转角测量装置5和所述三轴向陀螺仪测量装置4共同执行跳动转向（RideSteer）和跳动外倾（RideCamber）的测量。示例性地，以如下方式测量跳动转向和跳动外倾：使被测车辆行驶于平直的测试路面上；车速稳定后使其通过正弦波输入路面（例如，该正弦波路面的幅值可以是+100mm，其周期可以根据车速而确定）；重复行驶在所述正弦波输入路面上并采集五次数据，计算采集到的五次数据的算术平均值并将该平均值作为最终数据；通过测得的轮心垂向位移及车轮转角曲线获得跳动转向数值，并通过测得的轮心垂向位移及车轮外倾角曲线得到跳动外倾数值。
优选地，在本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统中，所述车辆矢量位置测量装置1、所述动态外倾角测量装置6、所述车辆侧倾俯仰测量装置2、所述轮胎侧偏角测量装置3、所述方向盘转角测量装置5和所述三轴向陀螺仪测量装置4共同执行侧倾转向（RollSteer）和侧倾外倾（RollCamber）的测量。示例性地，以如下方式测量侧倾转向和侧倾外倾：使被测车辆行驶在平直的测试路面上；车速稳定后进行正弦转向操作（例如其中左右两侧的侧向加速度均为0.4g，且误差不超过0.05g）；通过所述三轴向陀螺仪测量装置4和所述数据采集及处理装置7来监视数据的有效性；在进行五个周期的数据采集后，计算所采集的五个周期的数据的算术平均值作为最终数据；通过测得的车辆侧倾角及车轮转角曲线获得侧倾转向数值，并通过测得的车辆侧倾角及外倾角曲线获得侧倾外倾数值。
由上可见，本发明所公开的用于测量悬架动态运动学特性的系统具有下列优点：能够测试车辆悬架的真实运动状态，并且成本较低。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
Claims (5)
1.一种用于测量悬架动态运动学特性的系统，所述系统包括至少一个车辆矢量位置测量装置、车辆侧倾俯仰测量装置、至少一个轮胎侧偏角测量装置、三轴向陀螺仪测量装置、方向盘转角测量装置、动态外倾角测量装置和数据采集及处理装置，
其中，所述至少一个车辆矢量位置测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述至少一个轮胎侧偏角测量装置、所述三轴向陀螺仪测量装置、所述方向盘转角测量装置、所述动态外倾角测量装置中的每个均与被测车辆相连接，并且所述数据采集及处理装置分别与所述至少一个车辆矢量位置测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述至少一个轮胎侧偏角测量装置、所述三轴向陀螺仪测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述动态外倾角测量装置中的每个相连接；
其中，所述车辆矢量位置测量装置用于测量轮心位置三个方向的位移、车轮相对于车身的倾角、以及车轮转向角，并将测量出的轮心位移数据、车轮倾角数据和车轮转向角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述车辆侧倾俯仰测量装置用于测量车辆的动态侧倾角和俯仰角，并将测量出的动态侧倾角和俯仰角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述轮胎侧偏角测量装置用于测量每个轮胎在运动过程中的动态侧偏角，并将测量出的动态侧偏角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述三轴向陀螺仪测量装置用于监控车辆横摆角速度和侧向加速度信号，并将测量出的车辆横摆角速度和侧向加速度数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述方向盘转角测量装置用于测量车辆方向盘转角，并将测量出的方向盘转角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述动态外倾角测量装置用于测量车辆的动态外倾角，并将测量出的动态外倾角数据传送到所述数据采集及处理装置；
所述数据采集及处理装置基于接收到的所述轮心位移数据、车轮倾角数据、车轮转向角数据、动态侧倾角和俯仰角数据、动态侧偏角数据、车辆横摆角速度和侧向加速度数据、方向盘转角数据和动态外倾角数据分析所述被测车辆的悬架动态运动学特性，并生成分析报告。
2.根据权利要求1所述的用于测量悬架动态运动学特性的系统，其特征在于，所述至少一个车辆矢量位置测量装置、车辆侧倾俯仰测量装置、至少一个轮胎侧偏角测量装置、三轴向陀螺仪测量装置、方向盘转角测量装置和动态外倾角测量装置在被测车辆的实际运动期间测量相关的数据。
3.根据权利要求2所述的用于测量悬架动态运动学特性的系统，其特征在于，所述系统包括两个车辆矢量位置测量装置以及两个轮胎侧偏角测量装置。
4.根据权利要求3所述的用于测量悬架动态运动学特性的系统，其特征在于，所述车辆矢量位置测量装置、所述动态外倾角测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述三轴向陀螺仪测量装置共同执行跳动转向和跳动外倾的测量。
5.根据权利要求4所述的用于测量悬架动态运动学特性的系统，其特征在于，所述车辆矢量位置测量装置、所述动态外倾角测量装置、所述车辆侧倾俯仰测量装置、所述轮胎侧偏角测量装置、所述方向盘转角测量装置和所述三轴向陀螺仪测量装置共同执行侧倾转向和侧倾外倾的测量。
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