CN111665064A - 一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，包括四个拉线传感器、位于前桥上且在车辆行驶过程中与前桥无相对运动的两个测量点，四个拉线传感器与两个测量点均位于同一平面，四个拉线传感器并排固定在车架纵梁外侧，每两个拉线传感器连接一个测量点，且四个拉线传感器均与信号处理器连接，测量时，在不同整车运行工况下，信号处理器实时接收来自一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的检测信号，并根据这些信号拟合出前桥的运动轨迹，即得到不同工况下整车悬架系统的运动轨迹。该设计不仅测量准确度高，而且结构和测量方法简单。

Description

一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统及其测量方法

技术领域

本发明属于整车试验技术领域，具体涉及一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统及其测量方法。

背景技术

商用车在实际使用中，经常会出现制动时干涉跑偏、颠簸路面方向盘摆振等现象，在应对中需要得到悬架系统在各种工况下的运动轨迹，由此来调整改善转向系统和悬架系统之间的运动干涉量。

对于商用车转向系统和悬架系统的运动干涉量的确定，中国专利：申请公布号CN108007700A、申请公布日2018年5月8日的发明专利公开了一种商用车转向系统与行驶系统运动干涉量测量台架试验系统，其将钢板弹簧总成、转向拉杆、转向摇臂、实车吊环、U形螺栓、板簧销轴、加载桥等部件全部纳入到系统试验中，通过调节各部件总成的空间相对位置，实现转向系统与行驶系统处于不同姿态、整车处于不同承载状态下的空间布置，搭配道路载荷谱协调控制软件，实时回放实车采集的道路载荷数据，虽然能够最大程度模拟转向系统与行驶系统所有零部件总成在实车状态下的受力情况，真实模拟该类系统总成对应不同实车工况时的状态，但仍然存在以下缺陷：

该试验系统需要在台架上进行，一方面需要搭建专用台架，成本高，另一方面，从台架试验工况转化到整车试验工况时会产生较大的误差，这样就使得台架试验结果无法趋近真实值，同时，由于该系统需要采集实车的道路载荷数据并进行转化，试验周期长。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种测量结果更真实准确、结构简单的商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统及其测量方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，包括一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器，所述一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器并排固定在车架纵梁外侧，一号拉线传感器、二号拉线传感器的拉线与前桥上设置的第一测量点固定连接，三号拉线传感器、四号拉线传感器与前桥上设置的第二测量点固定连接，所述一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器、第一测量点、第二测量点均位于同一平面，所述第一测量点、第二测量点为车辆行驶过程中与前桥无相对运动的点，且一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的信号输出端均与信号处理器连接，所述信号处理器用于根据测量过程中实时接收到的拉线传感器信号拟合出不同工况下悬架系统的运动轨迹。

所述第一测量点、第二测量点位于前桥节臂点上。

所述三号拉线传感器位于一号拉线传感器与二号拉线传感器之间，所述二号拉线传感器位于三号拉线传感器与四号拉线传感器之间。

所述一号拉线传感器的拉线与二号拉线传感器的拉线所形成的夹角、三号拉线传感器的拉线与四号拉线传感器的拉线所形成的夹角均为89-91°。

所述一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的长度均大于等于150mm。

所述一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器通过安装支架与车架纵梁固定连接。

上述商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统的测量方法，具体为：在不同整车运行工况下，信号处理器实时接收来自一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的检测信号，并根据这些信号拟合出前桥的运动轨迹，即可得到不同工况下整车悬架系统的运动轨迹。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统包括并排固定在车架纵梁外侧的一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器，一号拉线传感器、二号拉线传感器的拉线与前桥上设置的第一测量点固定连接，三号拉线传感器、四号拉线传感器与前桥上设置的第二测量点固定连接，一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器、第一测量点、第二测量点均位于同一平面，第一测量点、第二测量点为车辆行驶过程中与前桥无相对运动的点，且一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的信号输出端均与信号处理器连接，该设计利用三角法，测量时，只需实时得出四个拉线传感器的长度数值，结合其初始位置即可得到两测量点的实时位置，由此拟合出整车在制动、跳动等工况下前桥随悬架系统的运动轨迹，该系统不仅能够实时测量整车任意工况下的悬架系统运动轨迹，测量数据更为真实准确，而且测量装置结构和测量方法简单、成本低。因此，本发明不仅测量准确度高，而且结构和测量方法简单。

2、本发明一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统中一号拉线传感器的拉线与二号拉线传感器的拉线所形成的夹角、三号拉线传感器的拉线与四号拉线传感器的拉线所形成的夹角均为89-91°，该角度范围使得角度对测量精度的影响尽可能的小，同时，将一号拉线传感器、二号拉线传感器、三号拉线传感器、四号拉线传感器的长度均控制在大于等于150mm，可有效避免连接同一测量点的量拉线传感器在运动过程中角度变化过大，以上设计进一步提高了测量数据的精准度。因此，本发明进一步提高了测量数据的精准度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2位本发明的控制框图。

图中，一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4、第一测量点5、第二测量点6、信号处理器7、安装支架8。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，包括一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4，所述一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4并排固定在车架纵梁外侧，一号拉线传感器1、二号拉线传感器2的拉线与前桥上设置的第一测量点5固定连接，三号拉线传感器3、四号拉线传感器4与前桥上设置的第二测量点6固定连接，所述第一测量点5、第二测量点6为车辆行驶过程中与前桥无相对运动的点，且一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的信号输出端均与信号处理器7连接，所述信号处理器7用于根据测量过程中实时接收到的拉线传感器信号拟合出不同工况下悬架系统的运动轨迹。

所述第一测量点5、第二测量点6位于前桥节臂点上。

所述三号拉线传感器3位于一号拉线传感器1与二号拉线传感器2之间，所述二号拉线传感器2位于三号拉线传感器3与四号拉线传感器4之间。

所述一号拉线传感器1的拉线与二号拉线传感器2的拉线所形成的夹角、三号拉线传感器3的拉线与四号拉线传感器4的拉线所形成的夹角均为89-91°。

所述一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4、第一测量点5、第二测量点6均位于同一平面。

所述一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的长度均大于等于150mm。

所述一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4通过安装支架8与车架纵梁固定连接。

上述商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统的测量方法，具体为：在不同整车运行工况下，信号处理器7实时接收来自一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的检测信号，并根据这些信号拟合出前桥的运动轨迹，即可得到不同工况下整车悬架系统的运动轨迹。

本发明的原理说明如下：

本发明提供了一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，测量在不同工况下前悬架系统的运动轨迹，从而快速校核转向系统和悬架系统的运动干涉量，并将其控制在合理范围内，提高整车的平顺性和操纵稳定性。该系统巧妙地利用了三角形法测量两测量点在同一平面内的运动轨迹，从而得到前桥随悬架系统运动的轨迹。三角形法虽然只能得到平面内点的位置，但是对前悬架运动来说跳动、制动工况下零件主要的运动就是在平行于车架的平面内，因此忽略Y向的运动不仅大大简化了测量和计算方法，而且对测量精度的影响可忽略。

前桥节臂点：本发明中第一测量点5、第二测量点6优先布置在前桥节臂点上，其主要原因为，前桥节臂点的运动轨迹直接关系转向系统和悬架系统的运动干涉量，此点的运动轨迹是否合适，转向拉杆运动轨迹和该点的运动轨迹重合度如何，直接影响了整车的性能，如干涉量过大，会导致垂直跳动时方向盘非人为转动、制动时跑偏等问题。因此通过使用拟合出前桥节臂点的运动轨迹后，即可根据运动轨迹做相应的调整。

实施例1：

参见图1，一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，包括一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4、焊接在前桥板簧安装座上的第一测量点5和第二测量点6，所述一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4、第一测量点5、第二测量点6均位于同一平面，一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的长度均为150mm、且通过安装支架8并排固定在车架纵梁外侧，三号拉线传感器3位于一号拉线传感器1与二号拉线传感器2之间，二号拉线传感器2位于三号拉线传感器3与四号拉线传感器4之间，一号拉线传感器1、二号拉线传感器2的拉线与第一测量点5固定连接，三号拉线传感器3、四号拉线传感器4与第二测量点6固定连接，一号拉线传感器1的拉线与二号拉线传感器2的拉线所形成的夹角、三号拉线传感器3的拉线与四号拉线传感器4的拉线所形成的夹角均为90°，一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的信号输出端均与信号处理器7连接。

上述商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统的测量方法为：在不同整车运行工况下，信号处理器7实时接收来自一号拉线传感器1、二号拉线传感器2、三号拉线传感器3、四号拉线传感器4的检测信号，并根据这些信号拟合出前桥的运动轨迹，即可得到不同工况下整车悬架系统的运动轨迹。

将上述测量系统应用到一整车上，测量得到该车的转向系统和悬架系统的运动干涉量为8.32mm，根据公式α=atan（x/L）*n（α为运动干涉量导致的方向盘转动角度，x为运动干涉量，L为转向机垂臂长度，该车为190mm，N为转向器速比，该车为18.84）计算得到α=39.5°，实测该车在紧急制动时，其方向盘的偏转角度为46°，因此，该测试的有效性约为39.5°/46°=86%（影响该有效性的其它因素有转向传动装置刚度、车架的刚度、转向系统的自由间隙等）。

Claims (7)

1.一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：

所述整车测量系统包括一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)，所述一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)并排固定在车架纵梁外侧，一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)的拉线与前桥上设置的第一测量点(5)固定连接，三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)与前桥上设置的第二测量点(6)固定连接，所述一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)、第一测量点(5)、第二测量点(6)均位于同一平面，所述第一测量点(5)、第二测量点(6)为车辆行驶过程中与前桥无相对运动的点，且一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)的信号输出端均与信号处理器(7)连接，所述信号处理器(7)用于根据测量过程中实时接收到的拉线传感器信号拟合出不同工况下悬架系统的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：所述第一测量点(5)、第二测量点(6)位于前桥节臂点上。

3.根据权利要求1或2所述的一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：所述三号拉线传感器(3)位于一号拉线传感器(1)与二号拉线传感器(2)之间，所述二号拉线传感器(2)位于三号拉线传感器(3)与四号拉线传感器(4)之间。

4.根据权利要求1或2所述的一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：所述一号拉线传感器(1)的拉线与二号拉线传感器(2)的拉线所形成的夹角、三号拉线传感器(3)的拉线与四号拉线传感器(4)的拉线所形成的夹角均为89-91°。

5.根据权利要求1或2所述的一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：所述一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)的长度均大于等于150mm。

6.根据权利要求1或2所述的一种商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统，其特征在于：所述一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)通过安装支架(8)与车架纵梁固定连接。

7.一种权利要求1所述的商用车悬架系统运动轨迹整车测量系统的测量方法，其特征在于：

所述测量方法为：在不同整车运行工况下，信号处理器(7)实时接收来自一号拉线传感器(1)、二号拉线传感器(2)、三号拉线传感器(3)、四号拉线传感器(4)的检测信号，并根据这些信号拟合出前桥的运动轨迹，即可得到不同工况下整车悬架系统的运动轨迹。

Images