CN113465950B - 车辆悬架台架 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多功能1/4车辆悬架测试台架，包括：铸铁平台、支撑框架、簧上质量模拟板、锁止机构、被测悬架、主作动器、支架组件。多功能1/4车辆悬架测试台架可适配多种车型不同结构形式的悬架实物，准确模拟簧上质量，使被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态。多功能1/4车辆悬架测试台架通过所含功能模块的不同组合，可进行主动/半主动悬架控制算法开发、包含不同组合的悬架零件实物的硬件在环仿真测试，还可测量所安装悬架的质量刚度等参数，多功能快速切换，减少了试验系统在多个台架之间的反复拆装和调试，极大地提高工作效率，而且对使用单位而言可以避免购买多个功能单一台架的重复部分，节省费用和占地面积。

Description

车辆悬架台架

技术领域

本申请涉及车辆悬架技术领域，特别涉及一种多功能1/4车辆悬架测试台架。

背景技术

悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切连接、支撑、传力装置的总称。传统的半主动悬架因其参数固定，无法兼顾平顺性和操纵稳定性，而近年来出现的半主动/主动悬架通过对悬架系统阻尼或/和刚度的智能调节，可在不同的行驶工况下使平顺性和操纵稳定性都达到最优化的效果。

从悬架的角度看，车辆是由车身、悬架和车轮等三部分耦合而成的一个完整系统。安装半主动悬架的车辆，用可变阻尼减振器、空簧等替代了传统被动悬架的对应部件作为可控执行机构；车身和悬架上安装有簧上/簧下加速度传感器、悬架高度传感器和/或车身陀螺仪(IMU)等传感器，并可接收车辆总线发送的其它信号，从而实现对车辆状态和行驶工况的感知；半主动悬架控制器根据感知环节得到的车辆状态和行驶工况，利用控制算法计算出使车辆性能最优的控制逻辑，并发出给执行机构的控制指令。这样就构成了一个闭环控制系统，如图1所示。

对于上述目标车辆、感知、控制、执行等环节构成的闭环系统的研究开发，其手段主要有两类，一是仿真，即建立研究对象的数学模型，利用纯数值方法研究其特性；二是试验，即在实际运行中或模拟环境中针对研究对象实物利用测试手段研究其特性。仿真研究周期短费用低，可快速进行多个轮次的仿真迭代，可避免极限工况等进行试验的危险性，且可在开发早起还没有实物样品时即开始研究，其关键在于对研究对象的准确建模；与之相反，试验研究的特点是结果与实际情况一致性好，但试验过程复杂，周期长费用高，对于某些如极限工况等进行试验有一定的危险性，且必须有实物样品才能开始研究。

实际的研究中往往是综合使用仿真和试验两种手段。比如在开发的早期采用纯仿真，即上述几个环节全部采用数字模型，利用纯数值仿真手段，分析不同的工况、执行机构特性和控制算法对于整车性能的影响。而在开发后期进行实车验证，即所有环节都采用实物，利用实车在各种工况下进行测试和标定。

随着技术的发展，仿真手段的应用范围越来越广。但是，一个完整的车辆系统包含了多个零部件，其中有些部件准确建模比较困难或模型参数难以准确测量，如轮胎、磁流变减振器等；且在建模过程中不可避免地要做很多简化，如忽略掉某些环节的摩擦力、对一些非线性特性进行线性化等等。因此导致纯仿真的结果难以满足要求。因此，在多数情况下在一个研究系统中都是把仿真和试验两种手段结合在一起使用的。如在悬架动力学关注的频率范围内，车身可视作刚体，悬架弹簧非常接近于线性模型等，因此模型相对简单，可以很方便得到准确的模型参数，因此可采用模型仿真；而轮胎、可变阻尼减振器等不易建模，就采用实物；而对于控制器，针对不同的研究目的，如在开发阶段采用控制模型，而在产品验证阶段采用控制器实物等。这样一个结合了模型仿真和硬件实物的试验过程，就是硬件在环仿真(Hardware-in-loop，HIL)。

用于悬架系统的硬件在环仿真测试平台是悬架系统开发及与整车匹配开发过程中的重要仪器设备，但目前专门针对主动/半主动悬架系统开发的试验台架很少，仅有的少量此类试验台架仅能实现单一功能，如仅能进行减振器阻尼特性测量的减振器综合性能试验台、仅能进行1/4车辆悬架系统试验测试的1/4车辆悬架试验台、仅能用于控制器硬件在环测试的专用台架等。为形成完整的开发能力，相关单位往往需要购置多个不同的台架，这些台架有许多重复部分，不仅所需费用高，占地面积大，而且开发人员需掌握多个不同台架的使用操作，且需将试验用悬架系统在多个台架之间反复安装切换等，极大影响开发效率。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种多功能1/4车辆悬架测试台架，该台架可进行悬架性能测试标定、主动/半主动悬架控制算法开发标定和悬架硬件在环仿真测试等多种与悬架有关的测试，覆盖车辆悬架开发领域的多数仿真测试需求，多个功能快速切换，减少了试验系统在多个台架之间的反复拆装和调试，提高了工作效率，避免重复采购多个功能单一台架的重复部分造成的浪费，节省费用和占地面积。

为达到上述目的，本申请实施例提出了一种多功能1/4车辆悬架测试台架，包括：

铸铁平台，所述铸铁平台设置有T型槽；

设置于所述铸铁平台上的支撑框架；

簧上质量模拟板，其中，所述簧上质量模拟板和所述支撑框架之间设置有垂直安装的多个线性导轨，所述簧上质量模拟板沿多个线性导轨垂直方向上下滑动；

锁止机构，所述锁止机构处于锁止状态时可将所述簧上质量模拟板锁止在所述线性导轨的任意位置；

被测悬架，所述被测悬架包括车轮、轮毂轴承、转向节、减振器、弹簧、上/下摆臂、转向拉杆；

主作动器，所述主作动器垂直置于所述被测悬架的车轮下方，下端固定在所述铸铁平台上，上端的出力活塞杆上安装车轮托盘，所述被测悬架的轮胎放置在所述车轮托盘上，以对车轮实施激振，模拟车辆行驶时车轮受到的路面不平输入；以及

支架组件，用于将所述被测悬架固定于所述簧上质量模拟板，保证所述被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态，其中，在所述被测悬架和所述支架组件上设置有簧上质量加速度传感器、簧下质量加速度传感器和悬架高度传感器。

另外，根据本申请上述实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：第一斜支撑柱和第二斜支撑柱，所述第一斜支撑柱和第二斜支撑柱设置于所述铸铁平台与所述支撑框架之间，以组成A字型框架结构。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述簧上质量模拟板两侧可安装附加质量块，用于根据目标车型调整所模拟的悬架簧上质量。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述支架组件一侧固定于所述簧上质量模拟板，另一侧通过与原车相同的铰链或球销与所述被测悬架的减振器上端、摆臂与车身连接车身端以及转向拉杆与车身连接端连接，所有连接点空间位置均与原车上相同，以保证所述被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述车轮托盘设置有横向燕尾槽结构。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：副作动器，所述副作动器的下端固定于铸铁平台，上端的出力活塞杆通过可脱开的机构连接到所述簧上质量模拟板下端，用于驱动簧上质量模拟板上下运动；第一力传感器，所述第一力传感器串联设置于所述副作动器的出力活塞杆和所述簧上质量模拟板之间，用于检测所述副作动器施加于所述簧上质量模拟板的实际作用力；第一位移传感器，所述第一位移传感器的一端设置于所述铸铁平台，且另一端连接所述簧上质量模拟板下端，用于检测所述簧上质量模拟板的垂直位移。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：一个或多个传感器组合，所述传感器包括：第二力传感器，所述第二力传感器置于所述主作动器和所述车轮托盘之间，用于检测所述主作动器对车轮实施的激振力；第二位移传感器，所述第二位移传感器用于测量所述主作动器的位移输出；第三位移传感器，所述第三位移传感器用于测量所述被测悬架簧下质量相对所述铸铁平台发生的实际位移；第三力传感器，所述第三力传感器用于测量所述被测悬架减振器顶端与所述支架组件之间的作用力。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：液压源，所述液压源用于为所述主作动器和所述副作动器提供液压动力。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：作动器控制器，所述作动器控制器的其中一个通道接收外界的信号，控制所述主作动器输出所需的位移，且另一通道接收外界指令，控制所述副作动器驱动所述簧上质量模拟板上下移动。

本申请实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架，通过所含功能模块的不同组合，可实现1/4车辆悬架性能测试和控制算法开发、1/4车辆悬架硬件在环仿真、悬架参数测试等多种功能，覆盖车辆悬架开发领域的多数仿真测试台架需求。多功能1/4车辆悬架测试台架具有多功能快速切换，减少了试验系统在多个台架之间的反复拆装和调试，因此可极大地提供工作效率，而且对开发单位而言可以避免购买多个功能单一台架的重复部分，节省费用和占地面积。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例的半主动悬架车辆系统示意图；

图2为根据本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架结构示意图；

图3为根据本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架逻辑功能结构示意图；

图4为根据本申请一个实施例的车轮托盘结构示意图；

图5为根据本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架应用例1示意图；

图6为根据本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架应用例2示意图；

图7为根据本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架应用例3示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参照附图描述根据本申请实施例提出的多功能1/4车辆悬架测试台架。

图2为本申请一个实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架结构示意图。图3为图2所示的结构对应的逻辑功能结构示意图。

如图2所示，本申请实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架包括：

铸铁平台，铸铁平台设置有T型槽；

设置于铸铁平台上的支撑框架；

簧上质量模拟板，其中，簧上质量模拟板和支撑框架之间设置有垂直安装的多个线性导轨，簧上质量模拟板沿多个线性导轨垂直方向上下滑动；

锁止机构，锁止机构处于锁止状态时可将簧上质量模拟板锁止在线性导轨的任意位置；

被测悬架，被测悬架包括车轮、轮毂轴承、转向节、减振器、弹簧、上/下摆臂、转向拉杆；

主作动器，主作动器垂直置于被测悬架的车轮下方，下端固定在铸铁平台上，上端的出力活塞杆上安装车轮托盘，被测悬架的轮胎放置在车轮托盘上，以对车轮实施激振，模拟车辆行驶时车轮受到的路面不平输入；以及

支架组件，用于将被测悬架固定于簧上质量模拟板，保证被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态，其中，在被测悬架和支架组件上设置有簧上质量加速度传感器、簧下质量加速度传感器和悬架高度传感器。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：第一斜支撑柱和第二斜支撑柱，第一斜支撑柱和第二斜支撑柱设置于铸铁平台与支撑框架之间，以组成A字型框架结构。

可选地，在本申请的一个实施例中，簧上质量模拟板两侧可安装附加质量块，用于根据目标车型调整所模拟的悬架簧上质量。

可选地，在本申请的一个实施例中，支架组件一侧固定于簧上质量模拟板，另一侧通过与原车相同的铰链或球销与被测悬架的减振器上端、摆臂与车身连接车身端以及转向拉杆与车身连接端连接，所有连接点空间位置均与原车上相同，以保证被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态。

可选地，在本申请的一个实施例中，车轮托盘设置有横向燕尾槽结构。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：副作动器，副作动器的下端固定于铸铁平台，上端的出力活塞杆通过可脱开的机构连接到簧上质量模拟板下端，用于驱动簧上质量模拟板上下运动；第一力传感器，第一力传感器串联设置于副作动器的出力活塞杆和簧上质量模拟板之间，用于检测副作动器施加于簧上质量模拟板的实际作用力；第一位移传感器，第一位移传感器的一端设置于铸铁平台，且另一端连接簧上质量模拟板下端，用于检测簧上质量模拟板的垂直位移。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：一个或多个传感器组合，传感器包括：第二力传感器，第二力传感器置于主作动器和车轮托盘之间，用于检测主作动器对车轮实施的激振力；第二位移传感器，第二位移传感器用于测量主作动器的位移输出；第三位移传感器，第三位移传感器用于测量被测悬架簧下质量相对铸铁平台发生的实际位移；第三力传感器，第三力传感器用于测量被测悬架减振器顶端与支架组件之间的作用力。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：液压源，液压源用于为主作动器和副作动器提供液压动力。

可选地，在本申请的一个实施例中，多功能1/4车辆悬架测试台架还包括：作动器控制器，作动器控制器的其中一个通道接收外界的信号，控制主作动器输出所需的位移，且另一通道接收外界指令，控制副作动器驱动簧上质量模拟板上下移动。

具体地，如图2和图3所示，带T型槽的铸铁平台10为其它部件安装提供牢固基础。支撑框架1通过地脚螺栓或焊接垂直安装在铸铁平台10上，两根斜支撑柱9上端通过螺栓或焊接与支撑框架1连接，下端通过地脚螺栓或焊接安装在铸铁平台10上，支撑框架1与斜支撑柱9、铸铁平台10组成一个牢固的A字型框架结构，使支撑框架1受到试验载荷时振动和变形较小，具有很好的刚度。模拟悬架簧上质量模拟板3通过四个垂直安装的线性导轨2，可沿支撑框架1垂直方向上下滑动。为适应对不同车型悬架进行试验，模拟悬架簧上质量模拟板3两侧可加挂模拟簧上质量附加质量块4。在悬架簧上质量模拟板板3和线性导轨2之间设有簧上质量锁止机构5，其工作时可使悬架簧上质量模拟板3锁止在一个固定的位置保持不动。副作动器7下端固定于铸铁平台10，上端出力活塞杆通过可脱开的机构连接到悬架簧上质量模拟板3下端，可驱动悬架簧上质量模拟板3上下运动。第一力传感器6串联于副作动器7的出力活塞杆和悬架簧上质量模拟板3之间，可测量副作动器7施加给悬架簧上质量模拟板3的作用力。第一位移传感器8一端固定于铸铁平台10，另一端连接悬架簧上质量模拟板3下端，可测量悬架簧上质量模拟板3的垂直位移。被测悬架16由车轮(轮辋+轮胎)、轮毂轴承、转向节、减振器、弹簧、上/下摆臂、转向拉杆等全部悬架部件组成，它们通过上转接支架21和下转接支架22组成的支架组件与簧上质量模拟板3连接，上转接支架21和下转接支架22的设计保证悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态。主作动器12垂直置于被测悬架16的车轮下方，其下端固定在铸铁平台10上，必要时水平位置和高度可以调整，上端出力活塞杆上安装车轮托盘15，被测悬架16的轮胎放置在车轮托盘15上，因此主作动器12可对车轮实施激振，模拟车辆行驶时车轮受到的路面不平输入。第二力传感器14置于主作动器12和车轮托盘15之间，可测量主作动器12对车轮实施的激振力。第二位移传感器13和第三位移传感器11分别测量作动器11的位移输出和悬架簧下质量相对铸铁平台10发生的位移。在被测悬架16和上转接支架21上，安装有簧上质量加速度传感器20、簧下质量加速度传感器17和悬架高度传感器18，在悬架减振器顶端与上转接支架21之间有第三力传感器19。如果主作动器12和副作动器7为液压作动器，则有液压源23为其提供液压动力。24为双通道作动器控制器，其中一个通道可接受外面传来的信号，通过内部控制程序控制主作动器12输出所需的位移，另一通道可接受外面指令，控制副作动器7驱动簧上质量模拟板3上下移动。

簧上质量锁止机构5，可在需要时锁止簧上质量模拟板3和附加质量4使其在当前位置固定不动；锁止机构5不工作时，簧上质量模拟板3和模拟簧上质量附加质量块4在被测悬架16的支撑下可沿线性导轨2上下自由振动。

本台架有两个作动器：1)主作动器12可根据外来的信号，实施对被测悬架系统16的激振输入；2)副作动器7在簧上质量锁止机构5松开时，可根据指令驱动簧上质量模拟板3上下运动，副作动器7也可与簧上质量模拟板3脱离，使簧上质量模拟板3自由振动。

车轮托盘15具有专门设计的横向燕尾槽结构，如图4所示，其上端与车轮接触部分15-1可相对下端15-2小范围横向滑动，由此消除车轮上下跳动时的横向位移所产生的侧向力对主作动器12的不利影响。

本台架具有多个传感器：1)第一位移传感器8、第二位移传感器11和第三位移传感器13分别测量簧上质量、簧下质量的垂直运动位移和车轮受到的位移输入；2)第一力传感器6和第二力传感器14分别测量副作动器7对簧上质量模拟板3和主作动器12对被测悬架16的车轮施加的垂直作用力；3)簧上质量加速度传感器20、簧下质量加速度传感器17和悬架高度传感器18分别测量悬架振动时簧上质量加速度、簧下质量加速度和悬架高度响应；4)第三力传感器19测量悬架振动时减振器顶端与支架组件之间的作用力。

本申请实施例的多功能1/4车辆悬架测试台架，通过所含功能模块的不同组合，可实现1/4车辆悬架性能测试和控制算法开发、1/4车辆悬架硬件在环仿真、悬架参数测试等多种功能。

在台架的簧上质量锁止机构5不工作时、簧上质量模拟板3可沿线性导轨2自由上下振动、副作动器7与簧上质量模拟板3脱开时，本台架成为一个1/4车辆悬架测试台架，可适配多种车型不同结构形式的悬架，进行1/4车辆悬架性能测试和悬架控制算法开发试验。在此应用状态下，簧上质量模拟板3两侧可加挂模拟簧上质量附加质量块4，以准确模拟目标车型折算为1/4车辆模型的簧上质量。被测悬架16采用全套的原车真实零件，由车轮(轮辋+轮胎)、轮毂轴承、转向节、减振器、弹簧(或空簧)、上/下摆臂(如果有)、转向拉杆等全部悬架部件组成。被测悬架16既可以是传统的被动悬架，也可以是采用可变阻尼减振器(磁流变减振器或电磁阀控减振器)和/或空簧的半主动悬架。专门设计的上转接支架21和下转接支架22，可准确复现悬架弹簧、减振器、上/下摆臂、拉杆等在原车上的安装位置和姿态，保证车轮具有准确的定位角，因此试验时悬架的运动和受力与其在原车上完全相同。主作动器12位置可调整准确定位在悬架16的车轮正下方，以适应不同尺寸悬架的测试要求。

如簧上质量锁止机构5将悬架簧上质量模拟板3锁止不动，本台架成为1/4车辆悬架硬件在环仿真，可进行包含不同组合的悬架零件实物的1/4车辆悬架硬件在环仿真测试。若台架上只安装被测悬架16的减振器和/或弹簧，其下端直接和主作动器12连接，这样形成以减振器/弹簧为实物的硬件在环试验台架。或安装被测悬架16安装全部零件，其车轮与主作动器连接，这样形成以包含车轮(含轮胎)、减振器、弹簧、摆臂、拉杆等整套悬架为实物的硬件在环试验台架。

在台架的簧上质量锁止机构5不工作时、悬架簧上质量模拟板3可沿线性导轨2自由上下振动、且副作动器7连接到悬架簧上质量模拟板3时，本台架成为一个车辆悬架参数测试台架，对于台架上已经安装调整好的被测台架，控制副作动器7缓慢上升/下降从而带动悬架簧上质量模拟板3上下运动，从而被测悬架16产生拉伸、压缩等运动变性，综合传感器6/8/11/13/14测量到的力和位移数据，可计算试验系统的簧上质量、簧下质量、弹簧刚度、轮胎垂向刚度、导轨摩擦力等参数。

作为具体的应用示例，本申请的多功能1/4车辆悬架测试台架和具有实时计算功能的实时测控系统配合完成多种功能的仿真测试，下面对几个典型的应用示例做介绍。

本台架应用示例1：半主动悬架控制算法开发和参数标定

本应用示例中，台架的簧上质量锁止机构5不工作、簧上质量模拟板3可沿线性导轨2自由上下振动、副作动器7与簧上质量模拟板3脱开，调整模拟簧上质量附加质量块4的质量使簧上质量总和准确等于目标车型折算为1/4车辆模型的簧上质量。被测悬架16采用全套的原车真实零件，专门设计上转接支架21和下转接支架22以准确复现被测悬架组件在原车上的安装位置和姿态，保证车轮具有准确的定位角，调整主作动器12位置使之准确定位在悬架16的车轮正下方，本台架成为一个1/4车辆悬架测试台架。

本应用示例中的信号流动和控制逻辑如图5所示。台架上的簧上质量加速度传感器20、簧下质量加速度传感器17和悬架高度传感器18是关键的、评估悬架性能、以及实施半主动悬架控制必须的传感器，其它传感器根据需要安装，所测量的信号可作为评估悬架性能的参考信号。实时测控系统根据不同的测试工况要求生成所需的路面信号，通过输出端口输送给台架的作动器控制器24，并控制主作动器12对悬架系统16施加不同的路面激励从而模拟车轮悬架在不同路面上行驶时的振动状况。簧上质量加速度传感器20、簧下质量加速度传感器17和悬架高度传感器18输出到实时测控系统的信号输入端口，经过信号调理、A/D转换后完成信号显示和记录功能，并对悬架在1/4车辆上的舒适性和操纵稳定性能进行定量评估。实时测控系统内运行的半主动悬架控制算法根据这些传感器信号，计算控制半主动悬架的可变阻尼减振器和空簧所需的控制逻辑和控制电流，通过功率驱动电路后输出到被测悬架16中控制可变阻尼减振器的线圈和空簧的电磁阀，从而实现半主动悬架的闭环控制。利用本应用例1，可以完成悬架的性能评估和调校、半主动悬架控制算法开发和参数标定等开发工作。

本台架应用示例2：1/4车辆悬架硬件在环仿真

本应用示例中，簧上质量锁止机构5将簧上质量模拟板3锁止不动，台架上安装包含不同组合的悬架零件实物组成悬架硬件在环仿真台架。如台架上只安装被测悬架16的减振器和/或弹簧，其下端直接和主作动器12连接，这样形成以减振器/弹簧为实物的硬件在环试验台架。或安装被测悬架16安装全部零件，其车轮与主作动器连接，这样形成以包含车轮(含轮胎)、减振器、弹簧、摆臂、拉杆等整套悬架为实物的硬件在环试验台架。

本应用示例中的信号流动和控制逻辑如图6所示。台架上减振器上端到车身传递力的传感器19是关键的、进行硬件在环仿真必须的传感器，其它传感器根据需要安装，所测量的信号可作为试验参考信号。实时测控系统中运行除台架上安装悬架实物外的其它车辆部件的1/4车辆模型，路面模型根据仿真测试工况生成所需路面，作为1/4车辆模型的路面输入。1/4车辆模型仿真得到的悬架高度，通过信号输出端口输出到台架作动器控制器24，控制主作动器12对台架上的悬架实物实施激励。第三力传感器19测量得到的减振器上端与车身之间的作用力，通过实时测控系统的信号输入端口，经信号调理和A/D变换后，反馈到1/4车辆仿真模型中，从而完成悬架实物+1/4车辆仿真模型的硬件在环仿真。若被测悬架16是采用可变阻尼减振器(磁流变减振器或电磁阀控减振器)和/或空簧的半主动悬架，实时测控系统内同时运行半主动悬架控制算法，根据1/4车辆模型仿真得到的传感器信号，计算控制减振器和空簧所需的控制逻辑和控制电流，通过功率驱动电路后输出到被测悬架16中控制可变阻尼减振器的线圈和空簧的电磁阀，从而实现对半主动悬架的减振器和/或空簧的控制。利用本应用例进行基于悬架实物的硬件在环仿真，可实现比纯软件模型仿真更接近实际的仿真测试结果，并可进行1/4车辆半主动悬架控制算法开发和参数标定、减振器空簧模型研究和参数校准等开发工作。

本台架应用示例3：1/4车辆悬架参数测量

在应用示例1和应用示例2中，被测悬架16安装好后，若要准确测量被测悬架16的簧上质量、簧下质量、弹簧刚度、轮胎刚度等参数，可使用本应用示例功能，如图7所示。台架副作动器7、第一力传感器6和簧上质量模拟板3牢固连接，主作动器12静止不动，簧上质量锁止机构5不动作，控制副作动器7缓慢上升/下降从而带动簧上质量模拟板3上下运动，被测悬架16产生拉伸、压缩等运动变性,综合传感器6/8/11/13/14测量到的力和位移数据，可计算台架系统的簧上质量、簧下质量、弹簧刚度、轮胎垂向刚度、导轨摩擦力等参数。

根据本申请实施例提出的车辆悬架台架，可以组合为多种功能用途的车辆悬架的测试平台，该平台覆盖车辆悬架开发领域的多数仿真测试需求。多功能快速切换，各个功能之间可共享参数，减少了试验系统在多个台架之间的反复拆装和调试，因此可极大地提供工作效率，而且对开发单位而言可以避免购买多个功能单一台架的重复部分，节省费用和占地面积。

此外，术语“第一”、“第二”、“主”、“副”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“主”、“副”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种多功能1/4车辆悬架测试台架，其特征在于，包括：

铸铁平台，所述铸铁平台设置有T型槽；

设置于所述铸铁平台上的支撑框架；

簧上质量模拟板，其中，所述簧上质量模拟板和所述支撑框架之间设置有垂直安装的多个线性导轨，所述簧上质量模拟板沿多个线性导轨垂直方向上下滑动；

锁止机构，所述锁止机构处于锁止状态时可将所述簧上质量模拟板锁止在所述线性导轨的任意位置；

被测悬架，所述被测悬架包括车轮、轮毂轴承、转向节、减振器、弹簧、上/下摆臂、转向拉杆；

主作动器，所述主作动器垂直置于所述被测悬架的车轮下方，下端固定在所述铸铁平台上，上端的出力活塞杆上安装车轮托盘，所述被测悬架的轮胎放置在所述车轮托盘上，以对车轮实施激振，模拟车辆行驶时车轮受到的路面不平输入；以及

支架组件，用于将所述被测悬架固定于所述簧上质量模拟板，保证所述被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态，其中，在所述被测悬架和所述支架组件上设置有簧上质量加速度传感器、簧下质量加速度传感器和悬架高度传感器；

副作动器，所述副作动器的下端固定于铸铁平台，上端的出力活塞杆通过可脱开的机构连接到所述簧上质量模拟板下端，用于驱动簧上质量模拟板上下运动；

第一力传感器，所述第一力传感器串联设置于所述副作动器的出力活塞杆和所述簧上质量模拟板之间，用于检测所述副作动器施加于所述簧上质量模拟板的实际作用力；

第一位移传感器，所述第一位移传感器的一端设置于所述铸铁平台，且另一端连接所述簧上质量模拟板下端，用于检测所述簧上质量模拟板的垂直位移。

2.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，还包括：

第一斜支撑柱和第二斜支撑柱，所述第一斜支撑柱和第二斜支撑柱设置于所述铸铁平台与所述支撑框架之间，以组成A字型框架结构。

3.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，所述簧上质量模拟板两侧可安装附加质量块，用于根据目标车型调整所模拟的悬架簧上质量。

4.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，所述支架组件一侧固定于所述簧上质量模拟板，另一侧通过与原车相同的铰链或球销与所述被测悬架的减振器上端、摆臂与车身连接车身端以及转向拉杆与车身连接端连接，所有连接点空间位置均与原车上相同，以保证所述被测悬架处于和其在原车上相同的空间姿态和受力状态。

5.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，所述车轮托盘设置有横向燕尾槽结构。

6.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，还包括一个或多个传感器组合，所述传感器包括：

第二力传感器，所述第二力传感器置于所述主作动器和所述车轮托盘之间，用于检测所述主作动器对车轮实施的激振力；

第二位移传感器，所述第二位移传感器用于测量所述主作动器的位移输出；

第三位移传感器，所述第三位移传感器用于测量所述被测悬架簧下质量相对所述铸铁平台发生的实际位移；

第三力传感器，所述第三力传感器用于测量所述被测悬架减振器顶端与所述支架组件之间的作用力。

7.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，还包括：

液压源，所述液压源用于为所述主作动器和所述副作动器提供液压动力。

8.根据权利要求1所述的台架，其特征在于，还包括：

作动器控制器，所述作动器控制器的其中一个通道接收外界的信号，控制所述主作动器输出所需的位移，且另一通道接收外界指令，控制所述副作动器驱动所述簧上质量模拟板上下移动。

Images