CN115096619B - 负载模拟装置、转向测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种负载模拟装置、转向测试系统及方法，涉及测试技术领域。负载模拟装置包括：安装基座、连接组件，以及固定在安装基座上的整车支撑架与加载机构；连接组件固定在加载机构上；整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，在车辆固定在整车支撑架上时，连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接；加载机构用于随转向机构进行同步运动；加载机构还用于获取转向机构的运动信息，并将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；加载机构还用于在接收到测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载。本发明在转向机构的测试过程中模拟转向机构所受到的负载力。

Description

负载模拟装置、转向测试系统及方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种负载模拟装置、转向测试系统及方法。

背景技术

汽车的转向系统经历了机械式、传统液压助力、电液助力、电动助力各个阶段的发展。一直以来，转向系统的稳定性及可靠性对于车辆是否满足安全标准起着至关重要的作用，在装车前其软硬件系统必须经过充分测试，通过不断的调试和改进才能确保其可靠性。而随着智能驾驶的兴起和电控技术的进一步发展，更加精确、可靠的线控转向技术将成为转向系统未来的发展趋势。

在车辆开发过程中，转向系统测试台在是必不可少的，其中转向负载模拟系统负责实时计算并加载转向系统的受力情况，是很重要的一个模块。随着转向控制技术的发展，现有的转向系统测试台及其负载模拟系统很难全方位的满足不同的转向系统，以及不同测试场景下的测试需求。基于上述问题，申请人提出了本申请的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供了一种负载模拟装置、转向测试系统及方法，能够在转向机构的测试过程中模拟转向机构所受到的负载力，实现了对待测的转向机构的负载模拟，能够进行高动态响应的主动加载，满足多种转向系统的测试需求；并且无需将转向机构从车辆中拆除，也可以在对转向机构测试时进行负载模拟，实现了对装车转向机构的负载模拟，能够更加方便快捷的进行测试。

为实现上述目的，本发明提供了一种负载模拟装置，包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构；所述连接组件固定在所述加载机构上；所述整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，在车辆固定在所述整车支撑架上时，所述连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接；所述加载机构用于随所述转向机构进行同步运动；所述加载机构还用于获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；所述加载机构还用于在接收到所述测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载。

本发明还提供了一种转向测试系统，包括：负载模拟装置与测试系统；所述负载模拟装置包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构，所述加载机构与所述测试系统通信连接；所述整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，在车辆固定在所述整车支撑架上时，所述连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接；所述加载机构用于随所述转向机构进行同步运动；所述加载机构还用于获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；所述测试系统用于基于所述转向系统状态信息与车辆操作信号，生成所述转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构；所述加载机构还用于在接收到所述控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载。

本发明还提供了一种转向测试方法，应用于转向测试系统，所述转向测试系统包括负载模拟装置与测试系统；所述负载模拟装置包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构；所述方法包括：在对待测的转向机构进行测试时，所述加载机构随所述转向机构进行同步运动，获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；所述测试系统基于所述转向系统状态信息与车辆操作信号，生成所述转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构；所述加载机构在接收到所述控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载。

本实施例提供了一种负载模拟装置，包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构；所述连接组件固定在所述加载机构上，在对转向机构进行测试时，车辆固定在所述整车支撑架上时，连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接，此时连接组件将待测的转向机构与加载机构连接到一起，加载机构能够随着转向机构进行同步运动，获取转向机构的运动信息，并将包含转向机构的运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统，以供测试系统进行处理，并发送包含目标负载力的控制指令至加载机构，加载机构在接收到控制指令时，则会基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载；由此能够在转向机构的测试过程中模拟转向机构所受到的负载力，实现了对待测的转向机构的负载模拟，能够进行高动态响应的主动加载，满足多种转向系统的测试需求；并且无需将转向机构从车辆中拆除，也可以在对转向机构测试时进行负载模拟，实现了对装车转向机构的负载模拟，能够更加方便快捷的进行测试。

在一个实施例中，所述整车支撑架包括：两个轮毂轴支撑架，每个所述轮毂轴支撑架包括：支架与固定在所述支架上的连接轴；两个所述轮毂轴支撑架的支架分别固定在所述安装基座的两端且位于所述加载机构的两侧；所述连接轴用于与车辆的车轮轮毂轴相固定。

在一个实施例中，所述连接轴为可转动式，所述连接轴可随相固定的所述车轮轮毂轴旋转。

在一个实施例中，加载机构包括：控制器、加载装置以及位移传感器，所述控制器分别与所述加载装置以及所述位移传感器通信连接，所述加载装置通过所述连接组件与待测的转向机构固定连接；加载装置用于随转向机构进行同步运动；位移传感器用于采集加载装置的运动信息作为转向机构的运动信息，并将运动信息发送到控制器；控制器用于将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；控制器用于在接收到测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于控制指令中的目标负载力控制加载装置对转向机构施加负载。

在一个实施例中，所述连接组件包括：两个连接件，所述转向机构的转向横拉杆的两端分别通过两个连接件与所述加载机构固定连接；所述负载模拟装置还包括：两个力传感器，两个力传感器分别设置在两个所述连接件与所述转向横拉杆的连接处；所述力传感器用于将采集到的施加负载力发送到所述测试系统。

在一个实施例中，加载装置为以下任意之一：直线电机、电缸或者液压缸。

在一个实施例中，运动信息包括：位移量与移动速度。

在一个实施例中，所述测试系统中设置有车辆动力学模型；所述测试系统用于将所述转向系统状态信息与所述车辆操作信号输入到所述车辆动力学模型，得到所述转向机构当前状态下的目标负载力；所述测试系统还用于将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构。

在一个实施例中，车辆操作信号包括：油门信号与刹车信号。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例中的负载模拟装置的示意图；

图2是根据本发明第一实施例中的负载模拟装置的示意图，其中加载机构包括：控制器、加载装置以及位移传感器；

图3是根据本发明第一实施例中的包括轮毂轴支撑架的负载模拟装置的机械结构图；

图4是根据本发明第二实施例中的转向测试系统的示意图，其中测试系统中设置有车辆动力学模型；

图5是根据本发明第三实施例中的转向测试方法的具体流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、机构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、机构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、机构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“或/和”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的机构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明第一实施方式涉及一种负载模拟装置，用于在对车辆的转向机构进行测试时，模拟对转向机构施加负载；其中，车辆可以为电动车辆、燃油车辆等具有转向机构的车辆，转向机构可以为机械式、传统液压助力、电液助力、电动助力以及线控转向系统等。

请参考图1，负载模拟装置包括：连接组件、加载机构2、安装基座3以及整车支撑架，整车支撑架与加载机构2均固定在安装基座3上，连接组件用于与车辆上待测的转向机构固定连接，连接组件固定在加载机构2上，由此加载机构2通过连接组件与待测的转向机构固定连接，其中安装基座3的形状和大小可以根据待测的转向机构来设定，其可以固定在地面或者其他用于测试的设备上，安装基座3可以设置成高度可调节的形式。

本实施例中，待测的转向机构可以包括方向盘41、转向传动机构42以及转向横拉杆43，转向横拉杆43与连接组件固定连接。

整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，如图1所示，整车支撑架包括：两个轮毂轴支撑架7，两个轮毂轴支架7可以对车辆进行固定支撑。

对转向机构进行测试时车辆固定在整车支撑架上，连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接。在一个例子中，连接组件可以包括两个连接件11，转向机构的转向横拉杆43的两端分别通过两个连接件11与加载机构22固定连接，即两个连接件11的一端分别固定在转向横拉杆43的两端，两个连接件11的另一端分别与加载机构2固定；由此在方向盘41转动时，转向传动机构42跟随方向盘41转动带动转向横拉杆43沿长度方向进行横向运动，加载机构2也就随着转向横拉杆43一起运动；方向盘41可以由线控转向系统或者测试机器人进行控制。另外，加载机构2连接到测试系统5，测试系统5通过本实施例中的负载模拟装置对待测的转向机构进行测试，测试系统5与加载机构2之间可以采用以太网控制自动化技术（Ethercat）进行通信，增强了测试系统5与加载机构2通信的实时性。

在一个例子中，负载模拟装置还包括两个力传感器6，两个力传感器6分别设置在分别设置在两个连接件11与转向横拉杆43的连接处，即两个力传感器6分别设置在转向横拉杆43的两端与两个连接件11的连接处。

加载机构2用于随转向机构进行同步运动。

加载机构2还用于获取的转向机构的运动信息，并将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统5。

加载机构2还用于在接收到测试系统5发送的包含目标负载力的控制指令时，基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载。

力传感器6用于将采集到的施加负载力发送到测试系统5。具体的，两个力传感器6分别与测试系统5通信连接，例如可以通过加载机构2上的走线与测试系统5连接，图中未单独示出力传感器6与测试系统5之间的连接关系；以其中一个力传感器6为例，在加载机构2对转向机构施加负载时，力传感器6能够采集到连接件11与转向横拉杆43的连接处的力，力传感器6采集到的力即为加载机构2对转向机构所施加的负载力，力传感器6将采集到的施加负载力发送到测试系统5，由此测试系统5可以将监测加载机构2所施加的负载力与目标负载力进行对比，实时监测加载机构2所施加的负载力是否满足要求，实现了对加载机构2的闭环控制。

本实施例中，在对转向机构进行测试时，当转向机构的方向盘41按照设定方式（包括方向、速度等）进行转动时，转向传动机构42跟随方向盘41转动并带动转向横拉杆43进行横向运动，转向横拉杆43的两端通过两个连接件11与加载机构2固定连接，由此转向横拉杆43会带动加载机构2运动，即加载机构2随转向横拉杆43进行同步运动，然后加载机构2还会获取转向横拉杆43的运动信息（即为转向机构的运动信息），转向横拉杆43的运动信息包括：转向横拉杆43的位移量与移动速度；随后加载机构2会将包含转向横拉杆43的运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统5。

测试系统5在接收到包含转向横拉杆43的运动信息的转向系统状态信息时，基于该转向系统状态信息与当前的车辆操作信号，生成转向机构在当前状态下所应承受的负载力即为目标负载力，随后测试系统5将包含该目标负载力的控制指令发送到加载机构2，加载机构2在接收到包含目标负载力的控制指令时，则会对转向横拉杆43施加相应的负载，即模拟为转向机构施加负载，负载大小为控制指令中的目标负载力。其中，车辆操作信号例如包括：刹车信号和/或油门信号。

由上可知，本实施例中的负载模拟装置能够在转向机构的测试过程中，模拟转向机构所受到的负载力。另外，测试过程中测试系统5还会通过两个力传感器6采集加载机构2对转向机构所施加的负载力，由此测试系统5可以将监测加载机构2所施加的负载力与目标负载力进行对比，实时监测加载机构2所施加的负载力是否满足要求，实现了对加载机构2的闭环控制。

在一个例子中，请参考图2，加载机构2包括：控制器21、加载装置22以及位移传感器23，控制器21分别与加载装置22以及位移传感器23通信连接，加载装置22通过连接组件与待测的转向机构固定连接。其中，控制器21可以通过有线分别与加载装置22以及位移传感器23通信连接，图2中仅示意性表示控制器21与加载装置22之间的位置关系，控制器21可以与加载装置22集成在一起。

加载装置22用于随转向机构进行同步运动；具体的，加载装置22通过连接组件与待测的转向机构中的转向横拉杆43固定连接，从而能够随着转向横拉杆43同步运动。在一个例子中，加载装置22为以下任意之一：直线电机、电缸或者液压缸。

位移传感器23用于采集加载装置22的运动信息作为转向机构的运动信息，并将运动信息发送到控制器21。其中，位移传感器23的类型与加载装置22的类型相对应，其与加载装置22固定在一起，能够采集加载装置22的运动信息。

控制器21用于将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统5。

控制器21用于在接收到测试系统5发送的包含目标负载力的控制指令时，基于控制指令中的目标负载力控制加载装置22对转向机构施加负载。具体的，控制器21能够对加载装置22的工作状态进行控制，以为转向机构施加负载。

以加载装置22为直线电机为例，则位移传感器23为光电编码器，直线电机能够通过两个连接件11与转向机构中的转向横拉杆43固定连接，使得直线电机能够随着转向横拉杆43进行位移，光电编码器则能够采集直线电机的位移量和移动速度，光电编码器将采集的位移量和移动速度发送到控制器21，控制器21再将包含转向横拉杆43的位移量和移动速度的转向系统状态信息发送到测试系统5。

测试系统5在接收到包含转向横拉杆43的位移量和移动速度的转向系统状态信息时，基于该转向系统状态信息与当前的车辆操作信号，生成转向机构在当前状态下所应承受的负载力即为目标负载力，随后测试系统5将包含该目标负载力的控制指令发送到控制器21，控制器21在接收到包含目标负载力的控制指令时，则会控制直线电机为转向横拉杆43施加相应的负载，即模拟为转向机构施加负载，负载大小为控制指令中的目标负载力。

在一个例子中，请参考图3，每个轮毂轴支撑架7包括：支架701与固定在支架701上的连接轴702；两个轮毂轴支撑架7的支架701分别固定在安装基座3的两端且位于加载机构2的两侧。例如，安装基座3为长方体，两个轮毂轴支撑架7分别设置在长方体上表面的两端，加载机构2则设置在两个轮毂轴支撑架7之间。以加载装置22为直线电机为例，则位移传感器23为光电编码器，能够得到图3的负载模拟装置（图中未示出控制器21）。

连接轴702用于与车辆的车轮轮毂轴相固定；其中，连接轴702可以为法兰式连接轴（图3中以此为例），此时车辆的两个车轮轮毂轴分别与两个法兰式连接轴相固定。在一个例子中，连接轴702还可以为可转动式，连接轴702可随相固定的车轮轮毂轴旋转，由此能够在对转向机构测试过程中利用车辆的车轮轮毂轴输出扭矩进行测试，或者在测试过程中误操作车辆的车轮轮毂轴输出扭矩时避免损坏负载模拟装置。

具体的，在对转向机构进行测试时，可以将车辆的两个车轮轮毂轴（拆除车轮后）分别与两个轮毂轴支撑架7的连接轴702上，然后将车辆的转向机构的转向横拉杆43通过连接组件与加载机构2进行固定连接，即无需将转向机构从车辆中拆除，也可以在对转向机构测试时进行负载模拟，实现了对装车转向机构的负载模拟，能够更加方便快捷的进行测试。其中，测试系统5所接收到的车辆操作信号例如包括刹车信号和/或油门信号。

本实施例提供了一种负载模拟装置，包括：安装基座、连接组件，以及固定在安装基座上的整车支撑架与加载机构；连接组件固定在加载机构上，在对转向机构进行测试时，车辆固定在整车支撑架上时，连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接，此时连接组件将待测的转向机构与加载机构连接到一起，加载机构能够随着转向机构进行同步运动，获取转向机构的运动信息，并将包含转向机构的运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统，以供测试系统进行处理，并发送包含目标负载力的控制指令至加载机构，加载机构在接收到控制指令时，则会基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载；由此能够在转向机构的测试过程中模拟转向机构所受到的负载力，实现了对待测的转向机构的负载模拟，能够进行高动态响应的主动加载，满足多种转向系统的测试需求；并且无需将转向机构从车辆中拆除，也可以在对转向机构测试时进行负载模拟，实现了对装车转向机构的负载模拟，能够更加方便快捷的进行测试。

本发明的第二实施例涉及一种转向测试系统，用于对车辆的转向机构进行测试，其中，车辆可以为电动车辆、燃油车辆等具有转向机构的车辆，转向机构可以为机械式、传统液压助力、电液助力、电动助力以及线控转向系统等。

请参考图1至图3，转向测试系统包括第一实施例中的负载模拟装置与测试系统5，负载模拟装置包括：连接组件、加载机构2、安装基座3以及整车支撑架，整车支撑架与加载机构2均固定在安装基座3上，连接组件用于与车辆上待测的转向机构固定连接，连接组件固定在加载机构2上。加载机构2与测试系统5通信连接，测试系统5通过负载模拟装置对待测的转向机构进行测试，测试系统5与加载机构2之间可以采用以太网控制自动化技术（Ethercat）进行通信，增强了测试系统5与加载机构2通信的实时性。其中，待测的转向机构可以包括方向盘41、转向传动机构42以及转向横拉杆43，转向横拉杆43与连接组件固定连接。

整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，如图1所示，整车支撑架包括：两个轮毂轴支撑架7，两个轮毂轴支架7可以对车辆进行固定支撑。

在车辆固定在整车支撑架上时，连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接。在一个例子中，连接组件可以包括两个连接件11，转向机构的转向横拉杆43的两端分别通过两个连接件11与加载机构22固定连接，即两个连接件11的一端分别固定在转向横拉杆43的两端，两个连接件11的另一端分别与加载机构2固定；由此在方向盘41转动时，转向传动机构42跟随方向盘41转动带动转向横拉杆43沿长度方向进行横向运动，加载机构2也就随着转向横拉杆43一起运动；方向盘41可以由线控转向系统或者测试机器人进行控制。

在一个例子中，负载模拟装置还包括两个力传感器6，两个力传感器6分别设置在分别设置在两个连接件11与转向横拉杆43的连接处，即两个力传感器6分别设置在转向横拉杆43的两端与两个连接件11的连接处。

加载机构2用于随转向机构进行同步运动。

加载机构2还用于获取转向机构的运动信息，并将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统5。

测试系统5用于基于转向系统状态信息与车辆操作信号，生成转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含目标负载力的控制指令发送到加载机构2。

加载机构2还用于在接收到控制指令时，基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载。

力传感器6用于将采集到的施加负载力发送到测试系统5。具体的，力传感器6与测试系统5通信连接，例如可以通过加载机构2上的走线与测试5连接，图中未单独示出力传感器6与测试系统5之间的连接关系；以其中一个力传感器6为例，在加载机构2对转向机构施加负载时，力传感器6能够采集到连接件11与转向横拉杆43的连接处的力，力传感器6采集到的力即为加载机构2对转向机构所施加的负载力，力传感器6将采集到的施加负载力发送到测试系统5，由此测试系统5可以将监测加载机构2所施加的负载力与目标负载力进行对比，实时监测加载机构2所施加的负载力是否满足要求，实现了对加载机构2的闭环控制。

如图3所示，每个轮毂轴支撑架7包括：支架701与固定在支架701上的连接轴702；两个轮毂轴支撑架7的支架701分别固定在安装基座3的两端且位于加载机构2的两侧。例如，安装基座3为长方体，两个轮毂轴支撑架7分别设置在长方体上表面的两端，加载机构2则设置在两个轮毂轴支撑架7之间。以加载装置22为直线电机为例，则位移传感器23为光电编码器，能够得到图3的负载模拟装置（图中未示出控制器21）。

连接轴702用于与车辆的车轮轮毂轴相固定；其中，连接轴702可以为法兰式连接轴（图3中以此为例），此时车辆的两个车轮轮毂轴分别与两个法兰式连接轴相固定；在一个例子中，连接轴702还可以为可转动式，连接轴702可随相固定的车轮轮毂轴旋转，由此能够在对转向机构测试过程中利用车辆的车轮轮毂轴输出扭矩进行测试，或者在测试过程中误操作车辆的车轮轮毂轴输出扭矩时避免损坏负载模拟装置。

在对转向机构进行测试时，可以将车辆的两个车轮轮毂轴（拆除车轮后）分别与两个轮毂轴支撑架7的连接轴702上，然后将车辆的转向机构的转向横拉杆43通过连接组件与加载机构2进行固定连接。

在一个例子中，请参考图4，测试系统5中设置有车辆动力学模型51，其中测试系统5可以为部署有车辆动力学模型51的笔记本电脑、台式主机等电子设备，车辆动力学模型51可以理解为能够实现相应功能的模块。需要说明的是，图4中以第一实施例中图2的加载机构2为例进行说明，加载机构2的结构介绍请参考第一实施例中的相关内容，在此不再赘述。

测试系统5用于将转向系统状态信息与车辆操作信号输入到车辆动力学模型，得到转向机构当前状态下的目标负载力。

测试系统5还用于将包含目标负载力的控制指令发送到加载机构2。

以加载装置22为直线电机为例，则位移传感器23为光电编码器，直线电机能够通过两个连接件11与转向机构中的转向横拉杆43固定连接，使得直线电机能够随着转向横拉杆43进行位移，光电编码器则能够采集直线电机的位移量和移动速度，光电编码器将采集的位移量和移动速度发送到控制器21，控制器21再将包含转向横拉杆43的位移量和移动速度的转向系统状态信息发送到测试系统5。

测试系统5用于接收到包含转向横拉杆43的位移量和移动速度的转向系统状态信息，同时测试系统5还会接收到车辆操作信号，车辆操作信号用于模拟在测试过程中其他输入到车辆的信号，车辆动力学模型51则会结合车辆操作信号与包括位移量与移动速度的转向系统状态信息，计算车辆在当前状态下的目标负载力，随后将包括该目标负载力的控制指令发送到控制器21，控制器21在接收到包含目标负载力的控制指令时，则会控制直线电机为转向横拉杆43施加相应的负载，即模拟为转向机构施加负载，负载大小为控制指令中的目标负载力。随后测试系统5则可以继续从控制器21回读直线电机的状态，重复上述过程，便可以完成对转向机构的测试。另外，测试系统5还能够实现控制器21的初始化、故障状态读取、故障处理以及直线电机安全限位等功能。

本实施例中，测试系统5中的车辆动力学模型51可最高支持10kHz的运算频率，以能够仿真模拟车辆大幅度转向，车辆漂移，紧急刹车等工况。

在一个实施例中，输入到测试系统5中的车辆操作信号可以从用于进行测试的刹车踏板和油门踏板来获取，在测试过程中，由车辆运动控制系统或者测试机器人对刹车踏板和油门踏板进行控制，通过刹车踏板和油门踏板上位置传感器来获取刹车信号和油门信号，车辆操作信号即包括刹车信号与油门信号，测试系统5与位置传感器之间也可以采用以太网控制自动化技术（Ethercat）进行通信，增强了测试系统5与位置传感器通信的实时性。

本实施例提供一种应用第一实施例中的负载模拟装置的转向测试系统，在测试过程中转向测试系统能够利用负载模拟装置实现对转向机构的负载模拟，并回读反馈转向机构的运动信息的转向系统状态信息，便能够完成转向机构的测试。

由于第一实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第一实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。

本发明的第三实施例涉及一种转向测试方法，用于对车辆的转向机构进行测试，本实施例中的转向测试方法应用于第二实施例中的转向测试系统，转向测试系统的具体结构请参照第二实施例以及图1至图4，在此不再赘述。

本实施例中的转向测试方法的具体流程如图5所示。

步骤101，在对待测的转向机构进行测试时，加载机构随转向机构进行同步运动，获取转向机构的运动信息，并将包含运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统。

步骤102，测试系统基于转向系统状态信息与车辆操作信号，生成转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含目标负载力的控制指令发送到加载机构。

步骤103，加载机构在接收到控制指令时，基于控制指令中的目标负载力对转向机构施加负载。

在一个例子中，步骤103之后，还包括：

步骤104，测试系统基于力传感器采集到的施加负载力，对加载机构进行闭环控制。

具体的，负载模拟装置还包括两个力传感器6，两个力传感器6分别设置在分别设置在两个连接件11与转向横拉杆43的连接处，即两个力传感器6分别设置在转向横拉杆43的两端与两个连接件11的连接处。

两个力传感器6分别与测试系统5通信连接，以其中一个力传感器6为例，在加载机构2对转向机构施加负载时，力传感器6能够采集到连接件11与转向横拉杆43的连接处的力，力传感器6采集到的力即为加载机构2对转向机构所施加的负载力，力传感器6将采集到的施加负载力发送到测试系统5，由此测试系统5可以将监测加载机构2所施加的负载力与目标负载力进行对比，实时监测加载机构2所施加的负载力是否满足要求，实现了对加载机构2的闭环控制。

由于第二实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第二实施例互相配合实施。第二实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第二实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第二实施例中。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (9)

1.一种负载模拟装置，其特征在于，包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构；所述连接组件固定在所述加载机构上；

所述整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，在车辆固定在所述整车支撑架上时，所述连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接；其中，所述整车支撑架用于对车辆中与转向相关的两个车轮进行支撑固定；

所述加载机构用于随所述转向机构进行同步运动；

所述加载机构还用于获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；

所述加载机构还用于在接收到所述测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载；

其中，所述连接组件包括：两个连接件，所述转向机构的转向横拉杆的两端分别通过两个连接件与所述加载机构固定连接；

所述加载机构包括：控制器、加载装置以及位移传感器，所述控制器分别与所述加载装置以及所述位移传感器通信连接，所述加载装置通过所述连接组件中的两个所述连接件与待测的转向机构固定连接；

所述加载装置用于随所述转向机构进行同步运动；

所述位移传感器用于采集所述加载装置的运动信息作为所述转向机构的运动信息，并将所述运动信息发送到所述控制器；

所述控制器用于将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；

所述控制器用于在接收到所述测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力控制所述加载装置对所述转向机构施加负载。

2.根据权利要求1所述的负载模拟装置，其特征在于，所述整车支撑架包括：两个轮毂轴支撑架，每个所述轮毂轴支撑架包括：支架与固定在所述支架上的连接轴；两个所述轮毂轴支撑架的支架分别固定在所述安装基座的两端且位于所述加载机构的两侧；

所述连接轴用于与车辆的车轮轮毂轴相固定。

3.根据权利要求2所述的负载模拟装置，其特征在于，所述连接轴为可转动式，所述连接轴可随相固定的所述车轮轮毂轴旋转。

4.根据权利要求1所述的负载模拟装置，其特征在于，所述负载模拟装置还包括：两个力传感器，两个力传感器分别设置在两个所述连接件与所述转向横拉杆的连接处；

所述力传感器用于将采集到的施加负载力发送到所述测试系统。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的负载模拟装置，其特征在于，所述运动信息包括：位移量与移动速度。

6.一种转向测试系统，其特征在于，包括：负载模拟装置与测试系统；所述负载模拟装置包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构，所述加载机构与所述测试系统通信连接；其中，所述连接组件包括：两个连接件，转向机构的转向横拉杆的两端分别通过两个连接件与所述加载机构固定连接；所述加载机构包括：控制器、加载装置以及位移传感器，所述控制器分别与所述加载装置以及所述位移传感器通信连接，所述加载装置通过所述连接组件与待测的转向机构固定连接；

所述整车支撑架用于对车辆进行固定支撑，在车辆固定在所述整车支撑架上时，所述连接组件与车辆上待测的转向机构固定连接；

所述加载机构用于随所述转向机构进行同步运动；所述加载装置用于随所述转向机构进行同步运动；

所述加载机构还用于获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；所述位移传感器用于采集所述加载装置的运动信息作为所述转向机构的运动信息，并将所述运动信息发送到所述控制器；

所述控制器用于将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；

所述测试系统用于基于所述转向系统状态信息与车辆操作信号，生成所述转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构；

所述加载机构还用于在接收到所述控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载；所述控制器用于在接收到所述测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力控制所述加载装置对所述转向机构施加负载。

7.根据权利要求6所述的转向测试系统，其特征在于，所述测试系统中设置有车辆动力学模型；

所述测试系统用于将所述转向系统状态信息与所述车辆操作信号输入到所述车辆动力学模型，得到所述转向机构当前状态下的目标负载力；

所述测试系统还用于将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构。

8.根据权利要求6所述的转向测试系统，其特征在于，所述车辆操作信号包括：油门信号与刹车信号。

9.一种转向测试方法，其特征在于，应用于转向测试系统，所述转向测试系统包括负载模拟装置与测试系统；所述负载模拟装置包括：安装基座、连接组件，以及固定在所述安装基座上的整车支撑架与加载机构；其中，所述连接组件包括：两个连接件，转向机构的转向横拉杆的两端分别通过两个连接件与所述加载机构固定连接；所述加载机构包括：控制器、加载装置以及位移传感器，所述控制器分别与所述加载装置以及所述位移传感器通信连接，所述加载装置通过所述连接组件与待测的转向机构固定连接；所述方法包括：

在对待测的转向机构进行测试时，所述加载机构随所述转向机构进行同步运动，获取所述转向机构的运动信息，并将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；其中，所述加载装置随所述转向机构进行同步运动；所述位移传感器采集所述加载装置的运动信息作为所述转向机构的运动信息，并将所述运动信息发送到所述控制器，所述控制器将包含所述运动信息的转向系统状态信息发送到测试系统；

所述测试系统基于所述转向系统状态信息与车辆操作信号，生成所述转向机构当前状态下的目标负载力，并将包含所述目标负载力的控制指令发送到所述加载机构；

所述加载机构在接收到所述控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力对所述转向机构施加负载；其中所述控制器在接收到所述测试系统发送的包含目标负载力的控制指令时，基于所述控制指令中的目标负载力控制所述加载装置对所述转向机构施加负载。

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