CN207675450U - 一种电动助力转向试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动助力转向试验台，包括转向盘、转向柱、转向器、横向摆臂、伸缩杆、液压缸和支撑台；本实用新型的转向盘的下方是转向柱管，在转向柱管上分别安装有旋转作动器，在进行转向系正向性能测试时在没有驾驶员进行转矩输入时，可用旋转作动器来产生转矩。在进行转向系的逆向性能测试时，旋转作动器处于关闭状态，不会产生任何负载。在旋转作动器的正下方安装有转矩传感器，在进行转向系的逆向性能测试时，用来收集转向盘上的转矩信号。

Description

一种电动助力转向试验台

技术领域

本实用新型属于汽车地盘性能测试设备技术领域，具体涉及一种汽车电动助力转向试验台。

背景技术

电动助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统相比有很多优点。因此目前乘用车大都采用了电动助力转向系统，而为每款乘用车匹配符合该车使用特性的EPS系统就尤为重要。目前市场上的EPS试验台基本上多为三通道试验台，在对EPS系统进行研发和测试时不能测试出所有的物理量，这也就导致研发时EPS的部分性能设计不充分，或者在对EPS系统进行测试时导致某些性能参数出现偏差或者直接导致错误的发生。同时市场上有一些考虑地面摩擦的EPS试验台，将地面与轮胎之间的摩擦直接施加在了转向系统上，这种施加力的方法没有考虑到轮胎与路面之间的摩擦力是没有办法进行直接测量的，且将路面与轮胎之间的摩擦力如何等效到转向器上是缺乏理论研究的，这也导致施加的力不准确，也会使EPS试验台在使用中出现错误。在为乘用车匹配EPS系统时，EPS控制策略通常是一项非常重要的指标，目前国内并没有能准确测量EPS控制策略的试验台。再有，国内EPS系统性能测试装置的控制系统通常不是实时的，不能进行实时的车辆动力学仿真，不能为EPS系统性能测试提供实时的车辆仿真环境；也不能利用测试装置自身的控制系统对执行器(如加载电机)进行实时控制。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种汽车电动助力转向试验台，能够准确测量EPS控制策略、转角、转向系摩擦力等参数。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种电动助力转向试验台，包括转向盘、转向柱、转向器、横向摆臂、伸缩杆、液压缸和支撑台；

所述的转向盘连接在转向柱的一端，所述的转向器与转向柱的另一端连接；所述的转向器的两端分别设有横向摆臂，每个横向摆臂固定在伸缩杆上，横向摆臂的轴线与伸缩杆轴线垂直；所述的伸缩杆固定在液压缸上，所述的伸缩杆可绕其轴线转动，

所述的转向盘和转向柱之间设有转矩传感器；所述的转向器与横向摆臂之间设有压力传感器和位移传感器；

所述的支撑台设有转向器下方，用来支撑整个实验装置。

本实用新型还具有如下区别技术特征：

还包括模拟室，所述的模拟室内设有驾驶舱和驾驶模拟器，所述的转向盘和驾驶模拟器设于模拟室内，所述的驾驶模拟器用于模拟真实的驾驶场景。

所述的驾驶模拟器设于转向盘前方。

还包括旋转作动器，所述的旋转作动器设于转向盘下方。

所述的转向器为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器或蜗杆指销式转向器。

所述的支撑台上设有支撑桩，所述的转向器设于支撑桩上。

所述的支撑桩为橡胶桩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的转向盘的下方是转向柱管，在转向柱管上分别安装有旋转作动器，在进行转向系正向性能测试时在没有驾驶员进行转矩输入时，可用旋转作动器来产生转矩。在进行转向系的逆向性能测试时，旋转作动器处于关闭状态，不会产生任何负载。在旋转作动器的正下方安装有转矩传感器，在进行转向系的逆向性能测试时，用来收集转向盘上的转矩信号。

(2)本实用新型的驾驶舱和驾驶模拟器构成了模拟室，在进行EPS系统测试时，模拟室主要给驾驶员营造一种真实的驾驶氛围，使从转向盘输入的转矩更加贴近实际，让EPS系统的测试结果更加准确。同时驾驶舱的四壁可以进行拆卸，方便安装及维护。

(3)本实用新型的转向器下方安装有橡胶桩，用来限制转向器的自由度。在橡胶桩的下方是支撑台，用来支撑整个实验装置。在转向器的两端安装压力传感器用来实时采集转向器两端的力信号；转向器上的位移传感器用来采集在进行性能试验时齿条或者转向系横拉杆的位移信号。

附图说明

图1为本实用新型的转向试验台的结构简图。

附图中各标号的含义：1-转向盘，2-转向柱，3-转向器，4-横向摆臂，5-伸缩杆，6-液压缸，7-支撑台，8-转矩传感器，9-压力传感器，10-位移传感器，11-驾驶舱，12-驾驶模拟器，13-旋转作动器，14-支撑桩。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本实用新型的试验台共有五个控制通道，分别是旋转作动器13产生的对转矩的控制或者转矩传感器8采集到的转矩信号、两侧液压缸上的伸缩杆5的上下位移以及两侧液压缸的横向摆臂4产生的沿转向器3纵向方向的位移。其中两侧液压缸的伸缩杆5的上下位移的输入代表的是汽车底盘悬架的上下位移，在实际汽车行驶时悬架会不断接受路面对轮胎的冲击，进而会对转向系有一个持续的位移输入，这个位移输入会对转向系的各项性能有一个很大的影响。而两侧液压缸6的横向摆臂4产生的沿转向器纵向方向的位移一方面保证了在进行性能试验时转向系在其纵向方向可以产生行程，进而带动转向横拉杆等控制汽车的转向；另一方面，在进行测试转向系统的逆向输入情况下的性能参数时，保证系统能对转向器有一个横向的推动，比如当转向器为齿轮齿条式转向器时，对齿条有一个横向的推动，在进行系统逆向性能测试时齿条会有位移输入。

本试验台可以进行传统的齿轮齿条式转向器、循环球式转向器以及蜗杆指销式转向器的各项性能测试，包括正向加载摩擦、转向系统力特性、正向加载刚度、齿条弹性连接模拟中间位置转向试验、回正能力试验转向系统运动学、逆向加载摩擦、逆向加载刚度试验、正向加载摩擦及正向加载刚度试验等。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例

如图1所示，本实施例给出一种电动助力转向试验台，包括转向盘1、转向柱2、转向器3、横向摆臂4、伸缩杆5、液压缸6和支撑台7；

本实施例中的转向器3为齿轮齿条式转向器，转向盘1连接在转向柱2的一端，转向柱2的另一端连接转向器3中的齿轮，转向器3的齿条壳的两端分别固定横向摆臂4，每个横向摆臂4固定在伸缩杆5上，横向摆臂4的轴线与伸缩杆5的轴线垂直；伸缩杆5固定在液压缸6上，伸缩杆5可绕其轴线转动；

转向盘1和转向柱2之间设有转矩传感器8；转向器3与横向摆臂4之间设有压力传感器9和位移传感器10；

支撑台7设于转向器3的下方，支撑台7上设有支撑桩14，转向器3设于支撑桩14上，支撑桩14为橡胶桩。

另一个技术方案与实施例1的区别在于：还包括模拟室，模拟室内设有驾驶舱11和驾驶模拟器12。转向盘1和驾驶模拟器12设于模拟室内，驾驶模拟器12设于转向盘1的前方，驾驶模拟器12用于模拟真实的驾驶场景。

另一个技术方案与实施例1的区别在于：还包括旋转作动器13，旋转作动器13设于转向盘1下方。

本实用新型的试验台的工作过程：

(1)在进行正向加载摩擦试验时的工作过程：

测试时，驾驶员在驾驶舱11转动转向盘1进行正向的转矩输入，转向盘1带动转向柱2转动，对于齿轮齿条式转向器3而言，转向柱2会带动转向小齿轮转动，然后转向小齿轮带动齿条相对于齿条壳产生位移，然后齿条会通过压力传感器9进而推动横向摆臂4产生左右方向的位移(左右方向是相对于图1而言)，同时在测试时液压缸6上的伸缩杆5会根据输入信号不断地上下位移，模拟车辆在实际行驶过程中底盘对转向系的冲击，试验台的转矩传感器8、压力传感器9及位移传感器10等会实时的采集信号便于后期的分析。

(2)在进行逆向加载摩擦试验时的工作过程：

对于齿轮齿条式转向器而言，测试时，液压缸6通过横向摆臂4作用在齿条上，进行逆向的转矩输入，齿条带动转向小齿轮进行转动，转向小齿轮进而带动转向柱2进行转动，转向柱2进而带动转向盘1进行转动，同时在测试时液压缸6上的伸缩杆5会根据输入信号不断地上下位移，模拟车辆在实际行驶过程中底盘对转向系的冲击，试验台的转矩传感器8、压力传感器9及位移传感器10会实时的采集信号便于后期的分析。

Claims (7)

1.一种电动助力转向试验台，其特征在于：包括转向盘(1)、转向柱(2)、转向器(3)、横向摆臂(4)、伸缩杆(5)、液压缸(6)和支撑台(7)；

所述的转向盘(1)连接在转向柱(2)的一端，所述的转向器(3)与转向柱(2)的另一端连接；所述的转向器(3)的两端分别设有横向摆臂(4)，每个横向摆臂(4)固定在伸缩杆(5)上，横向摆臂(4)的轴线与伸缩杆(5)的轴线垂直；所述的伸缩杆(5)固定在液压缸(6)上，伸缩杆(5)可绕其轴线转动；

所述的转向盘(1)和转向柱(2)之间设有转矩传感器(8)；所述的转向器(3)与横向摆臂(4)之间设有压力传感器(9)和位移传感器(10)；

所述的支撑台(7)设于转向器(3)的下方，用来支撑整个实验装置。

2.如权利要求1所述的电动助力转向试验台，其特征在于：还包括模拟室，所述的模拟室内设有驾驶舱(11)和驾驶模拟器(12)，所述的转向盘(1)和驾驶模拟器(12)设于模拟室内，所述的驾驶模拟器(12)用于模拟真实的驾驶场景。

3.如权利要求2所述的电动助力转向试验台，其特征在于：所述的驾驶模拟器(12)设于转向盘(1)的前方。

4.如权利要求1所述的电动助力转向试验台，其特征在于：还包括旋转作动器(13)，所述的旋转作动器(13)设于转向盘(1)下方。

5.如权利要求1所述的电动助力转向试验台，其特征在于：所述的转向器(3)为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器或蜗杆指销式转向器。

6.如权利要求1所述的电动助力转向试验台，其特征在于：所述的支撑台(7)上设有支撑桩(14)，所述的转向器(3)设于支撑桩(14)上。

7.如权利要求6所述的电动助力转向试验台，其特征在于：所述的支撑桩(14)为橡胶桩。