CN208076164U - 一种汽车道路试验模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车道路试验模拟系统，包括参照车辆、参照车辆的整车控制器、被测车辆、被测车辆的整车控制器、数据采集终端、转鼓试验台、试验台控制模块、试验台控制面板、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、位移传感器、制动踏板行程传感器和自动制动辅助装置。所述道路试验模拟系统通过数据采集终端获取力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、位移传感器和制动踏板行程传感器的相关数据，获取车辆的运行状态信息，并将这些数据传输给试验台控制模块，试验台控制模块根据获取的信息计算得到汽车的行驶阻力、驱动力等信息，通过转鼓试验台和被测车辆再现车辆的实际道路行驶状态，从而实现在试验室进行汽车道路试验的目的。

Description

一种汽车道路试验模拟系统

技术领域

本实用新型属于车辆测试技术领域，具体地涉及一种汽车道路试验模拟系统。

背景技术

随着中国汽车产业的飞速发展，汽车已成为近年来应用最为广泛的交通工具之一。

汽车产品开发的过程中需要繁复的试验来验证产品的性能和可靠性，特别需要大量的整车道路试验。传统的道路试验需要被测车辆在专用的试验场或者实际道路上行驶，且试验通常需要对多辆被测车辆进行对比分析，这就需要占用大量的人力、物力来满足试验需求，以致试验成本高昂，试验周期长。因而，汽车产品开发周期长和汽车产品更新、换代速度越来越快的矛盾日益凸显，如何缩短汽车产品的研发周期，开发出性能优异、满足消费者需求的汽车产品成为一个亟需解决的问题。

为了解决上述汽车道路试验成本高昂、试验周期长的问题，有人提出了一些想法，如公开专利：CN206410864U公开的“一种车辆测试的全天候环境模拟系统”，该方法适用于车辆整车的静态环境模拟试验，不能模拟车辆的实际行驶效果；公开专利：CN103512757公开了一种模拟汽车四个车轮上下振动的试验装置，该方法同样无法对车辆动态的道路行驶情况进行模拟；公开专利CN202853905公开的“车辆性能及道路试验台”，该方法将动力测功系统、伺服振动系统、换挡机构进行集成，模拟检测出动力总成输出的动力状态，但是该方法不能有效的模拟出整车的实际道路行驶状态，从而对整车进行复杂多变的工况模拟试验。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车道路试验模拟系统用以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种汽车道路试验模拟系统，包括参照车辆、参照车辆的整车控制器、被测车辆、被测车辆的整车控制器、数据采集终端、转鼓试验台、试验台控制模块、试验台控制面板、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、位移传感器、制动踏板行程传感器和自动制动辅助装置，所述参照车辆用于在实际道路上行驶，所述参照车辆的整车控制器用于将参照车辆的运行状态信息发送给数据采集终端，所述力矩传感器用于测量参照车辆的变速箱输出的转矩信息并传输给数据采集终端，所述速度传感器用于测量参照车辆的实际行驶车速信息并传输给数据采集终端，所述加速度传感器和位移传感器用于测量参照车辆的振动信息并传输给数据采集终端，所述制动踏板行程传感器用于检测驾驶员在参照车辆制动过程中踩下制动踏板的时间和行程并传输给数据采集终端，所述数据采集终端通过无线通信将接收到的相关信息传输给试验台控制模块，所述转鼓试验台、被测车辆的整车控制器和试验台控制面板分别与试验台控制模块通信连接，所述被测车辆设置在转鼓试验台上，所述自动制动辅助装置用于无驾驶员操作时，由被测车辆的整车控制器控制自动制动辅助装置对被测车辆采取制动措施，所述试验台控制模块根据接收的相关信息相应地控制转鼓试验台和被测车辆的整车控制器再现参照车辆的实际道路行驶状态，从而实现被测车辆的道路试验。

进一步的，还包括便携式移动终端，所述便携式移动终端与试验台控制模块通信连接，用于获取目标车速曲线和实际车速曲线，并根据实际车速曲线对目标车速曲线的跟随程度给出加速、减速或保持的提示。

进一步的，所述数据采集终端包括数据存储模块和GPRS通信模块，所述数据存储模块用来存储接收到的相关信息，所述GPRS通信模块用于将接收到的相关信息传输给试验台控制模块。

进一步的，所述转鼓试验台包括模拟垂直振动的伺服振动机构，所述转鼓试验台至少设置有前后两组转鼓，被测车辆的主动轮和从动轮都停放在转鼓上。

更进一步的，所述试验台控制模块根据接收到的加速度传感器和位移传感器的信息相应地控制伺服振动机构的振幅和频率。

进一步的，对于商用车，所述力矩传感器安装在传动轴上，用于测量从变速箱输出的转矩；对于轿车，所述力矩传感器设置在变速箱的输出轴上，用于测量从变速箱输出的转矩。

进一步的，所述加速度传感器和位移传感器分别至少设置4个，分别设置在4个车轮上方的车架上。

进一步的，还包括安全防护装置，所述安全防护装置用于防止被测车辆驶出转鼓。

更进一步的，所述安全防护装置为锁链或设置在车轮前后的可升降障碍机构。

进一步的，所述转鼓试验台的数量为多个，相应地被测车辆的数量也为多个。

本实用新型的有益技术效果：

1、本实用新型可以模拟出道路上实际行驶的车辆运行状态，在试验室对另外一台车辆进行试验，可以通过设置多组转鼓试验台，同时对多台车辆进行同步试验，缩短试验周期，节省试验成本。

2、本实用新型的转鼓试验台具有伺服振动机构，不仅可模拟出车辆行驶的动力性表现状态，还可以模拟出车辆底盘的振动情况，提高道路模拟的真实性。

3、本实用新型设置有安全防护装置，防止试验过程中发生意外情况对工作人员和试验设备造成损伤，安全性高。

4、本实用新型的应用可减少在道路上运行的试验车数量，降低因试验车故障或失控对行人和车辆造成伤害的风险。

5、本实用新型在传统转鼓试验台的基础上进行改装升级，对提升汽车道路试验效率、缩短试验周期意义重大。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的电气连接框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种汽车道路试验模拟系统，包括参照车辆11、参照车辆的整车控制器12、被测车辆26、被测车辆的整车控制器25、数据采集终端13、转鼓试验台22、试验台控制模块21、试验台控制面板23、力矩传感器14、速度传感器15、加速度传感器16、位移传感器17、制动踏板行程传感器18和自动制动辅助装置27，所述参照车辆11用于在实际道路上行驶，被测车辆26在转鼓试验台22上做道路试验，本具体实施例中，参照车辆11和被测车辆26为自动变速或无需换挡的车辆，参照车辆11和被测车辆26可以是传统燃油汽车、混合动力汽车或者纯电动汽车。

所述参照车辆的整车控制器12用于控制参照车辆11的具体行驶状态，包括与发动机控制单元通讯控制发动机，与BCM(车身控制器)通讯控制车辆的灯光、仪表、喇叭和防盗系统，控制其它执行机构执行驾驶员的操作指令。具体可以参照现有技术，此不再细说。

所述参照车辆的整车控制器12用于将参照车辆11的运行状态信息(包括当前发动机转速、节气门开度、输出转矩等信息)发送给数据采集终端13。

所述力矩传感器14用于测量参照车辆11的变速箱输出的转矩信息并传输给数据采集终端13，具体的，对于商用车，所述力矩传感器14可安装在传动轴上，用于测量从变速箱输出的转矩；对于轿车，所述力矩传感器14设置在变速箱的输出轴上，用于测量从变速箱输出的转矩。

所述速度传感器15用于测量参照车辆11的实际行驶车速信息并传输给数据采集终端13，速度传感器15可设置在变速箱的输出轴上或车辆的其它能够测量车辆的实际行驶车速的位置，优选的，采用车辆现有的车速传感器来实现。

所述加速度传感器16和位移传感器17用于测量参照车辆11的振动信息并传输给数据采集终端13，本具体实施例中，所述加速度传感器16和位移传感器17分别至少设置4个，分别设置在4个车轮上方的车架上，用来测量参照车辆11的振动情况。

所述制动踏板行程传感器18用于检测驾驶员在参照车辆11制动过程中踩下制动踏板的时间和行程并传输给数据采集终端13，具体可以参照现有技术，此不再细说。

所述数据采集终端13通过无线通信将接收到的相关信息传输给试验台控制模块21，本具体实施例中，所述数据采集终端13包括数据存储模块和GPRS通信模块，所述数据存储模块用来存储接收到的相关信息，所述GPRS通信模块用于将接收到的相关信息实时传输给试验台控制模块21。当然，在其它实施例中，GPRS通信模块也可以采用其它远程无线通信模块来代替，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

所述转鼓试验台22、被测车辆的整车控制器25和试验台控制面板23分别与试验台控制模块21通信连接，所述被测车辆26设置在转鼓试验台22上，所述自动制动辅助装置27用于无驾驶员操作时，由被测车辆的整车控制器25控制自动制动辅助装置27对被测车辆26采取制动措施，所述试验台控制模块21根据接收的相关信息相应地控制转鼓试验台22和被测车辆的整车控制器25再现参照车辆11的实际道路行驶状态，从而实现被测车辆26的道路试验。

本具体实施例中，所述被测车辆的整车控制器25用于控制被测车辆26的具体行驶状态，包括与发动机控制单元通讯控制发动机，与BCM(车身控制器)通讯控制车辆的灯光、仪表、喇叭和防盗系统，控制其它执行机构执行驾驶员的操作指令，具体可以参照现有技术，此不再细说。

被测车辆的整车控制器25和试验台控制模块21通讯，接收试验台控制模块21发送的指令，并控制被测车辆26的发动机、制动系统、底盘系统等执行试验台控制模块21发送的指令。

所述转鼓试验台22包括模拟垂直振动的伺服振动机构，所述试验台控制模块21根据接收到的加速度传感器16和位移传感器17的信息相应地控制伺服振动机构的振幅和频率，模拟垂直振动的伺服振动机构具体结构可以参照现有技术，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

本具体实施例中，所述转鼓试验台22至少设置有前后两组转鼓，被测车辆26的主动轮和从动轮都停放在转鼓上。优选的，所述转鼓试验台22的数量为多个，相应地被测车辆26的数量也为多个，可以同时对多台被测车辆26进行同步试验，缩短试验周期，节省试验成本。

所述试验台控制面板23供用户对转鼓试验台22和试验台控制模块21的开始、停止、数据存储、调用等进行操作，对试验模式、试验参数进行设置。

本具体实施例中，还包括便携式移动终端24，所述便携式移动终端24与试验台控制模块21通信连接，用于获取目标车速曲线和实际车速曲线，并根据实际车速曲线对目标车速曲线的跟随程度给出加速、减速或保持的提示，便携式移动终端24可以是智能手机、掌上电脑等。

本具体实施例中，还包括安全防护装置，所述安全防护装置用于防止因试验过程中发生意外车辆驶出转鼓，损伤工作人员或试验设备。所述安全防护装置可以是锁链或设置在车轮前后的可升降障碍机构，具体结构是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

试验过程：

参照车辆11在实际道路上正常行驶，数据采集终端13采集力矩传感器14、速度传感15器、加速度传感器16、制动踏板行程传感器18和位移传感器17的数据，并将数据存储到数据存储模块，GPRS通信模块将所采集的数据实时传输到试验室的试验台控制模块21；同时通过和参照车辆的整车控制器12通讯，获取当前发动机转速、节气门开度、发动机输出转矩等信息，并将这些存储并发送到试验室的试验台控制模块21。

用户通过试验台控制面板23输入车辆的参数信息给试验台控制模块21，主要包括迎风面积、整备质量、滚动摩擦系数、旋转质量换算系数等。

试验台控制模块21根据数据采集终端13发送过来的信息和试验台控制面板23输入的车辆参数计算分析(主要根据汽车行驶平衡方程计算，计算过程不再详述，具体可以参照现有技术)，从而控制转鼓试验台22的转矩和速度；根据接收到的加速度传感器16和位移传感器17的数据控制伺服振动机构的振幅和频率。

用户通过试验台控制面板23选择试验模式，选择开始试验。

试验台控制模块21有2种控制模式，分别为:车辆跟随模式、路谱模式，其中车辆跟随模式和路谱模式下都分为自动模式和人工模式。

选择车辆跟随模式后，再选择目标跟随车辆，选择要跟随的对象，然后选择自动模式或人工模式，自动模式下，无需驾驶员对转鼓试验台22上的被测车辆26进行操作，试验台控制模块21与被测车辆的整车控制器25进行通讯，将从参照车辆11获取的制动踏板行程、节气门开度、档位信息、发动机需求扭矩等信息发送给被测车辆的整车控制器25，控制被测车辆26按给定模式工作进行试验，无需驾驶员操作。

人工模式，由驾驶员控制被测车辆26的油门踏板和制动踏板，按照便携移式移动终端24上给定的目标车速曲线行驶，同时观察实际车速曲线和目标车速曲线的拟合度，按照便携式移动终端24的提示进行加速和减速，使实际车速曲线最大程度和目标车速曲线一致进行试验。

用户选择路谱模式后，再选择目标路谱，然后选择自动模式或人工模式，自动模式下，无需驾驶员对转鼓试验台22上的被测车辆26进行操作，试验台控制模块21根据检测到的被测车辆26实际车速与路谱上的目标车速对比，给被测车辆的整车控制器25发送指令，使其加速或减速，被测车辆的整车控制器25通过控制发动机节气门开度和制动系统控制被测车辆26按给定模式工作进行试验，无需驾驶员操作。

人工模式，由驾驶员控制车辆的油门踏板和制动踏板，按照便携移式移动终端24上给定的目标车速曲线行驶，同时观察实际车速曲线和目标车速曲线的拟合程度，按照便携式移动终端24的提示进行加速和减速，使实际车速曲线最大程度和目标车速曲线一致进行试验。

本实用新型可以在试验室实时模拟出正在道路上运行的参照车辆11的运行工况，对被测车辆26进行该工况的道路试验，无需在试验场或实际道路上行驶，选择自动模式后，甚至可以无需驾驶员的操作，规避了恶劣天气和夜晚对道路试验的限制，大大缩短试验周期，节省试验成本，且本实用新型在进行整车动力性道路模拟试验的同时，还能通过伺服振动系统模拟出汽车在行驶过程中底盘的振动情况，提高道路模拟的真实性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车道路试验模拟系统，其特征在于：包括参照车辆、参照车辆的整车控制器、被测车辆、被测车辆的整车控制器、数据采集终端、转鼓试验台、试验台控制模块、试验台控制面板、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、位移传感器、制动踏板行程传感器和自动制动辅助装置，所述参照车辆用于在实际道路上行驶，所述参照车辆的整车控制器用于将参照车辆的运行状态信息发送给数据采集终端，所述力矩传感器用于测量参照车辆的变速箱输出的转矩信息并传输给数据采集终端，所述速度传感器用于测量参照车辆的实际行驶车速信息并传输给数据采集终端，所述加速度传感器和位移传感器用于测量参照车辆的振动信息并传输给数据采集终端，所述制动踏板行程传感器用于检测驾驶员在参照车辆制动过程中踩下制动踏板的时间和行程并传输给数据采集终端，所述数据采集终端通过无线通信将接收到的相关信息传输给试验台控制模块，所述转鼓试验台、被测车辆的整车控制器和试验台控制面板分别与试验台控制模块通信连接，所述被测车辆设置在转鼓试验台上，所述自动制动辅助装置用于无驾驶员操作时，由被测车辆的整车控制器控制自动制动辅助装置对被测车辆采取制动措施，所述试验台控制模块根据接收的相关信息相应地控制转鼓试验台和被测车辆的整车控制器再现参照车辆的实际道路行驶状态，从而实现被测车辆的道路试验。

2.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：还包括便携式移动终端，所述便携式移动终端与试验台控制模块通信连接，用于获取目标车速曲线和实际车速曲线，并根据实际车速曲线对目标车速曲线的跟随程度给出加速、减速或保持的提示。

3.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述数据采集终端包括数据存储模块和GPRS通信模块，所述数据存储模块用来存储接收到的相关信息，所述GPRS通信模块用于将接收到的相关信息传输给试验台控制模块。

4.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述转鼓试验台包括模拟垂直振动的伺服振动机构，所述转鼓试验台至少设置有前后两组转鼓，被测车辆的主动轮和从动轮都停放在转鼓上。

5.根据权利要求4所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述试验台控制模块根据接收到的加速度传感器和位移传感器的信息相应地控制伺服振动机构的振幅和频率。

6.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：对于商用车，所述力矩传感器安装在传动轴上，用于测量从变速箱输出的转矩；对于轿车，所述力矩传感器设置在变速箱的输出轴上，用于测量从变速箱输出的转矩。

7.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述加速度传感器和位移传感器分别至少设置4个，分别设置在4个车轮上方的车架上。

8.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：还包括安全防护装置，所述安全防护装置用于防止被测车辆驶出转鼓。

9.根据权利要求8所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述安全防护装置为锁链或设置在车轮前后的可升降障碍机构。

10.根据权利要求1所述的汽车道路试验模拟系统，其特征在于：所述转鼓试验台的数量为多个，相应地被测车辆的数量也为多个。