CN210638904U - 车辆转向轻便性测试装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆转向轻便性测试装置。所述装置包括：转向盘；角度传感器，与所述转向盘连接，用于检测所述转向盘的旋转角度；处理器，与所述角度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度和预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号；转向电机，分别与所述处理器和所述转向盘连接，用于根据所接收的回正力矩信号驱动所述转向盘转动。如此，操作人员能够真实地体会到转向盘上的回正力矩，从而真实地体会转向轻便性。与完全采用虚拟仿真的方法进行测试相比，本公开的车辆转向轻便性测试装置测试效果好，简单实用。

Description

车辆转向轻便性测试装置

技术领域

本公开涉及车辆测试领域，具体地，涉及一种车辆转向轻便性测试装置。

背景技术

随着通信和电子技术的不断发展，现代车辆上搭载了各种辅助驾驶的设备，以使车辆行驶更安全、更智能、驾驶更简便、乘客更舒适。因此，车辆上的设备也越来越复杂，对于车辆的性能的测试，也越来越有必要。

目前，对车辆多项性能的测试都有常用的试验方法和标准。对于车辆的转向轻便性试验，实施起来通常有两种方法。第一种是测试人员驾驶实车在操稳试验场地中实地行驶，也就是真实测试，第二种是在计算机中搭建整车动力学模型，在虚拟环境试验场地中仿真测试。这两种方法都能够得到较准确的转向盘力矩结果参数，转向轻便性测试效果较好。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种可靠、实用的车辆转向轻便性测试装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆转向轻便性测试装置，所述装置包括：

转向盘；

角度传感器，与所述转向盘连接，用于检测所述转向盘的旋转角度；

处理器，与所述角度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度和预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号；

转向电机，分别与所述处理器和所述转向盘连接，用于根据所接收的回正力矩信号驱动所述转向盘转动。

可选地，所述装置还包括：

加速踏板；

加速踏板开度传感器，与所述加速踏板连接，用于检测所述加速踏板的开度，

其中，所述处理器还与所述加速踏板开度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度、所述加速踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出所述回正力矩信号。

可选地，所述装置还包括：

制动踏板；

制动踏板开度传感器，与所述制动踏板连接，用于检测所述制动踏板的开度，

其中，所述处理器还与所述制动踏板开度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度、所述加速踏板的开度、所述制动踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出所述回正力矩信号。

可选地，所述角度传感器通过USB接口与所述处理器连接。

可选地，所述加速踏板开度传感器通过USB接口与所述处理器连接，所述制动踏板开度传感器通过USB接口与所述处理器连接。

可选地，所述转向盘具有第一安装部件，所述第一安装部件用于将所述转向盘可拆卸地安装。

可选地，所述加速踏板具有第二安装部件，所述第二安装部件用于将所述加速踏板可拆卸地安装。

可选地，所述制动踏板具有第三安装部件，所述第三安装部件用于将所述制动踏板可拆卸地安装。

可选地，所述装置还包括：交互装置，与所述处理器连接，用于与用户进行交互。

可选地，所述交互装置包括以下中的一者或多者：键盘、鼠标、显示屏。

通过上述技术方案，本公开的车辆转向轻便性测试装置可以安装在室内，在进行转向轻便性测试时，测试人员能够操作真实的转向盘进行转向，通过虚拟仿真计算得到回正力矩后，回正力矩通过转向电机反馈到真实的转向盘上。如此，操作人员能够真实地体会到转向盘上的回正力矩，从而真实地体会转向轻便性。与完全采用虚拟仿真的方法进行测试相比，本公开的车辆转向轻便性测试装置测试效果好，简单实用。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试装置的结构框图；

图2是一示例性实施例提供的转向轻便性测试中试验道路的示意图；

图3是另一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试装置的结构框图；

图4是一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试的情景图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如上所述，对于车辆的转向轻便性试验，真实测试和仿真测试这两种方法都能够得到较准确的转向盘力矩结果参数。但是第一种方法实施复杂，需要各种仪器配合试验使用，虽然操作人员能真实地感受到回正力矩大小，但所花费的人力物力比较大，而且不能用来及时地优化验证。第二种方法实施起来较简单，不需要很大的人力物力，并且能及时优化验证，但只能从参数曲线上来分析结果参数，试验者并不能够感受到实际的力矩。

考虑到上述两种方法的优缺点，发明人想到，可以将两种方法结合起来使用，将真实的转向盘和虚拟的仿真模型结合起来，使操作人员能真实地感受到回正力矩大小，同时节省人力物力，并且能及时优化验证。

图1是一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试装置的结构框图。如图1所示，车辆转向轻便性测试装置可以包括转向盘、角度传感器、处理器和转向电机。

其中，角度传感器与转向盘连接，用于检测转向盘的旋转角度；处理器与角度传感器连接，用于根据所接收的转向盘的旋转角度和预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号；转向电机分别与处理器和转向盘连接，用于根据所接收的回正力矩信号驱动转向盘转动。

转向盘可以是用于给车辆上安装的转向盘。转向盘可以安装在室内的桌面上。测试人员可以坐在桌前操作转向盘，就像在驾驶室中一样。转向盘可以具有第一安装部件，第一安装部件用于将转向盘可拆卸地安装到桌面上。例如，第一安装部件可以是与桌面形状贴合的支架，支架上可以有小孔，用于螺钉穿过，将转向盘固定在桌面上。

角度传感器与转向盘可以是一体成型，也可以是两个单独的器件。角度传感器可以通过USB接口与处理器连接。处理器可以实施为台式电脑、笔记本电脑等器件。

处理器中可以存储有整车动力学模型，处理器能够将角度传感器发送的转向盘的旋转角度输入整车动力学模型中。仿真所需的其他参数可以通过计算机输入。整车动力学模型可以应用现有的动力学模型，本公开中，对整车动力学模型不做改进，可以应用常用的模型以及常用的仿真方法来进行仿真计算。

举例来说，图2是一示例性实施例提供的转向轻便性测试中试验道路的示意图。图2中是虚拟试验场地中的双纽线试验图，用来测试转向力矩轻便性的试验道路。试验前测试人员应操控车辆沿双纽线路径行驶若干周以熟悉路径和相应操作。使车辆沿双纽线中点“O”处的切线方向作直线滑行，并停车于“O”点处。停车后注意观察车轮是否处于直行位置。试验时，驾驶员操纵转向盘，使汽车以(10±2)km/h的车速沿双纽线行驶；待车速稳定后，开始记录转向盘转角和作用力矩，并记录行驶车速作为监控参数。车辆沿双纽线绕行一周至记录起始位置，即完成一次试验；全部试验可以进行三次。在测量记录的过程中，应保持车速稳定，平稳地、不停顿地连续转动转向盘；不应同时松开双手或来回转动转向盘来修正行驶方向，也不应撞倒标桩。

处理器能够根据常用的整车动力学模型进行仿真计算，得到转向盘的回正力矩，将用于表示回正力矩的电信号(回正力矩信号)发送给转向电机。转向电机控制转向盘回正。此时，测试人员能够真实地体会到转向盘上的回正力矩，从而真实地体会转向轻便性。

通过上述技术方案，本公开的车辆转向轻便性测试装置可以安装在室内，在进行转向轻便性测试时，测试人员能够操作真实的转向盘进行转向，通过虚拟仿真计算得到回正力矩后，回正力矩通过转向电机反馈到真实的转向盘上。如此，操作人员能够真实地体会到转向盘上的回正力矩，从而真实地体会转向轻便性。与完全采用虚拟仿真的方法进行测试相比，本公开的车辆转向轻便性测试装置测试效果好，简单实用。

利用本公开的车辆转向轻便性测试装置进行测试时，不需要租用试验场地，不需要用实车进行试验并安装试验设备；不需要专项试验人员与设备人员以及底盘设计人员一起在场观察试验结果，只需设计人员在办公区域模拟驾驶就可以轻松完成；测试不受场地影响，不同的车辆需要不同的场地时，只需要在虚拟环境中修改构建不同线路的方程就可以快速匹配需要测试的车辆；解决了纯虚拟仿真的不足，驾驶员仿真在环，弥补了不能实际体验转向力的感受。测试需要不同的手感时，只需调整转向参数就能实现，有利于转向系统优化。

在又一实施例中，在图1的基础上，车辆转向轻便性测试装置还可以包括加速踏板和加速踏板开度传感器。

加速踏板开度传感器与加速踏板连接，用于检测加速踏板的开度。

其中，处理器还与加速踏板开度传感器连接，用于根据所接收的转向盘的旋转角度、加速踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号。

加速踏板开度传感器通过USB接口与处理器连接，加速踏板具有第二安装部件，第二安装部件用于将加速踏板可拆卸地安装在地面。例如，第二安装部件可以是与地面形状贴合的支架，支架上可以有小孔，用于螺钉穿过，将加速踏板固定在地面上。

加速踏板开度传感器与加速踏板可以是一体成型，也可以是两个单独的器件。

在处理器的仿真计算的参数中，可以用加速踏板的开度确定车速，所确定的车速可以作为仿真计算中车速的输入。例如，加速踏板的开度和车速具有一一对应的正相关关系。通过测试人员踩踏加速踏板来向处理器输入用于进行仿真计算的车速，来代替手工或自动地在电脑程序中输入车速。这样，测试人员通过自己对加速踏板的真实操作来输入车速，测试效果较好。

图3是另一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试装置的结构框图。如图3所示，除上述的加速踏板和加速踏板开度传感器之外，车辆转向轻便性测试装置还可以包括制动踏板和制动踏板开度传感器。

制动踏板开度传感器与制动踏板连接，用于检测制动踏板的开度。

其中，处理器还与制动踏板开度传感器连接，用于根据所接收的转向盘的旋转角度、加速踏板的开度、制动踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号。

制动踏板开度传感器可以通过USB接口与处理器连接。制动踏板具有第三安装部件，第三安装部件用于将制动踏板可拆卸地安装在地面。例如，第三安装部件可以是与地面形状贴合的支架，支架上可以有小孔，用于螺钉穿过，将加速踏板固定在地面上。

制动踏板开度传感器与制动踏板可以是一体成型，也可以是两个单独的器件。

在处理器的仿真计算的参数中，可以结合加速踏板的开度和制动踏板的开度二者来确定车速，所确定的车速可以作为仿真计算中车速的输入。加速踏板的开度、制动踏板的开度、车速三者之间可以具有预先设置好的关系。通过测试人员踩踏加速踏板和制动踏板来向处理器输入用于进行仿真计算的车速，来代替手工或自动地在电脑程序中输入车速。这样，测试人员通过自己对加速踏板和制动踏板的真实操作来输入车速，测试效果较好。

图4是一示例性实施例提供的车辆转向轻便性测试的情景图。如图4所示，车辆转向轻便性测试装置包括转向盘集成组件10(转向盘与角度传感器、转向电机的集成)、处理器20(图4中实施为笔记本电脑)和加速踏板组件30(加速踏板与加速踏板开度传感器的集成)。

另外，车辆转向轻便性测试装置还可以包括交互装置。交互装置可以与处理器连接，用于与用户进行交互。交互装置可以包括以下中的一者或多者：键盘、鼠标、显示屏等。键盘、鼠标可以用于用户输入仿真用的参数，显示屏可以用于输出仿真结果。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车辆转向轻便性测试装置，其特征在于，所述装置包括：

转向盘；

角度传感器，与所述转向盘连接，用于检测所述转向盘的旋转角度；

处理器，与所述角度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度和预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出回正力矩信号；

转向电机，分别与所述处理器和所述转向盘连接，用于根据所接收的回正力矩信号驱动所述转向盘转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

加速踏板；

加速踏板开度传感器，与所述加速踏板连接，用于检测所述加速踏板的开度，

其中，所述处理器还与所述加速踏板开度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度、所述加速踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出所述回正力矩信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

制动踏板；

制动踏板开度传感器，与所述制动踏板连接，用于检测所述制动踏板的开度，

其中，所述处理器还与所述制动踏板开度传感器连接，用于根据所接收的所述转向盘的旋转角度、所述加速踏板的开度、所述制动踏板的开度、预先存储的整车动力学模型进行仿真运算，并输出所述回正力矩信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述角度传感器通过USB接口与所述处理器连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加速踏板开度传感器通过USB接口与所述处理器连接，所述制动踏板开度传感器通过USB接口与所述处理器连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转向盘具有第一安装部件，所述第一安装部件用于将所述转向盘可拆卸地安装。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述加速踏板具有第二安装部件，所述第二安装部件用于将所述加速踏板可拆卸地安装。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述制动踏板具有第三安装部件，所述第三安装部件用于将所述制动踏板可拆卸地安装。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

交互装置，与所述处理器连接，用于与用户进行交互。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述交互装置包括以下中的一者或多者：键盘、鼠标、显示屏。

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