專利名稱：一種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車穩(wěn)定性控制實(shí)車試驗(yàn)系統(tǒng)，汽車穩(wěn)定性控制是汽車主動安全性研究的重要方面，實(shí)車穩(wěn)定性控制試驗(yàn)測量上有較大的難度，危險(xiǎn)性也較高。ー種安全、方便、可重復(fù)的試驗(yàn)系統(tǒng)將有助于該領(lǐng)域的研究，本發(fā)明提出一種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)測量方法，并設(shè)計(jì)了其試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行汽車穩(wěn)定性控制研究主要通過車輛動力學(xué)仿真和實(shí)車試驗(yàn)的方法進(jìn)行，車輛動力學(xué)仿真系統(tǒng)一般是建立在簡化的車輛動力學(xué)模型基礎(chǔ)上的，簡化的合理性和準(zhǔn)確性影響了仿真系統(tǒng)的性能，仿真研究的結(jié)果往往與實(shí)車試驗(yàn)差別較大；實(shí)車試驗(yàn)的缺點(diǎn)是成本高、周期長、危險(xiǎn)性較大等。本發(fā)明所述ー種汽車穩(wěn)定性控制實(shí)車試驗(yàn)系統(tǒng)其試驗(yàn)過程的安全性較高，能直接測量車輛的主要運(yùn)動參數(shù)，研究輪胎和地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動狀態(tài) 的影響，為汽車穩(wěn)定性控制提供了準(zhǔn)確、高效、安全和低成本的試驗(yàn)研究平臺。

發(fā)明內(nèi)容
所述ー種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)由兩個(gè)部件牽引桿部件和車輛部件組成，如圖I，前輪牽引桿部件主要由前套管3和前拉桿5兩段組成，前拉桿5 —部分插入前套管3內(nèi)，兩者之間安裝直線軸承4，并由彈簧2限位；前套管3 —端通過銷軸連接于固定軸I上，轉(zhuǎn)速傳感器14測量其轉(zhuǎn)速；前拉桿5上安裝有線位移傳感器12，測量前拉桿5與前套管3之間的相對線位移，前拉桿5 —端通過銷軸連接于車輛夾具7上，拉壓傳感器6測量兩者之間拉(壓)力的大?。粚ΨQ地，安裝有后輪牽引桿部件；這樣就保證了牽引桿部件和車輛部件兩者之間具有一定相對運(yùn)動，兩者之間的相對運(yùn)動關(guān)系可由轉(zhuǎn)速傳感器14，線位移傳感器12的測量參數(shù)確定，結(jié)合車輛行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的前輪轉(zhuǎn)向角可測量車輛質(zhì)心處和各車輪的側(cè)偏角；兩者之間的受力大小和方向由拉壓傳感器6和轉(zhuǎn)速傳感器14的測量參數(shù)確定，結(jié)合車輛行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的車輛離心力可以獲得整車的側(cè)向力、橫擺轉(zhuǎn)矩和輪胎地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動的控制效果。所有傳感器連接于信號采集系統(tǒng)，進(jìn)行信號采集和存儲；輪胎地面作用カ調(diào)節(jié)由控制系統(tǒng)完成。所述測量車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角，通過轉(zhuǎn)速傳感器14分別測得前、后套管的轉(zhuǎn)速，從而測出牽引桿部件的運(yùn)動狀態(tài)；通過線位移傳感器12測得前(后)套管與前(后)拉桿之間的線位移，這樣就確定了車輛與牽引桿部件之間的相對位置關(guān)系，進(jìn)而確定了車輛縱向中心線和車輪縱向中心線的方位，以及車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心運(yùn)動速度的方向，從而獲得車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角。所述測量整車的側(cè)向力，通過拉壓傳感器6測量出的拉(壓)力值可得出前后輪軸線方向的車輛所受側(cè)向力；根據(jù)車輛質(zhì)心處運(yùn)動半徑和速度獲得車輛質(zhì)心處離心力的大小、方向，進(jìn)行分解獲得車輛質(zhì)心處離心力沿車輛側(cè)向的分力，即車輛運(yùn)動的總側(cè)向力，減去拉壓傳感器6測出的前后輪側(cè)向力即為整車的實(shí)際測向力。
所述測量整車的橫擺轉(zhuǎn)矩，通過車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的橫擺角加速度獲得車輛總的橫擺轉(zhuǎn)矩，減去拉壓傳感器6測量出的拉(壓)カ值所形成轉(zhuǎn)矩即為整車的實(shí)際橫擺轉(zhuǎn)矩。所述測量輪胎地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動的控制效果，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度和對單側(cè)驅(qū)動輪進(jìn)行制動干預(yù)調(diào)節(jié)兩驅(qū)動輪驅(qū)動カ，通過調(diào)節(jié)車輪制動強(qiáng)度調(diào)節(jié)各車輪制動力，根據(jù)測得的車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角、車輛質(zhì)心處運(yùn)動速度、車輛的橫擺角速度，這些反映了整車運(yùn)動狀況的主要運(yùn)動參數(shù)，即測得輪胎地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動的控制效果。


圖I一種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖中，I為固定軸、2為連接前 (后)套管與前(后)拉桿的彈簧、3為前套管、4為前(后)套管與前(后)拉桿之間的直線軸承、5為前拉桿、6為拉壓傳感器、7為車輛夾具、8為具有行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的試驗(yàn)車輛、9為信號采集和控制系統(tǒng)、10為陀螺儀、11為后拉桿、12為線位移傳感器、13為后套管、14為轉(zhuǎn)速傳感器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖I 一種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)詳細(xì)說明本發(fā)明。一種側(cè)向拉桿式車輛穩(wěn)定性試驗(yàn)系統(tǒng)由兩個(gè)部件牽引桿部件和車輛部件組成，如圖I。牽引桿部件由固定軸I、彈簧2、前套管3、直線軸承4、前拉桿5、拉壓傳感器6、后拉桿11、線位移傳感器12、后套管13、轉(zhuǎn)速傳感器14組成；車輛部件由車輛夾具7、具有行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的試驗(yàn)車輛8、信號采集和控制系統(tǒng)9、陀螺儀10組成。前輪牽引桿部件主要由前套管3和前拉桿5兩段組成，前拉桿5 —部分插入前套管3內(nèi)，兩者之間安裝直線軸承4，并由彈簧2限位；前套管3 —端通過銷軸連接于固定軸I上，轉(zhuǎn)速傳感器14測量其轉(zhuǎn)速；前拉桿5上安裝有線位移傳感器12，測量前拉桿5與前套管3之間的相對線位移，前拉桿5 —端通過銷軸連接于車輛夾具7上，拉壓傳感器6測量兩者之間拉(壓)力的大小；對稱地，安裝有后輪牽引桿部件；這樣就保證了牽引桿部件和車輛部件兩者之間具有一定相對運(yùn)動；通過轉(zhuǎn)速傳感器14分別測得前、后套管的轉(zhuǎn)速，從而測出牽引桿部件的運(yùn)動狀態(tài)；通過線位移傳感器12測得前(后)套管與前(后)拉桿之間的線位移，這樣就確定了車輛與牽引桿部件之間的相對位置關(guān)系，進(jìn)而確定了車輛縱向中心線和車輪縱向中心線的方位，以及車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心運(yùn)動速度的方向，從而獲得車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角。牽引桿部件和車輛部件之間的受カ關(guān)系由拉壓傳感器6測量參數(shù)確定其受カ大小，由轉(zhuǎn)速傳感器14測量參數(shù)確定其受力方向，從而通過受カ分解獲得車輛前后輪軸線方向的側(cè)向力，根據(jù)車輛質(zhì)心處運(yùn)動半徑和速度獲得車輛質(zhì)心處離心力的大小、方向，進(jìn)行分解獲得車輛質(zhì)心處離心力沿車輛側(cè)向的分力，即車輛運(yùn)動的總側(cè)向力，減去拉壓傳感器6測出的前后輪側(cè)向力即為整車的實(shí)際測向力；通過車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的橫擺角加速度獲得車輛總的橫擺轉(zhuǎn)矩，減去拉壓傳感器6測出的拉(壓)カ值所形成轉(zhuǎn)矩即為整車的實(shí)際橫擺轉(zhuǎn)矩；通過調(diào)節(jié)兩驅(qū)動輪驅(qū)動力和各車輪制動力，根據(jù)測得的車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角、車輛質(zhì)心處運(yùn)動速度、車輛的橫擺角速度反映了整車運(yùn)動狀況的主 要運(yùn)動參數(shù)，即測得輪胎地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動的控制效果，從而實(shí)現(xiàn)汽車穩(wěn)定性控制安全試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)研究功能。
權(quán)利要求
1.一種汽車穩(wěn)定性控制實(shí)車試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述一種汽車穩(wěn)定性控制實(shí)車試驗(yàn)系統(tǒng)由兩個(gè)部件組成牽引桿部件和車輛部件，前輪牽引桿部件主要由前套管3和前拉桿5兩段組成，前拉桿5 —部分插入前套管3內(nèi)，兩者之間安裝直線軸承4，并由彈簧2限位；前套管3 —端通過銷軸連接于固定軸I上，轉(zhuǎn)速傳感器14測量其轉(zhuǎn)速；前拉桿5上安裝有線位移傳感器12，測量前拉桿5與前套管3之間的相對線位移，前拉桿5 —端通過銷軸連接于車輛夾具7上，拉壓傳感器6測量兩者之間拉(壓)力的大?。粚ΨQ地，安裝有后輪牽引桿部件，保證牽引桿部件和車輛部件兩者之間具有一定相對運(yùn)動，相對運(yùn)動關(guān)系可由轉(zhuǎn)速傳感器14，線位移傳感器12測量參數(shù)確定，結(jié)合車輛行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的前輪轉(zhuǎn)向角可測量車輛質(zhì)心處和各車輪的側(cè)偏角；兩者之間的受力大小和方向由拉壓傳感器6和轉(zhuǎn)速傳感器14的測量參數(shù)確定，結(jié)合車輛行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的車輛離心力可以獲得整車的側(cè)向力、橫擺轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述測量車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角，其特征在于，通過轉(zhuǎn)速傳感器14分別測得前、后套管的轉(zhuǎn)速，從而測出牽引桿部件的運(yùn)動狀態(tài)；通過線位移傳感器12測得前(后)套管與前(后)拉桿之間的線位移，這樣就確定了車輛與牽引桿部件之間的相對位置關(guān)系，進(jìn)而確定了車輛縱向中心線和車輪縱向中心線的方位，以及車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心運(yùn)動速度的方向，從而獲得車輛質(zhì)心處和各車輪接地中心的側(cè)偏角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述測量整車的側(cè)向力，其特征在于，通過拉壓傳感器6測量出的拉(壓)力值可得出前后輪軸線方向的車輛所受側(cè)向力；根據(jù)車輛質(zhì)心處運(yùn)動半徑和速度獲得車輛質(zhì)心處離心力的大小、方向，進(jìn)行分解獲得車輛質(zhì)心處離心力沿車輛側(cè)向的分力，即車輛運(yùn)動的總側(cè)向力，減去拉壓傳感器6測出的前后輪側(cè)向力即為整車的實(shí)際測向力。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述測量整車的橫擺轉(zhuǎn)矩，其特征在于，通過車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)測得的橫擺角加速度獲得車輛總的橫擺轉(zhuǎn)矩，減去拉壓傳感器6測量出的拉(壓)力值所形成轉(zhuǎn)矩即為整車的實(shí)際橫擺轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車穩(wěn)定性控制實(shí)車試驗(yàn)系統(tǒng)，該試驗(yàn)系統(tǒng)由牽引桿部件和車輛部件兩部分組成。牽引桿主要由套管和拉桿兩部分組成；套管一端通過銷軸連接于固定軸上；拉桿一端通過銷軸連接于車輛夾具上；套管與拉桿間安裝彈簧，限制拉桿過大的位移；通過轉(zhuǎn)速傳感器、線位移傳感器、拉壓傳感器測量參數(shù)確定牽引桿部件和車輛部件相對運(yùn)動關(guān)系和受力關(guān)系，結(jié)合前輪轉(zhuǎn)向角可測量車輛質(zhì)心處和各車輪的側(cè)偏角；結(jié)合車輛離心力可以獲得整車側(cè)向力、橫擺轉(zhuǎn)矩和輪胎地面作用力調(diào)節(jié)對整車運(yùn)動的控制效果。
文檔編號G01M17/007GK102628750SQ20121007897
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者李同生, 王國業(yè), 胡良 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)