一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置

技术领域

本发明涉及性能测试技术，具体涉及一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置。

背景技术

汽车是一种人们在日常工作、生活和军事训练中都离开不了的交通工具，而且已经成为军事训练、日常生活旅行与工作们每出门做事情人的重要组成部分之一，其性能的好坏关系到人们的生活质量和士兵的训练质量。随着社会的进步、科学的提升与技术的发展，人们对汽车的安全性、可操纵性与舒适感提出了越来越高的要求。重型车辆的转向轻便性也是评价车辆性能的重要指标。转向操纵性，是指驾驶时方向盘转动的轻巧程度。转向沉重的汽车往往容易使驾驶员疲劳，或使汽车操纵失控，从而导致交通事故的发生。简单来说，所谓的转向轻便性是指我们在转动方向盘的时候(特别是停车入库)方向盘很轻，用一点力就可以转动，操作起来感觉很轻松的一种“路感”。

现有的汽车在进行使用时，由于每名驾驶员感觉不一样，即“路感”不同，而且目前汽车的转向轻便性性能面临着无法在驾驶时检测的问题，所以无法定量评价汽车的转向轻便性性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置，所述具体测试方法为：

S1，熟悉测试路线；

S2，驾驶员按照规定测试线路进行驾驶；

S3，等到车速稳定后，转向力角测试仪开始工作，将实时的方向盘转角和作用力矩记录下来，并记录车速作为备注；

S3，汽车复位，方向盘复位；

S4，采用不同车速进行重复试验。

一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置，包括单片机模块、模数转换模块，动态数码管模块、液压传感器模块、模型建立模块、汽车液压转向助力器模块和电源供电模块：

所述单片机模块，用于数据采集与数据运算；

所述模数转换模块，用于将从液压传感器接收到的出口油压转换为在动态数码管显示出数字信号；

所述动态数码管模块，用于显示从液压传感器模块接收到的出口油压；

所述液压传感器模块，直接感知转向助力器出油口的压力，并将接收到的模拟信号上传给模数转换模块；

所述汽车液压转向助力器模块，用于接受方向盘传递力矩及转动角度，由液压泵提供油液，转阀阀芯与转阀阀套之间产生相互间的移位，使阀口开口度发生变化，形成压差提供动力；

所述模型建立模块，用于建立液压动力转向器方向盘输入转矩与方向盘转角及转向器进油口压力数学模型；

所述电源供电模块，负责给单片机模块及传感器模块供电。

进一步地，所述液压传感器模块采用NSA2860液压传感器，所述液压传感器模块包括304不锈钢接头、316隔离膜片以及firstsansors硅片。

进一步地，所述模数转换模块采用的是XPT2046，所述模数转换模块的SER/——DFR端设置成高电平，单片机模块的P34引脚与模数转换模块的DIN引脚连接，单片机模块的P35引脚与模数转换模块的CS连接，单片机模块的P36引脚与模数转换模块的DCLK引脚连接，单片机模块的P37引脚与模数转换模块的DOUT引脚连接。

进一步地，其特征在于，所述模型建立模块建立模型的具体方法为：当阀芯相对阀套顺时针转动时的流量方程：

式中：Q

负载流量Q

根据薄壁小口节流公式：

式中：C

ΔP—油液压力损失；ρ—油液密度。

得出流经各星形阀阀口的流量与油压差之间的关系，并带入可得：

/>

式中：P

P

A

负载两端油压差P

P

由上述公式可知，各渠道流量随着节流表面的变化而变化。阀口节流面积受阀口几何形状的影响，是旋转阀阀芯与阀套相对夹角的函数。因此，考虑到本文所研究的分流器是一种在阀芯凸台上没有凹口且结构对称的旋转阀，可以得到：

根据简单阀口转阀的结构示意图，得到:

将以上公式联立，并通过进一步得化简、整理、计算可以得到负载两端油液压力差:

由于星型阀中液体是理想情况下而且动力缸也是不考虑泄露，在数学建模中出油量Q

又因为假定转向器转向时，回油口得阀口完全关闭。因为星型阀中的部件构造和相对位置是相同的，并且假定星型阀中的油液不考虑压缩量及其泄露，故回油口的油液得油压P

将公式(2.1)代入公式(2.21)可得：

上式描述的是方向盘施加力矩与油压之间的关系。

进一步地，所述轻便性测试装置的工作流程为，所述液压传感器从汽车液压转向助力器的油液出口采集到模拟信号，而后通过OWI通信传输给模数转换模块，单片机则通过SPI及并行连接分别与模数转换模块和动态数码管连接，所述装置全部都采用5V电源供电。

与现有技术相比，本发明提供的一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置，重型车转向轻便性测试装置的设计与实现，更好的将汽车的转向轻便性定量的表示出来，从而提升汽车的操控性、安全性及舒适性，提高驾驶员的驾驶体验，同时在向器前设计增加汽车液压转向助力器模块，由方向盘传递途径电动助力装置，然后到达液压变速比转向器，实现车辆电控液压助力转向功能，可以保证车辆低速行驶操作轻便可靠、高速行驶操作行驶稳定，保证车辆行驶安全，提升车辆的回正性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整体流程结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模数转换模块电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

实施例一：

一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法，具体测试方法为：

S1，熟悉测试路线；

S2，驾驶员按照规定测试线路进行驾驶；

S3，等到车速稳定后，转向力角测试仪开始工作，将实时的方向盘转角和作用力矩记录下来，并记录车速作为备注；

S3，汽车复位，方向盘复位；

S4，采用不同车速进行重复试验。

其中具体测试方法为熟悉测试路线，驾驶员按照规定测试线路进行驾驶，等到车速稳定后，转向力角测试仪开始工作，将实时的方向盘转角和作用力矩记录下来，并记录车速作为备注，汽车复位，方向盘复位，采用不同车速进行重复试验。

实施例二：

请参阅图1-2，一种面向路面试验的重型车转向轻便性测试方法与装置，包括单片机模块、模数转换模块，动态数码管模块、液压传感器模块、模型建立模块、汽车液压转向助力器模块和电源供电模块：

单片机模块，用于数据采集与数据运算；

模数转换模块，用于将从液压传感器接收到的出口油压转换为在动态数码管显示出数字信号；

动态数码管模块，用于显示从液压传感器模块接收到的出口油压；

液压传感器模块，直接感知转向助力器出油口的压力，并将接收到的模拟信号上传给模数转换模块；

汽车液压转向助力器模块，用于接受方向盘传递力矩及转动角度，由液压泵提供油液，转阀阀芯与转阀阀套之间产生相互间的移位，使阀口开口度发生变化，形成压差提供动力；

模型建立模块，用于建立液压动力转向器方向盘输入转矩与方向盘转角及转向器进油口压力数学模型；

电源供电模块，负责给单片机模块及传感器模块供电。

液压传感器模块采用NSA2860液压传感器，液压传感器模块包括304不锈钢接头、316隔离膜片以及firstsansors硅片，NSA2860液压传感器使用的是专有的OWI通信模式，可直接支持三线传输。这种模式使得不需要增加额外的引线就可以进行通讯，节省了成本。而且OWI主机到芯片的数据传输时采用同样的交流耦合输入方式，芯片到OWI主机的数据传输时数据被发送到OUT脚，利用这种通讯模式来直接对三线模块(VDD,GND,OUT)进行通讯。

模数转换模块采用的是XPT2046，模数转换模块的SER/——DFR端设置成高电平，单片机模块的P34引脚与模数转换模块的DIN引脚连接，单片机模块的P35引脚与模数转换模块的CS连接，单片机模块的P36引脚与模数转换模块的DCLK引脚连接，单片机模块的P37引脚与模数转换模块的DOUT引脚连接，XPT2046芯片的是单端输入模式，将其SER/——DFR端设置成高电平，Xpt2046的DATE传输接口采用串行通信接口，需要8个振荡周期来完成处理器与模数转换器之间的通信。本测试采用串行外围设备接口。要完成一个完全的改换，需要二十四个DCLK(串行同步时钟)。

模型建立模块建立模型的具体方法为：当阀芯相对阀套顺时针转动时的流量方程：

式中：Q

负载流量Q

根据薄壁小口节流公式：

式中：C

ΔP—油液压力损失；ρ—油液密度。

得出流经各星形阀阀口的流量与油压差之间的关系，并带入式(2.10)、式(2.12)可得：

/>

式中：P

P

A

负载两端油压差P

P

由式(2.13)、式(2.14)、式(2.15)可知，各渠道流量随着节流表面的变化而变化。阀口节流面积受阀口几何形状的影响，是旋转阀阀芯与阀套相对夹角的函数。因此，考虑到本文所研究的分流器是一种在阀芯凸台上没有凹口且结构对称的旋转阀，可以得到：

根据简单阀口转阀的结构示意图，得到:

将以上公式(2.13)(2.19)联立，并通过进一步得化简、整理、计算可以得到负载两端油液压力差:

由于星型阀中液体是理想情况下而且动力缸也是不考虑泄露，在数学建模中出油量Q

又因为假定转向器转向时，回油口得阀口完全关闭。因为星型阀中的部件构造和相对位置是相同的，并且假定星型阀中的油液不考虑压缩量及其泄露，故回油口的油液得油压P

将公式(2.1)代入公式(2.21)可得：

上式描述的是方向盘施加力矩与油压之间的关系。

轻便性测试装置的工作流程为，液压传感器从汽车液压转向助力器的油液出口采集到模拟信号，而后通过OWI通信传输给模数转换模块，单片机则通过SPI及并行连接分别与模数转换模块和动态数码管连接，装置全部都采用5V电源供电。

工作原理：使用时，重型车转向轻便性测试装置的设计与实现，更好的将汽车的转向轻便性定量的表示出来，从而提升汽车的操控性、安全性及舒适性，提高驾驶员的驾驶体验，同时在向器前设计增加汽车液压转向助力器模块，由方向盘传递途径电动助力装置，然后到达液压变速比转向器，实现车辆电控液压助力转向功能，可以保证车辆低速行驶操作轻便可靠、高速行驶操作行驶稳定，保证车辆行驶安全，提升车辆的回正性能。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。