技术领域
[0001] 本
发明涉及试验科学技术领域，特别涉及一种磁流变半主动悬架系统试验装置。
背景技术
[0002]
汽车磁流变半主动悬架是当今研究的热点，磁流变悬架试验台架是试验磁流变阻尼器特性、磁流变控制
算法的重要装置。
[0003] 由于不同规格的磁流变悬架上下
支点的距离不尽相同，在对不同规格的磁流变悬架进行相关试验时，需要调整固定悬架上支点的距离。同时，由于不同车型的簧上
质量不同，在试验不同适配悬架时需要调整簧上质量的大小。现有的大部分悬架试验台架不具备悬架支点固定调整功能，簧上质量的调整也不方便，且簧下质量结构的简化都对磁流变悬架特性试验的准确性造成影响。激振
信号不能可靠地反映真实道路情况也给半主动悬架控制试验的
精度造成不小的影响。
发明内容
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的目的在于提出一种磁流变半主动悬架系统试验装置，该装置可以提高数据检测和控制算法的精度，实现方式简单实用。
[0006] 为达到上述目的，本发明
实施例提出了一种磁流变半主动悬架系统试验装置，包括四分之一车辆机械台架、
电液伺服作动器、传感测控系统、
信号传输系统和
数据处理系统，其中，所述四分之一车辆机械台架包括：滑动
支撑机架1、簧上质量
块2、支撑杆3、直线滑轨4、第一
加速度
传感器5、悬架支点调节机构6，连接件7、悬架
弹簧8、下摆臂9、磁流变阻尼器10、第二加速度传感器11、
角位移传感器12、上摆臂13、轮胎和
轮毂14、位移传感器15、支撑杆上铰接件16、支撑杆下铰接件17和机架底座18；所述电液伺服作动器包括：作动器上
接触板19、液压
活塞杆20、液压作动筒21、第一进出油管22、第二进出油管23、电液伺服
阀24、电液伺服作动器底座25、
液压泵源26和
载荷传感器27，其中，所述电液伺服作动器根据所述传感测控系统的指令输出至少一种标准信号，并根据簧下质量的跳动重现试验场或野外路谱信号，并用于所述至少一种标准信号和所述试验场或野外路谱信号的组合、
叠加、编辑、放大和输出；所述传感测控系统和
数据处理系统均包括：第一加速度传感器5、第二加速度传感器11、角位移传感器12、位移传感器15、载荷传感器27、控制板卡28和计算机29，其中，所述传感测控系统通过时域
波形再现和簧上质量的响应信号
迭代反求得到所述电液伺服作动器的驱动信号，以根据所述驱动信号使得所述悬架系统的载荷与野外或试验场试验时载荷一致。
[0007] 本发明实施例的磁流变半主动悬架系统试验装置，可便捷的调整簧上质量和悬架上支点固定的
位置，从而实现不同车型下磁流变悬架的特性试验，能够根据实车采集到的簧下质量的跳动，重现试验场或野外路谱信号，多传感器互相校验，提高数据检测和控制算法的精度，并且可以同时试验和验证不同半主动悬架的控制算法，实现方式简单实用。
[0008] 另外，根据本发明上述实施例的磁流变半主动悬架系统试验装置还可以具有以下附加的技术特征：
[0009] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述簧上质量块2根据不同的试验工况增加或减少所需的所述簧上质量块2的数量，并通过所述簧上质量块2上预留的
螺纹孔增加不同质量的质量块或卸下相应质量的质量块。
[0010] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述悬架支点调节机构6包括第一滑槽和第二滑槽，通过
螺栓在滑槽中的不同位置改变悬架上连接支点的位置，以适配不同长度规格的磁流变悬架。
[0011] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述传感测控系统用于根据多传感器融合和数据传输测试不同控制算法在控制板卡28中的效果。
[0012] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制板卡28包括微
控制器和线圈驱动
电路板，其中，所述线圈驱动
电路板通过调节驱动电路
输入信号的占空比，以调节驱动电路
电流输出。
[0013] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一加速度传感器5和所述第二加速度传感器11用于获取簧上质量和簧下质量的加速度。
[0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述角位移传感器12和位移传感器15用于获取簧上质量和簧下质量的相对位移以及簧上质量的绝对位移。
[0015] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述半主动悬架系统包括电流变式半主动悬架系统或
电磁阀式半主动悬架系统。
[0016] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述试验装置还用于被动悬架系统和主动悬架系统，其中，所述主动悬架系统包括液压驱动式动悬架系统、机电驱动式动悬架系统或气压驱动式动悬架系统。
[0017] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述至少一种标准信号包括
正弦波标准信号、余弦波标准信号、三角波标准信号和方波标准信号中的一种或多种。
[0018] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0019] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020] 图1为根据本发明一个实施例的磁流变半主动悬架系统试验装置的结构示意图；
[0021] 图2为根据本发明一个实施例的四分之一车辆机械台架的三维图；
[0022] 图3为根据本发明一个实施例的四分之一车辆机械台架的主视图；
[0023] 图4为根据本发明一个实施例的四分之一车辆机械台架的左视图；
[0024] 图5为根据本发明一个实施例的四分之一车辆机械台架的磁流变半主动悬架系统试验装置的控制系统示意图。
具体实施方式
[0025] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的磁流变半主动悬架系统试验装置。
[0027] 图1是本发明一个实施例的磁流变半主动悬架系统试验装置的结构示意图。
[0028] 如图1所示，该磁流变半主动悬架系统试验装置包括：包括四分之一车辆机械台架、电液伺服作动器、传感测控系统、信号传输系统和数据处理系统。
[0029] 其中，四分之一车辆机械台架包括：滑动支撑机架1、簧上质量块2、支撑杆3、直线滑轨4、第一加速度传感器5、悬架支点调节机构6，连接件7、悬架弹簧8、下摆臂9、磁流变阻尼器10、第二加速度传感器11、角位移传感器12、上摆臂13、轮胎和轮毂14、位移传感器15、支撑杆上铰接件16、支撑杆下铰接件17和机架底座18。四分之一车辆机械台架的三维图如图2所示，主视图如图3所示，左视图如图4所示。
[0030] 电液伺服作动器包括：作动器上接触板19、液压
活塞杆20、液压作动筒21、第一进出油管22、第二进出油管23、电液
伺服阀24、电液伺服作动器底座25、
液压泵源26和载荷传感器27，其中，电液伺服作动器根据传感测控系统的指令输出至少一种标准信号，并根据簧下质量的跳动重现试验场或野外路谱信号，并用于至少一种标准信号和试验场或野外路谱信号的组合、叠加、编辑、放大和输出。
[0031] 传感测控系统和数据处理系统均包括：第一加速度传感器5、第二加速度传感器11、角位移传感器12、位移传感器15、载荷传感器27、控制板卡28和计算机29，其中，传感测控系统通过时域波形再现和簧上质量的响应信号迭代反求得到电液伺服作动器的驱动信号，以根据驱动信号使得悬架系统的载荷与野外或试验场试验时载荷一致。传感测控系统作用还包括控制算法所需要的
控制信号的相互标定，有助于实现不同算法的可靠性验证。
[0032] 其中，在本发明的一个实施例中，至少一种标准信号包括正弦波标准信号、余弦波标准信号、三角波标准信号和方波标准信号中的一种或多种。
[0033] 可以理解的是，电液伺服作动器能够根据传感测控系统的指令输出正弦波、余弦波、三角波、方波等标准信号；能够根据实车采集到的簧下质量的跳动，重现试验场或野外路谱信号；能够对各类信号进行组合、叠加、编辑、放大并输出；能够利用台架安装的传感测控系统，利用时域波形再现技术(Time Waveform Replication)，使用簧上质量的响应信号，迭代反求得到液压伺服、服作动器的驱动信号，使试验台上悬架系统的载荷，与野外或试验场试验时的载荷真实一致。
[0034] 具体而言，本发明实施例的装置主要应用于乘用车、商用车等领域，主要包括：四分之一车辆机械台架、电液伺服作动器、传感测控系统、信号传输系统、数据处理系统。本发明实施例的机械台架部分较真实地模拟了四分之一车辆悬架系统，并且可通过调节悬架上支点连接点的位置，试验不同长度规格的磁流变悬架，同时可根据需要改变簧上质量的大小以适应不同吨位的车辆；电液伺服作动器通过控制系统可模拟不同的路面激励；由位移传感器、加速度传感器、
数据采集系统、磁流变半主动悬架控制器组成的传感测控系统可试验不同的半主动控制算法，比较不同算法对相同路况、同一磁流变悬架的试验效果。本发明实施例的试验装置可满足不同规格磁流变悬架的试验要求，试验和比较不同的磁流变半主动控制算法，测试不同的路面激励条件下悬架的响应特性，最大限度的模拟了四分之一车辆悬架系统的实际工况，提高了包括磁流变
减振器在内的半主动悬架、被动悬架、主动悬架的开发效率以及试验的可靠性和准确性。另外，本发明实施例的装置的控制系统图如图5所示。
[0035] 下面将通过具体实施例的对磁流变半主动悬架系统试验装置进一步进行阐述。
[0036] 进一步地，在本发明的一个实施例中，簧上质量块2可以根据不同的试验工况增加或减少所需的簧上质量块2的数量，并通过簧上质量块2上预留的
螺纹孔可以增加不同质量的质量块或卸下相应质量的质量块。
[0037] 进一步地，在本发明的一个实施例中，悬架支点调节机构6包括两条滑槽，即第一滑槽和第二滑槽，可以通过螺栓在滑槽中的不同位置改变悬架上连接支点的位置，以适配不同长度规格的磁流变悬架。
[0038] 另外，上摆臂13、下摆臂9、轮胎和轮毂14组成的机构更真实的模拟了特定车辆的悬架系统。
[0039] 进一步地，在本发明的一个实施例中，传感测控系统用于根据多传感器融合和数据传输测试不同控制算法在控制板卡28中的效果。
[0040] 具体而言，传感测控系统和数据处理系统均包括：第一加速度传感器5、第二加速度传感器11、角位移传感器12、位移传感器15、载荷传感器27、控制板卡28和计算机29。传感测控系统可以根据多传感器融合和数据传输，可测试不同控制算法在控制板卡中的效果。
[0041] 进一步地，在本发明的一个实施例中，第一加速度传感器5和第二加速度传感器11用于获取簧上质量和簧下质量的加速度。角位移传感器12和位移传感器15用于获取簧上质量和簧下质量的相对位移以及簧上质量的绝对位移。
[0042] 可以理解的是，位移传感器获取的信号值精确，实时性好，在经过微分等处理后适合做悬架控制的反馈信号，但是实车上难以安装位移传感器测量簧上和簧下质量的绝对位移，只能使用加速度传感器的积分信号代替速度信号。在台架上设置一套冗余的位移传感系统，可实现两套传感系统的互相校正，能够对加速度传感系统的二次处理信号进行修正，调整积分算法，以使得加速度传感系统应用到整车上时更加精确可靠。
[0043] 进一步地，在本发明的一个实施例中，控制板卡28包括
微控制器和线圈驱动电路板，其中，线圈驱动电路板通过调节驱动电路输入信号的占空比，以调节驱动电路电流输出。
[0044] 进一步地，在本发明的一个实施例中，半主动悬架系统包括电流变式半主动悬架系统或电磁阀式半主动悬架系统。试验装置还用于被动悬架系统和主动悬架系统，其中，主动悬架系统包括液压驱动式动悬架系统、机电驱动式动悬架系统或气压驱动式动悬架系统。
[0045] 可以理解的是，本发明实施例的四分之一车辆机械台架、电液伺服作动器、传感测控系统、信号传输系统和数据处理系统同样可适用于被动悬架系统；包括电流变式、电磁阀式等其余类型的半主动悬架系统；液压驱动式、机电驱动式、气压驱动式等主动悬架系统；包含可调空
气弹簧在内的
刚度、阻尼可调型主动、半主动悬架系统的特性测试，开发调试，试验比对分析。
[0046] 综上，本发明实施例对不同簧上质量和不同规格的磁流变悬架提供一种四分之一汽车磁流变半主动悬架试验装置，可以根据实际试验需求调整固定悬架上支点的相对位置，调整不同车型需要的簧上质量，设计尽量和实车相似的簧下质量结构；由试验场或野外路谱所采集的信号，在电液伺服作动器上进行重现；多传感器相互校正验算，提高控制算法的准确性，满足不同规格磁流变半自动悬架特性试验和算法匹配试验需求。
[0047] 根据本发明实施例提出的磁流变半主动悬架系统试验装置，可便捷的调整簧上质量和悬架上支点固定的位置，从而实现不同车型下磁流变悬架的特性试验，能够根据实车采集到的簧下质量的跳动，重现试验场或野外路谱信号，多传感器互相校验，提高数据检测和控制算法的精度，并且可以同时试验和验证不同半主动悬架的控制算法，实现方式简单实用。
[0048] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0049] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0050] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。
