[發明專利]用于汽車轉向工況模擬的永磁體球形轉子底盤測功機

有效

• 申請號: 202110717963.3
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113532709B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 鄒淵;李圓圓;翟建陽;張旭東;孫逢春;張彬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北京華車時代科技有限公司
• 主分類號: G01M17/06
• 分類號: G01M17/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 孫玲

本發明公開一種用于汽車轉向工況模擬的永磁體球形轉子底盤測功機，屬于汽車性能測試技術領域。其主要包括基座、球形轉子總成、定子繞組總成、轉子位置傳感器和力傳感器。本發明中球形轉子總成可在定子繞組總成的作用下萬向旋轉，能夠較為全面地模擬一個真實的地面和完全模擬汽車在平面上的X、Y方向上的運動，即不僅可以模擬汽車直線行駛，還可模擬待測車輛在底盤測功機上實驗過程中運行于轉向工況，甚至可以通過力傳感器實時測量待測輪胎相對于轉子接觸層的力矩大小和方向，進而調整球形轉子總成的轉動方向、速度、功率等參數以滿足各時刻設定的測功機的各種運動狀態，達到真實模擬輪胎縱向受力和橫向受力的效果，實用性強。

技術領域

本發明屬于汽車性能測試技術領域，涉及一種底盤測功機，特別是涉及一種可用于汽車轉向工況模擬的永磁體球形轉子底盤測功機。

背景技術

在進行無人駕駛的開發過程中，經常需要對無人駕駛汽車進行橫向和縱向控制測試。真實環境中進行測試有很多缺點，比如測試效率低，很多參數無法測量，測試的場景局限，而且還比較危險等。如果能夠在實驗室中對上述場景完全模擬，以上問題都將得到解決，因此，現有技術提出了汽車底盤測功機。

底盤測功機目前主要分為三種，分別是傳統轉鼓試驗臺、Rototest軸耦合式底盤測功機和轉向轉鼓實驗臺。在無人駕駛的試驗中橫向控制往往比縱向控制更為重要，但是在傳統轉鼓試驗臺中只能模擬車輛縱向運動(即前后方向的運動)以及縱向行駛過程中的輪胎參數和整車動力參數的耦合工況，不能模擬車輛橫向運動(即左右方向的運動)，進而無法模擬無人駕駛車輛的橫向控制。Rototest軸耦合式底盤測功機(輪轂式)雖然可模擬整車實際行駛的道路負載，但是Rototest軸耦合式底盤測功機(輪轂式)在進行實驗時必須拆卸車輛的輪胎，然后再必須使用相配套的法蘭將測功機與輪胎輸出軸法蘭連接，步驟繁瑣，操作效率低；而且Rototest軸耦合式底盤測功機不能模擬輪胎參數。現有的轉向轉鼓實驗臺，比如申請號為CN201822210242.X的中國專利公開的“一種轉向轉鼓試驗臺”，既可完成橫縱向運動的模擬，也無需實驗過程中拆卸輪胎；但是其無法模擬地面對輪胎的橫向作用分力，也就是說轉向工況中轉向轉鼓試驗臺的轉鼓只會對輪胎施加縱向分力而沒有橫向分力，但是真實工況卻是兩個方向的分力皆存在。

綜上所述，由于缺乏對車輛橫向運動的模擬，現有的傳統轉鼓試驗臺、Rototest軸耦合式底盤測功機和轉向轉鼓實驗臺均無法實現對車輪轉向工況的模擬，從而無法全面真實地模擬出車輛在正常行駛過程中輪胎參數和整車動力參數的耦合工況。因此，本發明提出一種新型底盤測功機，以克服上述現有技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于汽車轉向工況模擬的永磁體球形轉子底盤測功機，以解決上述現有技術存在的問題，該測功機不僅可以實現車輛在實驗過程中模擬運行于轉向工況，而且可以較為全面地模擬一個真實的地面，包括對車輪的縱向力模擬和橫向力模擬。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種用于汽車轉向工況模擬的永磁體球形轉子底盤測功機，包括：

基座；

球形轉子總成，所述球形轉子總成包括由內至外依次設置的轉子永磁體和轉子接觸層，所述轉子接觸層用于直接與待測汽車的輪胎接觸；

定子繞組總成，所述定子繞組總成包括定子鐵芯和繞設于所述定子鐵芯上的定子繞組；至少兩個所述定子鐵芯安裝于所述基座，且至少兩個所述定子鐵芯之間形成凹型托載面，以容納并托載所述球形轉子總成；所述球形轉子總成能夠在所述凹型托載面內萬向轉動，以模擬所述待測汽車的轉向移動。其中，所述“萬向轉動”的原理類似于萬向球軸承，即所述球形轉子總成能夠在所述凹型托載面內繞X軸、Y軸和Z軸中的任意軸旋轉，以模擬所述待測輪胎在平面X、Y方向的移動；其中，定義：X軸沿待測汽車的左右方向延展、Y軸沿待測汽車的前后方向延展、Z軸沿待測汽車的高度方向延展，平面X、Y方向中的“平面”即指上述“X軸”和“Y軸”相交所形成的平面；