一种汽车制动硬件在环测试试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车制动建模仿真试验方法，特别涉及一种汽车制动硬件在环测试试 验方法。
【背景技术】
[0002] 汽车的制动性是表征汽车行驶安全性的主要指标。制动性能的研究一般采用实车 试验方法和建模仿真两种方法，传统的纯数值仿真虽简便、高效，但控制效果不够直观，且 仿真环境过于理想化，难以真实反映复杂的实际情况；而实物试验虽直观、真实，但实验风 险大、成本高、周期长，容易受到天气、环境等制约。
【发明内容】
[0003] 本发明目的：本发明提供一种汽车制动硬件在环测试试验方法，其最大的优点就 是可以把实物通过计算机接口嵌入到软件环境中去，用以代替不存在或不便于实验的系 统部分，从而大大提高了仿真效果。
[0004] 本发明的技术方案是：一种汽车制动硬件在环测试试验方法，包括以下步骤： 步骤一：宿主机建立整车动力学模型包括轮胎模型、车体模型、制动器模型以及转换模 型，输入仿真参数，经RTW编译下载至目标机，形成目标机仿真模型；所述仿真参数包括整 车参数、路面参数、初始速度参数； 步骤二：由宿主机发送开始信号至目标机，目标机实时运行目标机仿真模型，目标机通 过数据采集卡和运动控制卡连接通过PCI插槽连接进行数据采集，通过宿主机输入的电机 加载参数，通过电机驱动接口电路控制伺服电机20对制动总阀7进行加载，气制动系统开 始工作； 步骤三：气制动系统开始运作时制动总阀7产生输出力，作为继动阀前桥继动阀8、后 桥继动阀13、差动继动阀15的控制信号传递至前桥继动阀8、后桥继动阀13、差动继动阀 15,前桥继动阀8控制第一膜片制动气室9、第二膜片制动气室11，后桥继动阀13、差动继动 阀15控制第一后桥弹簧制动缸16、第二后桥弹簧制动缸18充气，第一膜片制动气室9、第 二膜片制动气室11、第一后桥弹簧制动缸16、第二后桥弹簧制动缸18产生力实际的输出信 号，经由右前轮输出力传感器10、左前轮输出力传感器12、右后轮输出力传感器17、左后轮 输出力传感器19,通过信号调理电路、数据采集卡传递至目标机作为目标机仿真模型的输 入信号进行运算，仿真测试中制动过程可实时的显示制动力矩、车体速度、车体位移、横向 的速度位移、车体纵向、横向的速度、加速度、位移，自己制动力、制动力矩变化情况信息，运 算完成后数据被传至宿主机进行保存处理，目标机通过运动控制卡向伺服电机20传递气 制动系统退加载信号，伺服电机20退加载，仿真完成。
[0005] 本发明的优点效果是：汽车制动硬件在环测试试验方法，通过给定不同的参数可 仿真不同车型、不同路面条件下的制动性能，减小了开发周期，根据新的需要快速作出评 定。
[0006]
【附图说明】： 图1为本发明汽车制动硬件在环测试系统的结构图 图2为本发明的气制动系统硬件单元连接图 图3本发明实验实施例的制动系统输入输出曲线示意图 图4本发明实验结构的制动距离、速度变化示意图 附图标示：1为气源、2为空气干燥器、3为四回路阀、4为第一储气罐、5为第二储气罐、 6为第三储气罐、7为制动总阀、8为前桥继动阀，9为第一膜片制动气室、10为右前轮输出力 传感器、11为第二膜片制动气室、12为左前轮输出力传感器、13为后桥继动阀、14为手制动 阀、15为差动继动阀、16为第一后桥弹簧制动缸、17为右后轮输出力传感器、18为第二后桥 弹簧制动缸、19为左后轮输出力传感器、20为伺服电机、21为快速气缸，22为总阀输入力传 感器。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明： 如图1所示，本发明的汽车车制动硬件在环仿真测试系统结构包括宿主机、目标机、数 据采集单元、电机驱动单元和气制动系统硬件单元；气制动系统硬件单元如图2,包括气源 1、空气干燥器2、四回路阀3、第一储气罐4、第二储气罐5、第三储气罐6、制动总阀7、前桥 继动阀8,第一膜片制动气室9、右前轮输出力传感器10、第二膜片制动气室11、左前轮输出 力传感器12、后桥继动阀13、手制动阀14、差动继动阀15、第一后桥弹簧制动缸16、右后轮 输出力传感器17、第二后桥弹簧制动缸18、左后轮输出力传感器19、伺服电机20、快速气缸 21，总阀输入力传感器22。
[0008] 如图1所示，宿主机采用matlab/simulink建立包括轮胎模型、车体模型、制动器 模型以及转换模型的整车动力学模型，仿真参数(整车参数、路面参数、初始速度参数）由宿 主机输入；宿主机模型由RTW编译并下载到目标机。
[0009] 对于目标机采用matlab/xpc的方式制作启动盘，使目标机运行在dos环境下的实 时模式，目标机安装数据采集卡和运动控制卡，仿真开始时，目标机根据模型的设置通过运 动控制卡向电机发送加载信号，此时伺服电机20开始对制动总阀7进行加载，气制动系统 开始动作。
[0010] 伺服电机20通过伺服放大器、端子板与目标机运动控制卡连接用于伺服电机20 的控制传感器与目标机数据采集卡连接传递数据至目标机进行仿真运算。
[0011] 气制动系统开始运作时制动总阀7产生输出力，作为继动阀前桥继动阀8、后桥继 动阀13、差动继动阀15的控制信号传递至前桥继动阀8、后桥继动阀13、差动继动阀15,前 桥继动阀8控制第一膜片制动气室9、第二膜片制动气室11，后桥继动阀13、差动继动阀15 控制第一后桥弹簧制动缸16、第二后桥弹簧制动缸18充气，第一膜片制动气室9、第二膜片 制动气室11、第一后桥弹簧制动缸16、第二后桥弹簧制动缸18产生力实际的输出信号，经 由右前轮输出力传感器10、左前轮输出力传感器12、右后轮输出力传感器17、左后轮输出 力传感器19,通过信号调理电路、数据采集卡传递至目标机作为目标机仿真模型的输入信 号进行运算，仿真测试中制动过程可实时的显示制动力矩、车体速度、车体位移、横向的速 度位移、车体纵向、横向的速度、加速度、位移，自己制动力、制动力矩变化情况信息，运算完 成后数据被传至宿主机进行保存处理，目标机通过运动控制卡向伺服电机20传递气制动 系统退加载信号，伺服电机20退加载，仿真完成。
[0012] 具体试验实施例： 试验样车参数如表1:
【主权项】
1. 一种汽车制动硬件在环测试试验方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：宿主机建立整车动力学模型包括轮胎模型、车体模型、制动器模型以及转换模 型，输入仿真参数，经RTW编译下载至目标机，形成目标机仿真模型；所述仿真参数包括整 车参数、路面参数、初始速度参数； 步骤二：由宿主机发送开始信号至目标机，目标机实时运行目标机仿真模型，目标机通 过数据采集卡和运动控制卡连接通过PCI插槽连接进行数据采集，通过宿主机输入的电机 加载参数，通过电机驱动接口电路控制伺服电机（20)对制动总阀（7)进行加载，气制动系 统开始工作； 步骤三：气制动系统开始运作时制动总阀（7 )产生输出力，作为继动阀前桥继动阀 (8)、后桥继动阀（13)、差动继动阀（15)的控制信号传递至前桥继动阀（8)、后桥继动阀 (13)、差动继动阀（15)，前桥继动阀（8)控制第一膜片制动气室（9)、第二膜片制动气室 (11)，后桥继动阀（13)、差动继动阀（15)控制第一后桥弹簧制动缸（16)、第二后桥弹簧 制动缸（18)充气，第一膜片制动气室（9)、第二膜片制动气室（11)、第一后桥弹簧制动缸 (16)、第二后桥弹簧制动缸（18)产生力实际的输出信号，经由右前轮输出力传感器（10)、 左前轮输出力传感器（12)、右后轮输出力传感器（17)、左后轮输出力传感器（19)，通过信 号调理电路、数据采集卡传递至目标机作为目标机仿真模型的输入信号进行运算，仿真测 试中制动过程实时显示制动力矩、车体速度、车体位移、横向的速度位移、车体纵向、横向的 速度、加速度、位移，自己制动力、制动力矩变化情况信息，运算完成后数据被传至宿主机进 行保存处理，目标机通过运动控制卡向伺服电机（20)传递气制动系统退加载信号，伺服电 机（20)退加载，仿真完成。
【专利摘要】本发明公开了一种汽车制动硬件在环测试试验方法，包括以下步骤：步骤一：宿主机建立整车动力学模型包括轮胎模型、车体模型、制动器模型以及转换模型，输入仿真参数，经RTW编译下载至目标机；步骤二：目标机开始运行，通过已设定的参数控制电机对总阀进行加载使制动系统开始工作；步骤三：数据采集单元通过传感器采集包括左前、右前、左后、右后制动气室的输出力，传递至仿真模型中进行运算，得到结果，制动完成后传递停止信号至电机，电机退加载释放制动系统。该汽车制动硬件在环测试试验方法汽车制动性能评价的验证实验方法，通过给定不同的参数可仿真不同车型、不同路面条件下的制动性能，减小了开发周期，根据新的需要快速作出评定。
【IPC分类】G01M17-007
【公开号】CN104655434
【申请号】CN201510069225
【发明人】陆艺, 薛剑, 徐博文, 郭斌, 罗哉, 范伟军, 吴佳伟
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月10日