专利名称：液压制动执行机构测试试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种执行机构测试试验台，更具体地说，它涉及一种液压制动执行机构测试试验台。
背景技术：
现阶段的车辆底盘集成控制(Integrated Chassis Control, ICC)研究大都只关注于集成控制器本身的设计，而忽略了许多控制细节，如执行机构的响应特性及调节方式等。作为底盘集成控制的主要执行机构之一，主动液压制动力的精细调节是保证底盘集成控制控制品质的基础。在集成控制结构中，各执彳丁器的动作由中央控制器统一确定，对液压控制的精度和响应速度提出了更高的要求，但由于液压制动系统具有明显的非线性特性， 实现精确控制具有一定的困难，目如很少有研究涉及具体执行机构的响应品质。作为I CC 主动液压制动执行机构，液压控制单元(Hydraulic Control Unit，HCU)的性能对ICC系统的控制品质有着重要的影响，液压制动执行机构测试试验台可以对HCU的性能进行测试， 从而实现液压制动压力的精细调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种液压制动执行机构测试试验台。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的液压制动执行机构测试试验台，由实时平台、I CC液压制动系统与液压测试模块组成。所述的液压测试模块由动力源、I号液压控制单元出入口压力传感器、2号液压控制单元出入口压力传感器、动力源出口压力传感器、I号两位三通阀、2号两位三通阀、3号两位三通阀、4号两位三通阀、5号两位三通阀、6号常闭式两位两通阀、7号常闭式两位两通阀、8号常开式两位两通阀、流量传感器、动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4 号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器组成；动力源的出口和3号两位三通阀的3号接口与2号两位三通阀的3号接口管路连接，3号两位三通阀的2号接口与5号两位三通阀的2号接口管路连接，5号两位三通阀的 I号接口和7号常闭式两位两通阀的I号接口、I号液压控制单元出入口压力传感器的接口与ICC液压制动系统中的I号液压控制单元出入口管路连接；2号两位三通阀的2号接口与4号两位三通阀的2号接口管路连接，4号两位三通阀的I号接口和6号常闭式两位两通阀的I号接口与8号常开式两位两通阀的2号接口管路连接，8号常开式两位两通阀的I 号接口和2号液压控制单元出入口压力传感器的接口与ICC液压制动系统中的2号液压控制单元出入口管路连接；5号两位三通阀与4号两位三通阀的3号接口和流量传感器的入口管路连接，6号常闭式两位两通阀与7号常闭式两位两通阀的2号接口和流量传感器的出口管路连接；动力源的入口和I号两位三通阀的3号接口管路连接，I号两位三通阀的2号接口与3号两位三通阀的I号接口管路连接，I号两位三通阀的I号接口和ICC液压制动系统中的制动主缸的前腔管路连接，2号两位三通阀的I号接口和ICC液压制动系统中的制动主缸后腔管路连接，动力源出口压力传感器的接口与动力源的出口管路连接；动力源继电器的输出端与动力源电线连接，I号电磁阀继电器的输出端与I号两位三通阀电线连接， 2号电磁阀继电器的输出端与2号两位三通阀电线连接,3号电磁阀继电器的输出端与3号两位三通阀电线连接，4号电磁阀继电器的输出端与4号两位三通阀电线连接，5号电磁阀继电器的输出端与5号两位三通阀电线连接，6号电磁阀继电器的输出端与6号常闭式两位两通阀电线连接，7号电磁阀继电器的输出端与7号常闭式两位两通阀电线连接，8号电磁阀继电器的输出端与8号常开式两位两通阀电线连接。技术方案中所述的I号两位三通阀、2号两位三通阀、3号两位三通阀、4号两位三通阀与5号两位三通阀结构相同，皆采用型号为WKM08130D-01的两位三通阀，6号常闭式两位两通阀与7号常闭式两位两通阀结构相同，皆采用型号为WSM06020W-01的常闭式两位两通阀，8号常开式两位两通阀采用型号为WSM06020V-01的常开式两位两通阀。I号液压控制单元出入口压力传感器、2号液压控制单元出入口压力传感器与动力源出口压力传感器结构相同，皆采用型号为PA-21S-80520. 3-200的压力传感器。动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器结构相同，均采用型号为MY4NJ的继电器；技术方案中所述的实时平台由工控机和dSPACE实时仿真系统组成。dSPACE实时仿真系统主要包括AutoBox、型号为DS1005的处理器板、型号为DS2211的多路I/O板与型号为 DS2202的多路I/O板。型号为DS1005的处理器板通过PHS总线和Autobox、型号为DS2211 的多路I/O板与型号为DS2202的多路I/O板连接，Autobox与工控机通过网线连接。型号为DS2211的多路I/O板的第I路至第9路D/A通道依次和液压测试模块中的驱动系统中动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、 5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器的输入端电线连接。型号为DS2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左轮压力传感器、前右轮压力传感器、后左轮压力传感器、后右轮压力传感器、制动主缸前腔压力传感器、 制动主缸后腔压力传感器、I号液压控制单元出入口压力传感器、2号液压控制单元出入口压力传感器与动力源出口压力传感器的输出端电线连接，型号为DS2202的多路I/O板的第 10路A/D通道与流量传感器的输出端电线连接。与现有技术相比本发明的有益效果是I.利用本发明所述的液压制动执行机构测试试验台可以对液压控制单元的动态响应特性和静态响应特性的详细研究。2.利用本发明所述的液压制动执行机构测试试验台可以对HCU中电动泵和电磁阀的动态响应特性进行测试，通过测试试验分析，可以确定在ICC主动液压制动控制时，增压控制采用脉宽调节(Pulse Width Modulation, PWM)控制方法，减压控制采用脉频调节 (Pulse Frequency Modulation, PFM)控制方法。3.利用本发明所述的液压制动执行机构测试试验台可以对增压阀、减压阀进行静态响应测试，获取增压阀与减压阀的阀口系数，为设计和自主开发液压控制单元奠定基础。4.利用本发明所述的液压制动执行机构测试试验台可以对空载条件下增压阀采用PWM控制时的特性进行研究，并提出解析式轮缸压力估算算法，估算算法能够准确的估算轮缸压力。5.在利用本发明所述的液压制动执行机构测试试验台进行试验的基础上，可开发液压制动力精细调节方法，以实现液压制动力的精细调节。
下面结合附图对本发明作进一步的说明图I是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台结构组成示意框图；图2是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台所采用液压制动执行机构结构组成和工作原理示意框图；图3是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的液压测试模块的动力源结构组成、连接关系与工作原理的示意框图；图4是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的驱动系统结构组成的示意框图；图5是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的液压测试模块流量传感器标定原理的示意框图；图6是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的制动主缸提供压力的原理示意框图；图7是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的动力源提供压力的原理示意框图；图8是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的双回路压力测试的原理示意框图；图9是本发明所述的液压制动执行机构测试试验台中的单回路压力测试的原理示意框图。图中1·前左轮压力传感器，2.前右轮压力传感器，3.后左轮压力传感器，4.后右轮压力传感器，5.制动主缸前腔压力传感器，6.制动主缸后腔力传感器、7. I号液压控制单元出入口压力传感器，8. 2号液压控制单元出入口压力传感器，9.动力源出口压力传感器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述参阅图1，本发明提供了一种液压制动执行机构测试试验台。本试验台所要解决的技术问题是提供的执行机构测试试验台能够对液压控制单元主要元件进行动态响应测试和静态响应测试；本试验台液压测试模块具有良好的可移植性，可以方便的对不同液压制动系统进行测试。为解决上述技术问题，本发明利用MATLAB/Simulink和dSPACE (Digital Signal Processing and Control Engineering)实时仿真系统自主开发了液压制动执行机构测试试验台。本试验台由实时平台、ICC液压制动系统和液压测试模块组成。一.实时平台
液压制动执行机构测试试验台的实时平台是由工控机和dSPACE实时仿真系统组成。I.工控机工控机中安装有ControlDesk和用Python语言编写的控制程序。ControlDesk可实现对试验过程的控制和管理，可以编制测试系统控制界面，应用此界面，结合下载到型号为DS1005的处理器板中的Matlab程序，可以方便的实现对HCU和液压测试模块中各电磁阀和泵电机的控制，同时界面还可以显示并储存试验相关数据信息。本试验台采用研华公司生产的型号为610H的工控机，其CPU为英特尔双核E6500 q) 3. OGHz,内存为4G。工控机通过网线与dSPACE实时仿真系统中的Autobox连接。2. dSPACE实时仿真系统dSPACE实时仿真系统主要包括AutoBox、型号为DS1005的处理器板、型号为 DS2211的多路I/O板与型号为DS2202的多路I/O板。型号为DS1005的处理器板、型号为 DS2211的多路I/O板、型号为DS2202的多路I/O板与AutoBox为PHS总线连接，实时仿真系统的功能为作为实时平台运行测试系统控制程序；作为1/0板卡的载体完成各种信号的采集、输出。(I)型号为DS1005的处理器板型号为DS1005的处理器板是具有PHS总线接口的处理器板，它采用了 IBMPowerPC750GX处理器，运行频率IGHz。通过PHS总线实现和Autobox、型号为DS2211的多路1/0板与型号为DS2202的多路1/0板之间的通讯连接。(2)型号为DS2211的多路1/0板型号为DS2211的多路1/0板是具有PHS总线接口的多路1/0板，它具有16路14 位差分A/D通道(多路传输);20路12位D/A通道(具有独立接地读出线);24路PWM测量输入(50ns分辨率，O. OlHz IOOkHz) ；16路数字输入(与PWM输入共用)；16路数字输出;20 路 PWM 输出(16 位分辨率，O. OlHz IOOkHz) ;2 路 CAN;串行接口 (RS232, RS422)； 基于角度的信号处理单元(可处理8路点火信号、8路喷油信号，产生I路曲轴信号、2路凸轮轴信号和4路轮速或爆震信号)。型号为DS2211的多路1/0板输出动力源继电器控制信号和电磁阀继电器控制信号。(3)型号为DS2202的多路1/0板型号为DS2202的多路1/0板是具有PHS总线接口的多路1/0设备，它具有16路 14位差分A/D通道(多路传输);20路12位D/A通道(具有独立接地读出线);24路PWM 测量输入(50ns分辨率，O. OlHz IOOkHz) ；16路数字输入(与PWM输入共用)；16路数字输出；9路PWM输出(16位分辨率，0. OlHz 100kHz) ;2路CAN与串行接口(RS232，RS422)。 型号为DS2202的多路1/0板用于输出液压控制单元(HCU)驱动电路信号；采集四个车轮的制动压力信号、制动主缸前腔和制动主缸后腔的压力信号、I号液压控制单元出入口压力信号、2号液压控制单元出入口压力信号、动力源出口压力信号及流量传感器的流量信号。参阅图I与图4，确切地说，型号为DS2211的多路1/0板的第I路至第9路D/A通道依次和液压测试模块中的驱动系统中动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器的输入端电线连接，输出动力源继电器与各电磁阀继电器控制信号。型号为DS2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左轮压力传感器
I、前右轮压力传感器2、后左轮压力传感器3、后右轮压力传感器4、制动主缸前腔压力传感器5、制动主缸后腔压力传感器6、1号液压控制单元出入口压力传感器7、2号液压控制单元出入口压力传感器8与动力源出口压力传感器9的输出端电线连接，采集四个车轮上的制动压力信号、制动主缸前腔压力信号、制动主缸后腔的压力信号、I号液压控制单元出入口压力信号、2号液压控制单元出入口压力信号与动力源出口压力信号；型号为DS2202的多路I/O板的第10路A/D通道与流量传感器的输出端电线连接采集流量信号。二 · ICC液压制动系统液压制动执行机构测试试验台的ICC液压制动系统主要包括制动踏板、真空助力器、油杯、制动主缸、RapidPro硬件、ICC主动液压制动执行机构、前左轮制动器、前右轮制动器、后左轮制动器、后右轮制动器、前左轮压力传感器I、前右轮压力传感器2、后左轮压力传感器3、后右轮压力传感器4、制动主缸前腔压力传感器5与制动主缸后腔压力传感器 6。I. ICC主动液压制动执行机构参阅图2，液压制动执行机构测试试验台中的ICC主动液压制动执行机构采用一种四通道液压控制单元(HCU)。液压控制单元(HCU)主要由电磁阀(包括1号隔离阀、2号隔离阀、I号进液阀、2号进液阀、I号增压阀、2号增压阀、3号增压阀、4号增压阀、I号减压阀、2号减压阀、3号减压阀与4号减压阀)，直流电机，电动泵，低压蓄能器以及一系列单向阀和阀体组成。其工作原理为常规制动时，液压控制单元(HCU)所有元件均不通电，制动液可经I号隔离阀、2号隔离阀、I号增压阀、2号增压阀、3号增压阀与4号增压阀进入前左轮制动轮缸、前右轮制动轮缸、后左轮制动轮缸与后右轮制动轮缸制动。对于ICC主动液压制动执行机构总体控制规则如表I所示表一 ICC液压制动执行机构控制规则
权利要求
1.一种液压制动执行机构测试试验台，由实时平台、I CC液压制动系统与液压测试模块组成，其特征在于，所述的液压测试模块由动力源、I号液压控制单元出入口压力传感器(7)、2号液压控制单元出入口压力传感器(8)、动力源出口压力传感器(9)、1号两位三通阀、2号两位三通阀、3号两位三通阀、4号两位三通阀、5号两位三通阀、6号常闭式两位两通阀、7号常闭式两位两通阀、8号常开式两位两通阀、流量传感器、动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器组成；动力源的出口和3号两位三通阀的3号接口与2号两位三通阀的3号接口管路连接， 3号两位三通阀的2号接口与5号两位三通阀的2号接口管路连接，5号两位三通阀的I号接口和7号常闭式两位两通阀的I号接口、I号液压控制单元出入口压力传感器(7)的接口与I CC液压制动系统中的I号液压控制单元出入口管路连接；2号两位三通阀的2号接口与4号两位三通阀的2号接口管路连接，4号两位三通阀的I号接口和6号常闭式两位两通阀的I号接口与8号常开式两位两通阀的2号接口管路连接，8号常开式两位两通阀的I 号接口和2号液压控制单元出入口压力传感器(8)的接口与I CC液压制动系统中的2号液压控制单元出入口管路连接；5号两位三通阀与4号两位三通阀的3号接口和流量传感器的入口管路连接，6号常闭式两位两通阀与7号常闭式两位两通阀的2号接口和流量传感器的出口管路连接；动力源的入口和I号两位三通阀的3号接口管路连接，I号两位三通阀的2号接口与3号两位三通阀的I号接口管路连接，I号两位三通阀的I号接口和I CC液压制动系统中的制动主缸的前腔管路连接，2号两位三通阀的I号接口和I CC液压制动系统中的制动主缸后腔管路连接，动力源出口压力传感器(9)的接口与动力源的出口管路连接；动力源继电器的输出端与动力源电线连接，I号电磁阀继电器输出端与I号两位三通阀电线连接，2号电磁阀继电器输出端与2号两位三通阀电线连接，3号电磁阀继电器输出端与3号两位三通阀电线连接，4号电磁阀继电器输出端与4号两位三通阀电线连接，5号电磁阀继电器输出端与5号两位三通阀电线连接，6号电磁阀继电器输出端与6号常闭式两位两通阀电线连接，7号电磁阀继电器输出端与7号常闭式两位两通阀电线连接，8号电磁阀继电器输出端与8号常开式两位两通阀电线连接。
2.按照权利要求I所述的液压制动执行机构测试试验台，其特征在于，所述的I号两位三通阀、2号两位三通阀、3号两位三通阀、4号两位三通阀与5号两位三通阀结构相同，皆采用型号为WKM08130D-01的两位三通阀，6号常闭式两位两通阀与7号常闭式两位两通阀结构相同，皆采用型号为WSM06020W-01的常闭式两位两通阀，8号常开式两位两通阀采用型号为WSM06020V-01的常开式两位两通阀；I号液压控制单元出入口压力传感器(7)、2号液压控制单元出入口压力传感器(8)与动力源出口压力传感器(9)结构相同，皆采用型号为PA-21S-80520. 3-200的压力传感器；动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器结构相同，均采用型号为MY4NJ的继电器。
3.按照权利要求I所述的液压制动执行机构测试试验台，其特征在于，所述的实时平台由工控机和dSPACE实时仿真系统组成；dSPACE实时仿真系统主要包括AutoBox、型号为DS1005的处理器板、型号为DS2211的多路I/O板与型号为DS2202的多路I/O板；型号为DS1005的处理器板通过PHS总线和Autobox、型号为DS2211的多路I/O板与型号为DS2202的多路I/O板连接，Autobox与工控机通过网线连接；型号为DS2211的多路I/O板的第I路至第9路D/A通道依次和液压测试模块中的驱动系统中动力源继电器、I号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器的输入端电线连接；型号为DS2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左轮压力传感器(I)、 前右轮压力传感器(2)、后左轮压力传感器(3)、后右轮压力传感器(4)、制动主缸前腔压力传感器(5)、制动主缸后腔压力传感器(6)、I号液压控制单元出入口压力传感器(7)、2号液压控制单元出入口压力传感器(8)与动力源出口压力传感器(9)的输出端电线连接，型号为DS2202的多路I/O板的第10路A/D通道与流量传感器的输出端电线连接。
全文摘要
本发明公开了一种液压制动执行机构测试试验台，由实时平台、ICC液压制动系统与液压测试模块组成。液压测试模块由动力源、流量传感器、3个结构相同的压力传感器、5个结构相同的两位三通阀、1个常开式两位两通阀、2个结构相同的常闭式两位两通阀与驱动系统组成。驱动系统包括8个结构相同的继电器即动力源继电器、1号电磁阀继电器、2号电磁阀继电器、3号电磁阀继电器、4号电磁阀继电器、5号电磁阀继电器、6号电磁阀继电器、7号电磁阀继电器与8号电磁阀继电器。实时平台与ICC液压制动系统之间电线连接，实时平台与液压测试模块由型号为DS2211的多路I/O板与驱动系统连接，ICC液压制动系统与液压测试模块之间管路连接。
文档编号G01M13/00GK102608995SQ201210070780
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者余春贤, 周欣, 朱冰, 李世超, 李幼德, 李静, 赵健, 郭俐彤, 黄庆玲 申请人:吉林大学