专利名称：一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置及方法。
背景技术：
起重机等重型车辆具有适应及通过崎岖不平道路等恶劣环境的能力，这类重型车辆的爬坡性能直接关系到整车的动力性能，而爬坡性能通常体现在爬坡角度(“爬坡角度”下文均简称为“坡度”)和爬坡速度以及在较长的坡道上保持一定爬坡能力的时间等方面。为了测试车辆的爬坡性能，往往需要准备多个不同坡度、不同路面附着系数且较长的专用坡道试验场，以提供多种不同的试验工况，从而尽可能多地获取作为车辆爬坡性能判断依据的试验数据，提高试验的准确性，但是这种实地试验的方法的缺点是极为耗费成本。
为此，采用发动机排气制动的方式进行模拟车辆爬坡的试验方法更为普遍。为了介绍该试验方法，首先介绍发动机排气制动的工作原理，如下图I是现有排气制动系统中的电路连接示意图，图2是现有排气制动系统中的气路连接示意图。如图I、图2所示，正常行车时，排气制动系统不工作，排气制动开关I处于常开状态。排气制动系统工作时，排气制动开关I处于闭合状态，排气制动电磁阀2得电后打开，由空气压缩机3输出的压缩空气依次通过空气干燥器4、储气筒5和四回路保护阀6，经由排气制动电磁阀2进入排气制动阀7。排气制动阀7的活塞受到压缩空气的压力作用后产生移动而带动推杆，由此推杆带动排气制动蝶阀8转动，直至将车辆的排气管堵死(堵死的意思是完全关闭)。同时压缩空气在排气制动开关I打开的时候也进入停油气缸(图2中未示出)，停油气缸的活塞在压缩空气的作用下移动，推杆通过联动机构带动调速器柄(图2中未示出)，使油料停止供应。由于排气管堵死，发动机停止排气，燃料供应中断，排气管中的压力升至O. 3 O. 4MPa。发动机活塞在工作中的排气行程必须克服此压力，因而大大增加了发动机制动的功率。故当采用排气制动时，发动机活塞在发动机排气行程时，活塞受气体的反压力，经过曲轴和传动系传至车轮，增加了车轮的转动阻力，降低了车速。通过打开油门开关或离合器开关，便能自动解除排气制动。而采用发动机排气制动的方式实施模拟车辆爬坡的试验方法具体是图3示出的是现有的模拟车辆爬坡的试验方法的原理示意图。如图3所示，待测试的车辆A (下文简称为被测车辆A)通过钢丝绳B牵引提供负载力的车辆C (下文均称为负载车辆C)，牵引过程中，负载车辆C开启排气制动而车速下降，其通过钢丝绳B为被测车辆A传递负载力。负载车辆C的排气制动的档位越低，其制动效果越明显，因而现有技术通常是通过切换负载车辆C的档位，开启排气制动来改变被测车辆A所受到的负载力大小。但是，由于图2和图3中的排气制动电磁阀2只有通、断两种状态，而且负载车辆C的档位也有限，因此能够模拟的工况有限，即所模拟的负载力(下文都称为“模拟负载力”)大小有限，另外各工况之间提供的模拟负载也无法连续，从而导致得到的试验数据有限，进而无法准确判断被测车辆A的爬坡性能。其次，档位的限制也使得该试验不能在标定的转速下使用排气制动，而且过长时间使用排气制动会造成发动机、传动系受损。
发明内容
本发明的目的是提出一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置及方法，解决了现有技术中模拟负载力有限且不连续的问题。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置，包括排气制动电磁阀、排气制动阀和排气制动蝶阀，其中所述排气制动电磁阀得电状态下，由模拟车辆的空气压缩机输出的压缩空气经由所述排气制动电磁阀进入所述排气制动阀，所述排气制动阀的活塞在所述压缩空气的压力作用下，能够带动所述排气制动蝶阀转动以控制所述模拟车辆的排气管的排气量；其中，所述排气制动控制装置还包括控制器，且所述排气制动电磁阀为比例电磁阀；其中所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度变化。进一步地，所述控制器包括主控单元和驱动单元，其中所述主控单元，用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的模拟负载力的大 小，得到输送给所述驱动单元的一电流控制信号；所述驱动单元，用于根据所述电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号的有效值，控制所述比例电磁阀的开口度变化。进一步地，所述主控单元包括运算子单元，用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小。进一步地，所述运算子单元中设置有模拟负载力计算公式，为Ftsw=mgsin(a) +f im (a) +f (a);其中，Fsat为待模拟的负载力，m为模拟车辆的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，fttB (a)为坡度a时模拟车辆受到的地面摩擦力，fs气(a)为坡度a时模拟车辆受到的空气摩擦力。进一步地，所述排气制动控制装置还包括拉力传感器，所述主控单元还包括第一比较子单元；其中所述拉力传感器，用于检测被测车辆所受到的实际负载力大小，并将所述实际负载力大小输送给所述第一比较子单元；所述第一比较子单元，用于将模拟负载力与被测车辆所受到的实际负载力相比较，得到所述比例电磁阀需要的第一电流控制信号。进一步地，所述主控单元还包括第二比较子单元，用于将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较，得到输送给所述驱动单元的第二电流控制信号。进一步地，所述主控单元还包括第一比例积分微分控制器和/或第二比例积分微分控制器，其中所述第一比例积分微分控制器，用于对所述第一电流控制信号进行比例积分微分调控后输送给所述第二比较子单元；所述第二比例积分微分控制器，用于对所述第二电流控制信号进行比例积分微分调控后输送给所述驱动单元。进一步地，所述设定的试验工况中的各工况参数还包括所述模拟车辆的档位、发动机转速以及排气制动时间。进一步地，一种基于模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制方法，所述排气制动电磁阀得电后，模拟车辆的空气压缩机将其输出的压缩空气输入所述排气制动阀，所述排气制动阀的活塞在所述压缩空气的压力作用下，带动所述排气制动蝶阀转动，控制所述模拟车辆的排气管的排气量，其中，所述排气制动电磁阀得电之前，还包括所述控制器接收设定的试验工况的工况参数；所述控制器根据所述设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度。进一步地，所述控制器根据所述设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度包括所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的所述模拟负载力的大小，得到一电流控制信号；所述控制器根据所述电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号的有效值，控制所述比例电磁阀的开口度变化。
进一步地，所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数计算模拟负载力大小，包括所述控制器通过设置的模拟负载力计算公式计算模拟负载力大小，所述模拟负载力计算公式为F模拟=mgsin(a)+f地面(a) +f (a);其中，F觀为待模拟的负载力，m为模拟车辆的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，fttB (a)为坡度a时模拟车辆受到的地面摩擦力，(a)为坡度a时模拟车辆受到的空气摩擦力。进一步地，所述根据计算出的模拟负载力的大小得到一电流控制信号，包括通过所述拉力传感器检测被测车辆所受到的实际负载力大小，所述控制器将模拟负载力与被测车辆所受到的实际负载力相比较，得到所述比例电磁阀需要的第一电流控制信号。进一步地，所述根据计算出的模拟负载力的大小得到一电流控制信号，还包括所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号。进一步地，所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较之前，还包括对所述第一电流控制信号进行比例积分微分调控。进一步地，所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号之后，还包括对所述第二电流控制信号进行比例积分微分调控。基于上述技术方案中的任一技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果由于本发明采用了控制器对排气制动电磁阀进行控制，同时，排气制动电磁阀采用的是比例电磁阀，比例电磁阀的开口度能够随着控制器提供的电流控制信号的变化而变化，从而在比例电磁阀得电状态下，由模拟车辆的空气压缩机输出的压缩空气依次经由空气干燥机、储气筒、四回路保护阀后，进入比例电磁阀的压缩空气的量同样会随着控制器提供的电流控制信号的连续变化而变化，相应地，排气制动阀的活塞随着所进入的压缩空气的量而逐渐移动，使排气制动蝶阀的转动幅度随着排气制动阀的活塞的移动量也逐渐发生变化，进而将模拟车辆的排气管慢慢地堵住，直至完全堵死，这个过程中模拟车辆产生的排气制动力逐渐连续地变化，并作为模拟负载力通过钢丝绳传递给被测车辆。与现有的排气制动阀只有开和关两种状态相比，本发明解决了现有技术中模拟负载力有限且不连续的问题。除此之外，本发明的优选技术方案至少还存在以下优点I、本发明利用拉力传感器对被测车辆与负载车辆之间拉力值的测量结果进行实时反馈，形成第一闭环控制回路，因此可以对模拟试验过程中某一试验工况中的各种干扰进行快速有效的抑制，提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆的爬坡过程。并且，该方法容易在实际工程中实现，可有效降低实施成本。2、本发明还利用比例电磁阀的实际电流信号进行实时反馈，形成第二闭环控制回路，因此可以进一步提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆的爬坡过程。
3、本发明还可以预先对模拟车辆的档位、发动机转速以及排气制动时间进行设定，以使模拟车辆发动机得到有效地保护，避免模拟车辆的传动系受到损坏。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为现有排气制动系统中的电路连接不意图；图2是现有排气制动系统中的气路连接示意图；图3为现有被测车辆与负载车辆的连接状态示意图；图4为本发明的被测车辆与负载车辆的连接状态示意图；图5为本发明提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的第一实施例的结构原理图；图6为本发明提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的第二实施例的结构原理图；图7为本发明的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的第三实施例的结构原理图；图8为本发明的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的第四实施例的结构原理图；图9为本发明的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置的第五实施例的结构原理图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图4 图9所示，本发明实施例所提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置包括排气制动电磁阀2、排气制动阀7、排气制动蝶阀8以及控制器9，其中排气制动电磁阀2、排气制动阀7和排气制动蝶阀8均为现有器件，在此不再赘述。控制器9根据设定的试验工况中的各工况参数，能够生成电流控制信号。每一种试验工况对应一组工况参数，该工况参数通常可以包括I、坡度根据试验工况要求，被测车辆A要满足不同坡度不同转速下试验，因此通过输入模拟坡度α值，实现多种坡路工况。2、整车质量参数用于计算模拟负载阻力。3、路面附着参数用于计算地面阻力。因此，通过设定不同的连续的试验工况参数，可以得到与连续试验工况相对应的电流控制信号。排气制动电磁阀2采用的是比例电磁阀21，相比于现有的只有开和关两种状态的排气制动电磁阀2，由于通过比例电磁阀21中电流的大小将影响其柱塞的行程和阀门开度，而阀门开口度(流量)与电流控制信号之间为理想的线性关系，因此比例电磁阀21的开口度能够随着外界的控制信号的变化而变化。本实施例中，比例电磁阀21的开口度随着控制器9提供的电流控制信号的变化而变化。因此，如图2、图5所示，在比例电磁阀21得电状态下，由模拟车辆的空气压缩机3输出的压缩空气依次经由空气干燥机4、储气筒5、四回路保护阀6后，再依次进入比例电磁阀21和排气制动阀7，排气制动阀7的活塞在压缩空气的压力作用下带动排气制动蝶阀8转动，由此控制模拟车辆C的排气管的排气量。模拟车辆C的发动机的排气管的排气量的多少，直接影响着模拟车辆C的排气制动力的大小，从而间接地决定了被测车辆A所受到的负载力的大小。上述过程中，由于比例电磁阀21的开口度会随着控制器9提供的电流控制信号的连续变化而变化，因此从比例电磁阀21排出的压缩空气的量同样会随着控制器9提供的电流控制信号的连续变化而变化，相应地，排气制动阀7的活塞随着所进入的压缩空气的量而逐渐连续地移动，使排气制动蝶阀8的转动幅度随着排气制动阀7的活塞的移动量也逐 渐连续地发生变化，进而将模拟车辆C的排气管慢慢地堵住，直至将排气管完全堵死，这个过程中模拟车辆C产生的排气制动力逐渐连续地变化，并作为模拟负载力通过钢丝绳B传递给被测车辆A。由于预先在控制器9中设定试验工况中的各工况参数，与现有技术中的车辆爬坡性能试验方法相比而言，本发明不仅具有容易实现、节约成本的优点，更重要的是，本发明不受试验场地的任何限制，还可以预先设定任意连续的试验工况，以提供无限且连续个不同的模拟负载力大小，解决了现有技术中模拟负载力有限且不连续的问题。如图5所示，控制器9包括主控单元91和驱动单元92，其中主控单元91，用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的模拟负载力的大小，得到一电流控制信号，并输送给驱动单元92。驱动单元92，用于根据主控单元91输入的电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用脉冲宽度调制信号的有效值，控制比例电磁阀21的开口度大小。如图6所示，上述实施例中，主控单元91包括运算子单元911，其用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小。通过上述各个工况参数可以计算待模拟的负载力的大小的计算公式为F 模拟=mgs in (a) +f 地面(a) +f 空气(a)；其中，Fsw为待模拟的负载力，m为模拟车辆C的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，fttB (a)为坡度a时模拟车辆C受到的地面摩擦力，f空气(a)为坡度a时模拟车辆C受到的空气摩擦力。通过上述待模拟的负载力的计算公式，可以对不同的坡度、整车质量参数以及路面附着参数系数进行预先设定，从而可以模拟各种不同试验工况，为被测车辆A提供不同的连续模拟负载力，不会受到任何试验场地的限制，进而可以更为全面、准确地对被测车辆A的爬坡性能进行判断提供更为有利的试验数据。如图7所示，本实施例的所提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置还包括拉力传感器10，其用于检测被测车辆A所受到的实际负载力大小，并将所述实际负载力大小输送给第一比较子单元912。如图4所示，被测车辆A通过钢丝绳B连接模拟车辆C，钢丝绳B之间通过工装紧固拉力传感器10的螺纹杆，拉力传感器10由控制器9供电，并将输出信号经电缆输入控制器9。主控单元91还包括第一比较子单元912，其用于将模拟负载力与被测车辆A所受到的实际负载力相比较，得到比例电磁阀21需要的第一电流控制信号，并输送给驱动单元92。基于本发明上述实施例提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置，通过对被测车辆A与负载车辆C之间拉力值，即被测车辆A所受到的实际负载力的测量结果进行实时反馈，形成第一闭环控制回路。本实施例提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置通过第一闭环控制回路对模拟试验过程中某一试验工况中的各种干扰进行快速有效的抑制，提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆A的爬坡过程。并且，该方法容易在实际工程中实现，可有效降低实施成本。如图8所示，主控单元91还包括第二比较子单元913，其用于根据比例电磁阀21 需要的第一电流控制信号与比例电磁阀21提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号，输送给驱动单兀92。一般情况下，比例电磁阀21提供的信号是一个电压信号，所以本发明还需要包括一个电压电流转换器(图中未示出)，该电压电流转换器设置在比例电磁阀21与第二比较子单元913之间，以将比例电磁阀21输出的电压信号转换成电流信号之后，再输送给第二比较子单元913。在所述第一闭环控制回路的基础之上，本实施例提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置进一步通过对比例电磁阀21的实际电流信号进行实时反馈，形成第二闭环控制回路，从而能够进一步提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆A的爬坡过程。如图9所示，主控单元91还可以包括第一比例积分微分控制器914和/或第二比例积分微分控制器915,其中第一比例积分微分控制器914，用于对第一比较子单元912输出的第一电流控制信号进行比例积分微分调控，之后输送给第二比较子单元913。第二比例积分微分控制器915，用于对第二比较子单元913输出的第二电流控制信号进行比例积分微分调控，之后输送给驱动单元92。本实施例中，由于比例积分微分控制器为现有控制设备，其功能是对整个控制装置进行偏差调节，使被控变量的实际值与所要求的预设值一致，从而可以使整个排气制动控制装置控制的更为精确，使模拟出的实际试验工况更接近预设试验工况。实质上，本发明提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置还可以包括液晶显示器、友好的人机交互界面、报表打印机、电子大屏幕显示屏以及与试验工况相关的各类传感器等，以实时显示、记录数据以及采集试验数据，并将这些数据进行输出。在上述各实施例中，由于不同型号车辆在相同档位下，产生排气制动效果不同，而且现有的模拟车辆爬坡的试验方法还不能在标定转速下使用排气制动，当转速过低时或者是过长时间使用排气制动都会造成发动机、传动系受损。因此本发明提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置还可以预先设定档位、发动机转速以及排气制动时间等工况参数，从而可以起到保护发动机、有效避免模拟车辆C的传动系受到损坏的作用。基于上述模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置，本发明还提供一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制方法，其包括以下步骤控制器9接收设定的试验工况的工况参数，并根据设定的试验工况中的各工况参数，控制比例电磁阀21的开口度。试验工况中的各工况参数均为人为设定，因此可以根据试验的需要灵活地进行不同的爬坡试验，也就是可以灵活选择试验工况。当比例电磁阀21得电后,模拟车辆C的空气压缩机将其输出的压缩空气输入排气制动阀7，排气制动阀7的活塞在压缩空气的压力作用下，带动排气制动蝶阀8转动，控制模拟车辆C的发动机的排气管的排气量。模拟车辆C的发动机的排气管的排气量的多少，直接影响着模拟车辆C的排气制动力的大小,从而间接地决定了被测车辆A所受到的负载力的大小。根据上述实施例提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制方法，优选地，控制器9根据所述设定的试验工况中的各工况参数，控制比例电磁阀21的开口度包括
控制器9根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的模拟负载力的大小，得到一电流控制信号。控制器9根据所述电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用脉冲宽度调制信号的有效值，控制比例电磁阀21的开口度变化。通过预先设定工况参数，并通过工况参数计算出预期的模拟负载力的大小，并利用该预期值对比例电磁阀21进行控制，这必然会提高本实施例中排气制动控制方法的精准度。在上述实施例中，控制器9根据设定的试验工况中的各工况参数计算模拟负载力大小，包括控制器9通过设置的模拟负载力计算公式计算模拟负载力大小，模拟负载力计算公式为F 模拟=mgs in (a) +f 地面(a) +f 空气(a)；其中，Fsw为待模拟的负载力，m为模拟车辆C的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，fttB (a)为坡度a时模拟车辆C受到的地面摩擦力，f空气(a)为坡度a时模拟车辆C受到的空气摩擦力。上述公式中的模拟车辆C受到的地面摩擦力以及空气摩擦力均可以通过教科书中公开的解析方法获得，在此不再详述。通过上述待模拟的负载力的计算公式，可以对不同的坡度、整车质量参数以及路面附着参数系数进行预先设定，从而可以模拟各种不同试验工况，不会受到任何限制，进而可以更为全面、准确地对被测车辆A的爬坡性能进行判断。上述各实施例中，根据计算出的模拟负载力的大小得到一控制信号，包括通过拉力传感器10检测被测车辆A所受到的实际负载力大小，控制器9将模拟负载力与被测车辆A所受到的实际负载力相比较，得到比例电磁阀21需要的第一电流控制信号。通过拉力传感器10对被测车辆A与负载车辆C之间拉力值，即被测车辆A所受到的实际负载力的测量结果进行实时反馈，形成第一闭环控制回路。本实施例提供的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制方法通过第一闭环控制回路对模拟试验过程中某一试验工况中的各种干扰进行快速有效的抑制，提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆A的爬坡过程。并且，该方法容易在实际工程中实现，可有效降低实施成本。
上述各实施例中，根据计算出的模拟负载力的大小得到一电流控制信号，还包括控制器9将所述第一电流控制信号与比例电磁阀21提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号。本实施例是在所述第一闭环控制回路的基础之上，进一步通过对比例电磁阀21的实际电流信号进行实时反馈，形成第二闭环控制回路，从而能够进一步提高控制精度，准确有效地模拟被测车辆A的爬坡过程。 为了使整个排气制动控制方法控制的更为精确，使模拟出的实际试验工况更接近预设试验工况，本发明在控制器9将第一电流控制信号与比例电磁阀21提供的实际电流信号相比较之前，还包括利用第一比例积分微分控制器914对第一电流控制信号进行比例积分微分调控。同理，控制器9将第一电流控制信号与比例电磁阀21提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号之后，还包括利用第二比例积分微分控制器915对第二电流控制信号进行比例积分微分调控。比例积分微分控制器能对整个控制方法的预设值与反馈的实际值进行偏差调节，使被控变量的实际值与所要求的预设值一致，从而可以使整个排气制动控制装置控制的更为精确，使模拟出的实际试验工况更接近预设试验工况。此外，在人为设定试验工况中的各工况参数的时候，还可以对模拟车辆C的档位、发动机转速以及排气制动时间进行设定，使模拟车辆C在标定的转速下进行排气制动，而且控制模拟车辆C的档位以及排气制动时间，具体地，在模拟车辆C的转速过低时，或者是，在模拟车辆C排气制动一段时间后，可以人为地主动切断排气制动，从而可以起到保护模拟车辆C的发动机作用，有效避免模拟车辆C的传动系受到损坏。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置，包括 排气制动电磁阀、排气制动阀和排气制动蝶阀，其中 所述排气制动电磁阀得电状态下，由模拟车辆的空气压缩机输出的压缩空气经由所述排气制动电磁阀进入所述排气制动阀，所述排气制动阀的活塞在所述压缩空气的压力作用下，能够带动所述排气制动蝶阀转动以控制所述模拟车辆的排气管的排气量；其特征在于: 所述排气制动控制装置还包括控制器，且所述排气制动电磁阀为比例电磁阀；其中所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度变化。
2.如权利要求I所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述控制器包括主控单元和驱动单元，其中 所述主控单元，用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的模拟负载力的大小，得到输送给所述驱动单元的一电流控制信号； 所述驱动单元，用于根据所述电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号的有效值，控制所述比例电磁阀的开口度变化。
3.如权利要求2所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述主控单元包括运算子单元，用于根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小。
4.如权利要求3所述的排气制动控制装置，其特征在于，所述运算子单元中设置有模拟负载力计算公式，为F 模拟=mgs in (a) +f 地面(a) +f 空气(a)； 其中，F模拟为待模拟的负载力，m为模拟车辆的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，f地面(a)为坡度a时模拟车辆受到的地面摩擦力，(a)为坡度a时模拟车辆受到的空气摩擦力。
5.如权利要求1-4任一项所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述排气制动控制装置还包括拉力传感器，所述主控单元还包括第一比较子单元；其中 所述拉力传感器，用于检测被测车辆所受到的实际负载力大小，并将所述实际负载力大小输送给所述第一比较子单元； 所述第一比较子单元，用于将模拟负载力与被测车辆所受到的实际负载力相比较，得到所述比例电磁阀需要的第一电流控制信号。
6.如权利要求5所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述主控单元还包括第二比较子单元，用于将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较，得到输送给所述驱动单元的第二电流控制信号。
7.如权利要求6所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述主控单元还包括第一比例积分微分控制器和/或第二比例积分微分控制器，其中 所述第一比例积分微分控制器，用于对所述第一电流控制信号进行比例积分微分调控后输送给所述第二比较子单元； 所述第二比例积分微分控制器，用于对所述第二电流控制信号进行比例积分微分调控后输送给所述驱动单元。
8.如权利要求7所述的排气制动控制装置，其特征在于， 所述设定的试验工况中的各工况参数还包括所述模拟车辆的档位、发动机转速以及排气制动时间。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述排气制动控制装置的模拟车辆爬坡试验的排气制动控制方法，所述排气制动电磁阀得电后，模拟车辆的空气压缩机将其输出的压缩空气输入所述排气制动阀，所述排气制动阀的活塞在所述压缩空气的压力作用下，带动所述排气制动蝶阀转动，控制所述模拟车辆的排气管的排气量，其特征在于， 所述排气制动电磁阀得电之前，还包括 所述控制器接收设定的试验工况的工况参数； 所述控制器根据所述设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述设定的试验工况中的各工况参数，控制所述比例电磁阀的开口度包括 所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数，计算模拟负载力大小，并根据计算出的所述模拟负载力的大小，得到一电流控制信号； 所述控制器根据所述电流控制信号，生成一脉冲宽度调制信号，并利用所述脉冲宽度调制信号的有效值，控制所述比例电磁阀的开口度变化。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制器根据设定的试验工况中的各工况参数计算模拟负载力大小，包括 所述控制器通过设置的模拟负载力计算公式计算模拟负载力大小，所述模拟负载力计算公式为F 模拟=mgs in (a) +f 地面(a) +f 空气(a)； 其中，Fsw为待模拟的负载力，m为模拟车辆的整车质量，g为重力加速度，a为坡度，f B (a)为坡度a时模拟车辆受到的地面摩擦力，f (a)为坡度a时模拟车辆受到的空气摩擦力。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述根据计算出的模拟负载力的大小得到一电流控制信号，包括 通过所述拉力传感器检测被测车辆所受到的实际负载力大小，所述控制器将模拟负载力与被测车辆所受到的实际负载力相比较，得到所述比例电磁阀需要的第一电流控制信号。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据计算出的模拟负载力的大小得到一电流控制信号，还包括 所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电磁阀提供的实际电流信号相比较之前，还包括 对所述第一电流控制信号进行比例积分微分调控。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制器将所述第一电流控制信号与所述比例电 磁阀提供的实际电流信号相比较，得到第二电流控制信号之后，还包括 对所述第二电流控制信号进行比例积分微分调控。
全文摘要
本发明涉及一种模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置及方法，其中，模拟车辆爬坡试验的排气制动控制装置包括排气制动电磁阀、排气制动阀和排气制动蝶阀，排气制动电磁阀得电状态下，由模拟车辆的空气压缩机输出的压缩空气经由排气制动电磁阀进入排气制动阀，排气制动阀的活塞在压缩空气的压力作用下，能够带动排气制动蝶阀转动以控制模拟车辆的排气管的排气量；排气制动控制装置还包括控制器，且排气制动电磁阀为比例电磁阀；其中控制器根据设定的试验工况中的各工况参数，控制比例电磁阀的开口度变化。本发明提供的模拟负载力无限且连续，不仅适用于起重机等重型车辆，还适用于其它各种车辆的爬坡试验。
文档编号G01M17/007GK102879209SQ20121036551
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者苏锦涛, 王帅, 张丰利, 刘东宏, 朱长建 申请人:徐州重型机械有限公司