一种半主动阻尼减震器的控制器测试方法及系统与流程

1.本发明涉及车辆半主动阻尼减震器控制器性能测试技术领域，尤其涉及基于半实物硬件在环的车辆减震器控制器测试方法及系统。


背景技术：

2.为了保证车辆行驶过程中的平顺性和操纵稳定性，部分汽车会采用控制器对半主动阻尼减震器进行相应控制，具体为，通过车载摄像头采集车辆即将行驶的路段，分析出车辆即将进行的竖直位移信息和路面信息，并作为控制特征调节减震器的速度阻尼特性，达到更好的舒适性和操纵稳定性。
3.但是现有对控制器的测试和评价往往通过整车实验进行，需要付出成本较高，而且占用场地面积大，测试效率低。
4.为此，我们研发了本发明的一种半主动阻尼减震器的控制器测试方法及系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种半主动阻尼减震器的控制器测试方法及系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.本发明提供基于半实物硬件在环仿真的半主动阻尼减震器的控制器测试方法，包括以下步骤：
8.通过实车采集道路不平度信息和道路场景信息，记录实车半主动阻尼减震器上的传感器数据及其对应的车辆状态信息，作为储存在实时仿真机中的整车动力学模型真实输入信号；
9.构建伺服试验台，将所述道路不平度信息作为所述伺服试验台的液压做动器的输入激励信号，在所述伺服试验台上模拟半主动阻尼减震器系统工作；
10.通过显示屏播放所述道路场景信息，通过摄像头采集显示屏播放的道路场景信息的视频流中的路面信息，检测出其中的障碍物信息并传输给控制器，控制器根据当前车速以及障碍物信息对半主动阻尼减震器的电磁阀进行脉宽调节，以对减震器阻尼力进行主动调节；
11.根据半主动阻尼减震器上的传感器信号，通过实时仿真机中的整车动力学模型计算此时车辆的状态信息，对半主动阻尼减震器控制器的控制性能进行评价。
12.进一步地，其中，通过显示屏播放所述道路场景信息，通过摄像头采集显示屏中的道路场景信息的视频流中的路面信息，还包括：
13.在显示屏和车载摄像头之间设置一光学凸镜，用于调整光路缩小摄像头视场角，以减小视频黑箱体积。
14.进一步地，所述障碍物信息包括：减速带类型、减速带尺寸、减速带位置，坑洼类型、坑洼尺寸、坑洼位置。
15.进一步地，所述半主动阻尼减震器上的传感器包括高度传感器、加速度传感器、电
磁阀；
16.所述车辆的状态信息包括车辆侧倾角、横摆角、俯仰角、车身振动、加速度信息。
17.本发明还提供基于半实物硬件在环仿真的车辆半主动阻尼减震器的控制器测试系统，所述系统包括：
18.视频黑箱、电液伺服试验台、相机ecu、控制器和实时仿真机；
19.所述电液伺服试验台包括半主动阻尼减震器以及为其施加测试动作的液压作动器；
20.所述视频黑箱用于用于播放事先采集好的道路场景信息，并通过车载摄像机进行视频采集，发送给相机ecu，相机ecu用于分析出视频中的障碍物信息，并传输给控制器；
21.所述实时仿真机包括有实时处理器，所述实时处理器内部存储有整车动力学模型以及实车采集的道路信息；
22.所述实时仿真机还包括数据采集卡，用于实时采集半主动阻尼减震器上的传感器数据，并根据半主动阻尼减震器上的传感器数据在整车动力学模型计算对应的车辆状态信息；
23.所述实时仿真机还包括有液压作动器控制模块，用于根据道路不平度信息驱动液压作动器的输出杆移动指令，并传输给控制器，对半主动阻尼减震器进行加载；
24.所述控制器用于对半主动阻尼减震器的电磁阀进行脉宽调节。
25.本发明还提供一种电液伺服试验台，所述电液伺服试验台包括底板，底板的侧边位置处固定有多个立柱；
26.所述底板的表面还固定有一液压作动器；
27.多个所述立柱的中部固定有一移动横梁，所述移动横梁与所述液压作动器的输出杆之间装配有被测半主动阻尼减震器；
28.所述被测半主动阻尼减震器与所述液压作动器的输出杆之间还安装有拉压力传感器。
29.进一步地，所述拉压力传感器固定于所述液压作动器的输出杆顶部，且所述拉压力传感器与所述被测半主动阻尼减震器的支撑盘之间安装有一下球头总成；
30.所述移动横梁的底部固定有一横梁连接盘，所述横梁连接盘与所述被测半主动阻尼减震器的顶部之间安装有一上球头总成。
31.进一步地，多个所述立柱通过一横梁固定连接。
32.本发明至少具备以下有益效果：
33.本发明通过事先采集道路信息和构建整车动力学模型，并据此控制液压作动器来对减震器施加外部力，模拟出真实路段的减震器压缩或者拉伸状态，并通过控制器根据道路信息来控制减震器速度阻尼力，同时采集控制器的传感器数据，来获取整车的车辆状态，作为控制器的控制性能评价。由此有效减少了整车实验次数，大大提高了实验效率，还能有效节省人力物力。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普
通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明系统构成的示意图；
36.图2为减震器电液伺服试验台示意图；
37.图3为视频黑箱示意图。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.参阅图1，本发明提供基于半实物硬件在环仿真的车辆半主动阻尼减震器的控制器测试系统。
40.具体的，包括：视频黑箱、电液伺服试验台、相机ecu、控制器和实时仿真机(hil仿真机)。
41.需知，本发明目的是为了测试半主动阻尼减震器控制器的控制性能。
42.(1)实时仿真机
43.实时仿真机主要包括数据采集卡、实时处理器等。
44.预先实车离线采集的道路垂直位移、道路场景等道路信息存储在实时处理器中，整车动力学模型运算也在实时处理器中实施运行；
45.具体的，整车动力学模型也通过实车采集得到，在实车记录过程中，记录实车减震器上传感器的数据及其对应的车辆垂向振动、车辆侧倾、车辆横摆和车辆俯仰状态等车辆状态信息，将该对应信息储存在实时处理器中，作为整车动力学模型输入；
46.通过分析测试系统中的减震器上传感器数据，即可以得到车辆相对应的车辆状态信息，因此，不必进行整车测试，仅需要对减震器进行测试即可；
47.数据采集卡采集半主动阻尼减震器上安装的加速度振动信号、车载摄像机采集到的视频信号，，并根据半主动阻尼减震器上的传感器数据在整车动力学模型计算对应的车辆状态信息；
48.所述hil仿真机还包括有液压作动器控制模块，于根据道路不平度信息驱动液压作动器的输出杆移动指令，并传输给控制器，对半主动阻尼减震器进行加载。
49.(2)视频黑箱
50.参阅图3，黑箱内安装有车载摄像机、光学凸镜、显示屏。显示屏中显示的是hil控制柜中存储的道路场景，以模拟车辆在真实环境中的运行；光学凸镜的作用为调整凸镜位置将摄像头光心、凸镜中心和屏幕中心处于同一轴线，通过调整光路减小视场从而能减小显示屏尺寸，避免黑箱体积过大；车载摄像机用于采集道路场景视频。
51.采集道路场景视频发送给相机ecu，相机ecu用于分析出视频中的障碍物信息，并传输给控制器。
52.(3)电液伺服试验台
53.参阅图2，包括被测半主动减震器以及设置在所述减震器底部的液压作动器。
54.具体结构如下：
55.底板的底板的侧边位置处固定有多个立柱；多个所述立柱通过一横梁固定连接，
构成一整成体的框架结构。
56.在所述多个立柱中部还通过移动横梁支撑件固定有移动横梁。
57.移动横梁与底板之间从上到下依次安装有横梁连接盘、上球头总成、被测半主动阻尼减震器、被测半主动阻尼减震器的支撑盘、下球头总成、拉压力传感器、液压作动器以及垫板。
58.实时仿真机包括有液压作动器控制模块，根据道路不平信息，即垂直位移产生控制电信号，通过伺服放大器将输入的电信号放大到液压作动器的伺服阀的动作信号，伺服阀工作状态完全受伺服控制放大器输入信号控制；油泵提供一定量高压油通过电液伺服阀进入电液伺服油缸，推动活塞移动，对减震器进行加载。
59.(4)半主动阻尼控制器
60.控制器为被测件，与实时仿真机通过can总线通讯，与车载摄像头通过以太网进行通讯。控制器输出的电磁阀占空比信号经控制器中的电磁阀驱动电路放大后控制试验台中的减震器电磁阀。
61.在此，本发明系统的具体的控制器测试方法的过程如下：
62.通过实车采集道路不平度信息和道路场景信息，记录实车半主动阻尼减震器上的传感器数据及其对应的车辆状态信息，作为储存在实时仿真机中的整车动力学模型真实输入信号；
63.构建伺服试验台，将所述道路不平度信息作为所述伺服试验台的液压做动器的输入激励信号，在所述伺服试验台上模拟半主动阻尼减震器系统工作；
64.通过显示屏播放所述道路场景信息，通过摄像头采集显示屏播放的道路场景信息的视频流中的路面信息，检测出其中的障碍物信息并传输给控制器，控制器根据当前车速以及障碍物信息对半主动阻尼减震器的电磁阀进行脉宽调节，以对减震器阻尼力进行主动调节；
65.根据半主动阻尼减震器上的传感器信号，通过实时仿真机中的整车动力学模型计算此时车辆的状态信息，对半主动阻尼减震器控制器的控制性能进行评价。
66.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。