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电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法技术

技术编号:15569714 阅读:187 留言:0更新日期:2017-06-10 03:21
本发明专利技术提供了一种电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法,所述电动客车集成控制硬件在环测试平台以线控气压制动为基础,由气源组件、线控气压制动系统、传统制动组件、驾驶操纵组件、信号模拟组件、目标机和上位机组成;所述电动客车集成控制硬件在环测试方法包括加速测试、制动测试及转向测试。本发明专利技术所述试验台通过线控气压制动系统中的前后轴比例继动阀和四个ABS电磁阀实现了四个车轮制动压力的精确调节,同时结合二自由度旋转平台和轮速模拟电机等信号模拟组件及相应测试方法实现了对电动客车的集成控制。

Integrated circuit control hardware in loop test platform and test method for electric bus

The present invention provides an electric bus integrated control hardware in the loop test platform and test method, the electric bus integrated control hardware in the loop test platform to control pneumatic brake as the foundation, from the gas source by wire components, pneumatic brake system, brake assembly, driving the traditional control component, signal simulation module, the target machine and the upper computer.; the electric bus integrated control hardware in the loop test method including accelerated test, braking test and steering test. The test before and after the air brake system of wire axis ratio relay valve and four ABS solenoid valve to achieve precise regulation of four wheel brake pressure, combined with two degrees of freedom rotation platform and wheel speed simulation module and the corresponding test method to realize the integrated control of electric vehicle motor signal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动客车控制系统硬件测试
,以线控气压制动系统为基础,具体涉及电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法
技术介绍
近年来随着我国经济的迅速发展,公路客运量逐年提高,客车在公路客运体系中所占的比重越来越大,使用也日益频繁。但是由于客车承载乘员多、重量和体积大以及重心较高等原因,经常发生侧翻、侧滑等事故,造成大量人员伤亡,随着人们安全意识的提高和国家相关法规的制定,客车的安全性问题越来越多的受到人们的关注。目前,大多数客车都采用气压制动系统,传统气压制动系统存在许多缺陷:首先,客车制动管路较长,制动时气压响应缓慢,产生制动滞后现象;其次,传统客车按照固定比例分配各轴间的制动力,没有考虑制动时的轴荷转移问题。随着电子技术的发展,线控气压制动系统应运而生,线控气压制动系统是在气压ABS系统的基础上发展而来,其采用电子控制取代传统气压传动控制制动系统,与传统气压制动系统相比,线控气压制动系统可以有效改善制动响应时间,自动调节各轴间的制动力分配,提高制动舒适性和安全性。ASR(驱动轮防滑控制系统)和ESC(电子稳定控制系统)是线控气压制动系统在ABS基础上的延伸,其可以针对车辆驱动轮滑转、转向不足或过度、紧急避让以及甩尾等紧急工况,在车辆将要出现侧翻或者侧滑之前,提前修正车辆行驶状态,保证车辆安全行驶。国内公开了多种测试制动系统的试验台,但是均为电控液压制动系统测试平台、电控气压制动防抱死控制测试平台或驱动轮主动防滑(ASR)集成控制系统测试平台。中国专利申请号为201310478188.6,专利名称为“车辆稳定性控制系统实时模拟硬件在环试验台”,专利权人为吉林大学。该试验台利用车身姿态模拟装置、多级驱动电机等硬件,通过dSPACE实时系统对车辆稳定性控制开展测试研究,但是该试验台主要用于乘用车电控液压制动系统的研究;中国专利申请号为200910088930.6,专利名称为“汽车制动防抱死和制动能量回馈集成控制硬件在环试验台”,申请人为清华大学。该试验台主要用于传统气压制动系统与制动能量回馈系统的协调控制研究;中国专利申请号为200610017223.4,专利名称为“主动防滑集成控制系统的硬件在回路试验台”,申请人为吉林大学,该试验平台通过前后轴的四个ABS电磁阀以及后轴的ASR阀和继动阀实现气压制动系统的主动防滑集成控制。上述现有技术均无法进行以线控气压制动系统为基础的电动客车集成控制硬件在环测试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法,用于解决基于线控气压制动系统的电动客车集成控制问题。结合说明书附图,本专利技术的技术方案如下:电动客车集成控制硬件在环测试平台,以线控气压制动为基础,由气源组件、线控气压制动系统、传统制动组件、驾驶操纵组件、信号模拟组件、目标机31和上位机32组成;所述气源组件输出空气分别经储气筒输出,分别形成前轴制动回路、后轴制动回路和驻车制动回路;所述线控气压制动系统由控制器30、制动总阀9、前后轴对应的比例继动阀、备压阀10、四个车轮对应的ABS电磁阀组成;所述控制器30的硬件系统由向外部输出信号的外围驱动电路、接收并处理外部信号的信号处理电路,以及与目标机31中的CAN卡连接的CAN通信电路;所述传统制动组件由驻车制动阀12、继动阀11、与四个车轮相对应地四组制动装置以及三个分别连接于三个制动回路的三通阀,其中制动装置分别由制动器、制动气室和制动气室压力传感器依次连接组成;驾驶操纵组件由方向盘64、方向盘转角传感器65、加速踏板66和加速踏板位移传感器67组成;所述信号模拟组件由车身姿态模拟组件和轮速模拟组件组成;所述车身姿态模拟组件由二自由度旋转平台34和信号采集模块33组成,信号采集模块33采集二自由度旋转平台34产生的橫摆和侧倾运动信号;所述轮速模拟组件由分别与四个车轮相对应地四组轮速模拟装置组成,所述轮速模拟装置由轮速模拟电机、齿圈和轮速传感器依次连接组成;所述目标机31中安装有与制动气室压力传感器相连的所述信号采集板卡、用于向轮速模拟电机和二自由度旋转平台34发送控制信号的控制信号板卡和与控制器30中CAN模块、方向盘转角传感器65和加速踏板位移传感器67相连的CAN卡;所述目标机31与上位机32双向通信连接,上位机32向目标机31下载模型,目标机31向上位机32反馈车辆的实时信息。电动客车集成控制硬件在环测试平台,其中,所述前轴制动回路为:气源组件输出空气经前轴储气筒5输出,前轴储气筒5的出气口分别与制动总阀9的下进气口和前轴比例继动阀42的高压进气口相连,制动总阀9的下进气口与前轴比例继动阀42的低压控制端口相连,前轴比例继动阀42的出气口与前桥三通阀43的进气口相连,前桥三通阀43的两个出气口分别与左前轮ABS电磁阀44和右前轮ABS电磁阀41的进气口相连,左前轮ABS电磁阀44的出气口与左前轮制动气室48相连,左前轮制动气室48与左前轮制动器49相连,右前轮ABS电磁阀41的出气口与右前轮制动气室39相连,右前轮制动气室39与右前轮制动器38相连;所述后轴制动回路为:气源组件输出空气经后轴储气筒6输出,后轴储气筒6的出气口分别与制动总阀9的上进气口和后轴比例继动阀14的高压进气口相连,制动总阀9的上出气口与备压阀10的进气口相连,备压阀10的出气口与后轴比例继动阀14的低压控制端口相连,后轴比例继动阀的出气口与后轴三通阀22的进气口相连,后轴三通阀22的两个出气口分别与左后轮ABS电磁阀21和右后轮ABS电磁阀23的进气口相连,左后轮ABS电磁阀21的出气口与左后轮制动气室19相连,左后轮制动气室19与左后轮制动器18相连,右后轮ABS电磁阀23的出气口与右后轮制动气室24相连,右后轮制动气室24与右后轮制动器26相连;所述驻车制动回路为:气源组件输出空气经驻车制动储气筒7输出,驻车制动储气筒7的出气口分别与驻车制动阀12的进气口和继动阀11的高压进气口相连,驻车制动阀12的出气口与继动阀11的低压控制端相连,继动阀11的出气口与驻车三通阀17的进气口相连,驻车三通阀17的两个出气口分别与左后轮制动气室19和右后轮制动气室24相连,左后轮制动气室19与左后轮制动器18相连,右后轮制动气室24与右后轮制动器26相连。电动客车集成控制硬件在环测试平台,其中,所述二自由度旋转平台34由上、下两个驱动传动机构;在下驱动传动机构中,安装于下电机支架51的伺服电机52与安装于传动轴套筒54中的下传动轴56同轴连接,下传动轴56的顶端与通过上电机支架连接件58与上电机支架60连接;在上驱动传动机构中,安装在上电机支架60上的步进电机59与上传动轴61同轴连接,所述伺服电机52与步进电机59垂直安装,上传动轴61通过上传动轴连接件62与信号采集模块支架63连接,并传递扭矩;所述伺服电机52带动上电机支架60模拟橫摆运动,所述步进电机59转动带动信号采集模块支架63模拟侧倾运动;所述信号采集模块33内置侧向加速度传感器和橫摆角速度传感器,采集二自由度旋转平台34模拟出的整车侧向加速度和橫摆角速度信号,并将采集到的信号输入到控制器30的信号处理电路中。进一步地,在所述上电机支架连接件58的下方安装有滑环57,将信号采集本文档来自技高网
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电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法

【技术保护点】
电动客车集成控制硬件在环测试平台,以线控气压制动为基础,其特征在:由气源组件、线控气压制动系统、传统制动组件、驾驶操纵组件、信号模拟组件、目标机(31)和上位机(32)组成;所述气源组件输出空气分别经储气筒输出,分别形成前轴制动回路、后轴制动回路和驻车制动回路;所述线控气压制动系统由控制器(30)、制动总阀(9)、前后轴对应的比例继动阀、备压阀(10)、四个车轮对应的ABS电磁阀组成;所述控制器(30)的硬件系统由向外部输出信号的外围驱动电路、接收并处理外部信号的信号处理电路,以及与目标机(31)中的CAN卡连接的CAN通信电路;所述传统制动组件由驻车制动阀(12)、继动阀(11)、与四个车轮相对应地四组制动装置以及三个分别连接于三个制动回路的三通阀,其中制动装置分别由制动器、制动气室和制动气室压力传感器依次连接组成;驾驶操纵组件由方向盘(64)、方向盘转角传感器(65)、加速踏板(66)和加速踏板位移传感器(67)组成;所述信号模拟组件由车身姿态模拟组件和轮速模拟组件组成;所述车身姿态模拟组件由二自由度旋转平台(34)和信号采集模块(33)组成,信号采集模块(33)采集二自由度旋转平台(34)产生的橫摆和侧倾运动信号;所述轮速模拟组件由分别与四个车轮相对应地四组轮速模拟装置组成,所述轮速模拟装置由轮速模拟电机、齿圈和轮速传感器依次连接组成;所述目标机(31)中安装有与制动气室压力传感器相连的所述信号采集板卡、用于向轮速模拟电机和二自由度旋转平台(34)发送控制信号的控制信号板卡和与控制器(30)中CAN模块、方向盘转角传感器(65)和加速踏板位移传感器(67)相连的CAN卡;所述目标机(31)与上位机(32)双向通信连接,上位机(32)向目标机(31)下载模型,目标机(31)向上位机(32)反馈车辆的实时信息。...

【技术特征摘要】
1.电动客车集成控制硬件在环测试平台,以线控气压制动为基础,其特征在:由气源组件、线控气压制动系统、传统制动组件、驾驶操纵组件、信号模拟组件、目标机(31)和上位机(32)组成;所述气源组件输出空气分别经储气筒输出,分别形成前轴制动回路、后轴制动回路和驻车制动回路;所述线控气压制动系统由控制器(30)、制动总阀(9)、前后轴对应的比例继动阀、备压阀(10)、四个车轮对应的ABS电磁阀组成;所述控制器(30)的硬件系统由向外部输出信号的外围驱动电路、接收并处理外部信号的信号处理电路,以及与目标机(31)中的CAN卡连接的CAN通信电路;所述传统制动组件由驻车制动阀(12)、继动阀(11)、与四个车轮相对应地四组制动装置以及三个分别连接于三个制动回路的三通阀,其中制动装置分别由制动器、制动气室和制动气室压力传感器依次连接组成;驾驶操纵组件由方向盘(64)、方向盘转角传感器(65)、加速踏板(66)和加速踏板位移传感器(67)组成;所述信号模拟组件由车身姿态模拟组件和轮速模拟组件组成;所述车身姿态模拟组件由二自由度旋转平台(34)和信号采集模块(33)组成,信号采集模块(33)采集二自由度旋转平台(34)产生的橫摆和侧倾运动信号;所述轮速模拟组件由分别与四个车轮相对应地四组轮速模拟装置组成,所述轮速模拟装置由轮速模拟电机、齿圈和轮速传感器依次连接组成;所述目标机(31)中安装有与制动气室压力传感器相连的所述信号采集板卡、用于向轮速模拟电机和二自由度旋转平台(34)发送控制信号的控制信号板卡和与控制器(30)中CAN模块、方向盘转角传感器(65)和加速踏板位移传感器(67)相连的CAN卡;所述目标机(31)与上位机(32)双向通信连接,上位机(32)向目标机(31)下载模型,目标机(31)向上位机(32)反馈车辆的实时信息。2.如权利要求1所述电动客车集成控制硬件在环测试平台,其特征在于:所述前轴制动回路为:气源组件输出空气经前轴储气筒(5)输出,前轴储气筒(5)的出气口分别与制动总阀(9)的下进气口和前轴比例继动阀(42)的高压进气口相连,制动总阀(9)的下进气口与前轴比例继动阀(42)的低压控制端口相连,前轴比例继动阀(42)的出气口与前桥三通阀(43)的进气口相连,前桥三通阀(43)的两个出气口分别与左前轮ABS电磁阀(44)和右前轮ABS电磁阀(41)的进气口相连,左前轮ABS电磁阀(44)的出气口与左前轮制动气室(48)相连,左前轮制动气室(48)与左前轮制动器(49)相连,右前轮ABS电磁阀(41)的出气口与右前轮制动气室(39)相连,右前轮制动气室(39)与右前轮制动器(38)相连;所述后轴制动回路为:气源组件输出空气经后轴储气筒(6)输出,后轴储气筒(6)的出气口分别与制动总阀(9)的上进气口和后轴比例继动阀(14)的高压进气口相连,制动总阀(9)的上出气口与备压阀(10)的进气口相连,备压阀(10)的出气口与后轴比例继动阀(14)的低压控制端口相连,后轴比例继动阀的出气口与后轴三通阀(22)的进气口相连,后轴三通阀(22)的两个出气口分别与左后轮ABS电磁阀(21)和右后轮ABS电磁阀(23)的进气口相连,左后轮ABS电磁阀(21)的出气口与左后轮制动气室(19)相连,左后轮制动气室(19)与左后轮制动器(18)相连,右后轮ABS电磁阀(23)的出气口与右后轮制动气室(24)相连,右后轮制动气室(24)与右后轮制动器(26)相连;所述驻车制动回路为:气源组件输出空气经驻车制动储气筒(7)输出,驻车制动储气筒(7)的出气口分别与驻车制动阀(12)的进气口和继动阀(11)的高压进气口相连,驻车制动阀(12)的出气口与继动阀(11)的低压控制端相连,继动阀(11)的出气口与驻车三通阀(17)的进气口相连,驻车三通阀(17)的两个出气口分别与左后轮制动气室(19)和右后轮制动气室(24)相连,左后轮制动气室(19)与左后轮制动器(18)相连,右后轮制动气室(24)与右后轮制动器(26)相连。3.如权利要求1所述电动客车集成控制硬件在环测试平台,其特征在于:所述二自由度旋转平台(34)由上、下两个驱动传动机构;在下驱动传动机构中,安装于下电机支架(51)的伺服电机(52)与安装于传动轴套筒(54)中的下传动轴(56)同轴连接,下传动轴(56)的顶端与通过上电机支架连接件(58)与上电机支架(60)连接;在上驱动传动机构中,安装在上电机支架(60)上的步进电机(59)与上传动轴(61)同轴连接,所述伺服电机(52)与步进电机(59)垂直安装,上传动轴(61)通过上传动轴连接件(62)与信号采集模块支架(63)连接,并传递扭矩;所述伺服电机(52)带动上电机支架(60)模拟橫摆运动,所述步进电机(59)转动带动信号采集模块支架(63)模拟侧倾运动;所述信号采集模块(33)内置侧向加速度传感器和橫摆角速度传感器,采集二自由度旋转平台(34)模拟出的整车侧向加速度和橫摆角速度信号,并将采集到的信号输入到控制器(30)的信号处理电路中。4.如权利要求3所述电动客车集成控制硬件在环测试平台,其特征在于:在所述上电机支架连接件(58)的下方安装有滑环(57),将信号采集模块(33)以及安装于上电机支架(60)的步进电机(59)的线束通过滑环(57),防止线束缠绕。5.如权利要求1所述电动客车集成控制硬件在环测试平台,其特征在于:所述上位机(32)由显示屏和主机组成,显示屏通过VGA线与主机连接,所述主机的输出端口与目标机(31)的SIT模块连接,实现上位机(32)将整车模型和电机/电池模型下载到目标机(31)中实时运行,同时目标机(31)将车辆状态的实时信息反馈给上位机(32),并通过上位机(32)的显示屏实时显示。6.如权利要求1所述电动客车集成控制硬件在环测试平台,其特征在于:所述信号处理电路包括:与制动总阀(9)的制动信号输出端连接的踏板信号处理电路,分别与前后轴比例继动阀内置的压力传感器输出端连接的前后轴压力信号处理电路,分别与四个车轮对应的轮速信号传感器连接的轮速信号处理电路,与方向盘转角传感器(65)的输出端连接的方向盘转角信号处理电路,与信号采集模块(33)的输出端连接的橫摆角速度信号处理电路和侧向加速度信号处理电路;所述外围驱动电路包括:与四个车轮对应的ABS电磁阀连接的ABS电磁阀驱动电路,分别与前后轴比例继动阀连接的前后轴比例继动阀驱动电路。7.如权利要求1所述电动客车集成控制硬件在环测试平台的测试方法,其特征在于:测试方法具体如下:首先启动气源,由气源组件分别经前轴储气筒(5)和后轴储气筒(6)到达前轴比例继动阀(42)和后轴比例继动阀(14)的高压进气口,与此同时对上位机(32)进行操作,将整车模型和电机和电池模型下载到目标机(31)中实时运行,然后通过驾驶操纵组件(8)对虚拟车辆模型进行加速、制动和转向操作,从而实现加速测试、制动测试和转向测试;在加速测试过程中,目标机(31)中的CAN卡采集加速踏板位移传感器(67)的输出信号,并将采集到的信号输入到整车模型中,实现虚拟车辆模型的加速,整车模型四个车轮的轮速信息通过目标机(31)中的控制信号板卡输出到四个轮速模拟电机的控制端,控制相应的轮速模拟电机模拟出整车实时的轮速,四个轮速传感器将采集到的轮速信息输入到控制器(30)中的轮速信号处理电路中,控制器(30)根据处理后的轮速信息得出整车的实时车速和各个车轮实时的滑转率,并将得出的滑转率与控制器(30)中的设定滑转率阈值进行比较,判断整车的实际运转情况;在制动测试过程中,制动总阀(9)内置的踏板位移传感器将制动踏板的开度...

【专利技术属性】
技术研发人员:李静石求军户亚威肖仲仲朱为文冯酉南谷贺冲
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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