一种线控气压制动硬件在环测试平台及测试方法技术

本发明专利技术提供了一种线控气压制动硬件在环测试平台及测试方法，测试平台由气源组件、电控制动系统、传统制动组件、轮速模拟组件、驾驶操纵组件和上位机组成，其中，电控制动系统由dSPACE工控机、驱动模块、制动总阀、前桥双通道模块和后桥双通道模块组成，所述前桥双通道模块和后桥双通道模块均由两组分别与两侧车轮相对应的增压阀、减压阀和备压阀组成，所述前桥双通道模块通过制动总阀连接在前轴制动储气筒和两个前轮对应的制动气室之间；所述测试方法包括加速、制动和转向测试过程。本发明专利技术采用dSPACE工控机控制测试平台，通过两个双通道桥控模块对车辆四个车轮的制动力分别进行独立控制，能够更精确地控制各个车轮的制动状态。

A Hardware-in-the-Loop Testing Platform and Testing Method for Wire-Controlled Pneumatic Braking

The invention provides a hardware-in-the-loop test platform for wire-controlled pneumatic braking and a test method. The test platform consists of air source component, electric control braking system, traditional braking component, wheel speed simulation component, driving control component and upper computer. The electric control braking system is composed of dSPACE industrial control computer, driving module, brake valve, front axle dual-channel module and rear axle dual-channel module. The front-axle dual-channel module and the rear-axle dual-channel module are composed of two groups of booster valves, decompression valves and backup valves corresponding to the wheels on both sides respectively. The front-axle dual-channel module is connected between the front-axle brake cylinder and the brake chamber corresponding to the two front wheels through the main brake valve. The test method includes the acceleration, braking and steering test process. The invention adopts a dSPACE industrial control computer control test platform, and separately controls the braking power of four wheels of a vehicle through two dual-channel bridge control modules, so as to control the braking state of each wheel more accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种线控气压制动硬件在环测试平台及测试方法
本专利技术属于电动客车制动系统硬件测试
，具体涉及基于电控制动系统的电动客车线控气压制动硬件在环测试平台及测试方法，适用于商用车ABS、EBS、ESC系统的控制策略开发与验证。
技术介绍
随着公路建设的发展，客车在公路运输当中占有很大比例，然而客车因其具有自重大、质心高、载客量多的特点导致客车易发生侧滑、侧翻事故，造成严重的人员伤亡与财产损失。随着电控系统在汽车当中越来越多的应用，在客车中采用电控制动系统提高整车安全性受到人们的广泛关注。对于纯电动客车来说，在行驶过程中频繁地进行制动消耗了大量的驱动能量，如果能够采用合理的控制策略利用驱动电机进行再生制动来回收部分制动能量则能够提高电动客车续航里程，对节约能源具有重要作用。同时，采用电机制动与线控气压进行复合制动能够明显缩短客车制动响应时间，提高行驶舒适性与安全性。中国专利申请公开号为CN106802650A，申请公开日为2017年6月6日，专利名称为“电动客车集成控制硬件在环测试平台及测试方法”，申请人为吉林大学，该在环测试平台在前轴与后轴采用单通道桥控阀，并在左右车轮制动气室与桥控阀之间采用两个ABS阀实现对两侧车轮不同的制动力控制。上述技术方案中，所述在环测试平台无法对线控气压制动系统进行硬件在环仿真分析，也无法对同一车轴两侧车轮进行精确的制动力控制，即无法对车辆四个车轮的制动力分别进行独立控制，且制动响应时间较长。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种线控气压制动硬件在环测试平台及测试方法，本专利技术采用dSPACE工控机作为该测试平台的控制器，并采用两个双通道桥控模块对车辆四个车轮的制动力分别进行独立控制，能够更精确地控制各个车轮的制动状态。结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：一种线控气压制动硬件在环测试平台，由气源组件、电控制动系统、传统制动组件、轮速模拟组件、驾驶操纵组件和上位机33组成，所述气源组件输出空气分别经前轴制动储气筒5、后轴制动储气筒6和驻车制动储气筒7输出；所述电控制动系统由dSPACE工控机32、驱动模块31、制动总阀12、前桥双通道模块37和后桥双通道模块24组成，所述前桥双通道模块37和后桥双通道模块24均由两组分别与两侧车轮相对应的增压阀、减压阀和备压阀组成，所述前桥双通道模块37通过制动总阀12连接在前轴制动储气筒5和两个前轮对应的制动气室之间，以实现控制前轴两车轮相对独立制动，所述后桥双通道模块24通过制动总阀12连接在后轴制动储气筒6和两个后轮对应的制动气室之间，以实现控制后轴两车轮相对独立制动，dSPACE工控机32通过驱动模块31控制前桥双通道模块37和后桥双通道模块24内阀体动作，以实现对车辆四个车轮的制动力进行独立控制；所述传统制动组件由驻车制动阀14、继动阀15、与四个车轮相对应的四组制动装置以及连接阀组成，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；所述轮速模拟组件由四个车轮相对应的轮速模拟单元组成，轮速模拟单元组成由轮速模拟电机、与轮速模拟电机同轴安装的齿圈以及安装在电机支架上且位置与正对着齿圈的轮速传感器组成；所述驾驶操纵组件由方向盘8、方向盘转角传感器34、加速踏板36和加速踏板位移传感器35组成；所述上位机33与dSPACE工控机32双向通信连接，上位机33向dSPACE工控机32下载模型，dSPACE工控机32向上位机33反馈车辆的实时信息。进一步地，前桥双通道模块37中，左增压阀对应连接前桥双通道模块37的左高压进气口，右增压阀对应连接前桥双通道模块37的右高压进气口，前桥双通道模块37的左增压阀和右增压阀分别通过前桥模块三通阀9与前轴制动储气筒5气路连接；前桥双通道模块37中，左减压阀对应连接前桥双通道模块37的左侧出气口，前桥双通道模块37的左侧出气口与左前轮制动气室45气路连接实现对车辆左前轮制动力的独立控制，右减压阀对应连接前桥双通道模块37的右侧出气口，前桥双通道模块37的右侧出气口与右前轮制动气室42气路连接实现对车辆右前轮制动力的独立控制；前桥双通道模块37的左备压阀和右备压阀分别对应连接前桥双通道模块37的备压口，前桥双通道模块37的备压口与制动总阀12气路连接；后桥双通道模块24中，左增压阀对应连接后桥双通道模块24的左高压进气口，右增压阀对应连接后桥双通道模块24的右高压进气口，后桥双通道模块24中的左增压阀和右增压阀分别通过后桥模块三通阀16与后轴制动储气筒6气路连接；后桥双通道模块24中，左减压阀对应连接后桥双通道模块24的左侧出气口，后桥双通道模块24的左侧出气口与左后轮制动气室21气路连接实现对车辆左前轮制动力的独立控制，右减压阀对应连接后桥双通道模块24的右侧出气口，后桥双通道模块24的右侧出气口与右后轮制动气室25气路连接实现对车辆右前轮制动力的独立控制；后桥双通道模块24的左备压和右备压阀分别对应连接后桥双通道模块24的备压口，后桥双通道模块24的备压口与制动总阀12气路连接；前桥双通道模块37和后桥双通道模块24中的备压阀为常开电磁阀，以控制制动总阀12与前桥双通道模块37或后桥双通道模块24之间气路的联通或切断。进一步地，驻车制动储气筒7通过第一三通阀13分别与驻车制动阀14和继动阀15气路连接，继动阀15通过驻车三通阀23分别与左后轮和右后轮对应的制动气室气路连接，左后轮和右后轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了驻车制动回路；后轴制动储气筒6通过第二三通阀11分别与后桥模块三通阀16和制动总阀12上进气口气路连接，后桥模块三通阀16分别与后桥双通道模块24的左高压进气口和右高压进气口气路连接，制动总阀12的上出气口与后桥双通道模块24的备压口气路连接，后桥双通道模块24的左侧出气口和右侧出气口分别与左后轮和右后轮对应的制动气室气路连接，左后轮和右后轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了后轴制动回路；前轴制动储气筒5通过第三三通阀10分别与前桥模块三通阀9和制动总阀12下进气口气路连接，前桥模块三通阀9分别与前桥双通道模块37的左高压进气口和右高压进气口气路连接，制动总阀12的下出气口与前桥双通道模块37的备压口气路连接，前桥双通道模块37的左侧出气口和右侧出气口分别与左前轮和右前轮对应的制动气室气路连接，左前轮和右前轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了前轴制动回路。进一步地，所述上位机33由PC机、PCMCIA转接卡、DS815总线板卡和RJ45接线线缆连接器组成；所述PC机由显示器与主机组成，显示器与主机之间通过VGA线连接；所述DS815总线板卡通过PCMCIA转接卡与主机的主板上的PCI口连接，DS815总线板卡与RJ45接线线缆连接器连接，RJ45线缆连接器的网线端口通过交叉网线与dSPACE工控机32中的DS814总线板卡连接，所述PC机的主机中装有模型，上位机33向dSPACE工控机32下载模型，dSPACE工控机32向上位机33反馈车辆的实时信息，并通过上位机33中PC机的显示器实时显示。进一步地，所述dSPACE工控机32中安装有DS814总线板卡、DS1005控制板卡、DS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线控气压制动硬件在环测试平台，由气源组件、电控制动系统、传统制动组件、轮速模拟组件、驾驶操纵组件和上位机(33)组成，其特征在于：所述气源组件输出空气分别经前轴制动储气筒(5)、后轴制动储气筒(6)和驻车制动储气筒(7)输出；所述电控制动系统由dSPACE工控机(32)、驱动模块(31)、制动总阀(12)、前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)组成，所述前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)均由两组分别与两侧车轮相对应的增压阀、减压阀和备压阀组成，所述前桥双通道模块(37)通过制动总阀(12)连接在前轴制动储气筒(5)和两个前轮对应的制动气室之间，以实现控制前轴两车轮相对独立制动，所述后桥双通道模块(24)通过制动总阀(12)连接在后轴制动储气筒(6)和两个后轮对应的制动气室之间，以实现控制后轴两车轮相对独立制动，dSPACE工控机(32)通过驱动模块(31)控制前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)内阀体动作，以实现对车辆四个车轮的制动力进行独立控制；所述传统制动组件由驻车制动阀(14)、继动阀(15)、与四个车轮相对应的四组制动装置以及连接阀组成，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；所述轮速模拟组件由四个车轮相对应的轮速模拟单元组成，轮速模拟单元组成由轮速模拟电机、与轮速模拟电机同轴安装的齿圈以及安装在电机支架上且位置与正对着齿圈的轮速传感器组成；所述驾驶操纵组件由方向盘(8)、方向盘转角传感器(34)、加速踏板(36)和加速踏板位移传感器(35)组成；所述上位机(33)与dSPACE工控机(32)双向通信连接，上位机(33)向dSPACE工控机(32)下载模型，dSPACE工控机(32)向上位机(33)反馈车辆的实时信息。...

【技术特征摘要】
1.一种线控气压制动硬件在环测试平台，由气源组件、电控制动系统、传统制动组件、轮速模拟组件、驾驶操纵组件和上位机(33)组成，其特征在于：所述气源组件输出空气分别经前轴制动储气筒(5)、后轴制动储气筒(6)和驻车制动储气筒(7)输出；所述电控制动系统由dSPACE工控机(32)、驱动模块(31)、制动总阀(12)、前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)组成，所述前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)均由两组分别与两侧车轮相对应的增压阀、减压阀和备压阀组成，所述前桥双通道模块(37)通过制动总阀(12)连接在前轴制动储气筒(5)和两个前轮对应的制动气室之间，以实现控制前轴两车轮相对独立制动，所述后桥双通道模块(24)通过制动总阀(12)连接在后轴制动储气筒(6)和两个后轮对应的制动气室之间，以实现控制后轴两车轮相对独立制动，dSPACE工控机(32)通过驱动模块(31)控制前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)内阀体动作，以实现对车辆四个车轮的制动力进行独立控制；所述传统制动组件由驻车制动阀(14)、继动阀(15)、与四个车轮相对应的四组制动装置以及连接阀组成，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；所述轮速模拟组件由四个车轮相对应的轮速模拟单元组成，轮速模拟单元组成由轮速模拟电机、与轮速模拟电机同轴安装的齿圈以及安装在电机支架上且位置与正对着齿圈的轮速传感器组成；所述驾驶操纵组件由方向盘(8)、方向盘转角传感器(34)、加速踏板(36)和加速踏板位移传感器(35)组成；所述上位机(33)与dSPACE工控机(32)双向通信连接，上位机(33)向dSPACE工控机(32)下载模型，dSPACE工控机(32)向上位机(33)反馈车辆的实时信息。2.如权利要求1所述一种线控气压制动硬件在环测试平台，其特征在于：前桥双通道模块(37)中，左增压阀对应连接前桥双通道模块(37)的左高压进气口，右增压阀对应连接前桥双通道模块(37)的右高压进气口，前桥双通道模块(37)的左增压阀和右增压阀分别通过前桥模块三通阀(9)与前轴制动储气筒(5)气路连接；前桥双通道模块(37)中，左减压阀对应连接前桥双通道模块(37)的左侧出气口，前桥双通道模块(37)的左侧出气口与左前轮制动气室(45)气路连接实现对车辆左前轮制动力的独立控制，右减压阀对应连接前桥双通道模块(37)的右侧出气口，前桥双通道模块(37)的右侧出气口与右前轮制动气室(42)气路连接实现对车辆右前轮制动力的独立控制；前桥双通道模块(37)的左备压阀和右备压阀分别对应连接前桥双通道模块(37)的备压口，前桥双通道模块(37)的备压口与制动总阀(12)气路连接；后桥双通道模块(24)中，左增压阀对应连接后桥双通道模块(24)的左高压进气口，右增压阀对应连接后桥双通道模块(24)的右高压进气口，后桥双通道模块(24)中的左增压阀和右增压阀分别通过后桥模块三通阀(16)与后轴制动储气筒(6)气路连接；后桥双通道模块(24)中，左减压阀对应连接后桥双通道模块(24)的左侧出气口，后桥双通道模块(24)的左侧出气口与左后轮制动气室(21)气路连接实现对车辆左前轮制动力的独立控制，右减压阀对应连接后桥双通道模块(24)的右侧出气口，后桥双通道模块(24)的右侧出气口与右后轮制动气室(25)气路连接实现对车辆右前轮制动力的独立控制；后桥双通道模块(24)的左备压和右备压阀分别对应连接后桥双通道模块(24)的备压口，后桥双通道模块(24)的备压口与制动总阀(12)气路连接；前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)中的备压阀为常开电磁阀，以控制制动总阀(12)与前桥双通道模块(37)或后桥双通道模块(24)之间气路的联通或切断。3.如权利要求1所述一种线控气压制动硬件在环测试平台，其特征在于：驻车制动储气筒(7)通过第一三通阀(13)分别与驻车制动阀(14)和继动阀(15)气路连接，继动阀(15)通过驻车三通阀(23)分别与左后轮和右后轮对应的制动气室气路连接，左后轮和右后轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了驻车制动回路；后轴制动储气筒(6)通过第二三通阀(11)分别与后桥模块三通阀(16)和制动总阀(12)上进气口气路连接，后桥模块三通阀(16)分别与后桥双通道模块(24)的左高压进气口和右高压进气口气路连接，制动总阀(12)的上出气口与后桥双通道模块(24)的备压口气路连接，后桥双通道模块(24)的左侧出气口和右侧出气口分别与左后轮和右后轮对应的制动气室气路连接，左后轮和右后轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了后轴制动回路；前轴制动储气筒(5)通过第三三通阀(10)分别与前桥模块三通阀(9)和制动总阀(12)下进气口气路连接，前桥模块三通阀(9)分别与前桥双通道模块(37)的左高压进气口和右高压进气口气路连接，制动总阀(12)的下出气口与前桥双通道模块(37)的备压口气路连接，前桥双通道模块(37)的左侧出气口和右侧出气口分别与左前轮和右前轮对应的制动气室气路连接，左前轮和右前轮的制动气室分别连接相应的制动器，上述气路连接方式构成了前轴制动回路。4.如权利要求1所述一种线控气压制动硬件在环测试平台，其特征在于：所述上位机(33)由PC机、PCMCIA转接卡、DS815总线板卡和RJ45接线线缆连接器组成；所述PC机由显示器与主机组成，显示器与主机之间通过VGA线连接；所述DS815总线板卡通过PCMCIA转接卡与主机的主板上的PCI口连接，DS815总线板卡与RJ45接线线缆连接器连接，RJ45线缆连接器的网线端口通过交叉网线与dSPACE工控机(32)中的DS814总线板卡连接，所述PC机的主机中装有模型，上位机(33)向dSPACE工控机(32)下载模型，dSPACE工控机(32)向上位机(33)反馈车辆的实时信息，并通过上位机(33)中PC机的显示器实时显示。5.如权利要求1所述一种线控气压制动硬件在环测试平台，其特征在于：所述dSPACE工控机(32)中安装有DS814总线板卡、DS1005控制板卡、DS2211信号发送板卡、DS2202信号采集板卡以及DB50板卡；DS1005控制板卡、DS2211信号发送板卡和DS2202信号采集板卡之间通过dSPACE工控机(32)的内部总线连接；DS2202信号采集板卡接口P1与适配器转接线的转接头连接，适配器转接线将DS2202信号采集板卡的接口P1分为P1A接口与P1B接口两部分，P1A接口的母头与DB50板卡的母头通过线束两端的公头进行连接，P1B接口为拓展I/O预留端口；DS2211信号发送板卡接口P2与适配器转接线的转接头连接，所述适配器转接线将DS2211信号发送板卡的接口P2分为P2A接口与P2B接口两部分，P2A接口的母头与DB50板卡的母头通过线束两端的公头进行连接，P2B接口为拓展I/O预留端口。DS2211信号发送板卡将信号传输至DB50板卡，通过导线将DB50板卡各引脚的信号分配至驱动模块(31)。6.如权利要求5所述一种线控气压制动硬件在环测试平台，其特征在于：所述驱动模块(31)由三块采用BTS724G芯片的驱动电路板组成，每块驱动电路板可提供(4)对I/O接口；前桥双通道模块(37)的左增压阀、右增压阀、左减压阀和右减压阀的控制端口分别与第一驱动电路板的四个输出端口连接；后桥双通道模块(24)的左增压阀、右增压阀、左减压阀和右减压阀的控制端口分别与第二驱动电路板的四个输出端口连接；前桥双通道模块(37)的左备压阀、前桥双通道模块(37)的右备压阀、后桥双通道模块(24)的左备压阀和后桥双通道模块(24)的右备压阀控制端口分别与第三驱动电路板的四个输出端口连接。所述驱动模块(31)将dSPACE工控机(32)传输来的PWM信号转换为(24)V的PWM信号，对所述前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)中各阀的开或闭进行控制，进而控制前桥双通道模块(37)和后桥双通道模块(24)各出气口的气体压力。7.如权利要求1所述一种线控气压制动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：首先由气源组件分别经前轴制动储气筒(5)和后轴制动储气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，孟祥哲，石求军，刘鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22