本发明专利技术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。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制领域，尤其涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，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，本专利技术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。进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏锦涛，王帅，张丰利，刘东宏，朱长建，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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