專利名稱：液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種執(zhí)行機構測試試驗臺，更具體地說，它涉及一種液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺。
背景技術：
現階段的車輛底盤集成控制(Integrated Chassis Control, ICC)研究大都只關注于集成控制器本身的設計，而忽略了許多控制細節(jié)，如執(zhí)行機構的響應特性及調節(jié)方式等。作為底盤集成控制的主要執(zhí)行機構之一，主動液壓制動力的精細調節(jié)是保證底盤集成控制控制品質的基礎。在集成控制結構中，各執(zhí)彳丁器的動作由中央控制器統(tǒng)一確定，對液壓控制的精度和響應速度提出了更高的要求，但由于液壓制動系統(tǒng)具有明顯的非線性特性，實現精確控制具有一定的困難，目如很少有研究涉及具體執(zhí)行機構的響應品質。作為ICC主動液壓制動執(zhí)行機構，液壓控制單元(Hydraulic Control Unit，HCU)的性能對ICC系統(tǒng) 的控制品質有著重要的影響，液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺可以對HCU的性能進行測試，從而實現液壓制動壓力的精細調節(jié)。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的問題，提供了一種液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺。為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺，由實時平臺、ICC液壓制動系統(tǒng)與液壓測試模塊組成。所述的液壓測試模塊由動力源、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器、動力源出口壓力傳感器、I號兩位三通閥、2號兩位三通閥、3號兩位三通閥、4號兩位三通閥、5號兩位三通閥、6號常閉式兩位兩通閥、7號常閉式兩位兩通閥、8號常開式兩位兩通閥、流量傳感器、動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器組成；動力源的出口和3號兩位三通閥的3號接口與2號兩位三通閥的3號接口管路連接，3號兩位三通閥的2號接口與5號兩位三通閥的2號接口管路連接，5號兩位三通閥的I號接口和7號常閉式兩位兩通閥的I號接口、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器的接口與ICC液壓制動系統(tǒng)中的I號液壓控制單元出入口管路連接；2號兩位三通閥的2號接口與4號兩位三通閥的2號接口管路連接，4號兩位三通閥的I號接口和6號常閉式兩位兩通閥的I號接口與8號常開式兩位兩通閥的2號接口管路連接，8號常開式兩位兩通閥的I號接口和2號液壓控制單元出入口壓力傳感器的接口與ICC液壓制動系統(tǒng)中的2號液壓控制單元出入口管路連接；5號兩位三通閥與4號兩位三通閥的3號接口和流量傳感器的入口管路連接，6號常閉式兩位兩通閥與7號常閉式兩位兩通閥的2號接口和流量傳感器的出口管路連接；動力源的入口和I號兩位三通閥的3號接口管路連接，I號兩位三通閥的2號接口與3號兩位三通閥的I號接口管路連接，I號兩位三通閥的I號接口和ICC液壓制動系統(tǒng)中的制動主缸的前腔管路連接，2號兩位三通閥的I號接口和ICC液壓制動系統(tǒng)中的制動主缸后腔管路連接，動力源出口壓力傳感器的接口與動力源的出口管路連接；動力源繼電器的輸出端與動力源電線連接，I號電磁閥繼電器的輸出端與I號兩位三通閥電線連接，2號電磁閥繼電器的輸出端與2號兩位三通閥電線連接,3號電磁閥繼電器的輸出端與3號兩位三通閥電線連接，4號電磁閥繼電器的輸出端與4號兩位三通閥電線連接，5號電磁閥繼電器的輸出端與5號兩位三通閥電線連接，6號電磁閥繼電器的輸出端與6號常閉式兩位兩通閥電線連接，7號電磁閥繼電器的輸出端與7號常閉式兩位兩通閥電線連接，8號電磁閥繼電器的輸出端與8號常開式兩位兩通閥電線連接。技術方案中所述的I號兩位三通閥、2號兩位三通閥、3號兩位三通閥、4號兩位三通閥與5號兩位三通閥結構相同，皆采用型號為WKM08130D-01的兩位三通閥，6號常閉式兩位兩通閥與7號常閉式兩位兩通閥結構相同，皆采用型號為WSM06020W-01的常閉式兩位兩通閥，8號常開式兩位兩通閥采用型號為WSM06020V-01的常開式兩位兩通閥。I號液壓控制單元出入口壓力傳感器、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器與動力源出口壓力傳感器結構相同，皆采用型號為PA-21S-80520. 3-200的壓力傳感器。動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器結構相同，均采用型號為MY4NJ的繼電器；技術方案中所述的實時平臺由工控機和dSPACE實時仿真系統(tǒng)組成。dSPACE實時仿真系統(tǒng)主要包括AutoBox、型號為DS1005的處理器板、型號為DS2211的多路I/O板與型號為DS2202的多路I/O板。型號為DS1005的處理器板通過PHS總線和Autobox、型號為DS2211的多路I/O板與型號為DS2202的多路I/O板連接，Autobox與工控機通過網線連接。型號為DS2211的多路I/O板的第I路至第9路D/A通道依次和液壓測試模塊中的驅動系統(tǒng)中動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器的輸入端電線連接。型號為DS2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左輪壓力傳感器、前右輪壓力傳感器、后左輪壓力傳感器、后右輪壓力傳感器、制動主缸前腔壓力傳感器、制動主缸后腔壓力傳感器、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器與動力源出口壓力傳感器的輸出端電線連接，型號為DS2202的多路I/O板的第10路A/D通道與流量傳感器的輸出端電線連接。與現有技術相比本實用新型的有益效果是I.利用本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺可以對液壓控制單元的動態(tài)響應特性和靜態(tài)響應特性的詳細研究。2.利用本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺可以對HCU中電動泵和電磁閥的動態(tài)響應特性進行測試，通過測試試驗分析，可以確定在ICC主動液壓制動控制時，增壓控制采用脈寬調節(jié)(Pulse Width Modulation, PWM)控制方法，減壓控制采用脈頻調節(jié)(Pulse Frequency Modulation, PFM)控制方法。3.利用本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺可以對增壓閥、減壓閥進行靜態(tài)響應測試，獲取增壓閥與減壓閥的閥口系數，為設計和自主開發(fā)液壓控制單元奠定基礎。[0011]4.利用本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺可以對空載條件下增壓閥采用PWM控制時的特性進行研究，并提出解析式輪缸壓力估算算法，估算算法能夠準確的估算輪缸壓力。5.在利用本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺進行試驗的基礎上，可開發(fā)液壓制動力精細調節(jié)方法，以實現液壓制動力的精細調節(jié)。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明圖I是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺結構組成示意框圖；圖2是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺所采用液壓制動執(zhí)行機 構結構組成和工作原理示意框圖；圖3是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的液壓測試模塊的動力源結構組成、連接關系與工作原理的示意框圖；圖4是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的驅動系統(tǒng)結構組成的示意框圖；圖5是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的液壓測試模塊流量傳感器標定原理的示意框圖；圖6是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的制動主缸提供壓力的原理示意框圖；圖7是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的動力源提供壓力的原理示意框圖；圖8是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的雙回路壓力測試的原理示意框圖；圖9是本實用新型所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的單回路壓力測試的原理示意框圖。圖中1.前左輪壓力傳感器，2.前右輪壓力傳感器，3.后左輪壓力傳感器，4.后右輪壓力傳感器，5.制動主缸前腔壓力傳感器，6.制動主缸后腔壓力傳感器、7. I號液壓控制單元出入口壓力傳感器，8. 2號液壓控制單元出入口壓力傳感器，9.動力源出口壓力傳感器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述參閱

圖1，本實用新型提供了一種液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺。本試驗臺所要解決的技術問題是提供的執(zhí)行機構測試試驗臺能夠對液壓控制單元主要元件進行動態(tài)響應測試和靜態(tài)響應測試；本試驗臺液壓測試模塊具有良好的可移植性，可以方便的對不同液壓制動系統(tǒng)進行測試。為解決上述技術問題，本實用新型利用MATLAB/Simulink和dSPACE (DigitalSignal Processing and Control Engineering)實時仿真系統(tǒng)自主開發(fā)了液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺。本試驗臺由實時平臺、ICC液壓制動系統(tǒng)和液壓測試模塊組成。[0027]一.實時平臺液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺的實時平臺是由工控機和dSPACE實時仿真系統(tǒng)組成。I.工控機工控機中安裝有ControlDesk和用Python語言編寫的控制程序。ControlDesk可實現對試驗過程的控制和管理，可以編制測試系統(tǒng)控制界面，應用此界面，結合下載到型號為DS1005的處理器板中的Matlab程序，可以方便的實現對HCU和液壓測試模塊中各電磁閥和泵電機的控制，同時界面還可以顯示并儲存試驗相關數據信息。本試驗臺采用研華公司生產的型號為610H的工控機，其CPU為英特爾雙核E6500 q) 3. OGHz,內存為4G。工控機通過網線與dSPACE實時仿真系統(tǒng)中的Autobox連接。2. dSPACE實時仿真系統(tǒng) dSPACE實時仿真系統(tǒng)主要包括AutoBox、型號為DS1005的處理器板、型號為DS2211的多路I/O板與型號為DS2202的多路I/O板。型號為DS1005的處理器板、型號為DS2211的多路I/O板、型號為DS2202的多路I/O板與AutoBox為PHS總線連接，實時仿真系統(tǒng)的功能為作為實時平臺運行測試系統(tǒng)控制程序；作為1/0板卡的載體完成各種信號的采集、輸出。(I)型號為DS1005的處理器板型號為DS1005的處理器板是具有PHS總線接口的處理器板，它采用了IBMPowerPC750GX處理器，運行頻率IGHz。通過PHS總線實現和Autobox、型號為DS2211的多路1/0板與型號為DS2202的多路1/0板之間的通訊連接。(2)型號為DS2211的多路1/0板型號為DS2211的多路1/0板是具有PHS總線接口的多路1/0板，它具有16路14位差分A/D通道(多路傳輸);20路12位D/A通道(具有獨立接地讀出線);24路PWM測量輸入(50ns分辨率，0. OlHz IOOkHz) ；16路數字輸入(與PWM輸入共用)；16路數字輸出；20 路 PWM 輸出(16 位分辨率，0. OlHz IOOkHz) ;2 路 CAN;串行接口(RS232，RS422)；基于角度的信號處理單元(可處理8路點火信號、8路噴油信號，產生I路曲軸信號、2路凸輪軸信號和4路輪速或爆震信號)。型號為DS2211的多路1/0板輸出動力源繼電器控制信號和電磁閥繼電器控制信號。(3)型號為DS2202的多路1/0板型號為DS2202的多路1/0板是具有PHS總線接口的多路1/0設備，它具有16路14位差分A/D通道(多路傳輸);20路12位D/A通道(具有獨立接地讀出線);24路PWM測量輸入(50ns分辨率，0. OlHz IOOkHz) ；16路數字輸入(與PWM輸入共用)；16路數字輸出；9路PWM輸出(16位分辨率，0. OlHz 100kHz) ;2路CAN與串行接口(RS232，RS422)。型號為DS2202的多路1/0板用于輸出液壓控制單元(HCU)驅動電路信號；采集四個車輪的制動壓力信號、制動主缸前腔和制動主缸后腔的壓力信號、I號液壓控制單元出入口壓力信號、2號液壓控制單元出入口壓力信號、動力源出口壓力信號及流量傳感器的流量信號。參閱圖I與圖4，確切地說，型號為DS2211的多路1/0板的第I路至第9路D/A通道依次和液壓測試模塊中的驅動系統(tǒng)中動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器的輸入端電線連接，輸出動力源繼電器與各電磁閥繼電器控制信號。型號為DS2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左輪壓力傳感器I、前右輪壓力傳感器2、后左輪壓力傳感器3、后右輪壓力傳感器4、制動主缸前腔壓力傳感器5、制動主缸后腔壓力傳感器6、1號液壓控制單元出入口壓力傳感器7、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器8與動力源出口壓力傳感器9的輸出端電線連接，采集四個車輪上的制動壓力信號、制動主缸前腔壓力信號、制動主缸后腔的壓力信號、I號液壓控制單元出入口壓力信號、2號液壓控制單元出入口壓力信號與動力源出口壓力信號；型號為DS2202的多路I/O板的第10路A/D通道與流量傳感器的輸出端電線連接采集流量信號。二 ICC液壓制動系統(tǒng)液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺的ICC液壓制動系統(tǒng)主要包括制動踏板、真空助力器、油杯、制動主缸、RapidPro硬件、ICC主動液壓制動執(zhí)行機構、前左輪制動器、前右輪制動器、后左輪制動器、后右輪制動器、前左輪壓力傳感器I、前右輪壓力傳感器2、后左輪壓力傳感器3、后右輪壓力傳感器4、制動主缸前腔壓力傳感器5與制動主缸后腔壓力傳感器6。 I. ICC主動液壓制動執(zhí)行機構參閱圖2，液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺中的ICC主動液壓制動執(zhí)行機構采用一種四通道液壓控制單元(HCU)。液壓控制單元(HCU)主要由電磁閥(包括1號隔離閥、2號隔離閥、I號進液閥、2號進液閥、I號增壓閥、2號增壓閥、3號增壓閥、4號增壓閥、I號減壓閥、2號減壓閥、3號減壓閥與4號減壓閥)，直流電機，電動泵，低壓蓄能器以及一系列單向閥和閥體組成。其工作原理為常規(guī)制動時，液壓控制單元(HCU)所有元件均不通電，制動液可經I號隔離閥、2號隔離閥、I號增壓閥、2號增壓閥、3號增壓閥與4號增壓閥進入前左輪制動輪缸、前右輪制動輪缸、后左輪制動輪缸與后右輪制動輪缸制動。對于ICC主動液壓制動執(zhí)行機構總體控制規(guī)則如表I所示表一 ICC液壓制動執(zhí)行機構控制規(guī)則
權利要求1.一種液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺，由實時平臺、ICC液壓制動系統(tǒng)與液壓測試模塊組成，其特征在于，所述的液壓測試模塊由動力源、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器(7)、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器(8)、動力源出口壓力傳感器(9)、1號兩位三通閥、2號兩位三通閥、3號兩位三通閥、4號兩位三通閥、5號兩位三通閥、6號常閉式兩位兩通閥、7號常閉式兩位兩通閥、8號常開式兩位兩通閥、流量傳感器、動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器組成； 動力源的出口和3號兩位三通閥的3號接口與2號兩位三通閥的3號接口管路連接，3號兩位三通閥的2號接口與5號兩位三通閥的2號接口管路連接，5號兩位三通閥的I號接口和7號常閉式兩位兩通閥的I號接口、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器(7)的接口與ICC液壓制動系統(tǒng)中的I號液壓控制單元出入口管路連接；2號兩位三通閥的2號接口與4號兩位三通閥的2號接口管路連接，4號兩位三通閥的I號接口和6號常閉式兩位 兩通閥的I號接口與8號常開式兩位兩通閥的2號接口管路連接，8號常開式兩位兩通閥的I號接口和2號液壓控制單元出入口壓力傳感器(8)的接口與ICC液壓制動系統(tǒng)中的2號液壓控制單元出入口管路連接；5號兩位三通閥與4號兩位三通閥的3號接口和流量傳感器的入口管路連接，6號常閉式兩位兩通閥與7號常閉式兩位兩通閥的2號接口和流量傳感器的出口管路連接；動力源的入口和I號兩位三通閥的3號接口管路連接，I號兩位三通閥的2號接口與3號兩位三通閥的I號接口管路連接，I號兩位三通閥的I號接口和ICC液壓制動系統(tǒng)中的制動主缸的前腔管路連接，2號兩位三通閥的I號接口和ICC液壓制動系統(tǒng)中的制動主缸后腔管路連接，動力源出口壓力傳感器(9)的接口與動力源的出口管路連接；動力源繼電器的輸出端與動力源電線連接，I號電磁閥繼電器輸出端與I號兩位三通閥電線連接，2號電磁閥繼電器輸出端與2號兩位三通閥電線連接，3號電磁閥繼電器輸出端與3號兩位三通閥電線連接，4號電磁閥繼電器輸出端與4號兩位三通閥電線連接，5號電磁閥繼電器輸出端與5號兩位三通閥電線連接，6號電磁閥繼電器輸出端與6號常閉式兩位兩通閥電線連接，7號電磁閥繼電器輸出端與7號常閉式兩位兩通閥電線連接，8號電磁閥繼電器輸出端與8號常開式兩位兩通閥電線連接。
2.按照權利要求I所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺，其特征在于，所述的I號兩位三通閥、2號兩位三通閥、3號兩位三通閥、4號兩位三通閥與5號兩位三通閥結構相同，皆采用型號為WKM08130D-01的兩位三通閥，6號常閉式兩位兩通閥與7號常閉式兩位兩通閥結構相同，皆采用型號為WSM06020W-01的常閉式兩位兩通閥，8號常開式兩位兩通閥采用型號為WSM06020V-01的常開式兩位兩通閥； I號液壓控制單元出入口壓力傳感器(7)、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器(8)與動力源出口壓力傳感器(9)結構相同，皆采用型號為PA-21S-80520. 3-200的壓力傳感器； 動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器結構相同，均采用型號為MY4NJ的繼電器。
3.按照權利要求I所述的液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺，其特征在于，所述的實時平臺由工控機和dSPACE實時仿真系統(tǒng)組成； dSPACE實時仿真系統(tǒng)主要包括AutoBox、型號為DS1005的處理器板、型號為DS2211的多路I/o板與型號為DS2202的多路I/O板； 型號為DS1005的處理器板通過PHS總線和Autobox、型號為DS2211的多路I/O板與型號為DS2202的多路I/O板連接，Autobox與工控機通過網線連接； 型號為DS 2211的多路I/O板的第I路至第9路D/A通道依次和液壓測試模塊中的驅動系統(tǒng)中動力源繼電器、I號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器的輸入端電線連接； 型號為DS 2202的多路I/O板的第I路至第9路A/D通道依次和前左輪壓力傳感器(I)、前右輪壓力傳感器(2)、后左輪壓力傳感器(3)、后右輪壓力傳感器(4)、制動主缸前腔壓力傳感器(5)、制動主缸后腔壓力傳感器出)、I號液壓控制單元出入口壓力傳感器(7)、2號液壓控制單元出入口壓力傳感器(8)與動力源出口壓力傳感器(9)的輸出端電線連接， 型號為DS2202的多路I/O板的第10路A/D通道與流量傳感器的輸出端電線連接。
專利摘要本實用新型公開了液壓制動執(zhí)行機構測試試驗臺，由實時平臺、ICC液壓制動系統(tǒng)與液壓測試模塊組成。液壓測試模塊由動力源、流量傳感器、3個結構相同的壓力傳感器、5個結構相同的兩位三通閥、1個常開式兩位兩通閥、2個結構相同的常閉式兩位兩通閥與驅動系統(tǒng)組成。驅動系統(tǒng)包括8個結構相同的繼電器即動力源繼電器、1號電磁閥繼電器、2號電磁閥繼電器、3號電磁閥繼電器、4號電磁閥繼電器、5號電磁閥繼電器、6號電磁閥繼電器、7號電磁閥繼電器與8號電磁閥繼電器。實時平臺與ICC液壓制動系統(tǒng)之間電線連接，實時平臺與液壓測試模塊由型號為DS2211的多路I/0板與驅動系統(tǒng)連接，ICC液壓制動系統(tǒng)與液壓測試模塊之間管路連接。
文檔編號G01M99/00GK202485919SQ201220100948
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權日2012年3月16日
發(fā)明者余春賢, 周欣, 朱冰, 李世超, 李幼德, 李靜, 趙健, 郭俐彤, 黃慶玲 申請人:吉林大學