專利名稱：一種用于abs試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及商用汽車氣壓式ABS硬件在環(huán)仿真試驗臺，具體涉及應(yīng)用在ABS硬件在環(huán)仿真試驗臺上的氣路系統(tǒng)壓容特性的模擬裝置。
背景技術(shù)：
防抱死制動系統(tǒng)ABS的使用大大提高了汽車的制動安全性，對于商用汽車而言尤為明顯。但用于商用車的氣動ABS系統(tǒng)涉及傳統(tǒng)氣壓制動系統(tǒng)、ABS氣壓調(diào)節(jié)閥、輪速傳感器、電子控制單元等多個子系統(tǒng)，系統(tǒng)復(fù)雜，功能繁多。事實證明，對于這類復(fù)雜的汽車電控系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的硬件在環(huán)仿真試驗臺至關(guān)重要，可以全面檢驗電控系統(tǒng)的性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開發(fā)周期。目前國內(nèi)外開發(fā)的氣壓式ABS試驗臺普遍缺乏對ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間的氣路系統(tǒng)壓容特性的模擬。有些氣壓式ABS試驗臺直接選擇某車型的氣路系統(tǒng)安裝在試驗臺上，該做法盡管針對這種車型而言比較真實，但車型變化時適應(yīng)能力很差，更換也極不方便。理論分析和試驗都表明，從ABS氣壓調(diào)節(jié)閥開始到制動器之間的氣路“壓力-容積”特性決定了制動壓力的傳播特性。建立一種能夠快速適應(yīng)各種車型氣壓制動系統(tǒng)的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置是本實用新型解決的主要問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提出了一種利用計算機控制的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，可以模擬任意氣壓制動系統(tǒng)從ABS氣壓調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路的“壓力-容積”特性。本實用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，結(jié)合附圖說明如下:一種用于ABS試 驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，由氣缸座1、活塞3、電機5、絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6、活塞端蓋12和壓力傳感器11組成，所述氣缸座I固定在電機5上，所述活塞3與活塞端蓋12密封裝配，活塞3通過花鍵與氣缸座I內(nèi)壁間隙配合，活塞3將氣缸座I內(nèi)腔分隔為左右兩個封閉腔室，活塞3與電機5輸出軸采用螺紋連接，并與電機5輸出軸共同構(gòu)成螺母絲杠運動副，所述絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6裝在電機5后輸出端，所述壓力傳感器11裝在左封閉腔室的氣缸座I上，并與氣缸座I之間密封連接。在左封閉腔室的氣缸座I上設(shè)有與ABS氣壓調(diào)節(jié)閥相通的進氣口 13，在氣缸座I右端設(shè)有注油孔7，在活塞3右端面上設(shè)有通氣孔8。所述絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6的旋轉(zhuǎn)部分與所述電機5后輸出端以單鍵連接，所述絕對式轉(zhuǎn)角器6的非旋轉(zhuǎn)部分與所述電機5后端外殼以過盈配合方式連接。所述注油孔7為三個，均勻分布在氣缸座I的右端，與氣缸座I上的花鍵槽相通。所述活塞端蓋12與活塞3之間用沉頭螺栓2連接，中間用橡膠密封墊9密封，壓力傳感器11與氣缸座I通過螺紋連接，用O型密封圈10密封。所述花鍵為3根，均布在活塞3的外壁上。一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，利用ABS試驗臺的控制計算機確定從ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路系統(tǒng)的“壓力-容積”特性；控制計算機采集壓力傳感器11上的壓力信號，經(jīng)過低通濾波后查詢氣路系統(tǒng)壓容特性數(shù)據(jù)表，獲得期望的當(dāng)前工作腔室的容積；同時通過絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6測量當(dāng)前活塞3在氣缸座I內(nèi)的位置，計算工作腔室當(dāng)前實際的容積；工作腔室實際容積與期望容積的差值，經(jīng)過PID控制器輸出PWM指令給電機控制系統(tǒng)，控制電機5轉(zhuǎn)動，改變工作腔室體積，實現(xiàn)任意的氣路壓容特性的模擬?！肮搪?lián)”是指將兩個部件相對位置固定，如果其中一個移動，另一個隨動，相對位置不變。本實用新型具有以下技術(shù)效果:采用本實用新型氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，可以解決商用汽車氣動ABS試驗臺上統(tǒng)一模擬ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路系統(tǒng)壓容特性的難題，使ABS試驗臺硬件部分的制造可以標準化。在更換被測車型時，無需更換此車型相對應(yīng)的氣壓制動管路系統(tǒng)，而僅采集此車型的氣路壓容特性，利用本實用新型所述的計算機控制方法實現(xiàn)氣路系統(tǒng)壓容特性的模擬，大大縮短ABS測試的準備周期。

圖1是本實用新型提出的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中所示A-A向局部視圖；圖3是本實用新型提出的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置的工作過程示意圖； 圖中:I一氣缸座，2—沉頭螺栓，3—活塞，4一緊固螺栓，5 —電機，6—絕對式轉(zhuǎn)角傳感器，7—注油孔，8—通氣孔，9一橡膠密封墊，10—0型密封圈，11一壓力傳感器，12—活塞端蓋，13—進氣口。
具體實施方式
下面結(jié)合圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內(nèi)容及使用過程。本氣路壓容特性模擬裝置，由氣缸座1、活塞3、電機5、絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6、活塞端蓋12以及壓力傳感器11等組成?；钊?上平均分布的三個花鍵與氣缸座I上相應(yīng)的花鍵槽以小間隙配合，使得活塞只能在氣缸座內(nèi)沿軸向平動?；钊?的右端與電機5的輸出軸以梯形齒相配合，形成螺母絲杠結(jié)構(gòu)。電機5通過緊固螺栓4與氣缸座I固聯(lián)。絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6的旋轉(zhuǎn)部分與電機5后輸出端以單鍵連接，絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6的非旋轉(zhuǎn)部分與電機5后端外殼以過盈配合方式連接?；钊松w12用沉頭螺栓2與活塞3連接，中間用橡膠密封墊9密封。壓力傳感器11通過螺紋與氣缸座I連接，并用O型密封圈10密封。圖1中活塞端蓋12左端面與氣缸座I構(gòu)成的封閉腔室為氣路壓容特性模擬裝置的工作腔室。該工作腔室通過氣缸座I的進氣口 13與ABS氣壓調(diào)節(jié)閥相連。橡膠密封墊9、O型密封圈10，以及氣缸座I和活塞3之間的小間隙配合共同實現(xiàn)工作腔室與外界大氣的密封。電機5輸出軸加工成齒形為梯形的絲杠，活塞3右端也加工成同樣齒形的內(nèi)螺紋。圖2中可以看出，活塞3采用三個花鍵與氣缸座I配合，使得活塞只能在氣缸座I內(nèi)沿軸向平動，與電機5輸出軸共同構(gòu)成螺母絲杠運動副。電機5的旋轉(zhuǎn)運動可以轉(zhuǎn)化為活塞3的平動，從而改變工作腔室的體積。[0023]活塞3在氣缸座I中移動時，活塞3內(nèi)的氣體容積，以及活塞3右端面與氣缸座I構(gòu)成的腔室容積也會發(fā)生變化，通過通氣孔8以及注油孔7實現(xiàn)這些腔室與外部大氣相通，避免對活塞3運動過程中由這些腔室的容積變化對活塞3產(chǎn)生的阻力。氣缸座I上有三個注油孔7，均布地開在氣缸座I的右端，與氣缸座I上的花鍵槽相通。通過注油孔7可以給活塞3與氣缸座I形成的運動副加注潤滑油。本實用新型所述的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置的工作過程參閱圖3。ABS試驗臺的實時控制計算機根據(jù)所選擇的車型，確定該車型所對應(yīng)的從ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路的“壓力-容積”特性。該控制計算機采集壓力傳感器11上的壓力信號，經(jīng)過低通濾波后查詢氣路系統(tǒng)壓容特性數(shù)據(jù)表，獲得期望的當(dāng)前工作腔室的容積。同時控制計算機通過絕對式轉(zhuǎn)角傳感器6測量當(dāng)前活塞3在氣缸座I內(nèi)的位置，計算工作腔室當(dāng)前實際的容積。工作腔室實際容積與期望容積的差值，經(jīng)過PID控制器輸出PWM指令給電機控制系統(tǒng)，控制電機5轉(zhuǎn)動，改變工作腔室體積，從而構(gòu)成控制閉環(huán)。通過以上的控制過程，可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)任意的氣路系 統(tǒng)壓容特性的模擬。
權(quán)利要求1.一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，由氣缸座(I)、活塞(3)、電機(5)、絕對式轉(zhuǎn)角傳感器(6)、活塞端蓋(12)和壓力傳感器(11)組成，其特征在于: 所述氣缸座(I)固定在電機(5 )上，所述活塞(3 )與活塞端蓋(12 )密封裝配，活塞(3 )通過花鍵與氣缸座(I)內(nèi)壁間隙配合，活塞(3)將氣缸座(I)內(nèi)腔分隔為左右兩個封閉腔室，活塞(3)與電機(5)輸出軸采用螺紋連接，并與電機5輸出軸共同構(gòu)成螺母絲杠運動副，所述絕對式轉(zhuǎn)角傳感器(6)裝在電機(5)后輸出端，所述壓力傳感器(11)裝在左封閉腔室的氣缸座(I)上，并與氣缸座(I)之間密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，其特征在于: 在左封閉腔室的氣缸座(I)上設(shè)有與ABS氣壓調(diào)節(jié)閥相通的進氣口( 13)，在氣缸座(I)右端設(shè)有注油孔(7)，在活塞(3)右端面上設(shè)有通氣孔(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，其特征在于: 所述絕對式轉(zhuǎn)角傳感器(6)的旋轉(zhuǎn)部分與所述電機(5)后輸出端以單鍵連接，所述絕對式轉(zhuǎn)角器(6)的非旋轉(zhuǎn)部分與所述電機(5)后端外殼以過盈配合方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，其特征在于: 所述注油孔(7)為三個，均勻分布在氣缸座(I)的右端，與氣缸座(I)上的花鍵槽相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，其特征在于: 所述活塞端蓋(12)與活塞(3)之間用沉頭螺栓(2)連接，中間用橡膠密封墊(9)密封，壓力傳感器(11)與氣缸座(I)通過螺紋連接，用O型密封圈(10)密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，其特征在于: 所述花鍵為3根，均布在活塞(3)的外壁上。
專利摘要本實用新型涉及一種用于ABS試驗臺的氣路系統(tǒng)壓容特性模擬裝置，由氣缸座、活塞、電機、絕對式轉(zhuǎn)角傳感器、活塞端蓋以及壓力傳感器等組成，活塞與電機輸出軸之間構(gòu)成螺母絲杠運動副，通過電機的旋轉(zhuǎn)運動引起活塞在氣缸座內(nèi)的平動，改變工作腔室的體積，ABS試驗臺的控制計算機根據(jù)所選擇的商用車車型，確定該車型所對應(yīng)的從ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路的“壓力-容積”特性，根據(jù)采集的當(dāng)前工作腔室壓力，查表得到期望的工作腔室容積，通過PID控制器控制電機系統(tǒng)運動，調(diào)整工作腔室容積，本實用新型可以解決商用汽車氣動ABS試驗臺上統(tǒng)一模擬ABS調(diào)節(jié)閥到制動器之間氣路系統(tǒng)壓容特性的難題，實現(xiàn)任意的氣路系統(tǒng)壓容特性的模擬。
文檔編號G01M17/007GK203132843SQ201320043840
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者丁海濤, 張建偉, 郎文嵩, 孫勇 申請人:吉林大學(xué)