CN108120606B - 基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法，所述试验台通过模拟采集模块分别采集四个制动气室压力信号和油门踏板开度信号；通过数字输出模块向前桥单通道模块、前桥的两个ABS电磁阀和后桥双通道模块输出驱动信号；通过数字采集模块分别采集制动踏板开关和制动踏板开度信号以及方向盘转角信号；上述三个模块分别与cRIO控制器传输数据；上述三个模块所采集的驾驶员输入信号还传输给PXI多功能I/O模块，并输入至PXI控制器内的整车模型中，实现闭环控制；PXI控制器与cRIO控制器和主机分别通过以太网相连。本发明实现了对商用车电子制动系统硬件在环试验，满足了商用车电子制动系统快速开发的要求。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子制动系统硬件在环测试技术领域，具体地说，本发明涉及基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法。
背景技术
随着经济的发展与交通的需要，商用车由于其载人载货量较大，导致其市场占有率逐年上升，由于商用车质心较高，视野受限，体积较为庞大等特点，商用车的行车安全性显得尤为重要。国外针对于商用车的安全性提出了商用车电子制动系统(ElectronicallyBraking System)的概念，其是在商用车ABS控制的基础上，逐渐融合诸如ASR控制、ESP控制等等控制功能。由于电子制动系统通过采用电控方式代替机械控制，使制动响应速度与制动精确性获得了较大提高。目前国外厂商诸如WABCO公司、BOSCH公司、Knorr公司均以推出了各自的电子制动系统，而随着电子制动系统在商用车上的普及以及各大厂商对于电子制动系统核心技术的垄断，我国对于商用车电子制动系统的研发迫在眉睫。而国内的商用车电子制动系统的研发仍处于起步阶段，目前针对于商用车电子制动系统的研发主要集中于少数整车厂商及高等院校。
硬件在环试验台在商用车电子制动系统的研发中具有非常明显的优势，硬件在环试验台由于其试验在不需要进行实车道路试验的情况下能够达到较高的仿真精度，其可以大大节约研发成本且缩短产品开发周期。目前国内针对于商用车电子制动系统研发与验证的硬件在环试验台资料较少，局限性较大，无法满足对商用车电子制动系统快速开发与硬件在环试验的需求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法，以实现对商用车电子制动系统硬件在环试验，满足商用车电子制动系统快速开发的要求。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，由气源组件A、气压试验台组件B、控制器组件C、下位机组件D以及主机36组成，所述气压试验台组件B由油门踏板8、转向盘10、由前桥单通道模块16控制的前桥制动控制气路、由后桥双通道模块17控制的后桥制动控制气路，以及分别与前桥单通道模块16和后桥双通道模块17气路控制连接的制动踏板总成11组成；
所述控制器组件C由模拟采集模块30、数字输出模块31、数字采集模块32和cRIO控制器33组成；所述模拟采集模块30通过模拟量采集通道端口分别与四个制动气室对应的四个压力传感器以及油门踏板位移传感器7信号连接；所述数字输出模块31通过数字量输出通道端口分别与前桥单通道模块16、前桥的两个ABS电磁阀以及后桥双通道模块17信号连接；所述数字采集模块32通过数字量采集通道端口分别与制动踏板总成11内集成的制动踏板开关和制动踏板开度位移传感器以及方向盘转角传感器9信号连接；所述模拟采集模块30、数字输出模块31和数字采集模块32分别安装在cRIO控制器33的扩展卡槽中实现数据传输；
所述下位机组件D由PXI多功能I/O模块34和PXI控制器35组成；所述PXI多功能I/O模块34通过DIO通道端口分别与制动踏板总成11内集成的制动踏板开关和制动踏板开度位移传感器以及方向盘转角传感器9信号连接；所述PXI多功能I/O模块34通过AI通道端口分别与四个制动气室对应的四个压力传感器以及油门踏板位移传感器7信号连接；所述PXI多功能I/O模块34安装在PXI控制器35的扩展卡槽中实现数据传输；
PXI控制器35与cRIO控制器33和主机36分别通过以太网相连，实现数据传输。
所述气源组件A由空气压缩机1和干燥器2组成，所述空气压缩机1的出气口与干燥器2的进气口通过气压管路相连，干燥器2的出气口向气压试验台组件B输出干燥的压缩空气。
在所述气压试验台组件B中，四回路保护阀3的进气口与气源组件A连接，四回路保护阀3的一个出气口与第二储气筒4的进气口相连，另一个出气口与第一储气筒5的进气口相连；
第一储气筒5的出气口通过第一三通6分别与前桥单通道模块进气口161和制动踏板总成第一进气口111相连，制动踏板总成第一出气口113与前桥单通道模块控制口163相连，前桥单通道模块的两个出气口分别通过ABS电磁阀连接前桥两侧制动气室，前桥两侧制动气室的进气口处分别安装压力传感器；
第二储气筒4的出气口通过第二三通12分别与制动踏板总成第二进气口112和第三三通13连接，第三三通13的另外两端分别与后桥双通道模块的两个进气口相连，制动踏板总成第二出气口114与后桥双通道模块控制口174相连，后桥双通道模块的两个出气口分别连接后桥两侧制动气室，后桥两侧制动气室的进气口处分别安装压力传感器。
所述主机36内部安装有用于建立商用车电子制动系统控制策略的软件、用于建立整车模型的软件以及用于将商用车电子制动系统控制策略的软件下载进cRIO控制器33的端口软件。
所述商用车电子制动系统控制策略为ABS控制策略、ESC控制策略或ASR控制策略。
基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的试验方法，所述试验方法具体如下：
首先，将主机36内建立的待试验商用车电子制动系统控制策略下载到cRIO控制器33中；将主机36内建立的整车模型下载到PXI控制器35中；
然后，试验人员操纵方向盘10、油门踏板8以及制动踏板总成11进行驾驶员输入；PXI多功能I/O模块34采集方向盘转角传感器9采集到的方向盘转角信号、油门踏板位移传感器7采集到的油门开度信号、制动踏板总成11采集到的制动踏板开度信号和制动踏板开关信号，并将其传输给PXI控制器35内的整车模型，确保整车模型的正常运行；cRIO控制器33以PXI控制器35传输来控制策略所需识别的车辆参数和模拟采集模块30和数字采集模块32所采集到的上述信号以及汽车四个车轮各自对应的压力传感器采集的实时压力信号为基础，通过cRIO控制器33内的商用车电子制动系统控制策略，分析计算出此时汽车前后车轮所需要控制达到的目标压力值，并将此目标压力值通过数字输出模块31转化为PWM驱动信号，输出给前桥单通道模块16、后桥双通道模块17以及汽车前桥两侧的ABS电磁阀，对汽车前后轮进行合理压力调节，以达到闭环控制目的；
最后，试验人员通过主机36查看试验台的实时参数曲线，从而对控制策略进行评价。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台采用NI公司的PXI平台进行整车模拟，采用cRIO控制器对商用车电子制动系统控制策略进行硬件在环验证，其成本较低，充分利用PXI平台在数据采集与处理方面优势，实时性较好。
2.本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台可以用于商用车电子制动系统内的ABS控制、ASR控制、ESP控制等控制策略的开发与验证，其适用范围较广。
3.本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台操作方便，进行试验所需人员较少，能够大大缩短商用车电子制动系统的开发周期，节约研发成本。
4.本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台中，气压试验台组件中的前后桥阀组基于目前市场最新的第三代电子制动系统，能够实现对第三代电子制动系统的控制策略硬件在环开发与试验，弥补了国内针对于第三代电子制动系统试验台的空白。
附图说明
图1为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的组成结构示意图；
图2为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的信号传递流程图；
图3为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法的设计原理逻辑图；
图4为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台中，前桥单通道模块的气路接口示意图；
图5为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台中，后桥双通道模块的气路接口示意图；
图6为本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台中，制动踏板总成的气路接口示意图；
图中：
A.气源组件， B.气压试验台组件， C.控制器组件， D.下位机组件；
1.空气压缩机， 2.干燥器， 3.四回路保护阀， 4.第二储气筒，
5.第一储气筒， 6.第一三通， 7.油门踏板位移传感器，8.油门踏板，
9.方向盘转角传感器， 10.方向盘， 11.制动踏板总成， 12.第二三通，
13.第三三通， 14.第一ABS电磁阀， 15.第二ABS电磁阀， 16.前桥单通道模块，
17.后桥双通道模块， 18.右前轮制动器， 19.右前制动气室， 20.第一压力传感器，
21.左前轮制动器， 22.左前制动气室， 23.第二压力传感器， 24.右后轮制动器，
25.右后制动气室， 26.第三压力传感器， 27.左后轮制动器， 28.左后制动气室，
29.第四压力传感器， 30.模拟采集模块， 31.数字输出模块， 32.数字采集模块，
33.cRIO控制器， 34.PXI多功能I/O模块， 35.PXI控制器， 36.主机，
111.制动踏板总成第一进气口， 112.制动踏板总成第二进气口，
113.制动踏板总成第一出气口， 114.制动踏板总成第二出气口，
161.前桥单通道模块进气口， 162.前桥单通道模块第一出气口，
163.前桥单通道模块控制口， 164.前桥单通道模块第二出气口，
171.后桥双通道模块第一出气口， 172.后桥双通道模块第一进气口，
173.后桥双通道模块第二出气口， 174.后桥双通道模块控制口，
175.后桥双通道模块第三出气口， 176.后桥双通道模块第二进气口，
177.后桥双通道模块第四出气口。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的技术方案及其所带来的有益效果，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，本发明提供了基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，所述试验台由气源组件A、气压试验台组件B、控制器组件C、下位机组件D以及主机36组成。
所述气源组件A由空气压缩机1和干燥器2组成。其中，所述空气压缩机1选用活塞式空气压缩机，其能够稳定对外输出1Mpa压缩空气；所述空气压缩机1的出气口与干燥器2的进气口通过气压管路相连，干燥器2的出气口向外输出干燥的压缩空气。
所述气压试验台组件B包括四回路保护阀3、第二储气筒4、第一储气筒5、第一三通6、油门踏板位移传感器7、油门踏板8、方向盘转角传感器9、方向盘10、制动踏板总成11、第二三通12、第三三通13、第一ABS电磁阀14、第二ABS电磁阀15、前桥单通道模块16、后桥双通道模块17、右前轮制动器18、右前制动气室19、第一压力传感器20、左前轮制动器21、左前制动气室22、第二压力传感器23、右后轮制动器24、右后制动气室25、第三压力传感器26、左后轮制动器27、左后制动气室28和第四压力传感器29。
所述油门踏板8内部装有油门踏板位移传感器7，油门踏板位移传感器7的作用是实时监测油门踏板8的踏板位移，并对外输出油门开度位移信号；踏板位移传感器7对外输出的油门开度位移信号为模拟信号。
所述转向盘10的下部装有方向盘转角传感器9，方向盘转角传感器9的作用是实时监测方向盘10的转角，并对外输出方向盘转角信号；方向盘转角传感器9对外输出的方向盘转角信号为数字PWM信号。
所述第一三通6设有左端、右端和下端三个接口；所述第二三通12设有左端、右端和上端三个接口；所述第三三通13设有上端、下端和左端三个接口。
所述制动踏板总成11选用WABCO公司生产的第三代EBS系统中的制动踏板总成，所述制动踏板总成11的内部集成有制动踏板开关和制动踏板开度位移传感器，其可以分别对外输出制动踏板开关信号和制动踏板开度PWM信号。如图6所示，所述制动踏板总成11具有两个进气口分别是制动踏板总成第一进气口111和制动踏板总成第二进气口112，制动踏板总成11具有两个出气口分别是制动踏板总成第一出气口113和制动踏板总成第二出气口114。
所述前桥单通道模块16选用WABCO公司生产的第三代EBS系统中4801067000型号的前桥单通道模块。如图4所示，所述前桥单通道模块16具有一个进气口为前桥单通道模块进气口161；前桥单通道模块16具有两个出气口，分别为前桥单通道模块第一出气口162和前桥单通道模块第二出气口164；前桥单通道模块16还具有一个外界压力控制口为前桥单通道模块控制口163。
所述后桥双通道模块17选用WABCO公司生产的第三代EBS系统中4801062000型号的后桥双通道模块。如图5所示，所述后桥双通道模块17具有两个进气口，分别为后桥双通道模块第一进气口172和后桥双通道模块第二进气口176；后桥双通道模块17具有四个出气口，分别为后桥双通道模块第一出气口171、后桥双通道模块第二出气口173、后桥双通道模块第三出气口175和后桥双通道模块第四出气口177；后桥双通道模块17还具有一个外界压力控制口为后桥双通道模块控制口174；其中，后桥双通道模块第二出气口173和后桥双通道模块第三出气口175通过堵头堵死，不对外输出压力。
所述气压试验台组件B中的气路连接关系如下：
所述四回路保护阀3的进气口与干燥器2的出气口通过气压管路相连；四回路保护阀3具有四个出气口，其中两个出气口堵死，另外两个出气口中，一个出气口与第二储气筒4的进气口通过气压管路相连，另一个出气口与第一储气筒5的进气口通过气压管路相连。
所述第一储气筒5的出气口与第一三通6的右端通过气压管路相连，第二储气筒4的出气口与第二三通12的上端与通过气压管路相连。
制动踏板总成第一进气口111与第一三通6的下端通过气压管路相连，制动踏板总成第二进气口112与第二三通12的左端通过气压管路相连，制动踏板总成第一出气口113与前桥单通道模块16的前桥单通道模块控制口163通过气压管路相连，制动踏板总成第二出气口114与后桥双通道模块17的后桥双通道模块控制口174通过气压管路相连。
所述前桥单通道模块进气口161与第一三通6的左端通过气压管路相连，前桥单通道模块第一出气口162与第一ABS电磁阀14的进气口通过气压管路相连，前桥单通道模块第二出气口164与第二ABS电磁阀15的进气口通过气压管路相连。
所述第一ABS电磁阀14的出气口与右前制动气室19的进气口通过气压管路相连，所述右前制动气室19与右前轮制动器18通过螺栓相连，使右前制动气室19内的压缩空气能够对右前轮制动器18进行建压；所述右前轮制动器18为商用车盘式制动器，在右前轮制动器18内的制动钳之间夹有钢板，该钢板的作用是保证右前轮制动器18在建压后克服与钢板间的间隙后可以实现建压；所述第一压力传感器20位于右前制动气室19的进气口处，其可以实时监测右前制动气室19内的气体压力。
所述第二ABS电磁阀15的出气口与左前制动气室22的进气口通过气压管路相连，所述左前制动气室22与左前轮制动器21通过螺栓相连，使左前制动气室22内的压缩空气能够对左前轮制动器21进行建压；左前轮制动器21为商用车盘式制动器，在左前轮制动器21内的制动钳之间夹有钢板，该钢板的作用是保证左前轮制动器21在建压后克服与钢板间的间隙后可以实现建压；所述第二压力传感器23位于左前制动气室22的进气口处，其可以实时监测左前制动气室22内的气体压力。
所述第三三通13的左端与第二三通12的右端通过气压管路相连；第三三通13的上端与所述后桥双通道模块第一进气口172通过气压管路相连，第三三通13的下端与后桥双通道模块第二进气口176通过气压管路相连；
所述后桥双通道模块第一出气口171与右后制动气室25的进气口通过气压管路相连，所述右后制动气室25与右后轮制动器24通过螺栓相连，使右后制动气室25内的压缩空气能够对右后轮制动器24进行建压；右后轮制动器24为商用车盘式制动器，在右后轮制动器24内的制动钳之间夹有钢板，该钢板的作用是保证右后轮制动器24在建压后克服与钢板间的间隙后可以实现建压；所述第三压力传感器26位于右后制动气室25的进气口处，其可以实时监测右后制动气室25内的气体压力。
后桥双通道模块第四出气口177与左后制动气室28的进气口通过气压管路相连，所述左后制动气室28与左后轮制动器27通过螺栓相连，使左后制动气室28内的压缩空气能够对左后轮制动器27进行建压；左后轮制动器27为商用车盘式制动器，在左后轮制动器27内的制动钳之间夹有钢板，该钢板的作用是保证左后轮制动器27在建压后克服与钢板间的间隙后可以实现建压；所述第四压力传感器29位于左后制动气室28的进气口处，其可以实时监测左后制动气室28内的气体压力。
所述控制器部分C包括模拟采集模块30、数字输出模块31、数字采集模块32和cRIO控制器33。
所述模拟采集模块30选用NI公司生产的NI9205模拟采集模块，其具有32个模拟量采集通道。其中，模拟采集模块30的第一模拟量采集通道端口与第一气压传感器20的信号输出端通过电线连接；模拟采集模块30的第二模拟量采集通道端口与第二气压传感器23的信号输出端通过电线连接；模拟采集模块30的第三模拟量采集通道端口与第三气压传感器26的信号输出端通过电线连接；模拟采集模块30的第四模拟量采集通道端口与第四气压传感器29的信号输出端通过电线连接；模拟采集模块30的第五模拟量采集通道端口与油门踏板位移传感器7的信号输出端通过电线连接。电线连接如图1中虚线所示。
所述数字输出模块31选用两块NI公司生产的NI9474数字输出模块，其中，每个NI9474数字输出模块具有8个数字量输出通道，可对外稳定输出+24V的PWM驱动信号。数字输出模块31内的第一块NI9474数字输出模块为前桥中的前桥单通道模块16、第一ABS电磁阀14、第二ABS电磁阀15提供驱动信号；数字输出模块31内的第二块NI9474数字输出模块为后桥中的后桥双通道模块17提供驱动信号。
所述数字输出模块31内的第一块NI9474数字输出模块的第一个数字量输出通道端口和第二个数字量输出通道端口分别与前桥单通道模块16内部的增压阀驱动端和减压阀驱动端通过电线相连；数字输出模块31内的第一块NI9474数字输出模块的第三个数字量输出通道端口和第四个数字量输出通道端口分别与第一ABS电磁阀14内部的增压阀驱动端和减压阀驱动端通过电线相连；所述数字输出模块31内的第一块NI9474数字输出模块的第五个数字量输出通道端口和第六个数字量输出通道端口分别与第二ABS电磁阀15内部的增压阀驱动端和减压阀驱动端通过电线相连。电线连接如图1中虚线所示。
所述数字输出模块31内的第二块NI9474数字输出模块的第一个数字量输出通道端口和第二个数字量输出通道端口分别与后桥单通道模块17左侧内部的增压阀驱动端和减压阀驱动端通过电线相连；数字输出模块31内的第二块NI9474数字输出模块的第三个数字量输出通道端口和第四个数字量输出通道端口分别与后桥单通道模块17右侧内部的增压阀驱动端和减压阀驱动端通过电线相连。电线连接如图1中虚线所示。
所述数字采集模块32选用NI公司生产的NI9422数字采集模块，其具有8个数字量输入通道，可对数字量信号进行有效采集。
所述数字采集模块32的第一个数字量采集通道与制动踏板总成11的PWM信号输出端通过电线相连；数字采集模块32的第二个数字量采集通道与制动踏板总成11的开关信号输出端通过电线相连；数字采集模块32的第三个数字量采集通道与方向盘转角传感器9的PWM信号输出端通过电线相连。电线连接如图1中虚线所示。
所述cRIO控制器33选用NI公司生产的NIcRIO-9030控制器，其具有双核1.33GHz处理器，并拥有四个扩展卡槽。
所述模拟采集模块30安装在cRIO控制器33的第一个扩展卡槽中，使其可以与cRIO控制器33进行数据传输；数字输出模块31的第一块NI9474数字输出模块安装在cRIO控制器33的第二个扩展卡槽中，使其可以与cRIO控制器33进行数据传输；数字输出模块31的第二块NI9474数字输出模块安装在cRIO控制器33的第三个扩展卡槽中，使其可以与cRIO控制器33进行数据传输；数字采集模块32安装在cRIO控制器33的第四个扩展卡槽中，使其可以与cRIO控制器33进行数据传输。
所述下位机组件D包括PXI多功能I/O模块34和PXI控制器35。
所述PXI多功能I/O模块34选用NI公司生产的PXI6229多功能I/O模块，其具有32路AI通道、4路AO通道、48路DIO通道，其可以独立完成对模拟量和数字量的采集与输出。
所述PXI多功能I/O模块34的第一路DIO通道端口与制动踏板总成11的PWM信号输出端通过电线相连；PXI多功能I/O模块34的第二路DIO通道端口与制动踏板总成11的开关信号输出端通过电线相连；PXI多功能I/O模块34的第三路DIO通道端口与方向盘转角传感器9的PWM信号输出端通过电线相连；PXI多功能I/O模块34的第一路AI通道端口与第一气压传感器20的信号输出端通过电线连接；PXI多功能I/O模块34的第二路AI通道端口与第二气压传感器23的信号输出端通过电线连接；PXI多功能I/O模块34的第三路AI通道端口与第三气压传感器26的信号输出端通过电线连接；PXI多功能I/O模块34的第四路AI通道端口与第四气压传感器29的信号输出端通过电线连接；其第五路AI通道端口与油门踏板位移传感器7的信号输出端通过电线连接。电线连接如图1中虚线所示。
所述PXI控制器35选用NI公司生产的PXI8108嵌入式控制器，其具有2.53GHz双核处理器。PXI多功能I/O模块34安装在PXI控制器35的扩展卡槽中，实现数据传输。
所述主机36为通用的个人计算机，其内部安装有Matlab/Simulink软件、TruckSim软件和NIveristand软件；其中Matlab/Simulink软件的作用是建立商用车电子制动系统控制策略；TruckSim软件的作用是提供整车环境模拟，建立整车模型；NIveristand软件的作用是提供NI设备与Matlab/Simulink软件的接口，方便将商用车电子制动系统控制策略下载进cRIO控制器33；
所述商用车电子制动系统控制策略为ABS(防抱死制动系统)控制策略、ESC(电子稳定控制系统)控制策略或ASR(驱动防滑系统)控制策略等商用车电子制动系统控制策略。
所述主机36与PXI控制器35之间通过以太网网线相连，实现数据传输；PXI控制器35与cRIO控制器33通过以太网网线相连，实现数据传输。
根据上述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的组成结构，本发明还提供了基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验方法，如图2所示，试验过程具体如下：
首先，根据前述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的具体组成结构，将试验台内气压管路连接、电线连接和以太网连接结构连接完成；通过主机36内的NIveristand软件接口将在Matlab/Simulink软件中所建立的待试验商用车电子制动系统控制策略的代码下载到cRIO控制器33中；将主机36内的TruckSim软件中建立的整车模型下载到PXI控制器35中；
然后，试验人员操纵方向盘10、油门踏板8以及制动踏板总成11进行驾驶员输入；方向盘转角传感器9采集到方向盘10的转角，并对外输出方向盘转角PWM信号；油门踏板位移传感器7采集到油门踏板8的位移，并对外输出油门开度信号；制动踏板总成11内部内置的制动踏板开度位移传感器和制动踏板开关会对外输出制动踏板开度PWM信号以及制动踏板开关信号；PXI多功能I/O模块34采集到上述方向盘转角PWM信号、油门开度信号、制动踏板开度PWM信号以及制动踏板开关信号后，将其传输给PXI控制器35内的整车模型，确保整车模型的正常运行；cRIO控制器33以PXI控制器35传输来控制策略所需识别的车辆参数和模拟采集模块30和数字采集模块32所采集到的上述信号以及汽车四个车轮各自对应的压力传感器采集的实时压力信号为基础，通过cRIO控制器33内的商用车电子制动系统控制策略，分析计算出此时汽车前后车轮所需要控制达到的目标压力值，并将此目标压力值通过数字输出模块31转化为一定占空比的PWM驱动信号，输出给前桥单通道模块16、后桥双通道模块17以及汽车前轴两车轮对应的两个ABS电磁阀，使前桥单通道模块16、后桥双通道模块17和ABS电磁阀产生动作，对汽车前后轮进行合理压力调节，以达到闭环控制目的；
最后，试验人员可以通过主机36实时查看试验台的实时参数曲线，从而对控制策略进行及时评价，最终完成电子制动系统硬件在环试验。
如图3所示，本发明所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台及试验方法的设计原理如下：
由实验人员操纵方向盘10、油门踏板8和制动踏板总成11输入方向盘转角、油门开度、制动踏板开度等驾驶员输入信号，同时对路面信息进行输入，通过下位机组件D中的PXI多功能I/O模块34对驾驶员输入信号进行采集，并将其传输给PXI控制器35中运行的TruckSim整车模型，实现对整车的模拟；PXI控制器35内的整车模型向cRIO控制器33内下载的商用车电子制动系统控制策略提供轮速w、车速v等控制策略所需识别的车辆参数，控制策略经过计算后得到商用车前轮所需要施加的目标压力Pdf，并通过数字输出模块31将其转化为驱动信号，驱动前桥内的前桥单通道模块16与两个ABS电磁阀，使汽车前轮产生制动力矩Mbf，将其反馈至整车模型，实现对整车前轮的控制；控制策略经过计算后得到商用车后轮所需要施加的目标压力Pdr，并通过数字输出模块31将其转化为驱动信号，驱动后桥内的后桥双通道模块17，使汽车后轮产生制动力矩Mbr，将其反馈至整车模型，实现对整车后轮的控制。以此来完成对商用车电子制动系统的硬件在环试验过程。
Claims (6)
1.基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，由气源组件(A)、气压试验台组件(B)、控制器组件(C)、下位机组件(D)以及主机(36)组成，其特征在于：
所述气压试验台组件(B)由油门踏板(8)、转向盘(10)、由前桥单通道模块(16)控制的前桥制动控制气路、由后桥双通道模块(17)控制的后桥制动控制气路，以及分别与前桥单通道模块(16)和后桥双通道模块(17)气路控制连接的制动踏板总成(11)组成；
所述控制器组件(C)由模拟采集模块(30)、数字输出模块(31)、数字采集模块(32)和cRIO控制器(33)组成；所述模拟采集模块(30)通过模拟量采集通道端口分别与四个制动气室对应的四个压力传感器以及油门踏板位移传感器(7)信号连接；所述数字输出模块(31)通过数字量输出通道端口分别与前桥单通道模块(16)、前桥的两个ABS电磁阀以及后桥双通道模块(17)信号连接；所述数字采集模块(32)通过数字量采集通道端口分别与制动踏板总成(11)内集成的制动踏板开关和制动踏板开度位移传感器以及方向盘转角传感器(9)信号连接；所述模拟采集模块(30)、数字输出模块(31)和数字采集模块(32)分别安装在cRIO控制器(33)的扩展卡槽中实现数据传输；
所述下位机组件(D)由PXI多功能I/O模块(34)和PXI控制器(35)组成；所述PXI多功能I/O模块(34)通过DIO通道端口分别与制动踏板总成(11)内集成的制动踏板开关和制动踏板开度位移传感器以及方向盘转角传感器(9)信号连接；所述PXI多功能I/O模块(34)通过AI通道端口分别与四个制动气室对应的四个压力传感器以及油门踏板位移传感器(7)信号连接；所述PXI多功能I/O模块(34)安装在PXI控制器(35)的扩展卡槽中实现数据传输；
PXI控制器(35)与cRIO控制器(33)和主机(36)分别通过以太网相连，实现数据传输。
2.如权利要求1所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，其特征在于：
所述气源组件(A)由空气压缩机(1)和干燥器(2)组成，所述空气压缩机(1)的出气口与干燥器(2)的进气口通过气压管路相连，干燥器(2)的出气口向气压试验台组件(B)输出干燥的压缩空气。
3.如权利要求1所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，其特征在于：
在所述气压试验台组件(B)中，四回路保护阀(3)的进气口与气源组件(A)连接，四回路保护阀(3)的一个出气口与第二储气筒(4)的进气口相连，另一个出气口与第一储气筒(5)的进气口相连；
第一储气筒(5)的出气口通过第一三通(6)分别与前桥单通道模块进气口(161)和制动踏板总成第一进气口(111)相连，制动踏板总成第一出气口(113)与前桥单通道模块控制口(163)相连，前桥单通道模块的两个出气口分别通过ABS电磁阀连接前桥两侧制动气室，前桥两侧制动气室的进气口处分别安装压力传感器；
第二储气筒(4)的出气口通过第二三通(12)分别与制动踏板总成第二进气口(112)和第三三通(13)连接，第三三通(13)的另外两端分别与后桥双通道模块的两个进气口相连，制动踏板总成第二出气口(114)与后桥双通道模块控制口(174)相连，后桥双通道模块的两个出气口分别连接后桥两侧制动气室，后桥两侧制动气室的进气口处分别安装压力传感器。
4.如权利要求1所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，其特征在于：
所述主机(36)内部安装有用于建立商用车电子制动系统控制策略的软件、用于建立整车模型的软件以及用于将商用车电子制动系统控制策略的软件下载进cRIO控制器(33)的端口软件。
5.如权利要求4所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台，其特征在于：
所述商用车电子制动系统控制策略为ABS控制策略、ESC控制策略或ASR控制策略。
6.如权利要求1所述基于PXI和cRIO控制器的商用车电子制动系统硬件在环试验台的试验方法，其特征在于：
所述试验方法具体如下：
首先，将主机(36)内建立的待试验的商用车电子制动系统控制策略下载到cRIO控制器(33)中；将主机(36)内建立的整车模型下载到PXI控制器(35)中；
然后，试验人员操纵方向盘(10)、油门踏板(8)以及制动踏板总成(11)进行驾驶员输入；PXI多功能I/O模块(34)采集方向盘转角传感器(9)采集到的方向盘转角信号、油门踏板位移传感器(7)采集到的油门开度信号、制动踏板总成(11)采集到的制动踏板开度信号和制动踏板开关信号，并将其传输给PXI控制器(35)内的整车模型，确保整车模型的正常运行；cRIO控制器(33)以PXI控制器(35)传输来控制策略所需识别的车辆参数和模拟采集模块(30)和数字采集模块(32)所采集到的上述信号以及汽车四个车轮各自对应的压力传感器采集的实时压力信号为基础，通过cRIO控制器(33)内的商用车电子制动系统控制策略，分析计算出此时汽车前后车轮所需要控制达到的目标压力值，并将此目标压力值通过数字输出模块(31)转化为PWM驱动信号，输出给前桥单通道模块(16)、后桥双通道模块(17)以及汽车前桥两侧的ABS电磁阀，对汽车前后轮进行合理压力调节，以达到闭环控制目的；
最后，试验人员通过主机(36)查看试验台的实时参数曲线，从而对控制策略进行评价。
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