CN110631840A - 一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法 - Google Patents

一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110631840A
CN110631840A CN201910861016.4A CN201910861016A CN110631840A CN 110631840 A CN110631840 A CN 110631840A CN 201910861016 A CN201910861016 A CN 201910861016A CN 110631840 A CN110631840 A CN 110631840A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tire
brake
vehicle
data
lateral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910861016.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110631840B (zh
Inventor
朱天军
郑红艳
李贵远
那晓翔
蔡超明
陈俊斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI HUAYING AUTOMOTIVE TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Zhaoqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhaoqing University filed Critical Zhaoqing University
Priority to CN201910861016.4A priority Critical patent/CN110631840B/zh
Publication of CN110631840A publication Critical patent/CN110631840A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110631840B publication Critical patent/CN110631840B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/28Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明提供了一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法,该试验台包括制动系统和测试系统,所述测试系统能够测试控制策略的优劣,并控制制动系统中的电磁阀调控制动气室的压力;当模拟刹车输入时,数据采集模块采集制动气室的气压数据,目标机模拟变化后的车辆运行状态,并根据车辆的运行状态数据调控电磁阀,以实现对测试系统内置的控制策略进行测试的目的。本发明测试效果良好,且还能对装有ABS或EBS的汽车制动性能进行检测,能够适应不同轴距、不同轮距和不同重量汽车的制动性能检测与测试,能同时检测汽车的四个车轮的制动性能,实时、自动化、准确地检测汽车的制动性能参数。

Description

一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域,具体涉及一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法与试验方法。
背景技术
制动防抱死系统,简称ABS,在汽车制动时,能够自动控制制动器制动力的大小,使车轮不被抱死,处于边滚边滑的状态,以保证车轮与地面的附着力在最大值。
现有的ABS系统测试方法中,采用的轮胎模型是通过松弛滑移率,然后利用松弛得到的有效滑移率计算轮胎特性。然而,现有的这种模型存在无法计算轮胎特性的情况,例如用力推一个静止的汽车,显然轮胎会受到地面反作用力,由于轮胎不滚动,没有滑移率,所以现在的模型无法计算此时的轮胎力,因而无法有效地测试ABS控制策略的制动效果。
发明内容
针对上述技术问题,本发明旨在提供一种商用车防抱死系统的试验台及其试验方法与试验方法,能够计算在轮心转动而轮胎未滚动时的轮胎特性,测试此时ABS控制策略的制动效果。
为解决上述技术问题,本发明实施例采用以下技术方案来实现:
一种商用车防抱死系统的试验台,包括制动系统,所述制动系统包括制动踏板、储气筒、制动阀、制动气室、制动器和为所述储气筒供气的气源装置;所述制动踏板被下压后,制动阀打开,储气筒通过制动阀向制动气室通气,制动气室压力增大,制动器被压迫进而制动;
还包括与所述制动系统相连的测试系统,所述测试系统包括:
数据采集模块,被配置为:采集所述制动气室的气压数据,并将其发送至数据处理模块;
所述数据处理模块,被配置为:对所述数据采集模块采集的气压数据进行处理,并将处理后的气压数据发送至目标机;
所述目标机包括:整车模块和ABS控制模块;其中,所述整车模块接收所述处理后的气压数据,设立处理后的气压数据的刹车阈值,并在所述处理后的气压数据增大至刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
ABS控制模块,用于获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果及其控制策略控制电磁阀的开度;
所述电磁阀包括:两个进气口和一个出气口,其中,所述电磁阀的两个进气口分别与所述储气筒和所述制动阀的出气口相连,所述电磁阀的出气口与所述制动气室相连;
整车模块包括UniTire轮胎模型,所述UniTire轮胎模型用于计算车辆的运行状态数据,其中,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩。
一种商用车防抱死系统的试验方法,采用上述的商用车防抱死系统的试验台,所述试验方法的步骤包括:
S1,在试验开始前,初始化目标机中的整车模块的车辆运行参数,使所述整车模块模拟初始车辆运行状态;初始化所述ABS控制模块的控制策略;
S2:向所述制动系统输入制动指令,所述制动指令一方面用于驱动所述制动踏板进行制动,另一方面用于驱动所述数据采集模块开始采集所述制动气室的气压数据;
S3:所述数据处理模块接收并处理所述气压数据,之后将处理后的气压数据发送至目标机;
S4:所述目标机中的整车模块接收处理后的气压数据,并在所述处理后的气压数据不小于预设的刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
S5:所述整车模块中的UniTire轮胎模型根据调整后的车辆的运行状态,计算调整后的车辆的运行状态数据,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
S6:所述ABS控制模块获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果以及所述ABS控制模块的控制策略控制电磁阀的开度,使所述制动气室的气压数据改变;
S7:重复S3-S6,直至整车模型模拟的车辆停止运动;
有益地或示例性地,其中步骤S5中具体过程如下:
S51,数据采集模块发送气压数据至数据处理模块,所述气压数据经数据处理模块处理后转化为动力矩信号,并被整车模块中的UniTire轮胎模型接收;
S52,整车模块调整车辆的运行状态,UniTire轮胎模型由稳态的轮胎模型转变为非稳态的轮胎模型;
S53,UniTire轮胎模型利用胎体变形对轮心速度进行松弛,求解有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
有益地或示例性地,在所述步骤S53中,所述有效滑移率包括:侧向有效滑移率和纵向有效滑移率,其中,所述侧向有效滑移率Sy通过下述过程计算得到:
定义u表示轮胎变形,所述UniTire轮胎模型即为:非稳态过程中,将轮胎模型视为弹簧-阻尼模型;
在侧向上,以刚度为Kcy的弹簧A和阻尼系数为τyKcy的阻尼器A并联表示胎体,以阻尼系数为Fy/v′sy的阻尼器B表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fy为轮胎受到的侧向力,
Figure BDA0002199758200000032
vsy为轮胎的侧向滑移速度,τy为侧向轮胎阻尼刚度比,τy与Kcy均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入侧向松弛长度ly=Ky/Kcy,其中Ky表示轮胎侧向刚度,利用下式计算得出侧向有效滑移率Sy
Figure BDA0002199758200000031
其中,vr表示轮胎转速;vsyn表示名义侧向滑移速度,vsyn=vy-vr,vy表示车轮侧向速度,Fz表示轮胎的垂向载荷,Fzn=Fz-Fzr为无量纲标称载荷,Fzr表示轮胎在标准充气压力下的最大垂向载荷,a3、a4和a5为轮胎力学实验数据拟合参数;
所述纵向有效滑移率Sx通过下述过程计算得到:
在纵向上,以刚度为Kcx的弹簧A'和阻尼系数为τxKcx的阻尼器A'并联表示胎体,以阻尼系数为Fx/v′sx的阻尼器B'表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fx为轮胎受到的纵向力,
Figure BDA0002199758200000041
vsx为轮胎的纵向滑移速度,τx为纵向轮胎阻尼刚度比,τx与Kcx均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入纵向松弛长度lx=Kx/Kcx,其中Kx表示轮胎纵向刚度,利用下式计算纵向有效滑移率Sx
Figure BDA0002199758200000042
其中,vr表示轮胎转速;vsxn表示名义纵向滑移速度,vsxn=vx-vr,vx表示车轮纵向速度;b1、b2和b3为轮胎力学实验数据拟合参数。
有益地或示例性地,所述步骤S53中计算轮胎纵向力Fx和轮胎侧向力Fy的公式如下:
Figure BDA0002199758200000043
其中,
Figure BDA0002199758200000044
表示纵向相对滑移率,
Figure BDA0002199758200000045
表示侧向相对滑移率,
Figure BDA0002199758200000046
Figure BDA0002199758200000047
表示轮胎相对滑移率,a1和a2为轮胎力学实验数据拟合参数,μ表示路面附着系数。
有益地或示例性地,所述步骤S53中计算轮胎回正力矩Mz的公式如下:
Mz=FyDx+FxDy,
其中,Dx为回力臂,Dx通过对轮胎的力学实验数据拟合得出;Dy为轮胎的横向偏距,Dy=Fy/Kcy
有益地或示例性地,所述步骤S1和步骤S6控制策略具体为:
根据所述侧向有效滑移率Sy和纵向有效滑移率Sx,利用式子:
Figure BDA0002199758200000051
计算综合滑移率S;
所述ABS控制模块判断所述综合滑移率S是否满足:Smin≤S≤Smax,若满足,则使电磁阀开度保持恒定;若S>Smax,则降低电磁阀开度使制动气室压力降低;若S<Smin,则增大电磁阀开度使制动气室压力升高,其中,Smin为预设的安全阈值的最小值,Smax为预设的安全阈值的最大值。
有益地或示例性地,所述Smin=10%,所述Smax=25%。
本发明的各种实施方式具有以下有益效果为:
1、本发明的轮胎模型采用了UniTire模型,与其他轮胎模型相比,在制动系统方面的仿真应用因此优势显得非常突出,如可以精确仿真当车辆制动停车的过程,轮胎运动状态突然改变,轮胎力的变化过程及车辆由静止到起步加速过程等各种工况,可以较为准确地计算轮胎与地面间的纵向及侧向力,更为准确地反映整车的制动效能。
2、本发明不仅能够检测现有一般汽车的制动性能,还能对装有ABS或EBS的汽车制动性能进行检测,且适应不同轴距、不同轮距和不同重量汽车的制动性能检测与测试,能同时检测汽车的四个车轮的制动性能,实时、自动化、准确地检测汽车的制动性能参数。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一实施例的UniTire轮胎模型印迹坐标系;
图2是本发明一实施例的商用车防抱死系统的试验台;
图3是本发明一实施例的侧向非稳态特性的等效“弹簧-阻尼系统”图;
图4是本发明一实施例的纵向非稳态特性的等效“弹簧-阻尼系统”图。
具体实施方式
下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步描述。
一种商用车防抱死系统的试验台,包括制动系统,制动系统包括制动踏板、储气筒、制动阀、制动气室、制动器和为储气筒供气的气源装置;制动踏板被下压后,制动阀打开,储气筒通过制动阀向制动气室通气,使制动器被压迫进而制动;
还包括与制动系统相连的测试系统,测试系统包括:
数据采集模块,被配置为:采集所述制动气室的气压数据,并将其发送至数据处理模块;
所述数据处理模块,被配置为:对所述数据采集模块采集的气压数据进行处理,并将处理后的气压数据发送至目标机;
所述目标机包括:整车模块和ABS控制模块;其中,所述整车模块接收所述处理后的气压数据,设立处理后的气压数据的刹车阈值,并在所述处理后的气压数据增大至刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
ABS控制模块,用于获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果及其控制策略控制电磁阀的开度;
所述电磁阀包括:两个进气口和一个出气口,其中,所述电磁阀的两个进气口分别与所述储气筒和所述制动阀的出气口相连,所述电磁阀的出气口与所述制动气室相连;
整车模块包括UniTire轮胎模型,所述UniTire轮胎模型用于计算车辆的运行状态数据,其中,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩。
在一种实施方式中,UniTire轮胎模型采用印迹标系。
印迹标系中,能够较好地统一表达轮胎侧向和纵向滑移率。如图1所示,记轮胎理论接地印迹中心为O点,路面在O点处的切平面为A(不一定水平)。轮胎坐标系原点为O点,X轴为车轮平面与A的交线,Y轴为车轮旋转轴线在A内的投影,Z轴通过O点并垂直于A,向上为正,坐标系符合右手定则。由于不断更新的轮胎印迹前端点取决于轮胎的旋转方向,所以X轴的正方向与轮胎的旋转方向相适应(不取决于轮心的运动方向),这样可以统一滑移率的定义,也使得纵向力、侧向力、总切力及力矩具有简化而统一的表达式。
上述试验台中,工作原理如下:当踩下制动踏板时,高压气体从储气筒经制动阀进入制动气室,使制动气室的气压升高,数据采集模块感受压力的变化,产生相应的变化电信号经信号放大电路放大后经A/D转换后送入目标机中,目标机将气压的变化转换成制动力矩的变化,目标机根据制动力矩的变化,改变车辆的运动状态,目标机根据车辆车轮轮胎模型的轮速的变化,作出相应的控制指令即减压、增压、或保压的信号经驱动电路放大后传给电磁阀做出相应的动作,调节制动气室的压力。
在一种实施方式中,数据采集模块为压力传感器,所述压力传感器直接安装在制动气室的后壁上以测量制动气体压力的变化。可选用Entran公司生产的型号为EPXS0001U的压力传感器。
信号放大电路将压力传感器发出的毫伏级的电压信号转换成A/D转换所能够识别的伏级电压信号,并且具有较高的抗干扰的能力。压力传感器的电压信号的范围是30mv-100mv,A/D所识别的电压信号是0v-5v;电磁阀驱动电路将目标机所输出的电流较小且最大幅值只有5伏的数字信号放大,并指挥电磁阀的动作。
整车模块还包括转向模型、发动机及传动模型、制动模型、车轮动力学模型、车体动力学模型以及空气动力学模型,用于模拟不同轴距、不同轮距和不同重量的汽车的实际车辆的运行状态。
初始时刻,车轮动力学模型接受来自于发动机及动力传动模型的驱动力矩、来自于转向模型的前轮转角以及来自于制动模型的制动力矩,解算车轮转速信号,并将该信号传入UniTire轮胎模型;UniTire轮胎模型根据车轮的运动情况计算轮胎侧向力、纵向力以及轮胎回正力矩,并将这些信息进一步返还至车体动力学模型和车轮动力学模型,使系统得以迭代运行。
显示装置设置于主机上,所述主机与目标机采用串口通信,还包括输入装置,主机的设置便于使用者与试验台进行交互。主机与目标机之间的数据交换是通过RS232串口通信线传输的,RS232连接两机的串口,采用串口通信,虽然传输速度较慢,但其简单方便,所需硬件较少;
在一种实施方式中,为了给制动系统提供稳定的气压源,选用工作容积较大的空气压缩机与储气筒连接。空气压缩机位泉州市中力机电有限公司生产的LB1040型,能够提供的最大气压为8个标准大气压,出气筒容积是40L,空压机本身装有气压表,可以认为该气压表可以显示整个系统的压力。空气压缩机通电后,当气压高于6个大气压小于8个大气压时空气压缩机处于不工作状态,与实车的空气压缩机的工作状态相似。空气压缩机与储气筒之间通过开关阀连接。
在一种实施方式中,还包括台架,台架用于固定连接上述各部件,在试验台进行试验时,尤其是低附着路面制动气室的压力变化的幅度和频率很大,制动器会产生较大的震动,制动器的固定尤为要牢靠。
基于上述试验台的一种商用车防抱死系统的试验方法,试验方法的步骤包括:
S1,在试验开始前,初始化目标机中的整车模块的车辆运行参数,使所述整车模块模拟初始车辆运行状态;初始化所述ABS控制模块的控制策略;
S2:向所述制动系统输入制动指令,所述制动指令一方面用于驱动所述制动踏板进行制动,另一方面用于驱动所述数据采集模块开始采集所述制动气室的气压数据;
S3:所述数据处理模块接收并处理所述气压数据,之后将处理后的气压数据发送至目标机;
S4:所述目标机中的整车模块接收处理后的气压数据,并在所述处理后的气压数据不小于预设的刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
S5:所述整车模块中的UniTire轮胎模型根据调整后的车辆的运行状态,计算调整后的车辆的运行状态数据,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
S6:所述ABS控制模块获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果以及所述ABS控制模块的控制策略控制电磁阀的开度,使所述制动气室的气压数据改变。
在一种实施方式中,整车模块的建立基于如下假设:
(l)固结于重型单车上的动坐标系原点O与重型单车质心重合;
(2)忽略悬架的作用,重型单车没有垂直运动;
(3)重型单车绕Y轴的俯仰角及绕X轴的侧倾角为零;
(4)各轮胎的机械特性相同;
(5)为了问题的简化,两前轮转角相同;
(6)将重型单车的后轴两侧的双轮胎简化为单个轮胎。
本发明的轮胎模型采用了UniTire模型,统一轮胎模型具有理论边界好,运算速度快,仿真精度高的特点,特别适合进行复杂和极限工况轮胎力学的实时仿真。与其他轮胎模型相比,UniTire模型在制动系统方面的仿真应用因此优势显得非常突出,如可以精确仿真当车辆制动停车的过程,轮胎运动状态突然改变,轮胎力的变化过程及车辆由静止到起步加速过程等各种工况,可以较为准确地计算轮胎与地面间的纵向及侧向力,更为准确地反映整车的制动效能。
其中步骤S5中具体过程如下:
S51,数据采集模块发送气压数据至数据处理模块,所述气压数据经数据处理模块处理后转化为动力矩信号,并被整车模块中的UniTire轮胎模型接收;
S52,整车模块调整车辆的运行状态,UniTire轮胎模型由稳态的轮胎模型转变为非稳态的轮胎模型;
S53,UniTire轮胎模型利用胎体变形对轮心速度进行松弛,求解有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
在所述步骤S53中,所述有效滑移率包括:侧向有效滑移率和纵向有效滑移率,其中,所述侧向有效滑移率Sy通过下述过程计算得到:
定义u表示轮胎变形,所述UniTire轮胎模型即为:非稳态过程中,将轮胎模型视为弹簧-阻尼模型;
在侧向上,以刚度为Kcy的弹簧A和阻尼系数为τyKcy的阻尼器A并联表示胎体,以阻尼系数为Fy/v′sy的阻尼器B表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fy为轮胎受到的侧向力,
Figure BDA0002199758200000091
vsy为轮胎的侧向滑移速度,τy为侧向轮胎阻尼刚度比,τy与Kcy均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入侧向松弛长度ly=Ky/Kcy,其中Ky表示轮胎侧向刚度,利用下式计算得出侧向有效滑移率Sy
Figure BDA0002199758200000101
其中,vr表示轮胎转速;vsyn表示名义侧向滑移速度,vsyn=vy-vr,vy表示车轮侧向速度,Fz表示轮胎的垂向载荷,Fzn=Fz-Fzr为无量纲标称载荷,Fzr表示轮胎在标准充气压力下的最大垂向载荷,a3、a4和a5为轮胎力学实验数据拟合参数;
所述纵向有效滑移率Sx通过下述过程计算得到:
在纵向上,以刚度为Kcx的弹簧A'和阻尼系数为τxKcx的阻尼器A'并联表示胎体,以阻尼系数为Fx/v′sx的阻尼器B'表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fx为轮胎受到的纵向力,
Figure BDA0002199758200000107
vsx为轮胎的纵向滑移速度,τx为纵向轮胎阻尼刚度比,τx与Kcx均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入纵向松弛长度lx=Kx/Kcx,其中Kx表示轮胎纵向刚度,利用下式计算纵向有效滑移率Sx
Figure BDA0002199758200000102
其中,vr表示轮胎转速;vsxn表示名义纵向滑移速度,vsxn=vx-vr,vx表示车轮纵向速度;b1、b2和b3为轮胎力学实验数据拟合参数。
步骤S53中计算轮胎纵向力、侧向力的公式如下:
其中,
Figure BDA0002199758200000104
表示纵向相对滑移率,
Figure BDA0002199758200000105
表示侧向相对滑移率,
Figure BDA0002199758200000106
Figure BDA0002199758200000111
表示轮胎相对滑移率,a1和a2为轮胎力学实验数据拟合参数,μ表示路面附着系数。
步骤S53中计算轮胎回正力矩Mz的公式如下:
Mz=FyDx+FxDy,
其中,Dx为回力臂,Dx通过对轮胎的力学实验数据拟合得出;Dy为轮胎的横向偏距,Dy=Fy/Kcy
在一种实施方式中,所述步骤S1和步骤S6控制策略具体为:
根据所述侧向有效滑移率Sy和纵向有效滑移率Sx,利用式子:
Figure BDA0002199758200000112
计算综合滑移率S;
所述ABS控制模块判断所述综合滑移率S是否满足:Smin≤S≤Smax,若满足,则使电磁阀开度保持恒定;若S>Smax,则降低电磁阀开度使制动气室压力降低;若S<Smin,则增大电磁阀开度使制动气室压力升高,其中,Smin为预设的安全阈值的最小值,Smax为预设的安全阈值的最大值。
在一种实施方式中,所述Smin=10%,所述Smax=25%。
当有效滑移率介于10%和25%之间时,行驶的车辆获得较高的横向附着系数及纵向附着系数。通过ECU的控制,尽可能保持车轮的有效滑移率保持在这个范围。采用基于逻辑门限值的控制方法,以车轮有效滑移率作为逻辑门限值,有效滑移率数值大说明车轮有抱死的趋势。
ABS控制模块的功能是根据输入的有效滑移率、纵向力、侧向力以及轮胎回正力矩,经判断后决定ABS电磁阀的工作状态。
具体地,ABS控制模块将控制策略模块所决定的电磁阀工作状态转换成控制ABS电磁阀的实现相应状态的电信号传道PCL-818L的数字输出端口。电磁阀是一种高速电磁开关阀,它的主要功能是用于控制制动气室压力的大小,是防抱死系统的主要执行元件。
通过模拟运行控制策略,并汇总不同时刻步骤S5中重复计算得出的有效滑移率,计算有效滑移率处于安全阈值范围的概率,该概率能够反映控制策略是否的优劣程度。
根据本发明的另一个优选实施例,上述试验方法还能够应用于EBS的制动性能试验。本发明不仅能够检测现有一般汽车的制动性能,还能对装有ABS或EBS的汽车制动性能进行检测,且适应不同轴距、不同轮距和不同重量汽车的制动性能检测与测试,能同时检测汽车的四个车轮的制动性能,实时、自动化、准确地检测汽车的制动性能参数。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种商用车防抱死系统的试验台,包括制动系统,所述制动系统包括制动踏板、储气筒、制动阀、制动气室、制动器和为所述储气筒供气的气源装置;所述制动踏板被下压后,制动阀打开,储气筒通过制动阀向制动气室通气,制动气室压力增大,制动器被压迫进而制动;其特征是:
还包括与所述制动系统相连的测试系统,所述测试系统包括:
数据采集模块,被配置为:采集所述制动气室的气压数据,并将其发送至数据处理模块;
所述数据处理模块,被配置为:对所述数据采集模块采集的气压数据进行处理,并将处理后的气压数据发送至目标机;
所述目标机包括:整车模块和ABS控制模块;其中,所述整车模块接收所述处理后的气压数据,并在所述处理后的气压数据不小于预设的刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
ABS控制模块,用于获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果及其控制策略控制电磁阀的开度;
所述电磁阀包括:两个进气口和一个出气口,其中,所述电磁阀的两个进气口分别与所述储气筒和所述制动阀的出气口相连,所述电磁阀的出气口与所述制动气室相连;
整车模块包括UniTire轮胎模型,所述UniTire轮胎模型用于计算车辆的运行状态数据,其中,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩。
2.一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,采用权利要求1所述的商用车防抱死系统的试验台,所述试验方法的步骤包括:
S1,在试验开始前,初始化目标机中的整车模块的车辆运行参数,使所述整车模块模拟初始车辆运行状态;初始化所述ABS控制模块的控制策略;
S2:向所述制动系统输入制动指令,所述制动指令一方面用于驱动所述制动踏板进行制动,另一方面用于驱动所述数据采集模块开始采集所述制动气室的气压数据;
S3:所述数据处理模块接收并处理所述气压数据,之后将处理后的气压数据发送至目标机;
S4:所述目标机中的整车模块接收处理后的气压数据,并在所述处理后的气压数据不小于预设的刹车阈值时,调整车辆的运行状态;
S5:所述整车模块中的UniTire轮胎模型根据调整后的车辆的运行状态,计算调整后的车辆的运行状态数据,所述车辆的运行状态数据包括有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
S6:所述ABS控制模块获取调整后的车辆的运行状态数据,并对所述调整后的车辆的运行状态数据进行处理,并根据处理结果以及所述ABS控制模块的控制策略控制电磁阀的开度,使所述制动气室的气压数据改变;
S7:重复S3-S6,直至整车模型模拟的车辆停止运动。
3.根据权利要求2所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,其中步骤S5中具体过程如下:
S51,数据采集模块发送气压数据至数据处理模块,所述气压数据经数据处理模块处理后转化为动力矩信号,并被整车模块中的UniTire轮胎模型接收;
S52,整车模块调整车辆的运行状态,UniTire轮胎模型由稳态的轮胎模型转变为非稳态的轮胎模型;
S53,UniTire轮胎模型利用胎体变形对轮心速度进行松弛,求解有效滑移率、轮胎纵向力、轮胎侧向力和轮胎回正力矩;
4.根据权利要求3所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,在所述步骤S53中,所述有效滑移率包括:侧向有效滑移率和纵向有效滑移率,其中,所述侧向有效滑移率Sy通过下述过程计算得到:
定义u表示轮胎变形,所述UniTire轮胎模型即为:非稳态过程中,将轮胎模型视为弹簧-阻尼模型;
在侧向上,以刚度为Kcy的弹簧A和阻尼系数为τyKcy的阻尼器A并联表示胎体,以阻尼系数为Fy/v′sy的阻尼器B表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fy为轮胎受到的侧向力,vsy为轮胎的侧向滑移速度,τy为侧向轮胎阻尼刚度比,τy与Kcy均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入侧向松弛长度ly=Ky/Kcy,其中Ky表示轮胎侧向刚度,利用下式计算得出侧向有效滑移率Sy
Figure FDA0002199758190000031
其中,vr表示轮胎转速;vsyn表示名义侧向滑移速度,vsyn=vy-vr,vy表示车轮侧向速度,Fz表示轮胎的垂向载荷,Fzn=Fz-Fzr为无量纲标称载荷,FZr表示轮胎在标准充气压力下的最大垂向载荷,a3、a4和a5为轮胎力学实验数据拟合参数;
所述纵向有效滑移率Sx通过下述过程计算得到:
在纵向上,以刚度为Kcx的弹簧A'和阻尼系数为τxKvx的阻尼器A'并联表示胎体,以阻尼系数为Fx/v′sx的阻尼器B'表示胎面,胎体与胎面串联组成轮胎;
其中,Fx为轮胎受到的纵向力,
Figure FDA0002199758190000032
vsx为轮胎的纵向滑移速度,τx为纵向轮胎阻尼刚度比,τx与Kcx均通过轮胎力学实验数据拟合得出;
引入纵向松弛长度lx=Kx/Kcx,其中Kx表示轮胎纵向刚度,利用下式计算纵向有效滑移率Sx
Figure FDA0002199758190000033
其中,vr表示轮胎转速;vsxn表示名义纵向滑移速度,vsxn=vx-vr,vx表示车轮纵向速度;b1、b2和b3为轮胎力学实验数据拟合参数。
5.根据权利要求3所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,所述步骤S53中计算轮胎纵向力Fx和轮胎侧向力Fy的公式如下:
Figure FDA0002199758190000041
其中,
Figure FDA0002199758190000042
表示纵向相对滑移率,
Figure FDA0002199758190000043
表示侧向相对滑移率, 表示轮胎相对滑移率,a1和a2为轮胎力学实验数据拟合参数,μ表示路面附着系数。
6.根据权利要求3所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,所述步骤S53中计算轮胎回正力矩Mz的公式如下:
Mz=FyDx+FxDy,
其中,Dx为回力臂,Dx通过对轮胎的力学实验数据拟合得出;Dy为轮胎的横向偏距,Dy=Fy/Kcy
7.根据权利要求4所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,所述步骤S1和步骤S6控制策略具体为:
根据所述侧向有效滑移率Sy和纵向有效滑移率Sx,利用式子:
Figure FDA0002199758190000046
计算综合滑移率S;
所述ABS控制模块判断所述综合滑移率S是否满足:Smin≤S≤Smax,若满足,则使电磁阀开度保持恒定;若S>Smax,则降低电磁阀开度使制动气室压力降低;若S<Smin,则增大电磁阀开度使制动气室压力升高,其中,Smin为预设的安全阈值的最小值,Smax为预设的安全阈值的最大值。
8.根据权利要求7所述的一种商用车防抱死系统的试验方法,其特征是,所述Smin=10%,所述Smax=25%。
CN201910861016.4A 2019-09-11 2019-09-11 一种商用车防抱死系统试验台的试验方法 Active CN110631840B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910861016.4A CN110631840B (zh) 2019-09-11 2019-09-11 一种商用车防抱死系统试验台的试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910861016.4A CN110631840B (zh) 2019-09-11 2019-09-11 一种商用车防抱死系统试验台的试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110631840A true CN110631840A (zh) 2019-12-31
CN110631840B CN110631840B (zh) 2021-07-02

Family

ID=68972139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910861016.4A Active CN110631840B (zh) 2019-09-11 2019-09-11 一种商用车防抱死系统试验台的试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110631840B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113688584A (zh) * 2020-12-05 2021-11-23 清华大学 一种车辆气压线控制动系统的制动气室压力估计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101603880A (zh) * 2009-07-14 2009-12-16 清华大学 汽车制动防抱死和制动能量回馈集成控制硬件在环试验台
JP2010276446A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Bridgestone Corp 制動シミュレーション装置
CN102589897A (zh) * 2012-02-16 2012-07-18 吉林大学 汽车气压abs/asr关键部件检测及控制开发实验台
CN110175428A (zh) * 2019-06-03 2019-08-27 北京理工大学 基于车辆动力学模型的车辆运动特性仿真方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010276446A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Bridgestone Corp 制動シミュレーション装置
CN101603880A (zh) * 2009-07-14 2009-12-16 清华大学 汽车制动防抱死和制动能量回馈集成控制硬件在环试验台
CN102589897A (zh) * 2012-02-16 2012-07-18 吉林大学 汽车气压abs/asr关键部件检测及控制开发实验台
CN110175428A (zh) * 2019-06-03 2019-08-27 北京理工大学 基于车辆动力学模型的车辆运动特性仿真方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭栋: "混合动力汽车制动能量回收与ABS集成控制研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
李飞 等: "轮胎侧偏非稳态特性测量方法研究", 《重庆理工大学学报(自然科学)》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113688584A (zh) * 2020-12-05 2021-11-23 清华大学 一种车辆气压线控制动系统的制动气室压力估计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110631840B (zh) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112477831B (zh) 制动控制系统,方法及轨道车辆
EP2865572A1 (en) Road friction estimation system and method
CN101002151A (zh) 实时车辆动力学性能估计系统
US7185957B2 (en) Braking force distribution control apparatus and method
CN108819950B (zh) 汽车稳定性控制系统的车速估计方法及系统
US8279056B2 (en) Apparatus, method and computer for detecting decrease in tire air pressure by calculating a gain corresponding to an arbitrary frequency
CN101308386A (zh) 汽车底盘集成控制器硬件在环仿真试验台
CN1662407A (zh) 利用轮胎力特性的车辆稳定性控制增强
CN101603880A (zh) 汽车制动防抱死和制动能量回馈集成控制硬件在环试验台
Savitski et al. Influence of the tire inflation pressure variation on braking efficiency and driving comfort of full electric vehicle with continuous anti-lock braking system
CN103429476B (zh) 车辆控制装置
CN101825510A (zh) 一种汽车制动压力和路面峰值附着系数估计方法
CN110631840B (zh) 一种商用车防抱死系统试验台的试验方法
CN114148322B (zh) 一种路面附着自适应的商用车气压自动紧急制动控制方法
CN107336703A (zh) 气压控制系统、汽车制动系统、制动性及减速度测试方法
CN107139915B (zh) 一种车辆气压防抱死性能的测试系统
CN104163167A (zh) 气压制动控制系统、方法、装置及轮式工程机械
JPH0667719B2 (ja) 液圧2回路制動装置
CN112857827B (zh) 一种汽车制动距离测试及计算方法
Lee et al. Hardware-in-the Loop Simulator for ABS/TCS
CN1924538A (zh) 主动防滑集成控制系统的硬件在回路试验台
Chen et al. Model of resisting additional yaw torque after tyre blowout on a vehicle
CN103268404A (zh) 选择真空制动系统包括的真空泵和真空罐的方法及装置
CN101767577B (zh) 用于汽车电子稳定控制系统的车轮垂直压力识别方法
CN204255661U (zh) 汽车气制动系统测试装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220408

Address after: 239400 east of ziyangshan Road, north of Huaihe Avenue, Mingguang City, Chuzhou City, Anhui Province

Patentee after: ANHUI HUAYING AUTOMOTIVE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 526000 Zhaoqing Avenue, Duanzhou District, Zhaoqing City, Guangdong Province

Patentee before: ZHAOQING University

TR01 Transfer of patent right