CN114879625A - 一种车辆真空度的模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆真空度的模拟方法，包括将车辆动力学模型输出的档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号，真空度传感器输出的实际真空度信号及真空度故障发生模块输出的真空度故障指令信号输入真空度模拟模块；随车辆测试工况切换进行真空度值调整，所述工况切换包括：真空度模式从非加速模式切换至加速模式，真空度模式从非制动模式切换至制动模式，真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式以及真空度模式从非故障模式切换至故障模式，得到模拟真空度值；真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。本发明模拟方法使真空度随着车辆测试工况的切换而发生变化，更贴切地模拟实车真空度情况。

Description

一种车辆真空度的模拟方法
技术领域
本发明属于车辆测试技术领域，具体涉及一种车辆真空度的模拟方法。
背景技术
随着汽车底盘电控系统的发展，电子稳定控制系统(简称ESC)的应用日趋广泛。ESC需要进行整车网络环境下的多物理在环台架试验，以提前验证底盘控制的性能表现。
如图1所示，台架硬件为真空助力式制动系统试验台，其构造为包括制动钳、液压管路、ESC、真空助力器、作动缸、压力传感器、真空泵、气压管路及试验控制器。所述作动缸集成了位移传感器与力传感器。所述试验控制器采用HIL模拟器，是整个试验台的中央控制中心。试验控制器与ESC、作动缸、压力传感器、真空泵相连接，可以实时读取ESC的工况状态，采集力传感器、位移传感器、压力传感器、真空度传感器的值，以位移控制的方式控制作动缸的运动、设定真空泵的开启压力及截至压力以及进行整个试验程序的运算。ESC通过4根液压管路与左前制动钳、右前制动钳、左后制动钳、右后制动钳相连接；每一路液压管路中都串联一个压力传感器；ESC通过2根液压管路与真空助力器主缸相连接；每一路液压管路中都串联一个压力传感器。作动缸与真空助力器通过机械方式连接，使作动缸只能推动真空助力器推杆前进，而不能拉动推杆回退。真空助力器通过气压管路与真空泵连接，真空泵上集成有真空度传感器，真空度传感器尽量靠近真空助力器一端，使其测量真空助力器内部的真空度更加准确。当真空度小于真空泵的开启压力(如50kPa)时，真空泵则自动开始从真空助力器内部抽真空，当真空度大于真空泵的截止压力(如75kPa)时，真空泵则自动停止工作；作动缸推动真空助力器推杆前进时，真空度降低。
整车网络环境中包含真空度信号，而试验时又没有发动机的实物，因此需要进行真空度信号的人工模拟。
目前，采用的处理方法为：将真空度信号设置为车辆平均真空度值，即一个定值。但由于测试工况包括车辆怠速、加油门、制动等工况，在这些工况下，实际真空度是有所变化的，如果仅将实际真空度的平均值作为真空度信号的模拟值，则无法较贴切地模拟实车真空度情况。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种车辆真空度的模拟方法，以解决整车网络环境中，真空度信号的人工模拟的问题，以便贴切地模拟实车真空度情况。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种车辆真空度的模拟方法，包括以下步骤：
A、将车辆动力学模型输出的档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号，真空度传感器输出的实际真空度信号以及真空度故障发生模块输出的真空度故障指令信号输入真空度模拟模块；
B、随车辆测试工况切换进行真空度值调整，所述工况切换包括：真空度模式从非加速模式切换至加速模式，真空度模式从非制动模式切换至制动模式，真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式以及真空度模式从非故障模式切换至故障模式，得到模拟真空度值；
C、真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
进一步地，步骤B，当真空度模式从非加速模式切换至加速模式时，油门开度-真空度降低速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去模拟真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变，按照时间进行迭代。
进一步地，步骤B，当真空度模式从非制动模式切换至制动模式时，计算当前时刻的真空度传感器采集到的实际真空度值与上一时刻采集到的实际真空度值的差值，即实际真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去实际真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变，按照时间进行迭代。
更进一步地，所述真空度最小值为50kPa。
进一步地，步骤B，当真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式时，油门开度-真空度升高速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度升高速率，切换前时刻的模拟真空度值加上模拟真空度升高速率即为当前时刻的模拟真空度，当高于真空度最大值时，保持真空度最大值不变，按照时间进行迭代。
更进一步地，所述真空度最大值为75kPa。
进一步地，步骤B，当真空度模式从非故障模式切换至故障模式时，将真空泵的截止压力降低至真空度故障值之下，切换前时刻的模拟真空度值按照故障真空度降低速率，降低至真空度故障值后保持不变，当实际真空度值降至真空度故障值时，开始进行故障模式下的ESC试验；试验完毕后，清除ESC故障，并返回至车辆初始工况。
更进一步地，所述真空度故障值为15kPa，真空度降低速率为5kPa/s。
更进一步地，车辆初始工况为P档，油门开度为0，车辆处于怠速模式，模拟真空度为真空度最大值与真空度最小值的平均值。
更进一步地，所述油门开度-真空度降低速率MAP与油门开度-真空度升高速率MAP确定方法为：在实车上按照怠速模式与加速模式进行操作，按照某一个油门开度踩油门踏板，从车载网络上实时记录某油门开度与真空度的关系，计算真空度的平均降低速率或平均升高速率，即为真空度降低速率或真空度升高速率，与对应的油门开度建立起MAP。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明车辆真空度的模拟方法，设计了不同测试工况下的真空度变化方式的模拟方法，使真空度随着车辆测试工况的切换而发生变化，更贴切地模拟实车真空度情况，降低了被测ESC样件的报错几率；
2、本发明通过将真空度传感器采集到的实际真空度值与试验模型模拟出的模拟真空度值相结合，不需要实车采集制动下的真空度变化曲线，即可较准确地模拟制动模式下的真空度值，并可进行真空度信号发生故障时的ESC试验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1真空助力式制动系统试验台结构示意图；
图2真空度模拟模块组成示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本发明设计了不同测试工况下，包括车辆怠速、加油门、制动等工况下的真空度变化方式的模拟方法，较贴切地模拟实车真空度变化情况。
如图2所示，本发明将车辆动力学模型输出的档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号，真空度传感器输出的实际真空度信号以及真空度故障发生模块输出的真空度故障指令信号输入真空度模拟模块，真空度模拟模块输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
本发明中，真空度的变化模式有四种，分别为：
1、当档位状态为P档或N档时，且油门开度大于等于0，且作动缸位移值为0时，车辆处于怠速模式，此时真空度不断升高，但最高不超过真空度最大值，一般为75kPa；
2、当档位状态为D档或R档时，且油门开度大于等于0，且作动缸位移值为0时，车辆处于加速模式，此时真空度不断降低，但最低不低于真空度最小值，一般为50kPa；
3、当档位状态为D档或R档时，且油门开度等于0，且作动缸位移值为大于0时，车辆处于制动模式，此时真空度不断降低，但最低不低于真空度最小值；
4、当真空度故障指令信号为1时，车辆处于故障模式，此时真空度降低至真空度故障值，如20kPa，默认状态下真空度故障指令信号为0，即车辆处于非故障模式。
随车辆测试工况的切换，真空度变化过程为：
车辆初始工况为P档，油门开度为0，车辆处于怠速模式，模拟真空度为真空度最大值与真空度最小值的平均值，一般为50kPa：
1、当真空度模式从非加速模式切换至加速模式时，油门开度-真空度降低速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去模拟真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变。按照时间进行迭代；
2、当真空度模式从非制动模式切换至制动模式时，计算当前时刻的真空度传感器采集到的实际真空度值与上一时刻采集到的实际真空度值的差值，即实际真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去实际真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变。按照时间进行迭代；
3、当真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式时，油门开度-真空度升高速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度升高速率，切换前时刻的模拟真空度值加上模拟真空度升高速率即为当前时刻的模拟真空度，当高于真空度最大值时，保持真空度最大值不变。按照时间进行迭代；
4、当真空度模式从非故障模式切换至故障模式时，将真空泵的截止压力降低至真空度故障值之下，如15kPa，切换前时刻的模拟真空度值按照故障真空度降低速率，如5kPa/s降低至真空度故障值后保持不变，当实际真空度值降至真空度故障值时，开始进行故障模式下的ESC试验；试验完毕后，清除ESC故障，并返回至车辆初始工况；
所述油门开度-真空度降低速率MAP与油门开度-真空度升高速率MAP确定方法为：在实车上按照怠速模式与加速模式进行操作，按照某一个油门开度(如0、5％、10％、…、60％)踩油门踏板，从车载网络(CAN)上实时记录某油门开度与真空度的关系，计算真空度的平均降低速率(kPa/s)或平均升高速率(kPa/s)，即为真空度降低速率(kPa/s)或真空度升高速率(kPa/s)，与对应的油门开度建立起MAP。
本发明通过将真空度传感器采集到的实际真空度值与试验模型模拟出的模拟真空度值相结合，不需要实车采集制动下的真空度变化曲线，即可较准确地模拟制动模式下的真空度值，并可进行真空度信号发生故障时的ESC试验。
实施例1
将实车档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号以及真空度传感器输出的实际真空度信号输入真空度模拟模块。在实车上按照油门开度踩油门踏板，从车载网络上实时记录某油门开度与真空度的关系，计算真空度的平均降低速率，得到真空度降低速率，与对应的油门开度建立起MAP。真空度模式从非加速模式切换至加速模式，切换前时刻的模拟真空度值减去模拟真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于50kPa时，按照时间进行迭代，得到模拟真空度值。真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
实施例2
将实车档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号以及真空度传感器输出的实际真空度信号输入真空度模拟模块。计算当前时刻的真空度传感器采集到的实际真空度值与上一时刻采集到的实际真空度值的差值，得到实际真空度降低速率。真空度模式从非制动模式切换至制动模式，切换前时刻的模拟真空度值加上模拟真空度升高速率即为当前时刻的模拟真空度，当高于真空度最大值时，保持真空度最大值不变。按照时间进行迭代，得到模拟真空度值。真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
实施例3
将实车档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号以及真空度传感器输出的实际真空度信号输入真空度模拟模块。在实车上按照油门开度踩油门踏板，从车载网络上实时记录某油门开度与真空度的关系，计算真空度的平均升高速率，得到真空度升高速率，与对应的油门开度建立起MAP。真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式，切换前时刻的模拟真空度值加上模拟真空度升高速率即为当前时刻的模拟真空度，当高于75kPa时，按照时间进行迭代，得到模拟真空度值。真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
实施例4
将实车档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号以及真空度传感器输出的实际真空度信号以及真空度故障发生模块输出的真空度故障指令信号输入真空度模拟模块。将真空泵的截止压力降低至真空度故障值15kPa至下，真空度模式从非故障模式切换至故障模式，切换前时刻的模拟真空度值按照故障真空度降低速率5kPa/s降低至真空度故障值后保持不变，当实际真空度值降至真空度故障值时，开始进行故障模式下的ESC试验；试验完毕后，清除ESC故障，并返回至车辆初始工况。真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将车辆动力学模型输出的档位信号、油门开度信号，作动缸位移传感器输出的作动缸位移信号，真空度传感器输出的实际真空度信号以及真空度故障发生模块输出的真空度故障指令信号输入真空度模拟模块；
B、随车辆测试工况切换进行真空度值调整，所述工况切换包括：真空度模式从非加速模式切换至加速模式，真空度模式从非制动模式切换至制动模式，真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式以及真空度模式从非故障模式切换至故障模式，得到模拟真空度值；
C、真空度模拟模块将模拟真空度值转换为输出模拟真空度信号，并发送给ESC。
2.根据权利要求1所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：步骤B，当真空度模式从非加速模式切换至加速模式时，油门开度-真空度降低速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去模拟真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变，按照时间进行迭代。
3.根据权利要求1所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：步骤B，当真空度模式从非制动模式切换至制动模式时，计算当前时刻的真空度传感器采集到的实际真空度值与上一时刻采集到的实际真空度值的差值，即实际真空度降低速率，切换前时刻的模拟真空度值减去实际真空度降低速率即为当前时刻的模拟真空度，当低于真空度最小值时，保持真空度最小值不变，按照时间进行迭代。
4.根据权利要求3所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：所述真空度最小值为50kPa。
5.根据权利要求1所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：步骤B，当真空度模式从非怠速模式切换至怠速模式时，油门开度-真空度升高速率MAP根据油门开度值，计算出模拟真空度升高速率，切换前时刻的模拟真空度值加上模拟真空度升高速率即为当前时刻的模拟真空度，当高于真空度最大值时，保持真空度最大值不变，按照时间进行迭代。
6.根据权利要求5所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：所述真空度最大值为75kPa。
7.根据权利要求1所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：步骤B，当真空度模式从非故障模式切换至故障模式时，将真空泵的截止压力降低至真空度故障值之下，切换前时刻的模拟真空度值按照故障真空度降低速率，降低至真空度故障值后保持不变，当实际真空度值降至真空度故障值时，开始进行故障模式下的ESC试验；试验完毕后，清除ESC故障，并返回至车辆初始工况。
8.根据权利要求7所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：所述真空度故障值为15kPa，真空度降低速率为5kPa/s。
9.根据权利要求7所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：车辆初始工况为P档，油门开度为0，车辆处于怠速模式，模拟真空度为真空度最大值与真空度最小值的平均值。
10.根据权利要求2或5所述的一种车辆真空度的模拟方法，其特征在于：所述油门开度-真空度降低速率MAP与油门开度-真空度升高速率MAP确定方法为：在实车上按照怠速模式与加速模式进行操作，按照某一个油门开度踩油门踏板，从车载网络上实时记录某油门开度与真空度的关系，计算真空度的平均降低速率或平均升高速率，即为真空度降低速率或真空度升高速率，与对应的油门开度建立起MAP。
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