CN115372027A - 一种汽车电控悬架试验系统、方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及汽车电控实验设备的技术领域，尤其是涉及一种汽车电控悬架试验系统、方法及存储介质；方法包括：获取车辆数据；根据所述车辆数据建立车辆模型；获取地形工况；其中，所述地形工况包括特殊路况类型、高度、宽度以及材质；基于所述地形工况生成模拟地形；在车辆模型在模拟地形上行驶的过程中，根据所述地形工况向车辆模型发送路谱信号，使得车辆模型输出激励控制伺服机构动作，并记录电控悬架的测试数据；其中，所述测试数据包括加速度信息以及高度信息；其中，所述测试数据包括加速度信息以及高度信息。通过动态运行，实现数控路普模拟，仿真模拟实际运行中的试验环境，直观反映汽车电控悬架试验系统的工作原理。
Description
技术领域
本申请涉及汽车电控实验设备的技术领域，尤其是涉及一种汽车电控悬架试验系统、方法及存储介质。
背景技术
悬架是连接车身与车桥的传力部件总成，它的主要作用是将来自路面的横向、纵向和垂直方向的力以及力矩传递给车身，使车辆能够正常地工作；悬架的主要组成部分包括弹性元件、减震器以及导向机构，其中弹性元件负责缓冲车辆振动时动载荷引起的冲击，减震器负责吸收振动能量从而衰减振动幅度，导向机构主要将路面传递给车轮横向和纵向的力及力矩传递给车身，从而保证弹性元件只能在垂直方向上运动。由此可见，悬架系统对车辆的舒适性、安全性以及操纵稳定性起着重要的作用。
随着工业的发展，人们对汽车的平顺性和操纵稳定性要求越来越高。与传统悬架相比，汽车电控悬架系统能够实现车身高度的主动控制和悬架刚度及阻尼的调节。随着空气弹簧和可调阻尼减振器研究的日益成熟，能适应多种工况的控制系统的设计成为提高电控悬架自适应能力的关键。
为进一步提高电控悬架系统的仿真精度和测试精度，缩短开发周期，采用电控悬架系统的半实物仿真平台对电控悬架系统进行开发过程中各个维度的测试和验证工作。但传统的半实物仿真平台无法模拟实际运行中的试验环境，无法实现实时仿真。
发明内容
为了有助于解决上述问题，本申请提供一种汽车电控悬架试验系统、方法及存储介质。
第一方面，本申请提供的一种汽车电控悬架试验方法，采用如下的技术方案：
一种汽车电控悬架试验方法，包括：
获取车辆数据；其中车辆数据包括车辆重量、行驶速度、行驶类型、轮胎参数以及车辆簧下重量，所述车辆重量为负载机构(34)向电控悬架施加的压力；
根据所述车辆数据建立车辆模型；
获取地形工况；其中，所述地形工况包括特殊路况类型、高度、宽度以及材质；
基于所述地形工况生成模拟地形；
在车辆模型在模拟地形上行驶的过程中，根据所述地形工况向车辆模型发送路谱信号，使得车辆模型输出激励控制伺服机构(32)动作，并记录电控悬架的测试数据；其中，所述测试数据包括加速度信息以及高度信息。
通过采用上述技术方案，通过动态运行，实现数控路普模拟，仿真模拟实际运行中的试验环境，直观反映汽车电控悬架试验系统的工作原理；另外，利用三维数字化仿真软件建立带有随机路面以及减速带、坑洼等特殊路况的三维虚拟现实场景，并根据三维虚拟现实场景中的工况给伺服机构发送信号，控制伺服机构模拟路面场景实现各工况的演示，并进行了车辆模型通过随机路面和特殊路况的仿真实验。
可选的，所述在模拟车辆在模拟地形上行驶的过程中步骤之前，还包括：
获取驾驶模式；其中，所述驾驶模式包括手动驾驶和自动驾驶；
基于所述驾驶模式控制车辆模型在模拟地形上行驶。
可选的，还包括：
获取电控悬架控制策略；
基于所述测试数据对电控悬架控制策略进行验证。
第二方面，本申请提供的一种汽车电控悬架试验系统，采用如下的技术方案：
一种汽车电控悬架试验系统，包括：
试验台，所述试验台包括框架、设置在框架上的负载机构以及伺服机构，所述伺服机构用于驱动电控悬架上下移动，所述负载机构用于向电控悬架施加压力；
控制台，所述控制台包括台体以及设置在台体上的处理器，所述处理器与负载机构以及伺服机构连接；所述台体上设置有第二电源开关按钮、气泵电源按钮以及动力电源按钮，所述第二电源开关按钮用于控制控制台上电，所述气泵电源按钮用于控制负载机构工作，所述动力电源按钮用于控制伺服机构工作；
配电柜，所述配电柜用于为控制台供电。
可选的，所述电控悬架包括前悬架以及后悬架，所述前悬架以及后悬架均设置有两个；
所述伺服机构包括伺服电动缸以及伺服电机，所述伺服电动缸以及伺服电机均设置有四个，所述伺服电机与对应的伺服电动缸连接；
所述前悬架与伺服电动缸的活塞杆连接，所述后悬架连接有支撑板，所述伺服电动缸的活塞杆与支撑板连接。
可选的，还包括设置在后悬架处的导向机构，所述导向机构包括设置在伺服电动缸上的固定板以及设置在固定板上的导向杆，所述导向杆远离固定板的一端与框架的顶部连接，所述固定板上设置有用于供伺服电动缸的活塞杆穿出的第一让位孔；
所述导向杆上滑移设置有第一定位板与第二定位板，所述第一定位板与支撑板连接，所述第一定位板上设置有用于供后悬架伸出定位板的第二让位孔；所述第二定位板与后悬架连接。
可选的，所述负载机构包括设置在框架上的四个负载气缸，所述负载气缸的活塞杆连接有压块；
所述前悬架的上方设置有连接座，所述连接座与第二定位板上均设置有与处理器连接的压力传感器，所述压块与压力传感器相对应。
可选的，所述第二定位板上设置有高度传感器以及加速度传感器，所述高度传感器以及加速度传感器均与处理器连接。
第三方面，本申请提供的一种计算机存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面所述的任一种方法中的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.通过动态运行，实现数控路普模拟，仿真模拟实际运行中的试验环境，直观反映汽车电控悬架试验系统的工作原理；另外，利用三维数字化仿真软件建立带有随机路面以及减速带、坑洼等特殊路况的三维虚拟现实场景，并根据三维虚拟现实场景中的工况给伺服机构发送信号，控制伺服机构模拟路面场景实现各工况的演示，并进行了车辆模型通过随机路面和特殊路况的仿真实验。
附图说明
图1是本申请其中一实施例示出的配电柜的结构示意图。
图2是本申请其中一实施例示出的控制台的结构示意图。
图3是本申请其中一实施例示出的试验台的结构示意图。
图4是图3中A部分的放大图。
图5是本申请其中一实施例示出的试验台的正视图。
图6是本申请其中一实施例示出的汽车电控悬架试验方法的流程图。
附图标记说明：1、配电柜；11、柜体；12、柜门；13、第一电源开关按钮；14、第一电源指示灯；2、控制台；21、台体；22、显示屏；23、第二电源开关按钮；24、第二电源指示灯；25、点火开关按钮；26、气泵电源按钮；27、动力电源按钮；3、试验台；31、框架；32、伺服机构；321、伺服电机；322、伺服电动缸；323、支撑板；324、活塞杆；33、导向机构；331、固定板；332、导向杆；333、第一让位孔；334、第一定位板；335、第二定位板；336、第二让位孔；34、负载机构；341、负载气缸；342、压块；343、气泵；35、压力传感器；36、连接座；4、前悬架；5、后悬架。
具体实施方式
以下结合图1-图6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种汽车电控悬架试验系统。参照图1、图2和图3，包括配电柜1、控制台2以及试验台3；配电柜1用于为控制台2供电，控制台2用于控制试验台3对电控悬架进行相应操作。
结合图3，其中，电控悬架包括前悬架4以及后悬架5，前悬架4以及后悬架5均设置有两个。
具体的，结合图1,配电柜1包括柜体11以及柜门12，柜体11内设置有控制器，柜门12上设置有第一电源开关按钮13以及第一电源指示灯14，控制器与第一电源开关按钮13以及第一电源指示灯14连接。配电柜1连接380V交流电源后，打开柜门12，推上柜体11内的漏电断路器总开关，然后关闭柜门12；旋动柜门12上的第一电源开关按钮13，控制器控制第一电源指示灯14点亮，配电柜1上电。
参照图2，控制台2包括台体21，台体21内设置有处理器，台体21上设置有第二电源开关按钮23、第二电源指示灯24、点火开关按钮25、气泵电源按钮26以及动力电源按钮27，且第二电源开关按钮23、第二电源指示灯24、点火开关按钮25、气泵电源按钮26以及动力电源按钮27均与处理器连接。将控制台2电源插头插到配电柜1自带的电源插座上，打开控制台2上的第二电源开关按钮23，第二电源指示灯24亮，控制台2上电。此时，打开点火开关按钮25，控制台2进入准备阶段，即可以进行操作。
需要说明的是，按钮是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路，从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关，实现对负载设备的控制。
另外，控制台2上设置有与处理器连接的显示屏22，用于显示各项参数；控制台2上还设置有控制单元，用于存储电控悬架控制策略。
参照图2和图3，试验台3包括框架31、设置在框架31上的负载机构34以及伺服机构32，伺服机构32用于驱动电控悬架上下移动，负载机构34用于向电控悬架施加压力。按下控制台2的气泵电源按钮26，负载机构34工作；按下控制台2的动力电源按钮27，伺服机构32工作。
具体来说，参照图3和图4，伺服机构32设置有四个，且分别位于框架31底部的四角处。具体的，伺服机构32包括伺服电动缸322以及伺服电机321，伺服电机321与对应的伺服电动缸322连接。其中，前悬架4与对应伺服电动缸322的活塞杆324连接；后悬架5连接有支撑板323，其中，支撑板323设置有两个且分别设置在后悬架5的两端，其对应伺服电动缸322的活塞杆324设置在两个支撑板323之间并固定连接。
另外，参照图4和图5，框架31上还设置有用于为后悬架5导向的导向机构33，其中导向机构33包括设置在伺服电动缸322上的固定板331以及设置在固定板331上的两个导向杆332，导向杆332远离固定板331的一端与框架31的顶端连接；固定板331上设置有用于供伺服电动缸322的活塞杆324穿出的第一让位孔333，伺服电动缸322的活塞杆324穿过第一让位孔333与支撑板323连接。
两个导向杆332上从下至上依次滑移设置有第一定位板334与第二定位板335，第一定位板334位于支撑板323的上方且与支撑板323连接，且位于后悬架5的下方，第一定位板334上设置有用于供后悬架5伸出的第二让位孔336；第二定位板335设置在后悬架5上方。
参照图1和图3，在按下控制台2的动力电源按钮后，伺服电机321启动，带动伺服电动缸322工作，进而带动前悬架4和后悬架5上下移动，以此根据模拟场景模拟车轮运动状况。
其中，参照图3和图5，负载机构34包括设置在框架31顶端四角处的负载气缸341，负载气缸341的活塞杆向下设置，并连接有压块342；前悬架4的顶端设置有连接座36，连接座36与第二定位板335的上方均设置有与处理器连接的压力传感器35，压力传感器35与对应的压块342一一对应。另外，负载机构34还包括设置在框架31内的气泵343，气泵343用于向负载气缸341提供压缩气体。
按下控制台2的气泵电源按钮26后，气泵343启动，向负载气缸341提供压缩气体，负载气缸341动作，其负载气缸341的活塞杆带动压块342向下移动，向前悬架4和后悬架5施加压力；同时，压力传感器35检测负载气缸341施加的压力，以此模拟车辆重量。
除此之外，连接座36上设置有与处理器连接的加速度传感器，第二定位板335上设置有处理器连接的高度传感器。通过实时检测前悬架4的加速度信息，对后悬架5的阻尼作出调整，提高车辆乘坐的舒适性。
基于上述汽车电控悬架试验系统，本申请实施例还公开了一种汽车电控悬架试验方法。
作为试验方法的一种实施方式，如图6所示，包括以下步骤：
100，获取车辆数据；其中车辆数据包括车辆类型、车辆重量、车辆轴距、行驶速度、轮胎参数、轮距、悬挂弹簧阻尼以及车辆簧下重量；其中所述车辆重量为负载机构向电控悬架施加的压力；
200，根据所述车辆数据建立车辆模型；
300，获取地形工况；其中，所述地形工况包括特殊路况类型、高度、宽度以及材质，特殊路况类型包括减速带、坑洼等；
400，基于所述地形工况生成模拟地形；
500，获取驾驶模式；其中，所述驾驶模式包括手动驾驶和自动驾驶；
600，基于所述驾驶模式控制车辆模型在模拟地形上行驶；
700，在车辆模型在模拟地形上行驶的过程中，根据所述地形工况向车辆模型发送路谱信号，使得车辆模型输出激励控制伺服机构动作，并记录电控悬架的测试数据；其中，所述测试数据包括加速度信息以及高度信息。
需要说明的是，步骤100、步骤300、步骤500无先后顺序，可以顺序执行，也可以并列执行。
具体的，车辆模型在经过减速带或坑洼等特殊路况时，基于特殊路况不同的类型以及尺寸，对车辆模型所带来的冲击感不同；同时基于车辆的不同类型，对电控悬架所施加的作用力也不同。另外，可以根据模拟场景对地形工况进行调整。
其中驾驶模式默认自动驾驶，但可以将驾驶模式调整至手动驾驶；手动驾驶过程中，键盘A为左转，键盘D为右转，键盘S为倒车，键盘空格Space为刹车，键盘W为油门，按住可保持加速直到速度上限。
因此利用三维数字化仿真软件建立带有随机路面以及减速带、坑洼等特殊路况的三维虚拟现实场景，并根据三维虚拟现实场景中的工况给伺服机构发送信号，控制伺服机构模拟路面场景实现各工况的演示，并进行了车辆模型通过随机路面和特殊路况的仿真实验。
作为试验方法的另一种实施方式，还包括：
获取电控悬架控制策略；
基于所述测试数据对电控悬架控制策略进行验证。
具体来说，获取预先设置好的电控悬架控制策略，包括气源控制、控制弹簧控制、减震器控制，并将电控悬架控制策略以代码方式写到控制单元内进行验证。
本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述中央摆渡车运行控制方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种汽车电控悬架试验方法，其特征在于，包括：
获取车辆数据；其中车辆数据包括车辆重量、行驶速度、行驶类型、轮胎参数以及车辆簧下重量，所述车辆重量为负载机构(34)向电控悬架施加的压力；
根据所述车辆数据建立车辆模型；
获取地形工况；其中，所述地形工况包括特殊路况类型、高度、宽度以及材质；
基于所述地形工况生成模拟地形；
在车辆模型在模拟地形上行驶的过程中，根据所述地形工况向车辆模型发送路谱信号，使得车辆模型输出激励控制伺服机构(32)动作，并记录电控悬架的测试数据；其中，所述测试数据包括加速度信息以及高度信息。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电控悬架试验方法，其特征在于，所述在模拟车辆在模拟地形上行驶的过程中步骤之前，还包括：
获取驾驶模式；其中，所述驾驶模式包括手动驾驶和自动驾驶；
基于所述驾驶模式控制车辆模型在模拟地形上行驶。
3.根据权利要求1所述的一种汽车电控悬架试验方法，其特征在于，还包括：
获取电控悬架控制策略；
基于所述测试数据对电控悬架控制策略进行验证。
4.一种汽车电控悬架试验系统，其特征在于，包括：
试验台(3)，所述试验台(3)包括框架(31)、设置在框架(31)上的负载机构(34)以及伺服机构(32)，所述伺服机构(32)用于驱动电控悬架上下移动，所述负载机构(34)用于向电控悬架施加压力；
控制台(2)，所述控制台(2)包括台体(21)以及设置在台体(21)上的处理器，所述处理器与负载机构(34)以及伺服机构(32)连接；所述台体(21)上设置有第二电源开关按钮(23)、气泵电源按钮(26)以及动力电源按钮(27)，所述第二电源开关按钮(23)用于控制控制台(2)上电，所述气泵电源按钮(26)用于控制负载机构(34)工作，所述动力电源按钮(27)用于控制伺服机构(32)工作；
配电柜(1)，所述配电柜(1)用于为控制台(2)供电。
5.根据权利要求4所述的一种汽车电控悬架试验系统，其特征在于：所述电控悬架包括前悬架(4)以及后悬架(5)，所述前悬架(4)以及后悬架(5)均设置有两个；
所述伺服机构(32)包括伺服电动缸(322)以及伺服电机(321)，所述伺服电动缸(322)以及伺服电机(321)均设置有四个，所述伺服电机(321)与对应的伺服电动缸(322)连接；
所述前悬架(4)与伺服电动缸(322)的活塞杆(324)连接，所述后悬架(5)连接有支撑板(323)，所述伺服电动缸(322)的活塞杆(324)与支撑板(323)连接。
6.根据权利要求5所述的一种汽车电控悬架试验系统，其特征在于：还包括设置在后悬架(5)处的导向机构(33)，所述导向机构(33)包括设置在伺服电动缸(322)上的固定板(331)以及设置在固定板(331)上的导向杆(332)，所述导向杆(332)远离固定板(331)的一端与框架(31)的顶部连接，所述固定板(331)上设置有用于供伺服电动缸(322)的活塞杆(324)穿出的第一让位孔(333)；
所述导向杆(332)上滑移设置有第一定位板(334)与第二定位板(335)，所述第一定位板(334)与支撑板(323)连接，所述第一定位板(334)上设置有用于供后悬架(5)伸出定位板的第二让位孔(336)；所述第二定位板(335)与后悬架(5)连接。
7.根据权利要求6所述的一种汽车电控悬架试验系统，其特征在于：所述负载机构(34)包括设置在框架(31)上的四个负载气缸(341)，所述负载气缸(341)的活塞杆连接有压块(342)；
所述前悬架(4)的上方设置有连接座，所述连接座(36)与第二定位板(335)上均设置有与处理器连接的压力传感器(35)，所述压块(342)与压力传感器(35)相对应。
8.根据权利要求7所述的一种汽车电控悬架试验系统，其特征在于：所述连接座(36)上设置有与处理器连接的加速度传感器，所述第二定位板(335)上设置有与处理器连接的高度传感器，所述高度传感器以及加速度传感器均与处理器连接。
9.一种计算机存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-3中任一种方法中的计算机程序。
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