CN203941002U - 一种轮速模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种轮速模拟系统，该轮速模拟系统包括依次连接的台架控制设备、电压频率转换器和轮速模拟器，其中台架控制设备向电压频率转换器输出与目标车辆的发动机转速对应的电压信号，电压频率转换器将电压信号转换成方波频率信号，方波频率信号经轮速模拟器处理后输出用于发送给目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元的多路模拟轮速信号。本实用新型的轮速模拟系统使得发动机在进行台架对标试验时，在台架上的运转状态和在整车上完全一致。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车对标实验领域，尤其涉及一种轮速模拟系统。
背景技术
在发动机台架对标试验中，需要将发动机从对标车上拆下装至台架上进行性能试验。为了让发动机正常运转，需要保证发动机在台架上的运转状态和在整车上完全一致。对标车通常选择配备手动变速箱的车型，因此试验时只需生成与发动机转速、档位对应的模拟轮速信号反馈至防锁死刹车系统或车身电子稳定系统，即可使车载电脑不产生故障码，保证发动机正常运转。然而，对于台架对标试验的轮速信号模拟目前还没有可以解决的方案，因而也就无法保证在进行台架对标试验时发动机的运转状态和在整车上完全一致。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种轮速模拟系统，使得进行台架对标试验时发动机的运转状态和在整车上完全一致
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
依据本实用新型的一个方面，提供了一种轮速模拟系统，该轮速模拟系统包括：依次连接的台架控制设备、电压频率转换器和轮速模拟器，其中台架控制设备向电压频率转换器输出与目标车辆的发动机转速对应的电压信号，电压频率转换器将电压信号转换成方波频率信号，方波频率信号经轮速模拟器处理后输出用于发送给目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元的多路模拟轮速信号。
可选地，轮速模拟器包括用于将输入的方波信号进行隔离和整形的信号隔离电路和至少两路产生模拟轮速信号的单元轮速信号产生电路，其中信号隔离电路和单元轮速信号产生电路连接。
可选地，单元轮速信号产生电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、三极管、以及二极管，其中第一电阻的一端为轮速信号产生电路的输入端，第一电阻的另一端与三极管的基极相连，三极管的集电极分别与第二电阻的一端和第一滑动变阻器的一端相连，第二电阻的另一端和第一滑动变阻器的另一端相连接，并与第三电阻的一端和第二滑动变阻器的一端以及二极管的一端相连，第三电阻的另一端和第二滑动变阻器的另一端相连接，并和三极管的发射极相连，三极管的发射极和二级管的另一端为轮速信号产生电路的输出端。
可选地，信号隔离电路包括斯密特触发器。
可选地，电压频率转换器包括模数转换电路、用于将输入的信号进行分离和放大的数据处理电路、数据显示电路、方波输出电路和用于改变输入电压值和输出方波频率值的调节电路，其中模数转换电路分别和数据处理电路、数据显示电路、方波输出电路及调节电路连接。
可选地，调节电路包括用于选择调节对象为输入电压的第一按键电路、用于选择调节对象为输出方波频率的第二按键电路、用于增大调节对象的值的第三按键电路、用于减小调节对象的值的第四按键电路，其中第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路和第四按键电路分别和模数转换电路连接。
可选地，数据显示电路为液晶屏显示电路。
可选地，模数转换电路为单片机数模转换电路。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的实施例中，该轮速模拟系统应用于发动机台架对标试验中时，台架控制设备与轮速模拟系统的电压频率转换器的输入端连接，防抱死制动系统的电子控制单元与该轮速模拟系统的轮速信号模拟器的输出端连接。当发动机在以某一转速运转时，台架控制设备输出一个与该发动机转速对应的电压信号，该电压信号经过电压频率转换器转成方波频率信号，该频率信号经过轮速模拟器隔离、整形、变换处理后输出四路模拟轮速信号。该四路模拟轮速信号反馈至防抱死制动系统的电子控制单元，即可以使得车载电脑不发生故障码，保证发动机正常运转且与在整车上的运转状态完全一致。
附图说明
图1表示本实用新型的轮速模拟系统的电路框图；
图2表示轮速模拟器的电路框图；
图3表示电压频率转换器的电路框图；
图4表示单元轮速信号产生电路原理图；
图5表示数据处理电路原理图；
图6表示第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路、第四按键电路的输入接口电路原理图；
图7表示方波输出电路原理图；
图8表示单片机工作的电路原理图；
图9表示对单片机显示命令的处理电路原理图；
图10表示主动式传感器的等效电路原理图；
图11表示信号隔离电路原理图；以及
图12表示四路轮速信号产生电路原理图。
其中图中1、台架控制设备；2、电压频率转换器；3、轮速模拟器；4、防锁死刹车系统；5、电子控制单元；301、信号隔离电路；302、至少两路单元轮速信号产生电路；201、模数转换电路；202、数据处理电路；203、数据显示电路；204、方波输出电路；205、调节电路；2051、第一按键电路；2052、第二按键电路；2053、第三按键电路；2054、第四按键电路；R23、第一电阻；R20、第二电阻；R22、第三电阻；R19、第一滑动变阻器；R21、第二滑动变阻器；Q5、三极管；D8、二极管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
作为本实用新型的一个实施例，如图1所示，该轮速模拟系统包括依次连接的台架控制设备1、电压频率转换器2和轮速模拟器3，其中台架控制设备1向电压频率转换器2输出与目标车辆的发动机转速对应的电压信号，电压频率转换器2将电压信号转换成方波频率信号，方波频率信号经轮速模拟器3处理后输出用于发送给目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元4的多路模拟轮速信号。当进行试验时，发动机会在某一转速运转，台架控制设备1输出一个与发动机转速对应的电压信号，该电压信号经过电压频率转换器2转成方波频率信号，该频率信号经过轮速模拟器3隔离、整形、变换处理后输出模拟轮速信号。该模拟轮速信号发送给目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元4，则可以使得发动机正常运转且与在整车上的运转状态完全一致。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图2所示，轮速模拟器2包括用于将输入的方波信号进行隔离和整形的信号隔离电路301和至少两路产生模拟轮速信号的单元轮速信号产生电路302，其中信号隔离电路301和单元轮速信号产生电路302连接。如图11所示，信号隔离电路301将输入的方波隔离、整形之后使得该方波信号波形更加规范清晰，进而使得每个单元轮速信号产生电路302产生的模拟轮速信号更加准确。此外，单元轮速信号产生电路302的数量应与所模拟车辆的轮数一致。一般情况下，如图12所示，单元轮速信号产生电路302为并联的四路，则可以产生四路模拟轮速信号。该轮速模拟器3的技术指标如下：
输入电压：1～5VDC；
输入信号频率：1～10kHz；
输入信号占空比：40％～60％；
输出四路模拟轮速信号(电流信号)；
高电流：12.5～15mA；
低电流：5～7.5mA。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图4所示，单元轮速信号产生电路302包括第一电阻R23、第二电阻R20、第三电阻R22、第一滑动变阻器R19、第二滑动变阻器R21、三极管Q5、以及二极管D8，其中第一电阻R23的一端为单元轮速信号产生电路302的输入端，第一电阻R23的另一端与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的集电极分别与第二电阻R20的一端和第一滑动变阻器R19的一端相连，第二电阻R20的另一端和第一滑动变阻器R19的另一端相连接，并与第三电阻R22的一端和第二滑动变阻器R21的一端以及二极管D8的一端相连，第三电阻R22的另一端和第二滑动变阻器R21的另一端相连接，并和三极管Q5的发射极相连，三极管Q5的发射极和二级管D8的另一端为轮速信号产生电路的输出端。当三极管Q5的基极为方波信号低电平时，三极管Q5截止，仅第三电阻R22和第二滑动变阻器R21接入回路，调整第三电阻R22的电阻值，让输出端的回路电流为7mA；当基极为方波信号高电平时，三极管Q5导通，则第二电阻R20和第一滑动变阻器R19也接入回路，且和第三电阻R22、第二滑动变阻器R21并联，因第二电阻R20与第三电阻R22阻值相等，第一滑动变阻器R19和第二滑动变阻器R21电感值相等，所以输出端的的回路电流为14mA，从而得到跳变的电流信号。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图10所示，信号隔离电路301包括斯密特触发器。用该斯密特触发器将输入的方波信号做一个反向，目的是为了阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起输出电压的改变。因为该斯密特触发器具有电压的滞后特性，所以它将输入的对脉冲波形整形之后，可以使得波形的上升沿或下降沿变得陡直。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图3～6所示，电压频率转换器2包括模数转换电路201、用于将输入的信号进行分离和放大的数据处理电路202、数据显示电路203、方波输出电路204和用于改变输入电压值和输出方波频率值的调节电路205，其中模数转换电路201分别和数据处理电路202、数据显示电路203、方波输出电路204及调节电路205连接。试验时，台架控制设备1输出与发动机转速成比例的电压，数据处理电路202和模数转换电路201得到电压后根据设定的电压-频率对应关系，经过处理之后方波输出电路204则会输出对应频率的方波信号。同时，调节电路205可以改变输入电压的电压值和输出方波的频率值。输入电压调节范围为5-10V，每次增减1V；输出方波频率调节范围为1-10KHz，每次增减1KHz。该电压频率转换器2的技术指标如下：
输入电压：5～10VDC；
输入电压频率：1～10kHz；
输出信号频率：1～10kHz；
输出信号占空比：40％～60％。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图3所示，调节电路205包括用于选择调节对象为输入电压的第一按键电路2051、用于选择调节对象为输出方波频率的第二按键电路2052、用于增大调节对象的值的第三按键电路2053、用于减小调节对象的值的第四按键电路2054，其中第一按键电路2051、第二按键电路2052、第三按键电路2053和第四按键电路2054分别与模数转换电路201连接。第一按键电路2051的按键按下时调节对象为输入电压，第二按键电路2052的按键按下时调节对象为输出方波频率，第三按键电路2053的按键按下时增大调节对象的值，第四按键电路2054的按键按下时减小调节对象的值。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图所3示，数据显示电路203为液晶屏显示电路。该液晶显示电路可以清晰地显示输入的电压值和输出的方波的频率值。
可选地，在本实用新型的另一个实施例中，如图所8～9示，模数转换电路201为单片机数模转换电路。该单片机具有自带的模数转换功能，可以测量待测电压，当进行试验时，台架控制设备1输出与发动机转速成比例的电压，单片机模数转换电路201得到电压后会根据设定的电压-频率对应关系输出对应频率的方波信号。此外，单片机功能强大，可以对分离和放大过的信号进行处理，通过读取按键的值来改变输入电压或者输出方波的频率，按照要求输出到端口，并且通过对单片机显示命令的处理，可以并驱动液晶显示电路按照单片机的命令去显示。
具体的工作原理为：当车辆运行时，目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元4通过轮速传感器测得的轮速计算出车速，并将车速信号传给发动机。目前车载轮速传感器多为主动式(霍尔式)轮速传感器，其工作原理是利用霍尔效应在信号端输出在7mA和14mA之间跳变的电流信号，信号跳变的快慢体现了轮速的快慢。如图10所示，有一路长通，电流为I1＝7mA，另一路是开关控制，电流I2＝7mA,通过开关通断就能得到7mA,14mA的跳变量。轮速模拟器3就是需要模拟出7mA，14mA电流跳变效果，从而生成轮速模拟信号。当实际操作时，在车辆轮速传感器信号端使用示波器来读取轮速信号。假设车轮旋转一周，用时t秒，则轮速为1/t(r/s)；c为轮胎周长，单位m，则车速为c*3.6/t(km/h)；根据示波器上车轮旋转一周的轮速信号数据数出完整方波的个
而轮速信号频率和车速的关系式如下所示：
则若将轮速模拟器3的输出端和车身上轮速传感器的接插件相连，轮速模拟器3就会取代轮速传感器。当电压频率转换器2按设定频率输出方波时，车辆仪表板便会显示按照上式算得的车速。
以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种轮速模拟系统，其特征在于，包括依次连接的台架控制设备、电压频率转换器和轮速模拟器，其中所述台架控制设备向所述电压频率转换器输出与目标车辆的发动机转速对应的电压信号，所述电压频率转换器将所述电压信号转换成方波频率信号，所述方波频率信号经轮速模拟器处理后输出用于发送给目标车辆的防抱死制动系统的电子控制单元的多路模拟轮速信号，其中所述轮速模拟器包括用于将输入的方波信号进行隔离和整形的信号隔离电路和至少两路产生模拟轮速信号的单元轮速信号产生电路，其中所述信号隔离电路和单元轮速信号产生电路连接。
2.如权利要求1所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述单元轮速信号产生电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、三极管、以及二极管，其中所述第一电阻的一端为所述轮速信号产生电路的输入端，第一电阻的另一端与所述三极管的基极相连，所述三极管的集电极分别与所述第二电阻的一端和第一滑动变阻器的一端相连，所述第二电阻的另一端和第一滑动变阻器的另一端相连接，并与所述第三电阻的一端和第二滑动变阻器的一端以及二极管的一端相连，所述第三电阻的另一端和第二滑动变阻器的另一端相连接，并和所述三极管的发射极相连，所述三极管的发射极和二级管的另一端为所述轮速信号产生电路的输出端。
3.如权利要求1所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述信号隔离电路包括斯密特触发器。
4.如权利要求1所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述电压频率转换器包括模数转换电路、用于将输入的信号进行分离和放大的数据处理电路、数据显示电路、方波输出电路和用于改变输入电压值和输出方波频率值的调节电路，其中所述模数转换电路分别和数据处理电路、数据显示电路、方波输出电路及调节电路连接。
5.如权利要求4所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述调节电路包括用于选择调节对象为输入电压的第一按键电路、用于选择调节对象为输出方波频率的第二按键电路、用于增大调节对象的值的第三按键电路、用于减小调节对象的值的第四按键电路，其中所述第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路和第四按键电路分别和所述模数转换电路连接。
6.如权利要求4所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述数据显示电路为液晶屏显示电路。
7.如权利要求4所述的轮速模拟系统，其特征在于，所述模数转换电路为单片机数模转换电路。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20141112 |