專利名稱：車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種硬件在環(huán)仿真試驗臺，更具體地說，本實用新型涉及一種集
成了線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真試驗臺。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展，高效、節(jié)能的線控技術(shù)(x-byiire)應用到了汽
車領(lǐng)域。線控系統(tǒng)能夠明顯提高系統(tǒng)響應速度及響應精度，改善車輛動力學特性，進一步提
升車輛的行駛安全性和操縱穩(wěn)定性。另外線控系統(tǒng)能夠簡化車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低車輛設計、
制造、維護過程中的成本，節(jié)省車內(nèi)空間，減輕整車質(zhì)量。線控制動系統(tǒng)(brake-byiire，簡
稱BBW)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(steer-byiire，簡稱SBW)作為汽車線控系統(tǒng)的代表已成為國內(nèi)外
研究熱點，代表了未來車輛的發(fā)展方向。目前我國對于車輛線控系統(tǒng)的研究還處于起步階
段，由于條件所限在系統(tǒng)開發(fā)，特別是在系統(tǒng)硬件調(diào)試、檢測方面存在很大的困難。采用硬
件在環(huán)技術(shù)進行線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真試驗，可以實現(xiàn)線控制動系
統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試、檢測及性能評價等多方面功能，從而使線控制動系統(tǒng)和線控
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)難度、開發(fā)時間以及開發(fā)成本大大降低。 目前尚未有線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真試驗臺。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了滿足社會需求，提供了一種車輛線控制動 系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)試驗臺。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的車輛線控制動系 統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)試驗臺由線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成。所述的線控制 動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又劃分為軟件部分、實時平臺、信號處理部分和硬件部分。所述的實 時平臺由主機、目標機1和目標機2組成。 所述的信號處理部分由型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-818HD 的第二數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集 卡、型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和V/F轉(zhuǎn)換模塊組成。 型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA總線連接。型號為 PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA 總線連接。型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊之間采用電線連接，四個 V/F轉(zhuǎn)換模塊和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCI-6601的 第五數(shù)據(jù)采集卡和目標機2之間采用PCI總線連接。型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡 和目標機2之間采用ISA總線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727 的第四數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的輸出端分別 和線控制動系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的硬件部分電線連接。 技術(shù)方案中所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件部分包括有轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、波紋管聯(lián)軸器、回正電機、回正電機減速機構(gòu)、磁粉制動器、彈簧回正機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、轉(zhuǎn)向阻力傳感器、轉(zhuǎn)向器、位移傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機和執(zhí)行電機減速機構(gòu)；線控制動系統(tǒng)的硬件部分包括有左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器、右后輪EMB執(zhí)行器控制器、左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器、右后輪EMB執(zhí)行器、左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器、右后輪夾緊力傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器、右后輪轉(zhuǎn)速傳感器、左前輪電流傳感器、右前輪電流傳感器、左后輪電流傳感器和右后輪電流傳感器。轉(zhuǎn)向盤輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)角傳感器輸入軸相連，轉(zhuǎn)角傳感器輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)矩傳感器輸入軸連接，轉(zhuǎn)矩傳感器輸出軸通過波紋聯(lián)軸器與回正電機減速機構(gòu)輸出軸相連，回正電機減速機構(gòu)輸入軸通過鍵與回正電機輸出軸相連。固定在實驗臺上的轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的輸出軸通過鍵與執(zhí)行電機減速機構(gòu)的輸入軸連接，固定在試驗臺上的執(zhí)行電機減速機構(gòu)的輸出軸通過花鍵與轉(zhuǎn)向器連接，固定在試驗臺上的轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向齒條的一端通過螺栓與固定在試驗臺上的位移傳感器連接，轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向齒條的另一端與轉(zhuǎn)向阻力傳感器的一端接觸連接，固定在試驗臺上的磁粉制動器的輸出軸通過花鍵與固定在試驗臺上的齒輪齒條機構(gòu)連接，齒輪齒條機構(gòu)中齒條的一端通過螺栓與固定在試驗臺上的彈簧回正機構(gòu)連接，齒輪齒條機構(gòu)中齒條的另一端通過螺栓與轉(zhuǎn)向阻力傳感器的另一端固定在一起。回正電機、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機及磁粉制動器分別和型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號的第5至第7數(shù)字通道電線連接。位移傳感器、轉(zhuǎn)向阻力傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器及轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出端分別和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡采集信號的第5至第8A/D通道電線連接。左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端分別和型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號的第1至第4數(shù)字通道電線連接。左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器及右后輪EMB執(zhí)行器的輸入端電線連接。左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器及右后輪夾緊力傳感器的輸出端分別和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4A/D通道電線連接。左前輪夾緊力傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器及左前輪電流傳感器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；右前輪夾緊力傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器及右前輪電流傳感器的輸出端分別和右前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；左后輪夾緊力傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器及左后輪電流傳感器的輸出端分別和左后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；右后輪夾緊力傳感器、右后輪轉(zhuǎn)速傳感器及右后輪電流傳感器的輸出端分別和右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；所述的型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊之間采用電線連接是指型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡的輸出四個輪速電壓信號的第1至第4A/D通道分別和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊的通道輸入端電線連接。所述的四個V/F轉(zhuǎn)換模塊和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接是指四個V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸出四個車輪輪速脈沖信號的第1至第4通道輸出端分別和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡的采集四個車輪輪速脈沖信號的第1至第4通道電線連接。所述的型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接是指型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第1至第5A/D通道分別和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡的輸出縱向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和縱向車速信號的第1至第5A/D通道電線連接；所述的主機與目標機1和目標機2之間采用PC串口 、TCP連接或者無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)連接。所述的無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)包括有無線網(wǎng)卡、無線路由器和兩塊普通網(wǎng)卡。所述的無線網(wǎng)卡采用型號為TWL541P的無線PCI網(wǎng)卡，安裝在主機上；無線路由器采用提供了一個固定廣域網(wǎng)接口與四個固定局域網(wǎng)接口并符合IEEE 802. lib和IEEE 802. llg無線標準的型號為TWL54R的無線路由器，兩塊普通網(wǎng)卡皆采用型號為82559的網(wǎng)卡，分別安裝于目標機1和目標機2上。 與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型的有益效果是 1.本實用新型實現(xiàn)了線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)，為線控制動系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件開發(fā)創(chuàng)造了有利條件，使硬件系統(tǒng)的開發(fā)難度、開發(fā)成本大大降低。另外通過本試驗臺對于各種控制算法進行的硬件在環(huán)仿真試驗的仿真預測結(jié)果更加準確可信。 2.采用車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺進行仿真試驗時，試驗的特定工況是通過計算機模擬得到，不受人員、場地和天氣的影響，對于極限工況的試驗也不存在任何危險，試驗成本和周期大大縮短。 3.在線控系統(tǒng)開發(fā)過程中，采用車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺進行試驗，可以實現(xiàn)控制算法的在線調(diào)整，這樣可以方便的對各種控制參數(shù)特別是極限工況下的控制參數(shù)進行優(yōu)化。 4.采用車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺測試得到的各項車輛性能參數(shù)及優(yōu)化控制算法參數(shù)與實車試驗比較接近。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明

圖1是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺結(jié)構(gòu)組成和工作原理示意框圖； 圖2是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的EMB執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)組成示意圖； 圖3是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的EMB執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)組成主視圖； 圖4是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的EMB執(zhí)行器控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理示意框圖； 圖5是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的EMB執(zhí)行器中動力裝置-電機采用三環(huán)控制的原理框圖； 圖6-(a)是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成示意圖； 圖6-(b)是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成示意圖； 圖7是本實用新型所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺試驗工作的流程框圖；[0023] 圖中l(wèi).制動盤，2.螺母，3.電機轉(zhuǎn)子，4.電機定子，5.齒圈，6.行星齒輪，7.行星架，8.絲杠，9.中心輪，IO.制動襯塊，ll.轉(zhuǎn)向盤12.轉(zhuǎn)角傳感器13.轉(zhuǎn)矩傳感器14.波紋管聯(lián)軸器15.回正電機減速機構(gòu)，16.回正電機，17.執(zhí)行電機減速機構(gòu)，18.轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機，19.位移傳感器，20.轉(zhuǎn)向器，21.轉(zhuǎn)向阻力傳感器，22.齒輪齒條機構(gòu)，23.彈簧回正機構(gòu)，24.磁粉制動器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細的描述 參閱圖l，本實用新型是一種集成了車輛線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真試驗臺，本實用新型的技術(shù)問題是保證車輛線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件在環(huán)試驗臺具有良好的實時性，能夠?qū)崿F(xiàn)在各種行駛工況下車輛動力學模型、車輛控制算法、線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及各傳感器之間的實時通訊。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型利用Mat lab/xPC Target、RTW實時工具和信號采集卡自主開發(fā)了線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗臺。本試驗臺由線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成。線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又分為軟件部分、實時平臺、信號處理部分和硬件部分。[0027] 1.實時平臺 所述的實時平臺是由一臺主機、一臺目標機1和一臺目標機2組成。在主機中安裝有采用Matlab/Simulink建立的車輛動力學模型和車輛控制算法(例如ABS，ESP控制算法等)。主機能夠進行離線仿真；能夠?qū)④囕v模型和控制算法通過RTW編譯成可以在目標機1和目標機2中運行的實時代碼；并能夠通過局域網(wǎng)將實時代碼下載到裝有xPC Target實時內(nèi)核的目標機1和目標機2中。本試驗臺所用主機采用的是聯(lián)想開天4600計算機，CPU為英特爾奔四3. OGHz，內(nèi)存為512M。作為實時平臺，目標機1和目標機2需要運行車輛模型及控制算法的實時代碼；同時作為第一數(shù)據(jù)采集卡至第五數(shù)據(jù)采集卡的載體，目標機1和目標機2需要完成信號的采集與發(fā)送，如線控制動系統(tǒng)中驅(qū)動各個車輪EMB執(zhí)行器的電流、轉(zhuǎn)速等信號的采集以及線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制信號的輸出。線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)控制信號驅(qū)動各個車輪EMB執(zhí)行器完成響應動作，并將響應信號傳回目標機1和目標機2。通過這種方式，目標機1和目標機2可以實時顯示出各控制信號和車輛狀態(tài)的信息，同時目標機1和目標機2通過局域網(wǎng)將所有信息反饋至主機，以便判斷試驗結(jié)果。由此便實現(xiàn)了硬件在環(huán)試驗臺的實時測試與控制功能。本試驗臺所使用的目標機l和目標機2是采用兩臺研華610H計算機，CPU為英特爾奔四2. 8GHz，內(nèi)存為512M。[0029] 主機與目標機1和目標機2的通信可以采用PC串口通信或(以太網(wǎng))TCP通信。本試驗臺所使用的主機與目標機1和目標機2的通信采用無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)主要由無線網(wǎng)卡、無線路由器和兩塊普通網(wǎng)卡組成。其中無線網(wǎng)卡采用騰達型號為TWL541P的無線PCI總線接口網(wǎng)卡，安裝在主機上；無線路由器采用騰達型號為TWL54R的無線路由器，它提供了一個固定廣域網(wǎng)接口和四個固定局域網(wǎng)接口，符合IEEE 802. llb和IEEE 802. llg無線標準；兩塊普通網(wǎng)卡皆采用Intel型號為82559的網(wǎng)卡，分別安裝于目標機1和目標機2上。采用無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)對試驗平臺的遠程控制，而且大大提高了主機配置的靈活性。[0030] 2.信號處理部分 車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺的信號處理部分是由若干數(shù)據(jù)采集卡和采集模塊組成。具體地說，信號處理部分是由(Advantech)型號為PCL-818HD的第一、第二數(shù)據(jù)采集卡、(Advantech)型號為PCL-727的第三、第四數(shù)據(jù)采集卡、(NI)型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和V/F轉(zhuǎn)換模塊組成。[0032] 1)型號為PCL-818HD的第一、二數(shù)據(jù)采集卡 型號為PCL-818HD的數(shù)據(jù)采集卡是ISA總線接口的多功能數(shù)據(jù)采集卡，它提供100KHz的采樣速率，16路單端模擬量輸入，12位分辨率雙緩沖A/D轉(zhuǎn)換器以及16路數(shù)字量輸入、輸出通道。型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡采集汽車運行狀態(tài)參數(shù)，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡向各車輪EMB執(zhí)行器控制器輸出控制信號。[0034] 2)型號為PCL-727的第三、四數(shù)據(jù)采集卡 型號為PCL-727的數(shù)據(jù)采集卡是ISA總線接口的模擬量輸出卡，它具有12位分辨率雙緩沖D/A轉(zhuǎn)換器，提供了 12路獨立模擬量輸出以及16路數(shù)字量輸入、輸出通道。型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡輸出輪速電壓信號，型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡輸出縱向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和縱向車速信號的汽車運行狀態(tài)參數(shù)。[0036] 3)型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡 型號為PCI-6601的數(shù)據(jù)采集卡是PCI總線接口的定時和數(shù)字I/O設備，該產(chǎn)品擁有4個32位計數(shù)器/定時器和32條與TTL/CMOS兼容的數(shù)字I/O線，可進行包括編碼器定位測量，事件計數(shù)，周期測量，脈沖寬度測量，脈沖生成，脈沖序列生成以及頻率測量。型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡用于四個車輪輪速脈沖信號的采集。[0038] 4)輪速脈沖生成模塊-V/F轉(zhuǎn)換模塊 輪速脈沖生成模塊用于模擬輪速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號。實際車輛輪速脈沖頻率范圍為(0-5000)HZ。車輛輪速值可以通過數(shù)據(jù)采集卡依標準方波的形式輸出，速值對應著一定的脈沖頻率，或一定的脈沖周期。通過軟件編程的方法可以模擬所需的方波信號，輪速方波信號的頻率越高，所模擬的輪速信號越準確性，但是方波信號的周期必須大于仿真步長，而仿真步長過小將增加Matlab/xPC Target實時內(nèi)核的計算量，降低實時內(nèi)核的實時性，甚至使實時內(nèi)核崩潰。由于xPC內(nèi)核的限制，高頻率脈沖無法通過軟件手段實現(xiàn)。因此，本實用新型采用模擬量輸出數(shù)據(jù)采集卡和V/F轉(zhuǎn)換模塊作為輪速脈沖生成器。模擬量輸出數(shù)據(jù)采集卡采用型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡，它提供12路D/A模擬量輸出通道，而V/F轉(zhuǎn)換模塊為深圳順源科技生產(chǎn)的(V/F)導軌式轉(zhuǎn)換模塊。共采用4個V/F轉(zhuǎn)換模塊，汽車動力學實時模型產(chǎn)生的輪速信號通過型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為4路0-5V電壓信號，再經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為0-5k HZ的脈沖信號。 型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA總線連接，型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA總線連接，型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊之間采用電線連接，四個V/F轉(zhuǎn)換模塊和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和目標機2之間采用PCI總線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和目標機2之間采用ISA總線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的輸出端分別和線控制動系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的硬件部分采用電線連接。 確切地說，型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4A/D通道分別和左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器與右后輪EMB執(zhí)行器上的左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器及右后輪夾緊力傳感器的輸出端電線連接，采集左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器及右后輪EMB執(zhí)行器的夾緊力信號；型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第5A/D通道和轉(zhuǎn)角傳感器12的輸出端電線連接，采集轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角信號；型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第6A/D通道和轉(zhuǎn)矩傳感器13的輸出端電線連接，采集轉(zhuǎn)矩信號；型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第7A/D通道和位移傳感器19的輸出端電線連接，采集前輪轉(zhuǎn)角信號；型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第8A/D通道和轉(zhuǎn)向阻力傳感器21的輸出端電線連接，采集轉(zhuǎn)向阻力信號。型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第1至第5A/D通道分別和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡的第1至第5A/D通道電線連接，采集縱向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、縱向車速等信號；型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4數(shù)字通道分別和左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器與右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接，并分別向它們輸出控制信號；型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第5數(shù)字通道和回正電機16的輸入端電線連接，并向回正電機16輸出控制信號；型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第6數(shù)字通道和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18的輸入端電線連接，并向轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18輸出控制信號；型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第7數(shù)字通道和磁粉制動器24的輸入端電線連接，并向磁粉制動器24輸出控制信號。型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4A/D通道分別和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊的通道輸入端電線連接，四個V/F轉(zhuǎn)換模塊的第1至第4通道輸出端分別和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4通道電線連接，首先，四個V/F轉(zhuǎn)換模塊將輪速電壓信號轉(zhuǎn)為輪速脈沖信號，然后，向型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡輸送四個車輪的輪速脈沖信號。[0042] 3.硬件部分[0043] l)EMB執(zhí)行器 參閱圖2和圖3，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺所采用的EMB執(zhí)行器是申請人自行研制的又稱為電子機械制動系統(tǒng)(Electro-mechanicalBrake，簡稱EMB) ， EMB執(zhí)行器以電能為能量源，以電機為動力裝置，通過EMB執(zhí)行器驅(qū)動制動襯塊10實現(xiàn)汽車的制動功能。EMB執(zhí)行器主要由動力裝置-電機、傳動裝置和制動鉗體三部分組成，而其中傳動裝置又包括減速增矩裝置和運動轉(zhuǎn)換裝置。其工原理為目標機2將制動力控制信號傳給線控制動系統(tǒng)四車輪EMB執(zhí)行器控制器，四車輪EMB執(zhí)行器控制器結(jié)合動力裝置_電機的轉(zhuǎn)速信號、電流信號及制動夾緊力信號，控制EMB執(zhí)行器中的動力裝置_電機產(chǎn)生相應轉(zhuǎn)矩，在經(jīng)過傳動裝置驅(qū)動制動鉗夾緊制動盤1產(chǎn)生所需制動力，實現(xiàn)車輪的制動。為了模擬真實車輛情況，本試驗臺設置了左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器及右后輪EMB執(zhí)行器。申請人于2008年將EMB執(zhí)行器申報了中國專利，申請?zhí)枮?008200720905，公告號為CN201212535Y，公告日，2009年3月25日，發(fā)明名稱為"應用在汽車上的電子機械制動執(zhí)行器"。[0045] 2)EMB執(zhí)行器控制器
9[0046] 參閱圖4和圖5，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺所采用的EMB執(zhí)行器控制器是申請人自行研制的，每臺EMB執(zhí)行器都配有一臺獨立的EMB執(zhí)行器控制器，所以，本試驗臺設置了左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器。由于EMB執(zhí)行器控制器需要保證EMB執(zhí)行器對制動壓力的精確迅速調(diào)節(jié)，并能夠保護電機不受損害，所以EMB執(zhí)行器控制器采用了具有壓力控制、轉(zhuǎn)速控制及電流控制的三環(huán)控制方法對EMB執(zhí)行器的動力裝置_電機進行精確控制。該EMB執(zhí)行器控制器主要由單片機系統(tǒng)、功率驅(qū)動電路所組成，并借助光電隔離電路和與門將兩者電線連接。 所述的單片機系統(tǒng)包括型號為MC9S12DP512的單片機及其外圍電路、外部振蕩電路、復位電路和電源電路，型號為MC9S12DP512的單片機和外部振蕩電路、復位電路、電源電路之間為電線連接。 所述的功率驅(qū)動電路包括型號為IR2130的驅(qū)動芯片、型號為IR2130的驅(qū)動芯片的外圍電路、逆變器和電流傳感器，型號為IR2130的驅(qū)動芯片和型號為IR2130的驅(qū)動芯片的外圍電路之間為電線連接，型號為IR2130的驅(qū)動芯片和逆變器之間為電線連接，逆變器和電流傳感器之間為電線連接。申請人于2008年將車輪EMB執(zhí)行器控制器申報了中國專利，其申請?zhí)枮?008200723265，申請日為2008年08月26日，發(fā)明名稱為"汽車電子機械制動系統(tǒng)的控制器"。[0049] 3)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 參閱圖6，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺所采用的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為自行研制的，主要包括有轉(zhuǎn)向盤11、回正電機16、回正電機減速機構(gòu)15、轉(zhuǎn)向器20、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18、執(zhí)行電機減速機構(gòu)17、磁粉制動器24。其工作原理為試驗人員操縱轉(zhuǎn)向盤11，目標機2根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及車輛狀態(tài)信息控制回正電機16，使其提供期望的轉(zhuǎn)向盤反力，同時控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18，使轉(zhuǎn)向器20的齒條產(chǎn)生位移，該位移對應于車輛的前輪轉(zhuǎn)角。另一方面，目標機2根據(jù)路況、車速與車輪轉(zhuǎn)向角度的不同，設定不同的試驗工況，控制磁粉制動器24，通過調(diào)整磁粉制動器24的電流，控制其產(chǎn)生相應阻力矩，此阻力矩經(jīng)齒輪齒條機構(gòu)22轉(zhuǎn)化為直線力，并由轉(zhuǎn)向阻力傳感器21將信號反饋給目標機1，車輛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根
據(jù)反饋信號調(diào)整控制信號，從而實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向。[0051] 4)傳感器[0052] (1)力傳感器 力傳感器主要分用在EMB執(zhí)行器上的夾緊力傳感器和用在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上的轉(zhuǎn)向阻力傳感器21兩種。車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺中EMB執(zhí)行器上的夾緊力傳感器采用德國HBM公司生產(chǎn)的型號為C9B的壓式力傳感器，采用耐腐蝕的不銹鋼殼體，最大量程0kN-20kN，體積小，直徑只有26mm。該力傳感器為應變片式，與原廠的AE301-S7放大器配合使用，精度可達0. 5 % ，輸出為lmV/V，既可測靜態(tài)力，又可測動態(tài)力，可測的動態(tài)力最大頻率為65Hz。夾緊力傳感器安裝在EMB執(zhí)行器內(nèi)側(cè)制動襯片與絲杠端蓋之間。轉(zhuǎn)向阻力傳感器21采用北京航天動力研究院生產(chǎn)的型號為BK-4的負荷傳感器，采用耐腐蝕的不銹鋼殼體，最大量程_20kN-20kN。該傳感器不需要放大器，輸出信號0V-5V，精度0. 5%。本試驗臺設置了左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器和右后輪夾緊力傳感器。[0054] (2)轉(zhuǎn)速傳感器 為了獲得各車輪上EMB執(zhí)行器的動力裝置_電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置信號，可直接利用布置于動力裝置-無刷直流電機內(nèi)部的霍爾傳感器。該無刷直流電機轉(zhuǎn)子有四對磁極，在電機端部安裝有三個霍爾傳感器，每個相隔120° ，利用霍爾傳感器測得的電機轉(zhuǎn)角精度為15° 。 EMB執(zhí)行器在夾緊制動盤1時，從制動襯塊10接觸制動盤1到達到最大夾緊力這一過程，產(chǎn)生的形變極小，即電機轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角極小，為了能夠更精確地獲得電機轉(zhuǎn)子位置信號，以便后續(xù)進行EMB執(zhí)行器夾緊力估算，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺在各個EMB執(zhí)行器尾部安裝了光電編碼器，它每圈可發(fā)出2000個脈沖，四倍頻后，測得的轉(zhuǎn)角精度可達0.045° ，輸出兩路相位差90。方波信號和一路零位脈沖信號。本試驗臺設置了左前輪轉(zhuǎn)速傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器和右后輪轉(zhuǎn)速傳感器。[OO57] (3)電流傳感器 車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺通過在各車輪EMB執(zhí)行器的動力裝置-電機回路中串入大功率電阻，通過測其兩端電壓的方式，來測電樞電流。電阻功率為IOOW，阻值為0. 5 Q 。本試驗臺設置了左前輪電流傳感器、右前輪電流傳感器、左后輪電流傳感器和右后輪電流傳感器。[OO59] (4)位移傳感器 為了獲得轉(zhuǎn)向器中齒條位移，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺采用北京環(huán)宇順通科技有限公司生產(chǎn)的型號為WDL200的直線位移傳感器，傳感器量程為0mm-200mm，其輸出信號0V-5V。[0061] (5)轉(zhuǎn)矩傳感器 為獲得方向盤轉(zhuǎn)矩，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺采用北京航天空氣動力研究院生產(chǎn)的型號為AKC-215的動態(tài)扭矩傳感器，最大量程-20瓶-20瓶，輸出信號幅值-5V-5V,輸出精度±0. 5% ，允許最大轉(zhuǎn)速5000r/min。[OO63] (6)轉(zhuǎn)角傳感器 為獲得方向盤轉(zhuǎn)角，車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺采用深圳霍斯特有限公司生產(chǎn)的FTD光電編碼器，它每圈可發(fā)出1024個脈沖，最高響應頻率lOOKHz，允許最大轉(zhuǎn)速3000r/min。 所述的車輛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件部分主要包括轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)兩部分。 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向盤11、轉(zhuǎn)角傳感器12、轉(zhuǎn)矩傳感器13、波紋管聯(lián)軸器14、回正電機減速機構(gòu)15及回正電機16。以上各部件除波紋管聯(lián)軸器外全部通過支架固定連接在試驗臺上。轉(zhuǎn)向盤11輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)角傳感器12輸入軸相連，轉(zhuǎn)角傳感器12輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)矩傳感器13輸入軸連接，轉(zhuǎn)矩傳感器13輸出軸通過波紋聯(lián)軸器14與回正電機減速機構(gòu)15輸出軸相連，回正電機減速機構(gòu)15輸入軸通過鍵與回正電機16輸出軸相連。[0067] 轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)包括執(zhí)行電機減速機構(gòu)17、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18、位移傳感器19、轉(zhuǎn)向器20、轉(zhuǎn)向阻力傳感器21、齒輪齒條機構(gòu)22、彈簧回正機構(gòu)23、磁粉制動器24。轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18通過支架固定連接在實驗臺上，其輸出軸通過鍵與執(zhí)行電機減速機構(gòu)17輸入軸相連接，執(zhí)行電機減速機構(gòu)17通過支架固定在試驗臺上，執(zhí)行電機減速機構(gòu)17輸出軸通過花鍵與轉(zhuǎn)向器20相連接，轉(zhuǎn)向器20中的轉(zhuǎn)向齒條通過支架固定連接在試驗臺上，轉(zhuǎn)向器20中的轉(zhuǎn)向齒條的一端通過螺栓與固定在試驗臺上的位移傳感器19相連接，轉(zhuǎn)向器20中的轉(zhuǎn)向齒條的另一端與轉(zhuǎn)向阻力傳感器21的一端相接觸，用于實時測量轉(zhuǎn)向阻力大小。磁粉制動器24通過支架固定在試驗臺上，其輸出軸通過花鍵與齒輪齒條機構(gòu)22連接，齒輪齒條機構(gòu)22通過支架固定在試驗臺上，齒輪齒條機構(gòu)22中齒條的一端通過螺栓與固定連接在試驗臺上的彈簧回正機構(gòu)23相連，齒條的另一端通過螺栓與轉(zhuǎn)向阻力傳感器21的另一端固定連接在一起。 回正電機16、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18及磁粉制動器24分別和型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第5至第7數(shù)字通道電線連接；位移傳感器19、轉(zhuǎn)向阻力傳感器21、轉(zhuǎn)角傳感器12及轉(zhuǎn)矩傳感器13的輸出端分別和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第5至第8A/D通道電線連接。 所述的車輛線控制動系統(tǒng)的硬件部分包括有左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器、右后輪EMB執(zhí)行器控制器、左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器、右后輪EMB執(zhí)行器、左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器、右后輪夾緊力傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器、右后輪轉(zhuǎn)速傳感器、左前輪電流傳感器、右前輪電流傳感器、左后輪電流傳感器和右后輪電流傳感器。 左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端分別和型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4數(shù)字通道電線連接；左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器及右后輪EMB執(zhí)行器的輸入端電線連接；左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器及右后輪夾緊力傳感器的輸出端分別和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4A/D通道電線連接；左前輪夾緊力傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器及左前輪電流傳感器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；右前輪夾緊力傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器及右前輪電流傳感器的輸出端分別和右前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；左后輪夾緊力傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器及左后輪電流傳感器的輸出端分別和左后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；右后輪夾緊力傳感器、右后輪轉(zhuǎn)速傳感器及右后輪電流傳感器的輸出端分別和右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接。 車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺的工作原理 參閱圖l、6和7，在主機中采用Matlab/Simulink分別建立車輛動力學模型和車輛控制算法。車輛動力學模型主要包括整車模型、懸架模型、發(fā)動機模型、傳動系模型、車輪運動模型、輪胎模型等。車輛控制算法主要指與線控制動系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)的各種優(yōu)化車輛性能的控制算法。主機通過RTW將建立好的車輛動力學模型和車輛控制算法編譯成為可以在xPCTarget中運行的實時代碼，通過局域網(wǎng)將其分別下載到目標機1和目標機2中。[0073] 目標機1首先通過型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡分別采集線控制動系統(tǒng)的左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器及右后輪夾緊力傳感器的夾緊力信號和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩、前輪轉(zhuǎn)向角(轉(zhuǎn)向器直線位移)及轉(zhuǎn)向阻力信號，從而獲得車輛仿真所需的參數(shù)，然后運行車輛動力學模型實時代碼，模擬
車輛各工況下的運行狀態(tài)，通過型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡輸出車輛狀態(tài)參數(shù)，型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡專門向V/F轉(zhuǎn)換模塊輸出各車輪的輪速電壓信號，型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡向目標機2輸出包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、縱向車速、橫擺角速度、縱向加速度和側(cè)向加速度在內(nèi)的車輛狀態(tài)參數(shù)。[0074] 目標機2主要運行控制算法實時代碼。目標機2首先通過數(shù)據(jù)采集卡采集控制算法所需的車輛狀態(tài)參數(shù)。其中四個車輪的輪速電壓信號經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為四個車輪的輪速脈沖信號后由型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡采集，其它狀態(tài)參數(shù)由型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡采集。隨后目標機2根據(jù)當前車輛狀態(tài)參數(shù)，利用控制算法運行實時代碼，實時向線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸出控制信號，目標機2通過控制回正電機16調(diào)整轉(zhuǎn)向盤反力，以模擬真實情況下的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向感覺；通過控制磁粉制動器24調(diào)整前輪轉(zhuǎn)向阻力，以模擬真實路況下前輪轉(zhuǎn)向路況感覺；轉(zhuǎn)向通過調(diào)整轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18調(diào)整車輛前輪轉(zhuǎn)角，以實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向控制；通過控制各個車輪EMB執(zhí)行器調(diào)整制動力大小，以實現(xiàn)線控制動控制。通過線控轉(zhuǎn)向與線控制動的綜合控制達到提高車輛操縱穩(wěn)定性和行駛安全性的目的。其中控制信號是通過型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡輸出的。[0075] 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)目標機2 (通過型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡輸出)的控制信號，同時控制回正電機16、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機18和磁粉制動器24，以產(chǎn)生期望的轉(zhuǎn)向盤反力、車輛的前輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向阻力。另一方面，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號、前輪轉(zhuǎn)向角信號和前輪轉(zhuǎn)向阻力信號，都通過各傳感器反饋給目標機1和目標機2，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)反饋信號調(diào)整控制信號，從而實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向。 線控制動系統(tǒng)中各車輪EMB執(zhí)行器控制器根據(jù)控制信號大小和EMB執(zhí)行器中的電機電流、電機轉(zhuǎn)速及制動夾緊力信號，采用三環(huán)控制原理控制EMB執(zhí)行器控制器按控制信號要求驅(qū)動EMB執(zhí)行器運動。最后再將夾緊力信號反饋給目標機1和目標機2，使目標機1和目標機2能夠?qū)崟r顯示出各控制信號效果。同時線控制動系統(tǒng)根據(jù)反饋信號調(diào)整控制信號，從而實現(xiàn)線控制動。 最后目標機1和目標機2通過局域網(wǎng)將車輛運動狀態(tài)及控制效果參數(shù)反饋至主機
用以使用戶判斷試驗結(jié)果，已完成線控轉(zhuǎn)向和線控制動硬件在環(huán)仿真試驗。通過運行車輛
線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺能夠?qū)Ω骺刂撇呗约翱刂茀?shù)進行評價。 本試驗臺能夠?qū)Ω鞣N與線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)的控制算法的控制效
果進行評價，每次仿真都能給出相應的結(jié)果，如ESP仿真能夠全面給出各車輪輪速變化、滑
移率變化、橫擺角速度變化、質(zhì)心側(cè)偏角變化以及各車輪制動壓力變化等，便于用戶實時驗
證控制策略、調(diào)整控制參數(shù)，直到獲得滿意效果。 另外試驗臺還可以實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)參數(shù)與整車參數(shù)的優(yōu)化匹
配，并可實現(xiàn)車輛在極度危險工況下的控制參數(shù)的調(diào)試?？蓹z測、調(diào)試本試驗臺采用的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)、各車輪的EMB執(zhí)行器及各車輪的EMB執(zhí)行器控制器的缺陷、故障。[0080] 由于實現(xiàn)了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控制動系統(tǒng)、各車輪的EMB執(zhí)行器及各車輪EMB執(zhí)行器控制器的硬件在環(huán)，測試得到的各項性能及獲得優(yōu)化參數(shù)與實車試驗比較接近，從而顯著減小實車試驗次數(shù)，縮短開發(fā)周期，節(jié)省開發(fā)成本。
權(quán)利要求一種車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺，由線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成；所述的線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又分為軟件部分、實時平臺、信號處理部分和硬件部分；所述的實時平臺由主機、目標機1和目標機2組成，其特征在于，所述的信號處理部分由型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和V/F轉(zhuǎn)換模塊組成；型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA總線連接，型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡和目標機1之間采用ISA總線連接，型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊之間采用電線連接，四個V/F轉(zhuǎn)換模塊和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和目標機2之間采用PCI總線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和目標機2之間采用ISA總線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接，型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的輸出端分別和線控制動系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的硬件部分電線連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺，其特征在于，所述 的硬件部分包括有轉(zhuǎn)向盤(11)、轉(zhuǎn)角傳感器(12)、轉(zhuǎn)矩傳感器(13)、波紋管聯(lián)軸器(14)、回 正電機(16)、回正電機減速機構(gòu)(15)、磁粉制動器(24)、彈簧回正機構(gòu)(23)、齒輪齒條機構(gòu) (22)、轉(zhuǎn)向阻力傳感器(21)、轉(zhuǎn)向器(20)、位移傳感器(19)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(18)和執(zhí)行電 機減速機構(gòu)(17);左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器 控制器、右后輪EMB執(zhí)行器控制器、左前輪EMB執(zhí)行器、右前輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行 器、右后輪EMB執(zhí)行器、左前輪夾緊力傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器、 右后輪夾緊力傳感器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感器、右后輪 轉(zhuǎn)速傳感器、左前輪電流傳感器、右前輪電流傳感器、左后輪電流傳感器和右后輪電流傳感 器；轉(zhuǎn)向盤(11)輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)角傳感器(12)輸入軸相連，轉(zhuǎn)角傳感器(12)輸出軸通 過鍵與轉(zhuǎn)矩傳感器(13)輸入軸連接，轉(zhuǎn)矩傳感器(13)輸出軸通過波紋聯(lián)軸器(14)與回正 電機減速機構(gòu)(15)輸出軸相連，回正電機減速機構(gòu)(15)輸入軸通過鍵與回正電機(16)輸 出軸相連；固定在實驗臺上的轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(18)的輸出軸通過鍵與執(zhí)行電機減速機構(gòu)(17)的輸 入軸連接，固定在試驗臺上的執(zhí)行電機減速機構(gòu)(17)的輸出軸通過花鍵與轉(zhuǎn)向器(20)連 接，固定在試驗臺上的轉(zhuǎn)向器(20)的轉(zhuǎn)向齒條的一端通過螺栓與固定在試驗臺上的位移 傳感器(19)連接，轉(zhuǎn)向器(20)的轉(zhuǎn)向齒條的另一端與轉(zhuǎn)向阻力傳感器(21)的一端接觸連 接，固定在試驗臺上的磁粉制動器(24)的輸出軸通過花鍵與固定在試驗臺上的齒輪齒條 機構(gòu)(22)連接，齒輪齒條機構(gòu)(22)中齒條的一端通過螺栓與固定在試驗臺上的彈簧回正 機構(gòu)(23)連接，齒輪齒條機構(gòu)(22)中齒條的另一端通過螺栓與轉(zhuǎn)向阻力傳感器(21)的另 一端固定在一起；回正電機(16)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(18)及磁粉制動器(24)分別和型號為PCL-818HD的第 二數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號的第5至第7數(shù)字通道電線連接；位移傳感器(19)、轉(zhuǎn)向阻力 傳感器(21)、轉(zhuǎn)角傳感器(12)及轉(zhuǎn)矩傳感器(13)的輸出端分別和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡采集信號的第5至第8A/D通道電線連接；左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后輪EMB執(zhí)行器控制器及右后 輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端分別和型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號的 第1至第4數(shù)字通道電線連接；左前輪EMB執(zhí)行器控制器、右前輪EMB執(zhí)行器控制器、左后 輪EMB執(zhí)行器控制器及右后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器、右前 輪EMB執(zhí)行器、左后輪EMB執(zhí)行器及右后輪EMB執(zhí)行器的輸入端電線連接；左前輪夾緊力 傳感器、右前輪夾緊力傳感器、左后輪夾緊力傳感器及右后輪夾緊力傳感器的輸出端分別 和型號為PCL-818HD的第一數(shù)據(jù)采集卡的第1至第4A/D通道電線連接；左前輪夾緊力傳感 器、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器及左前輪電流傳感器的輸出端分別和左前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸 入端電線連接；右前輪夾緊力傳感器、右前輪轉(zhuǎn)速傳感器及右前輪電流傳感器的輸出端分 別和右前輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；左后輪夾緊力傳感器、左后輪轉(zhuǎn)速傳感 器及左后輪電流傳感器的輸出端分別和左后輪EMB執(zhí)行器控制器的輸入端電線連接；右后 輪夾緊力傳感器、右后輪轉(zhuǎn)速傳感器及右后輪電流傳感器的輸出端分別和右后輪EMB執(zhí)行 器控制器的輸入端電線連接。
3. 按照權(quán)利要求1所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺，其特征在于，所述 的型號為PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡和四個V/F轉(zhuǎn)換模塊之間采用電線連接是指型號為 PCL-727的第三數(shù)據(jù)采集卡的輸出四個輪速電壓信號的第1至第4A/D通道分別和四個V/F 轉(zhuǎn)換模塊的通道輸入端電線連接；所述的四個V/F轉(zhuǎn)換模塊和型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡之間采用電線連接是 指四個V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸出四個車輪輪速脈沖信號的第1至第4通道輸出端分別和型號 為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡的采集四個車輪輪速脈沖信號的第1至第4通道電線連接；所述的型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡和型號為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡之間 采用電線連接是指型號為PCL-818HD的第二數(shù)據(jù)采集卡的第1至第5A/D通道分別和型號 為PCL-727的第四數(shù)據(jù)采集卡的輸出縱向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和 縱向車速信號的第1至第5A/D通道電線連接。
4. 按照權(quán)利要求1所述的車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺，其特征在于，所述 的主機與目標機1和目標機2之間采用PC串口 、 TCP連接或者無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)連接；所述的無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)包括有無線網(wǎng)卡、無線路由器和兩塊普通網(wǎng)卡； 所述的無線網(wǎng)卡采用型號為TWL541P的無線PCI網(wǎng)卡，安裝在主機上；無線路由器采用 提供了一個固定廣域網(wǎng)接口與四個固定局域網(wǎng)接口并符合IEEE802. llb和IEEE 802. llg 無線標準的型號為TWL54R的無線路由器，兩塊普通網(wǎng)卡皆采用型號為82559的網(wǎng)卡，分別 安裝于目標機1和目標機2上。
專利摘要本實用新型公開了車輛線控制動線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)試驗臺。該試驗臺集線控制動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于一體，其可劃分為軟件部分、實時平臺、信號處理部分和硬件部分。實時平臺由主機、目標機1和目標機2組成。主機與目標機1和目標機2之間采用無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)連接。信號處理部分由型號為PCL-818HD的第一、二數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCL-727的第三、四數(shù)據(jù)采集卡、型號為PCI-6601的第五數(shù)據(jù)采集卡和V/F轉(zhuǎn)換模塊組成。硬件部分包括有轉(zhuǎn)角傳感器(12)、轉(zhuǎn)矩傳感器(13)、回正電機(16)、轉(zhuǎn)向阻力傳感器(21)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(18)、EMB執(zhí)行器控制器、EMB執(zhí)行器、夾緊力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器。
文檔編號G01M17/007GK201464187SQ20092009367
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者張建, 李靜, 楊坤, 殷衛(wèi)喬, 王坤, 饒志明, 魏青 申請人:吉林大學