本技術(shù)涉及機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)，具體而言，涉及一種半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)硬件的在環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、半掛式運(yùn)輸車(chē)是一類(lèi)由牽引車(chē)和半掛車(chē)組成的、用于運(yùn)輸貨物的車(chē)輛，該種車(chē)輛負(fù)載高、尺寸大，一旦發(fā)成事故會(huì)造成及其嚴(yán)重的后果。牽引車(chē)與半掛車(chē)各自擁有一套制動(dòng)系統(tǒng)并通過(guò)掛車(chē)閥連接，隨著車(chē)輛技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)內(nèi)外對(duì)半掛式運(yùn)輸車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)安全性的要求也不斷提高。

2、按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，大型重載半掛式運(yùn)輸車(chē)強(qiáng)制要求安裝電控制動(dòng)系統(tǒng)。常見(jiàn)的電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)由控制器、電控調(diào)壓閥、制動(dòng)氣室、傳感器、管路等元件組成，控制器可通過(guò)電信號(hào)控制調(diào)壓閥的閥門(mén)開(kāi)閉，精確、快速地調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，多路壓力傳感器可以將實(shí)時(shí)檢測(cè)的制動(dòng)壓力和踏板開(kāi)度信息發(fā)送到控制器，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的精確控制。電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)除可實(shí)現(xiàn)最基本的防抱死功能外，還可拓展制動(dòng)力分配、制動(dòng)減速度控制等功能，在此基礎(chǔ)上可開(kāi)發(fā)制動(dòng)穩(wěn)定性、自動(dòng)緊急制動(dòng)、牽引車(chē)-掛車(chē)協(xié)調(diào)控制器等上層控制器，電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用可為制動(dòng)安全技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供基本的硬件環(huán)境。

3、現(xiàn)階段，商用車(chē)電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)安全控制方法的驗(yàn)證通常依賴(lài)于大量復(fù)雜的實(shí)車(chē)試驗(yàn)，需要極大的人力物力成本。

4、而硬件在環(huán)試驗(yàn)技術(shù)具有通用性和拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)安全控制方法的快速開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證，并且可以方便地調(diào)節(jié)整車(chē)仿真模型參數(shù)以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)與目標(biāo)車(chē)輛的匹配，提升開(kāi)發(fā)效率、縮短開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本、保障人員安全。目前，已有電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)多面向牽引車(chē)和客車(chē)，但是面向半掛式運(yùn)輸車(chē)的硬件在環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)并未存在，由于半掛式運(yùn)輸車(chē)中牽引車(chē)與半掛車(chē)各自擁有一套制動(dòng)系統(tǒng)并通過(guò)掛車(chē)閥連接，電控制動(dòng)系統(tǒng)工作模式和工作場(chǎng)景更為復(fù)雜，面向牽引車(chē)和客車(chē)的測(cè)試環(huán)境和系統(tǒng)無(wú)法簡(jiǎn)單適用半掛式運(yùn)輸車(chē)。亟需接近半掛式運(yùn)輸車(chē)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及相應(yīng)測(cè)試方法盡快紓解現(xiàn)存的安全測(cè)試?yán)Ь场?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)硬件在環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法，以改善半掛式運(yùn)輸車(chē)軟、硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中缺乏通用的、安全的、可快速切換的硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及相應(yīng)試驗(yàn)方法的問(wèn)題，只能進(jìn)行實(shí)車(chē)試驗(yàn)的困境。

2、本技術(shù)為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

3、一種半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)硬件在環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括：

4、仿真系統(tǒng)，包括用于可視化顯示與輸入控制的上位機(jī)，與上位機(jī)通訊的下位機(jī)與嵌入式驅(qū)動(dòng)控制卡；下位機(jī)中包含車(chē)身運(yùn)動(dòng)仿真、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真、制動(dòng)系統(tǒng)仿真、輪胎模型仿真和行駛環(huán)境仿真模塊，具備虛擬試驗(yàn)車(chē)和試驗(yàn)場(chǎng)景的構(gòu)建和導(dǎo)入功能，用于對(duì)特定工況下車(chē)輛在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中的行駛特性和控制模式進(jìn)行仿真，并利用上位機(jī)可視化界面進(jìn)行監(jiān)控和分析；

5、半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)臺(tái)架，由牽引車(chē)電控氣壓制動(dòng)臺(tái)架和半掛車(chē)電控氣壓制動(dòng)臺(tái)架組成，至少包括：用于行車(chē)氣壓制動(dòng)的牽引車(chē)和半掛車(chē)前后軸雙氣壓制動(dòng)回路，和用于牽引車(chē)后軸制動(dòng)和半掛車(chē)后軸制動(dòng)的駐車(chē)氣壓制動(dòng)回路；各前后軸氣壓制動(dòng)回路中設(shè)置壓力傳感器；還設(shè)置駐車(chē)手控閥和電子制動(dòng)踏板與各氣壓制動(dòng)回路連接；

6、在半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)臺(tái)架中設(shè)置快速控制原型系統(tǒng)，包括可視化顯示裝置、ecpbs控制器，ecpbs控制器用于通過(guò)可編程軟件通信進(jìn)行控制模式程序設(shè)置或編寫(xiě)輸入，可視化顯示裝置用于交互顯示可視化界面；嵌入式驅(qū)動(dòng)控制卡與ecpbs控制器建立基于can協(xié)議的通訊，并設(shè)置為通過(guò)附帶的軟、硬件接口實(shí)現(xiàn)聯(lián)合在環(huán)試驗(yàn)；

7、仿真系統(tǒng)提供環(huán)境參數(shù)和車(chē)輛行駛特性給ecpbs控制器，ecpbs控制器采集電子制動(dòng)踏板信號(hào)并對(duì)包括壓力傳感器和各閥在內(nèi)的電控制動(dòng)元件發(fā)出發(fā)送制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)狀態(tài)和/或制動(dòng)壓力，虛擬車(chē)輛根據(jù)制動(dòng)壓力信息在虛擬空間中完成運(yùn)動(dòng)。

8、上述技術(shù)方案中，用于行車(chē)氣壓制動(dòng)的牽引車(chē)和半掛車(chē)雙回路包括：用于行車(chē)氣壓制動(dòng)且由前后軸電磁比例繼動(dòng)閥分別控制的牽引車(chē)電控氣壓制動(dòng)回路和半掛車(chē)電控氣壓制動(dòng)回路。

9、上述技術(shù)方案中，用于牽引車(chē)后軸制動(dòng)和半掛車(chē)后軸制動(dòng)的駐車(chē)氣壓制動(dòng)回路包括：用于駐車(chē)氣壓制動(dòng)，由駐車(chē)手控閥切換，由牽引車(chē)快放閥控制的牽引車(chē)后軸制動(dòng)回路，以及由掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥、掛車(chē)快放閥控制的半掛車(chē)后軸氣壓制動(dòng)回路。

10、上述技術(shù)方案中，設(shè)置四回路保護(hù)閥分別連通前軸氣罐、后軸氣罐和駐車(chē)氣罐，駐車(chē)氣罐中的壓縮空氣經(jīng)過(guò)掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥進(jìn)入第一掛車(chē)氣罐、第二掛車(chē)氣罐。

11、上述技術(shù)方案中，設(shè)置氣源設(shè)備用于產(chǎn)生壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、濕儲(chǔ)氣罐，到達(dá)四回路保護(hù)閥。

12、上述技術(shù)方案中，牽引車(chē)后軸和半掛車(chē)后軸兩氣室之間均設(shè)置一個(gè)快放閥，牽引車(chē)后軸快放閥連接駐車(chē)手控閥，掛車(chē)后軸快放閥連接掛車(chē)控制閥，掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥順次設(shè)置在掛車(chē)后軸快放閥的上游回路上。

13、上述技術(shù)方案中，ecpbs控制器設(shè)置的控制模式包括如下的至少一種：

14、踩下電子制動(dòng)踏板通過(guò)用于行車(chē)氣壓制動(dòng)的牽引車(chē)和半掛車(chē)雙回路進(jìn)行常規(guī)行車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)的控制模式；

15、駐車(chē)手控閥未拉起時(shí)，通過(guò)牽引車(chē)快放閥將壓縮氣體送入牽引出后軸制動(dòng)氣室駐車(chē)制動(dòng)腔中，或者從駐車(chē)手控閥輸出的氣控信號(hào)經(jīng)過(guò)掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥，到達(dá)掛車(chē)快放閥而將壓縮氣體送入掛車(chē)后軸制動(dòng)氣室的駐車(chē)制動(dòng)腔中，解除駐車(chē)制動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)解除模式；

16、駐車(chē)制動(dòng)模式：駐車(chē)手控閥拉起，通過(guò)牽引車(chē)快放閥氣控接口斷氣，實(shí)現(xiàn)牽引車(chē)后軸制動(dòng)氣室駐車(chē)制動(dòng)腔中的壓縮氣體經(jīng)快放閥的排氣口排出到大氣中，實(shí)現(xiàn)牽引車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)；從駐車(chē)手控閥輸出的，經(jīng)過(guò)掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥到達(dá)掛車(chē)快放閥的氣控接口的氣體中斷，掛車(chē)后軸制動(dòng)氣室的駐車(chē)腔中的氣體經(jīng)掛車(chē)快放閥的排氣口排出，實(shí)現(xiàn)半掛車(chē)駐車(chē)制動(dòng)。

17、上述技術(shù)方案中，快速原型控制系統(tǒng)通過(guò)汽車(chē)行駛特性仿真系統(tǒng)發(fā)送的車(chē)輛行駛特性、運(yùn)行工況和測(cè)試環(huán)境信息，統(tǒng)合計(jì)算出當(dāng)前電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)壓力需求，基于快速原型控制系統(tǒng)生成牽引車(chē)和掛車(chē)各自前后軸的電控比例繼動(dòng)閥的控制電流指令，并通過(guò)直接發(fā)送和經(jīng)由信號(hào)采集和嵌入式驅(qū)動(dòng)控制卡發(fā)送的形式控制執(zhí)行器工作，通過(guò)采集牽引車(chē)和掛車(chē)各自前后軸壓力傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)化為制動(dòng)氣室的制動(dòng)壓力信息進(jìn)行在環(huán)反饋控制；可視化見(jiàn)面可以實(shí)時(shí)觀測(cè)和儲(chǔ)存控制器的參數(shù)。

18、一種半掛式運(yùn)輸車(chē)電控氣壓制動(dòng)硬件在環(huán)試驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟：

19、步驟1：（1）打開(kāi)快速原型控制系中的控制策略建模編程模塊，建立車(chē)輛動(dòng)力學(xué)相關(guān)的控制策略和控制算法；（2）編譯編程建模軟件建立的離線仿真模型并下載到快速控制原型系統(tǒng)中，打開(kāi)快速控制原型系統(tǒng)的上位機(jī)控制軟件導(dǎo)入下載的c代碼，并運(yùn)行檢查是否報(bào)錯(cuò)；

20、步驟2：（1）打開(kāi)仿真系統(tǒng)的下位機(jī)與上位機(jī)相連，并通過(guò)上位機(jī)向下位機(jī)設(shè)置整車(chē)仿真模型參數(shù)、整車(chē)運(yùn)動(dòng)的仿真工況參數(shù)和運(yùn)行環(huán)境參數(shù)，并檢查硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)元件是否能正常工作；（2）在上位機(jī)設(shè)計(jì)相應(yīng)的人機(jī)交互界面，創(chuàng)建虛擬儀表面板；（3）開(kāi)啟可視化交互界面，構(gòu)建虛擬車(chē)輛及相關(guān)運(yùn)行環(huán)境，并設(shè)置試驗(yàn)工況；

21、步驟3：（1）開(kāi)啟電控氣壓制動(dòng)硬件試驗(yàn)臺(tái)架的氣源和電源，使壓縮空氣充入管路中；（2）進(jìn)行簡(jiǎn)單的升壓和降壓工況，確認(rèn)各電控原件和傳感器正常工作；

22、步驟4：（1）聯(lián)通汽車(chē)行駛狀態(tài)仿真系統(tǒng)嵌入式板卡和快速原型控制系統(tǒng)，確認(rèn)所需信息能夠順暢交互；（2）開(kāi)始試驗(yàn)，控制汽車(chē)行駛狀態(tài)仿真系統(tǒng)可視化界面控制虛擬車(chē)輛開(kāi)始行駛，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)所需工況時(shí)，觸發(fā)指令使快速原型控制系統(tǒng)開(kāi)始工作；（3）觀察虛擬儀表盤(pán)數(shù)據(jù)變化和虛擬車(chē)輛運(yùn)動(dòng)情況，同時(shí)確保電控氣壓制動(dòng)硬件試驗(yàn)臺(tái)架的運(yùn)行正常；（4）當(dāng)滿(mǎn)足試驗(yàn)結(jié)束條件后，結(jié)束測(cè)試程序，同時(shí)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；

23、步驟5：分析該試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且調(diào)整優(yōu)化控制策略和控制算法，并且將優(yōu)化后的控制策略和控制算法重復(fù)上述過(guò)程；

24、步驟6：判斷測(cè)試結(jié)果是否滿(mǎn)足測(cè)試需求以及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，若不滿(mǎn)足則重復(fù)上述過(guò)程；

25、步驟7：關(guān)閉快速控制原型系統(tǒng)，關(guān)閉電控氣壓制動(dòng)硬件試驗(yàn)臺(tái)架電源和氣源，關(guān)閉汽車(chē)運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)。

26、本發(fā)明還提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)程序被執(zhí)行時(shí)，用于執(zhí)行以下模式中的至少一種：

27、踩下電子制動(dòng)踏板通過(guò)用于行車(chē)氣壓制動(dòng)的牽引車(chē)和半掛車(chē)雙回路進(jìn)行常規(guī)行車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)的控制模式；

28、駐車(chē)手控閥未拉起時(shí)，通過(guò)牽引車(chē)快放閥將壓縮氣體送入牽引出后軸制動(dòng)氣室駐車(chē)制動(dòng)腔中，或者從駐車(chē)手控閥輸出的氣控信號(hào)經(jīng)過(guò)掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥，到達(dá)掛車(chē)快放閥而將壓縮氣體送入掛車(chē)后軸制動(dòng)氣室的駐車(chē)制動(dòng)腔中，解除駐車(chē)制動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)解除模式；

29、駐車(chē)制動(dòng)模式：駐車(chē)手控閥拉起，通過(guò)牽引車(chē)快放閥氣控接口斷氣，實(shí)現(xiàn)牽引車(chē)后軸制動(dòng)氣室駐車(chē)制動(dòng)腔中的壓縮氣體經(jīng)快放閥的排氣口排出到大氣中，實(shí)現(xiàn)牽引車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)；從駐車(chē)手控閥輸出的，經(jīng)過(guò)掛車(chē)控制閥、緊急駐車(chē)釋放閥到達(dá)掛車(chē)快放閥的氣控接口的氣體中斷，掛車(chē)后軸制動(dòng)氣室的駐車(chē)腔中的氣體經(jīng)掛車(chē)快放閥的排氣口排出，實(shí)現(xiàn)半掛車(chē)駐車(chē)制動(dòng)。

30、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

31、1、本發(fā)明提供一種半掛式商用車(chē)的氣壓制動(dòng)性能硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，其中的電控氣壓制動(dòng)硬件試驗(yàn)臺(tái)架包含牽引車(chē)和半掛車(chē)兩部分，采用行車(chē)氣壓制動(dòng)雙回路+駐車(chē)氣壓制動(dòng)回路+電控回路的復(fù)合回路方案，可以實(shí)現(xiàn)不同氣壓制動(dòng)回路的切換，測(cè)試的應(yīng)用范圍更廣，通用性好。

32、2、基于車(chē)輛行駛特性仿真系統(tǒng)，可以進(jìn)行某些極限、危險(xiǎn)和邊界工況的測(cè)試或注入故障進(jìn)行測(cè)試，保證測(cè)試人員的安全，且工況復(fù)現(xiàn)方便，試驗(yàn)效率高。

33、3、本發(fā)明的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)采用實(shí)際物理設(shè)備，能夠減少數(shù)學(xué)模型的精度誤差，硬件在環(huán)測(cè)試更接近真實(shí)的車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境，結(jié)果更真實(shí)地反映出半掛式運(yùn)輸車(chē)的氣壓制動(dòng)性能。