一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置及实验设备

技术领域

本申请涉及汽车车轮和悬架系统试验技术领域，具体涉及一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置及试验设备。

背景技术

随着汽车行业的飞速发展，人们对汽车的制动安全性有了更高的要求，而汽车整车的制动系统测试往往只能在车辆的路试阶段才能够进行，例如制动距离，制动加速度大小，以及制动对底盘零部件的影响等等。

目前有单一的制动性能试验台架来对制动系统进行验证，但是这种类型的台架试验模拟制动频率低，管路压力可控性差，另外，这种类型的台架试验测试范围较小，只有制动卡钳及制动盘（鼓）作为被测试部件，而整个悬架系统的试验则很少包含制动系统在内，因此很难在零部件验证时期将两个系统融合到一起进行试验。因此需要一种能够在车轮及悬架系统测试台架中加入制动控制装置来实现两种子系统的融合试验设备。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置及试验设备，可以实现制动系统管路压力的闭环控制，可以实现高频率的模拟制动，并且能够在进行车轮及悬架系统相关试验的同时进行制动系统的试验验证。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

第一方面，提供一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置，包括制动卡钳、制动油管路、液体压力传感器、液压伺服控制元件、液压控制单元、制动主缸、油压缸、油缸油压管路、液压工作站，所述制动主缸通过所述制动油管路连通所述制动卡钳中的制动油通道，所述油压缸的活塞杆连接所述制动主缸的活塞；所述油压缸通过所述油缸油压管路连通所述液压工作站；所述制动油管路上设置有所述液体压力传感器，所述油压缸上设置有液压伺服控制元件，所述液体压力传感器和所述液压伺服控制元件均信号连接所述液压控制单元。

在一些实施例中，所述液压控制单元包括数据比较单元、阀控制单元，所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较；所述阀控制单元在所述压力数值大于或等于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞缩回；所述阀控制单元在所述压力数值小于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞伸出。

在一些实施例中，所述液压控制单元包括数据比较单元、阀控制单元、计时单元，所述计时单元信号连接所述阀控制单元和所述数据比较单元；所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较；所述计时单元用于在所述压力数值大于或等于所述压力阈值时开始计时第一时长，在所述压力数值小于所述压力阈值时开始计时第二时长；所述阀控制单元用于在所述第一时长计时结束控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞缩回，并在所述第二时长计时结束控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞伸出。

在一些实施例中，包括设置在刹车盘上的温度传感器，所述温度传感器信号连接所述液压控制单元；所述液压控制单元包括数据比较单元、阀控制单元，所述数据比较单元和阀控制单元信号连接；所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较，并且用于接收所述温度传感器的信号得到温度数值，并将所述温度数值与预设的温度阈值比较；所述阀控制单元用于在所述压力数值大于或等于所述压力阈值，并且所述温度数值小于所述温度阈值时，控制所述液压伺服控制元件使所述油压缸的压力保持不变；在所述压力数值大于或等于所述压力阈值，并且所述温度数值大于或等于所述温度阈值时，控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞缩回；在所述压力数值小于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件驱动所述油压缸使所述油压缸的活塞伸出。

在一些实施例中，所述液压伺服控制元件为电液控制阀或比例阀。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于车轮及悬架系统试验的试验设备，包括上述任一实施例中所述的一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置及试验设备，制动装置包括制动卡钳、制动油管路、液体压力传感器、液压伺服控制元件、液压控制单元、制动主缸、油压缸、油缸油压管路、液压工作站，经过液体压力传感器、液压伺服控制元件、液压控制单元三者的相互关联最终实现对所述油压缸进行压力闭环控制，从而实现制动系统管路压力的闭环控制，使管路压力可控，实际试验中模拟制动频率可以达到20Hz，使得该制动装置能够在进行车轮及悬架系统相关试验的同时进行制动系统的试验验证，同时该用于车轮及悬架系统试验的制动装置及试验设备具有结构简单，可靠性高，安装精度要求低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置的结构原理图。

图2是本申请一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置的控制原理图一。

图3是本申请一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置的控制原理图二。

图4是本申请一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置的控制原理图三。

其中：1-制动卡钳；2-液体压力传感器；3-制动主缸；4-液压控制单元；5-液压伺服控制元件；6-油压缸；7-液压工作站；8-制动油管路；9-油缸油压管路；10-信号传输导线。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本实施例1中提供了一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置，结合说明书附图1-2中所示，包括原车配套的制动卡钳1、制动油管路8、液体压力传感器2、液压伺服控制元件5、液压控制单元4、制动主缸3、油压缸6、油缸油压管路9、液压工作站7。原车配套的制动卡钳1与所述通用型的制动主缸3通过所述制动油缸管路8进行连接，并在所述制动油缸管路8中加入所述液体压力传感器2。所述通用型的制动主缸3与所述油压缸6的活塞杆直接连接在一起。所述液压控制单元4与所述液体压力传感器2用信号传输导线10进行连接，用于接收信号，信号经过所述液压控制单元4的处理进而对所述液压伺服控制元件5（电液控制阀或比例阀等）进行开合控制，控制油压缸6中的压力。所述油压缸6的压力来源于所述液压工作站7的基础压力和所述液压伺服控制元件5中的附加压力，所述油压缸6和所述液压工作站7通过所述油缸油压管路9连接，经过所述液体压力传感器2、所述液压控制单元4、所述液压伺服控制元件5（电液控制阀或比例阀等）三者的相互关联最终实现对所述油压缸进行压力闭环控制。

如图1中所示，所述制动主缸3通过所述制动油管路8连通所述制动卡钳1中的制动油通道，所述油压缸6的活塞杆连接所述制动主缸3的活塞。所述油压缸6通过所述油缸油压管路9连通所述液压工作站7，所述液压工作站7提供所述油压缸6工作所需的基础压力。所述制动油管路8上设置有所述液体压力传感器2，所述油压缸6上设置有液压伺服控制元件5，所述液体压力传感器2和所述液压伺服控制元件5均信号连接所述液压控制单元4，所述液压伺服控制元件5提供所述油压缸6工作所需的附加压力。

如图2中所示，所述液压控制单元4包括数据比较单元、阀控制单元，所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器2的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较。所述阀控制单元在所述压力数值大于或等于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件5使所述油压缸6的活塞缩回；所述阀控制单元在所述压力数值小于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件5使所述油压缸6的活塞伸出。

在本实施例中所述原车配套的制动卡钳1，有效制动面积在1900mm

所述通用型的制动主缸3为乘用车或商用车用制动主缸，其能产生不低于10MPa的制动管路压力。

所述液压伺服控制元件5为电液控制阀或比例阀等，其流量应不小于25L/min。

所述油压缸6的活塞直径范围在45mm–80mm之间，活塞杆直径在15mm-25mm之间。

所述液压工作站7的工作压力不小于2MPa，液压油容积不小于10L，流量应不小于30L/min。

所述制动油缸管路8为合金，能够承受压力极限应不小于20MPa。

所述油缸油压管路9能够承受压力极限应不小于5MPa。

系统工作时，首先液压工作站7启动，并达到设定压力，此时的油压缸6进油管有压力，液压伺服控制元件5（电液控制阀或比例阀等）处于关闭状态，油压缸6的活塞杆未伸出，没有压力作用在通用型的制动主缸3上。开启制动时，液体压力传感器2会将测量的液体压力数据传递给液压控制单元4，经过信号的处理，所述液压控制单元4的数据比较单元接收所述液体压力传感器2的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较，当所述压力数值小于所述压力阈值时，液压控制单元4向液压伺服控制元件5（电液控制阀或比例阀）发出信号，所述阀控制单元控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油压缸6使所述油压缸6的活塞伸出，油液进入油压缸6中，并推动其活塞杆向前移动，从而推动通用型的制动主缸3内的活塞压缩，制动液通过制动油缸管路8传递到原车配套的制动卡钳1的制动油通道中，并推动制动卡钳1的活塞夹紧刹车盘。当原车配套的制动卡钳1遇到刹车盘并加紧后，制动油缸管路8中的液体压力升高，液体压力传感器2会将测量的液体压力数据传递给液压控制单元4，经过信号的处理，所述液压控制单元4的数据比较单元接收所述液体压力传感器2的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较，当所述压力数值大于或等于所述压力阈值时，所述液压控制单元4会向液压伺服控制元件5（电液控制阀或比例阀）发出信号，即所述阀控制单元控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油缸缸使所述油压缸6的活塞缩回，从而调节油压缸6活塞伸出的力度，最终实现对制动油缸管路8内液体压力进行闭环控制。

本实施例1中的一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置，通过制动油缸管路8与通用型的制动主缸3相连接，通用型的制动主缸3与为其提供动力的油压缸6采用机械硬连接，液压工作站7与油压缸6通过油缸油压管路9相连接。而通过在制动油缸管路8中串联了液体压力传感器2来实现对管路中的液体压力进行测量，并将测量的信号反馈给能够控制液压伺服阀5（或比例阀）的液压控制单元4中，从而实现对管路压力的闭环控制。

通过对制动时间或者制动产生的其他外部变化（如刹车盘温度、车轮旋转速度等）的监控，在电脑端设定液压控制单元4的响应程序可以实现对制动卡钳1的连续制动控制。

例如在一些实施例中，对制动过程进行时间控制，所述液压控制单元包括数据比较单元、阀控制单元、计时单元，所述计时单元信号连接所述阀控制单元和所述数据比较单元。所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器2的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较。所述计时单元用于在所述压力数值大于或等于所述压力阈值时开始计时第一时长，在所述压力数值小于所述压力阈值时开始计时第二时长。所述阀控制单元用于在所述第一时长计时结束控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油压缸6使所述油压缸6的活塞缩回，并在所述第二时长计时结束控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油压缸6使所述油压缸6的活塞伸出。如图3中所示，当管路压力达到预设值后开始计时，达到设定时间则控制液压伺服阀5使油压缸6的活塞缩回，管路压力下降后继续开始计时，达到设定时间后则控制液压伺服阀5使油压缸6的活塞伸出，管路压力上升，达到设定值时保持油压缸6的压力，如此循环往复实现对卡钳制动力的连续可变控制。

例如，在一些实施例中，对制动过程进行温度控制，包括设置在刹车盘上的温度传感器，所述温度传感器信号连接所述液压控制单元4。所述液压控制单元4包括数据比较单元、阀控制单元，所述数据比较单元和阀控制单元信号连接。所述数据比较单元用于接收所述液体压力传感器2的信号得到压力数值，并将所述压力数值与预设的压力阈值比较，并且用于接收所述温度传感器的信号得到温度数值，并将所述温度数值与预设的温度阈值比较。所述阀控制单元用于在所述压力数值大于或等于所述压力阈值，并且所述温度数值小于所述温度阈值时，控制所述液压伺服控制元件5使所述油压缸6的压力保持不变；在所述压力数值大于或等于所述压力阈值，并且所述温度数值大于或等于所述温度阈值时，控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油压缸6使所述油压缸6的活塞缩回；在所述压力数值小于所述压力阈值时控制所述液压伺服控制元件5驱动所述油压缸6使所述油压缸6的活塞伸出。如图4中所示，当管路压力达到设定值后保持油压缸6的压力，随着制动的持续刹车盘温度会逐渐升高，当温度达到设定值之后则控制液压伺服阀5使油压缸6的活塞缩回，制动停止，刹车盘温度会逐渐降低，当温度降低至设定值后则控制液压伺服阀5使油压缸6的活塞伸出，管路压力上升，达到设定值时保持油压缸6的压力，如此通过监控刹车盘温度实现对卡钳制动力的连续可变控制。

实施例2

实施例2中提供了一种用于车轮及悬架系统试验的试验设备，包括实施例1所述的一种用于车轮及悬架系统试验的制动装置。对于该试验设备的其它部件均参照本领域常规的用于车轮及悬架系统试验的实验设备。这里在常规的用于车轮及悬架系统试验的实验设备同时引入了实施例1中的制动装置，使得该包含用于车轮及悬架系统试验的制动装置的试验设备，能够在进行车轮及悬架系统相关试验的同时进行制动系统的试验验证，同时具有结构简单，可靠性高，安装精度要求低的优点。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。