(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210674308.9 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市前进大街269 9 号 (72)发明人 马天飞　黄沐寒　朱冰　赵健　 康宇　卜纯研　 (74)专利代理 机构 长春市恒誉 专利代理事务所 (普通合伙) 22212 专利代理师 梁紫钺 (51)Int.Cl. G01M 17/04(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G05B 23/02(2006.01) (54)发明名称 一种汽车电动空气悬架硬件在环自动测试 平台 (57)摘要 本发明提供一种汽车电动空气悬架硬件在 环自动测试平台， 包括试验台和控制系统； 所述 的试验台包括底座、 电磁激振器、 滑柱、 上承重 板、 下承重板、 减震器电流传感器、 力传感器、 加 速度传感器和高度传感器， 所述的控制系统包括 上位机、 激振器控制仪、 Dspace  MBAIIIBOX、 悬架 ECU、 空气弹簧控制组件、 电源。 本发明通过采用 dspace实时仿真系统， 可实时运行MATLAB/ Simulink仿真模型与车辆算 法， 并基于dspace 实 时仿真平台， 完成对悬架、 减震器阻尼特性、 空气 弹簧性能的测试， 具有实时性、 高效性、 准确性、 便捷性等特点。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115014812 A 2022.09.06 CN 115014812 A 1.一种汽车电动空气悬架硬件在环自动测试平台， 包括试验台和控制系统， 其特征在 于： 所述的试验台包括底座、 电磁激振器、 滑柱、 上承重板、 下承重板、 减震器电流传感器、 力传感器、 加速度传感器和高度传感器， 所述的电磁激振器设在底 座上， 电磁激振器的两侧 分别设有滑柱， 滑柱下端固定在底座上； 上承重板上设有通孔， 通过通孔套设在滑柱上与 滑 柱滑动连接； 上承重板的两端分别设有 可拆卸配重； 下承重板固定在电磁激振器上， 被测空 气悬架组件的上下两端分别通过悬架滑柱连接在上承重板和下承重板之间； 被测空气悬架 组件内集成有磁流变减震器和空气弹簧， 减震器电流传感器和力 传感器设在空气悬架组件 内； 加速度传感器和高度传感器分别设在上承重 板上； 所述的控制系统包括上位机、 激振器控制仪、 Dspace  MBAIIIBOX、 悬架ECU、 空气弹簧控 制组件、 电源， 上位机分别与激振器控制仪和Dspace  MBAIIIBOX相连； 激振器控制仪与电磁 激振器相连， Dspace  MBAIIIBOX与悬架ECU相连； 悬架ECU与空气弹簧控制组件和空气悬架 组件中的磁流变减震器相连， 空气弹簧控制组件通过管路与空气悬架组件中的空气弹簧相 连； 减震器电流传感器、 力 传感器、 加速度传感器和高度传感器 分别与悬架ECU相连； 电源分 别与上位机、 激振器控制仪、 Dspace  MBAIIIBOX、 悬架ECU、 空气弹簧控制组件、 电磁激振器、 减震器电流传感器、 力传感器、 加速度传感器和高度传感器相连， 并提供电能。 2.根据权利要求1所述的一种 汽车电动空气悬架硬件在环自动测试平台， 其特征在于： 所述的悬架ECU包括减震器ECU和空气弹簧ECU， 减震器ECU与空气悬架组件中的磁流变减震 器相连， 空气弹簧E CU与空气悬架组件中的空气弹簧相连。 3.根据权利要求1所述的一种 汽车电动空气悬架硬件在环自动测试平台， 其特征在于： 所述的空气弹簧控制组件包括电磁阀、 储气槽和空气压缩机， 空气弹簧ECU与电磁阀相连， 电磁阀与储气槽和空气压缩机通过导线连接， 空气压缩机与储气槽相连， 储气槽与空气弹 簧相连。 4.根据权利要求1所述的一种 汽车电动空气悬架硬件在环自动测试平台， 其特征在于： 上位机中建立控制模型， 包括路面模型、 车速模拟信号、 汽车点火状态模拟信号、 方向盘转 角模拟信号、 车门开闭模拟信号、 汽车动力模式模拟信号、 制动踏板压力模拟信号、 磁流变 减震器“逆模型”； 在Dspace  MBAIIIBOX运行控制模型， 将 路面模型信号通过硬线接口传递至电磁激振器 控制仪， 令电磁激振器开始工作， 模拟车辆行驶时空气悬架接收来自路面的激励； 路面模型 的建模如下： 其中： Gq(n)为路面功率谱密度函数； n为空间频率， 是波长 λ 的倒数， 表示每 米包括的波长数， 单位 为m； n0为参考空间频率， n0＝0.1m‑1； Gq(n0)为路面不平度系数， 是在参考空间频率n0下功率谱密度值， 单位为 m3； 路面等级分权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115014812 A 2为A、 B、 C、 D、 E、 F级路面； W为频率指数； q(x)为路面 不平度函数， 表达路面 起伏高度相对于基准平面的距离； m为划分的小区间数量， θk为区间[0， 2 π ]内分布均匀的随机数； x为路面长度， 单位 为m； 路面模型输入分别包括1， 2， 3， 4， 5， 6； 对应生成A、 B、 C、 D、 E、 F级路面； 在Dspace  MBAIIIBOX运行控制模型， 将车速模拟信号、 汽车点火状态模拟信号、 方向盘 转角模拟信号、 车门开闭模拟信号、 汽 车动力模式模拟信号、 制动踏板压力模拟信号传递至 悬架ECU， 空气弹簧ECU接收控制 信号之后， 再将控制信号传递至电磁阀， 电磁阀控制空气 压 缩机与储气槽进行工作， 从而决定空气弹簧工作模式； 所述的车速模拟信号的输入值即汽车的行驶速度， 单位 为m/s； 所述的汽车点火状态模拟信号的输入值为0， 1； 输入为0时， 模拟汽车熄火； 输入为1时， 模拟汽车点火； 所述的方向盘转角模拟信号输入为方向盘转角角度， 单位为 °， 当汽车方向盘转角角度 不为0时， 空气悬架将不能进行高度调节； 所述的车门开闭模拟信号的输入值为0， 1； 输入为0时代表车门关闭； 输入为1时代表车 门开启； 在车门开启时， 空气悬架将不能进行高度调节； 所述的汽车动力模式模拟信号的输入值为0， 1， 2， 3； 输入为0时， 代表进入装载模式指 令， 将底盘调至最低； 输入为1时， 代表进入高速模式指令， 相比于正常模式降低底盘； 输入 为2时， 代表进入正常模式指令； 输入为3时， 代表进入越野模式指令， 相比于正常模式提高 底盘； 所述的制动踏板压力模拟信号输入为制动踏板的压力， 单位为N， 当汽车进行制动时， 空气悬架将不能进行高度调节； 减震器电流传感器、 加速度传感器和高度传感器将信号传递至减震器ECU， 减震器ECU 通过CAN通讯将减震器电流信号、 加速度信号、 高度信号传回Dspace  MBAIIIBOX实时仿真平 台， 于示波器显示， 供测试人员记录并检测， 并传递控制信号给磁流变减震器； 减震器电流 信号传递回Dspace  MBAIIIBOX实时仿真平台后， 磁流变减震器 “逆模型”开始进行仿真， 仿 真结束后输出磁流变减震器的阻尼特性， 于示波器显示， 供测试人员记录并检测； 压力 传感 器将信号传递给空气弹簧ECU， 空气弹簧ECU将控制信号传递至电磁阀， 控制空气弹簧高度， 并将压力信号传递至Dspace  MBAIIIBOX实时仿真平台， 于示波器显示， 供测试人员进行记 录并观测。 5.根据权利要求4所述的一种 汽车电动空气悬架硬件在环自动测试平台， 其特征在于： 所述的磁流变减震器 “逆模型”建模方法如下： 首先通过将不同速度、 电流强度下的阻尼力统计起来， 建立起 “速度‑电流‑阻尼力”的 查表数据库， 同时结合 “逆向查表 ”的算法构建出磁流变减震器的电流与速度、 阻尼力的映 射关系， 即磁流变减震器 “逆模型”； 其中“速度‑电流‑阻尼力”的查表数据库中的速度数值vc公式为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115014812 A 3