用于测试防抱死调 节器的模拟器 本发明涉及用于测试防抱死制动系统(以下简称“ABS”)的模拟器，更具体地说，涉及能够模拟在实际道路行驶中的偏摆和车辆重量不均衡地集中的用于测试ABS调节器的模拟器，并且就各种车辆的重量而言能够测试其ABS调节器的运行性能。
目前，在车辆行进中，如果为了避免因操作制动系统而抱死车轮，使用液压制动系统的车辆安装有ABS。抱死状态指的是，行驶中当驾驶员突然踩刹车时，安装在相应车轮上的制动系统导致车轮的滚动运动停止。这时，如果车辆的惯性力十分大，大到超出轮胎和路面之间的摩擦力，车辆会朝着车辆的行驶方向继续沿着道路滑行，由于滑行，摩擦力进一步减弱使制动距离延长。再者，因为摩擦力大大减弱，不论怎样进行操纵，车辆都会失去方向控制，从而可能导致灾难性的事故。
在液压制动系统中，一般说，使用制动踏板时产生的液压压力从制动总缸传送至相应地车轮的制动分缸。车轮制动分缸进行动作使车轮的速度减慢或者使车轮的运转停止。靠这种动作，车辆减速或停止，ABS防止抱死现象的发生，以保证直方向行驶的稳定性和车辆的方向操纵性能，即使是在借助自动控制制动器的制动压力，以致在最短的距离内完全实现刹车而突然停止行驶的情形中亦如此。为了这些功能，ABS具有一组用来监测相应车轮速度的速度传感器，按照监测的速度自动地增加、减弱和保持制动的液体压力。
优选的用来测试ABS的运行性能的方法是，把ABS实际安装到车辆上，让车辆沿具有不同路面条件的道路实际运行，例如，干燥的路面，潮湿的路面，冰冻的路面等等，然而，近来对于已制造出的各种车辆，可能对某一类型的车辆装备用户所要求的各种各样的附件，结果时间、人力的消耗和成本都很高，使市售的各种车辆使用的全部ABS的性能测试受到影响。
归究于上述的原因，已研制出能够在窄小的空间里测试ABS的运行性能的测试装置。例如，美国专利No.5,101,660(授权给LaBelle)披露了在模拟的道路条件下用于测试两轮或四轮驱动车辆的测力计装置。这里，该装置包括用来与车辆的前轮和后轮结合的前滚轮和后滚轮，同每个滚轮联接的电动机，同每个滚轮联接的换能器和速度传感器。
几乎所有上述的ABS测试装置在其结构里都置备了制动器测试支架，其中，在把ABS安装于实际使用车辆的情况下，各个相应的车轮放置在分配给其的各个前轮和后轮的一对前轮驱动滚轮和一对后轮驱动滚轮上或放置在两对对应于4个车轮的驱动滚轮上，这些驱动滚轮被驱动使ABS运行用来测试ABS的运行性能。然而，这样的测试装置不能模拟各种各样的行驶条件，例如，车轮的偏摆和车辆的重量在车轮上不均衡的集中，以至不可能准确评价ABS的运行性能。此外，驱动电动机提供给相应的诸驱动滚轮用来驱动车轮，因而增加设备成本。再者，大多数测试装置结合于驱动电动机和各驱动滚轮之间，具有滑动控制部件，例如，是电动离合器，用来控制车轮和驱动滚轮之间的滑动特性，这样也使设备成本增加。
本发明的目的是提供用于测试ABS调节器的模拟器，它能够容易地模拟与车辆在实际行驶中碰到的各种路面条件相应的车辆偏摆和车辆重量不均衡地集中。
为了实现本发明的上述目的，本发明的技术方案提供的用于测试ABS调节器的模拟器包括，可相向旋转地与一对车轮按第一预定的压力接触的第一和第二惯性轮，惯性轮驱动部分，所述惯性轮驱动部分向第一和第二惯性轮传递驱动力，并且支配(控制驱动力的传送和停止)相对于所述第一和第二惯性轮的驱动力的和/或相对于所述第二惯性轮的驱动力，再者，用作监测所述一对车轮的转速的车轮转速传感器，和用作监测所述第一和第二惯性轮的转速的惯性轮转速传感器，分别安置于一对车轮的车轮施压装置，在车轮和惯性轮之间按预定的压力保持某一接触压力，使车轮和惯性轮之间的摩擦力与车轮和路面之间的摩擦力得以一致，制动系统，产生与驾驶员踩踏制动踏板的压力等同的第二预定压力，产生与所述第二预定压力相一致的制动力，传递该制动力至车轮，制动系统安装有被测试的调节器，气动压力产生装置向制动系统和车轮施压装置提供第二预定压力，电连接于惯性轮驱动部分、车轮转速传感器、惯性轮转速传感器、气动压力产生装置的控制器，按指令模拟各种路面条件，控制惯性轮驱动部分使惯性轮对得以响应来自惯性轮转速传感器的输入信号而具有相同的转速或不相同的转速，向气动压力产生装置输送控制信号从而使分别连接于车轮对的车轮施压装置具有相同的转速或不相同的转速，并且向所述气动压力产生装置输出控制信号使所述制动系统运行。
惯性轮驱动部分可以包括用作产生驱动力的电动机，形成第一和第二惯性轮的旋转轴的驱动轴，用作将电动机的驱动力传至第一和第二惯性轮，在电动机和第一惯性轮之间的驱动轴上具有的第一驱动力支配装置，用作支配驱动力传递，和在第一和第二惯性轮之间的驱动轴上具有第二驱动力支配装置，用作支配驱动力向第二惯性轮的传递。
就第一和第二驱动力支配装置而言，可以采用电磁离合器。
就车轮施压装置而言，可以采用气压缸。
就转速传感器而论，可以采用因响应车轮和惯性轮的旋转而产生电脉冲的编码器。
气动压力产生回路可以包括气动压力产生部分，用作向制动压力产生装置提供第二预定气动压力的制动压力供给部分，和用作独立地向相应的车轮施压装置提供第一预定气动压力的第一和第二气动压力的供给部分，其中的第一气动压力供给部分和制动压力供给部分相应的包括按预定的压力程度调节来自所述气动压力产生部分的气动压力的气动调节器，用作控制流量的流量控制器，用作变换气动压力接收通路的连接于所述气动调节器和流量控制器之间的电磁阀，第一和第二气动压力供给部分的另一个包括连接于所述气动压力产生部分的第一电磁阀用来变换接收气动压力的通道，第二电磁阀连接于第一电磁阀用来变换高压或低压气动通路，高压气动调节器连接于第二电磁阀用来控制气动压力，所述高压气动调节器的用途是向连接于另一个气动供给部分的车轮施压装置提供高压的气动压力，连接于第二电磁阀的低压气动调节器用来控制气动压力，所述低压气动调节器的用途是向连接于另一个气动供给部分的车轮施压装置提供低压的气动压力，用作开/关来自高压气动调节器和低压气动调节器的输出量的往复阀，用作当供给的气动压力从高压变为低压时排放空气的排气电磁阀，记时器，控制流量的流量控制器。
按照本发明的用于测试ABS调节器的模拟器还可以包括至少一个可分离地固定于惯性轮的惯性盘以产生同车辆重量的惯性动量相同的惯性动量。
制动装置包括制动压力产生装置用来提供与驾驶员踩踏制动踏板引起的压力等同的压力，用作产生与来自所述制动压力产生装置的压力一致的以便制动所述车轮对的液体压力的制动总缸，设置于车轮对中相应的车轮的制动器，位于所述制动器和制动总缸之间的模拟器。
制动压力产生装置可以由气压缸构成。
如上所述的按照本发明的模拟器具有一个驱动电动机和两个电磁离合器使设备成本比常规测试装置更经济，所述常规测试装置包括4个电动机和4个电磁离合器。再者，用改变惯性轮的惯性动量和改变靠向惯性轮压力的方式，各种车重的车辆的偏摆和车重的不均衡的集中都可以模拟使ABS调节器的测试能够按设置的各种路面条件进行。
通过参照附图对本发明优选的实施例的详细描述，本发明的上述目的和其他优点将变得更加明显。
附图简要说明：
图1是简略的结构图，用来描述根据本发明的一个实施例的用于测试ABS调节器的模拟器的总体结构；
图2是用来描述图1的调节器简略的方框图；以及
图3表示的是图1和图2中所示连接第一，第二和第三气压缸的气动回路的一个实施例。
根据本发明的用于测试ABS调节器(MODULATOR)的模拟器将参照附图1至3进行描述。如图所示，根据本发明的模拟器包括按照预定的压力旋转接触于车轮对16和17的第一和第二惯性轮20和21。第一和第二惯性轮20和21具有用作向第一和第二惯性轮20和21传送驱动力和中断关于第一和第二惯性轮20和21和/或第二惯性轮21的驱动力的惯性轮驱动部分。惯性轮驱动部分具有电动机19，和用作向第一和第二惯性轮20和21传递由电动机19产生的驱动力的驱动轴22，所述驱动轴22同时构成第一和第二惯性轮20和21的旋转轴。第一电动离合器23安装于电动机19和第一惯性轮20之间的驱动轴22上，用来控制向第二惯性轮21传递驱动力的第二电动离合器25安装于第一和第二惯性轮20和21之间的驱动轴22上。
根据本发明的一个实施例的模拟器包括制动系统38，所述制动系统产生等同于驾驶员踩踏制动踏板的压力，响应于所述压力产生制动力，并传送该制动力至车轮对16和17。制动系统38还具有第一气压缸12和制动总缸13。标记数字11代表被测试的ABS调节器。ABS调节器11安装在车辆中制动系统38的制动总缸13和设置于车轮对16和17的车轮制动分缸(未画出)之间来控制供给制动系统38液体压力。手动刹车是依靠第一气压缸12直接驱动制动总缸13的活塞来执行的。如图3所示的气动回路40产生的气动压力部分地被供给第一气压缸12，凭借该气动压力，制动总缸13产生供给制动系统38的液体压力。该气动压力等同于驾驶员踩踏制动踏板所获得的压力。
由气动回路40产生的其他气动压力被供给第二气压缸14和第三气压缸15，所述气压缸是车轮施压装置。为了迫使车轮对16和17同双惯性轮20与21之间的摩擦力与实际行驶中轮胎和路面之间的摩擦力相符合，车轮施压装置设置于车轮对16和17，使车轮对16和17同所述惯性轮20与20之间按预定压力保持接触压力。第二和第三气压缸14和15机械地连接于对置的第一和第二车轮16和17。气动压力如此设定，该压力的数值由设想的轮胎和路面之间的摩擦力确定，所述气动压力供给第一和第二车轮16和17。一般地作用于车轮的摩擦力的变化与车轮和路面之间的摩擦系数和由车辆重量决定的垂直接触力成正比。这样，在根据本发明的模拟器中摩擦系数是不变化的，但是用第二和第三气压缸14和15产生的压力施加于第一和第二车轮16和17来改变在第一和第二车轮16和17同第一和第二惯性轮20和21之间的垂直接触压力，以便按照在实际情形中可能出现的各种路面条件来实施摩擦力的变化。再者，在根据本发明的模拟器中，对第二和第三气压缸14和15可以设定不同的压力来模拟车辆在实际行驶中沿不平的路面和弯道行驶时造成车辆的重量不均衡地集中在一个车轮上的情形。
第一和第二惯性轮20和21起的作用与车辆实际行驶中的行驶路面相同，它们以预定的压力同第一和第二车轮16和17接触，靠与第一和第二惯性轮20与21相固定的驱动轴22的旋转而旋转，驱动轴22由电动机19使其旋转。换言之，起源于电动机的旋转力通过驱动轴22和第一和第二惯性轮20和21传送至第一和第二车轮16和17使得第一和第二车轮16和17旋转，减速器可以安装在电动机19和驱动轴22之间以允许第一和第二惯性轮20与21按照预定的转数旋转。
为向根据本发明的模拟器施加实际行驶时因车辆的重量和速度而异的车辆的惯性动量，第一和第二惯性轮20和21的尺寸和重量是这样确定的，就是惯性轮的惯性动量与实际车辆的惯性动量相符合。再者，至少一个惯性盘24可以是可分离地装配在第一和第二惯性轮20和21上的，使就各种具有不同重量的车辆而言的ABS调节器能够进行测试。这时，需装配的惯性盘的数量由所设想的车辆惯性动量来确定，它与实际车辆的重量成正比，被测试的ABS调节器将安装于所述实际车辆。
第一电动离合器23安装在电动机19和第一惯性轮20之间的驱动轴22上，第二电磁离合器25安装在第一和第二惯性轮20和21之间的驱动轴22上，第一和第二电磁离合器23和25相互间以正常的连接状态向第一和第二惯性轮20和21传送电动机19的驱动力。一旦第一和第二惯性轮20和21的转数达到预定的转数，第一电磁离合器23打开，使第一和第二惯性轮20和21在与电动机19分离情况下开始制动操作。第二电磁离合器25支配电动机19产生的驱动力，从而单独地使第一和第二惯性轮20和21旋转。
根据本发明的一个实施例的模拟器具有4个速度传感器，也就是第一和第二惯性轮速度传感器34a和34b以及第一和第二车轮速度传感器35a和35b，独立监视第一和第二惯性轮20和21以及第一和第二车轮16和17各自的转速。尽管该实施例采用编码器，任何元件例如能够检测转速的速度产生器都可以使用。
附图2是附图1所示的用于测试ABS调节器的模拟器的方框图。根据本发明的模拟器的全部运行过程由可编程逻辑控制器(以下称之为“PLC”)30控制。PLC30的输入接口连接第一和第二惯性轮速度传感器34a和34b以及第一和第二车轮速度传感器35a和35b，其输出接口连接惯性轮驱动部分32、第一电磁离合器23、第二电磁离合器25、输出单元36和气动回路40。附图3是附图2所示的气动回路40的回路详图。
参照附图2和附图3，将详细地描述根据本发明的模拟器的运行过程。
被测试的ABS调节器连接于根据实施例的模拟器的制动总缸13和车轮制动分缸之间以后，供给模拟器电力。然后，测试条件，例如，设定第一和第二惯性轮20和21的转速的数值，由第一气压缸12用来驱动制动总缸13的制动压力和第二和第三气压缸14和15的气动压力，都通过PLC30的输入控制板输入。此后，在惯性轮上装配适当数量的惯性盘24迫使第一和第二惯性轮20和21的惯性动量与因车辆的重量造成的车辆的惯性动量相一致，ABS调节器实际安装于所述车辆。
来自PLC30的空气压缩机驱动信号输入空气压缩机驱动器37来驱动空气压缩机39，所述空气压缩机可由PLC30自动驱动，或根据需要手动驱动。驱动空气压缩机39之后，从PLC30来的阀门转换信号输向第二，第三和第四电磁阀46，48和49使它们动作，其结果使从空气压缩机39产生的气动压力输送至第二和第三气压缸14和15。依靠输送至第二和第三气压缸14和15的空气压力，使得第一和第二惯性轮20和21、第一和第二车轮16和17按照预定的接触压力彼此接触。
为了模拟当车辆沿道路的不平整部分运动或在弯道行驶时发生的车辆重量的不均衡的集中，根据本发明的模拟器可以向第三气压缸15输送比第二气压缸14的气动压力更低的气动压力。为进行这种操作，在如上所述预定的气动压力输送给第三和第四电磁阀48和49状态下，从PLC30传送给第三和第四电磁阀48和49的阀门转换信号是关闭信号，此阀门转换信号传送给排放(exhaust)电磁阀54，用这种操作，在由定时器53预定的时间里空气通过排放电磁阀54排出，使第三气压缸15的气动压力从高压变为低压。
从PLC30产生的电动机驱动信号输入惯性轮驱动部分32使得如图1所示的电动机19旋转。因电动机19的旋转，驱动轴22、可操纵地连接于电动机19的第一和第二惯性轮20和21进行旋转，使与第一和第二惯性轮20和21按照预定的接触压力接触的第一和第二车轮16和17进行旋转。
如果由惯性轮速度传感器34监测的第一和第二惯性轮20和21的转速达到预定的数值，从PLC30向第一电磁离合器23输出第一离合器分离信号，使第一电磁离合器23从连接的状态转换为分离状态。
为了模拟这种情形，即在实际行驶中，接触结冰或潮湿的路面的车辆的一个车轮具有与另一个车轮不同的摩擦系数，根据本发明的模拟器，其中相应的第一和第二惯性轮20和21的转速可以独立设置。在这种情况下，当第一和第二惯性轮20和21的转速达到低于第一转速的第二转速时，第二电磁离合器25按照来自PLC30的第二离合器分离信号首先变换为分离状态，此后，当第一惯性轮20的转速达到第一转速时，第一电磁离合器23按照来自PLC30的第一离合器分离信号变换为分离状态。凭借这种操作，来自电动机19的驱动力不传送给驱动轴22，在这种情况下，制动系统38开始运转。
从第一气压缸12产生的与驾驶员操纵制动踏板的压力等同的制动压力直接输送给制动总缸13的活塞，从而操作制动系统38。更具体的说，一旦从PLC30向第一电磁阀43输出阀门转换信号使第一电磁阀43转移，预定压力的气动压力便供给第一气压缸12。借助供给第一气压缸12的气动压力，制动压力传送给制动总缸13使制动系统38运行。制动压力的大小由第二气动调节器(regular)42按一定的压力进行调节。增加制动压力需要的时间等于操作第一电磁阀43需要的时间与在第一气压缸12中形成所述压力为止需要的时间延迟，这种制动压力升高时间与在实际情况中直至驾驶员踩踏制动踏板为止的时间延迟相一致。
制动系统38，如同常规的安装了ABS的制动系统，包括由制动总缸13，ABS调节器11，车轮制动分缸，制动盘和摩擦片组成的制动器。响应于对车辆制动踏板的实际操纵的制动压力产生于第一气压缸12并输送至制动总缸13，来自制动总缸13的液体压力通过ABS调节器11输送至车轮制动分缸，致使车轮制动分缸将摩擦片压向制动盘实现制动。
为分析制动时的ABS调节器11的运行性能，预定的数据例如由第一和第二车轮转速传感器35a和35b监测的第一和第二车轮16和17的速度，由第一和第二惯性轮转速传感器34a和34b监测的与车辆的速度相符合的第一和第二惯性轮20和21的转速，制动钳(calipers)的压力，和制动总缸13的压力输送给显示单元或者输出单元36，该单元是打印装置。这时，预定的数据通过接口输入计算机来执行数据处理、输出和类似的操作。
参照附图3，制动系统38的运行将被详细地描述。如上所述，气动回路40起的作用如同按照PLC30的控制信号向制动总缸13提供预定的制动压力的装置，提供使第一和第二车轮16和17靠向第一和第二惯性轮20和21的垂直接触压力。
如附图所示，来自空气压缩机39的气动压力先通过第一气动调节器41，再经由第二气动调节器42，第一电磁阀43和流量控制器44输送至第一气压缸12，从而使如图1所示的制动总缸13产生液体压力，所述制动总缸13同第一气压缸12的活塞连接，从而完成制动。
来自第一气动调节器41的气动压力经由第三气动调节器45、第二电磁阀46和流量控制器47还输送至第二气压缸14，从而，在车轮17和惯性轮21之间产生与实际行驶时车轮和地面的摩擦力等同的垂直接触力。
同时，为了模拟这一情形，即当车辆实际沿道路的不平整部分或弯道运动时车辆的重量不均衡地集中在一个车轮上，必须向第二气压缸14和第三气压缸15输送不同的气动压力。更详细地说，当车辆的重量均衡地设置时，向第二气压缸14和第三气压缸15输送的高压的气动压力是相同的，来自第一气动调节器41的气动压力经由第三电磁阀48、第四电磁阀49、用作把气动压力调节至高压的第四气动调节器50、用作有选择地开/关第四和第五气动调节器50和51的输出旁路的往复阀52、和流量控制器55之后输送至气压缸15。为了模拟车辆重量不均衡地集中在第二车轮17上的情形，必须向第三气压缸15输送比向第二气压缸14输送的压力更低的气动压力，为使这样运行，从PLC30输入第三和第四电磁阀48和49的阀门的转换信号是关闭信号，从而使第三和第四电磁阀48和49的阀位进行转换。这样操作之后，来自第一气动调节器41的气动压力输送至第五气动调节器51把气动压力调节为低压，排放电磁阀54按照由定时器53预定的时间打开，结果是将低于向第二气压缸14输送的气动压力输送至第三气压缸15。从而，ABS调节器11的制动运行性能可以根据车体重量均衡地或不均衡地集中在一个车轮上的情形进行分析。
另一个方面，根据本发明的模拟器中采用的气动回路不局限于图3所示的的气动回路，任何一种能够执行上述操作的气动回路都可以使用。
根据本发明的模拟器包括唯一的电动机和两个电磁离合器，和通常的测试装置其具有4个电动机和4个电磁离合器比较能够降低设备成本。再者，惯性轮的惯性动量依靠惯性盘的适当数量改变，可使各种车辆的ABS进行运行性能测试。还有，因为采用第二和第三气压缸来相同或不相同地设定供给惯性轮对以相应车轮轮对的压力，车辆的偏摆和车体重量的不均衡地集中也可模拟。从而，ABS调节器可以按各种设定的路面条件进行测试使得就市售的各种ABS而言对其进行目标运行性能的比较变得更为便利。
当本发明参照其特别的实施例被特别地展示和描述的同时，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本申请的权利要求书所限定的本发明的构思和范围的情况下，各种形式的和细节上的变换均在本发明的范围之中。