本发明涉及汽车仿真测试领域，具体涉及一种对ecas(electronic-controlledair suspension，电子控制的空气悬架系统)中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法及系统。
背景技术：
1、空气悬架控制系统是通过高度阀阀门的开启调节对气囊的充放气，从而保持车辆恒定的行驶高度的系统，该系统一般用于商用车(客车、卡车等)。随着系统应用的推广和车辆控制技术的发展，ecas电子控制逐渐取代传统的机械控制电子控制系统，不仅提高了操作的舒适性和反应的灵敏度，而且可以附加很多辅助功能。
2、ecas主要包括ecu(电子控制单元)、电磁阀、高度传感器和气囊。它的基本工作原理为：高度传感器负责检测车辆高度(车架和车桥间的距离)的变化，并把这一信息传递给ecu，除高度信息外，ecu还接受其它的输入信息，如车速信息、制动信息、车门信息和供气压力信息等，然后ecu综合所有的输入信息，判断当前车辆状态后，根据预设的控制逻辑，激发电磁阀工作，电磁阀实现对各个气囊的充放气调节，以实现车辆恒定的行驶高度。
3、具体的，ecu通常安装在驾驶室或者电气仓内，可实现不同高度值的管理、储存，以及控制包括正常高度在内的多个车辆高度。ecu采用脉冲方式控制电磁阀的开启，根据当前实际高度与预期调节高度的偏差，ecu计算电磁阀的调节脉冲长度。
4、电磁阀通常安装在车架或车架横梁上。ecas电磁阀是高度集成化和模块化的设计。取决于不同的配置，在通用的外部壳体内可以布置不同数量的电磁阀部件。ecas组合电磁阀可大大节省了零部件数量和安装空间以及装配费用。为了降低排气噪声，电磁阀排气口带有消音器。
5、高度传感器通常布置在车架上。传感器内部包含线圈和枢轴，当车桥与车身之间的距离发生变化时，高度横摆杆转动并带动相应的电枢在线圈中上下直线运动，造成线圈的感应系数变化，ecu检测此感应系数的变化并将其转换成高度数字信号。
6、现有的ecas仿真模型只是单纯的气囊模型，它是采用amesim软件建立的数学模型，主要验证气囊封闭状态(即初始的未充气状态)下的刚度特性。
7、而气囊在充放气过程中的刚度变化是会直接影响到整车的平顺性性能甚至安全性能的，例如刚度变化幅度异常或者发生过充和过放现象。为此，业内会通过搭载整车的方式进行气囊充放气校核。但是通过搭载实车进行测试提高了开发成本，延长了开发周期。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何通过仿真测试的方式，测试气囊在充放气过程中的刚度变化。
2、为达到以上目的，第一方面，本技术实施例提供一种对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，包括以下步骤：根据ecas进行仿真得到的仿真测试模型，通过仿真测试模型对气囊进行力保持测试和形变保持测试；
3、力保持测试过程包括：在气囊受到的负载力不变的条件下，输出若干不同的充气压力对气囊进行充气和放气，根据气囊在充气过程中和放气过程中的形变随时间变化数据，得到气囊的形变测试数据；
4、形变保持测试过程包括：在保持气囊不发生形变的条件下，输出若干不同的充气压力对气囊进行充气和放气；根据气囊在充气过程中和放气过程中的输出力随时间变化数据，得到气囊的输出力测试数据；
5、根据气囊的形变测试数据和输出力测试数据得到气囊的刚度变化数据。
6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述力保持测试的具体过程包括：在同一负载力条件下通过多组不同的充气压力对气囊进行充气并放气，充气并放气过程包括：对封闭状态下的气囊进行充气，当气囊的形变范围达到限位值后，停止对气囊进行充气、并对气囊进行放气直至气囊回到封闭状态；记录在每组充气压力下，气囊在充气并放气过程中的形变随时间变化曲线；根据所有形变随时间变化曲线，得到气囊的形变测试曲线。
7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述形变保持测试的具体过程包括：在保持气囊不发生形变的情况下，通过多组不同的充气压力对气囊进行充气并放气；记录在每组充气压力下，气囊在充气并放气过程中的输出力随时间变化曲线；根据所有输出力随时间变化曲线，得到气囊的输出力测试曲线。
8、结合第一方面，在一种实施方式中，所述根据气囊的形变测试数据和输出力测试数据得到气囊的刚度变化数据的过程包括：根据气囊的形变测试曲线和输出力测试曲线，得到气囊的刚度变化曲线。
9、结合第一方面，在一种实施方式中，该方法在得到气囊的输出力测试数据后，还包括以下步骤：通过根据ecas搭建的试验台架进行所述力保持测试和所述形变保持测试后得到气囊的输出力实际数据；将气囊的输出力测试数据与输出力实际数据进行比较，当气囊的输出力测试数据与输出力实际数据的误差在指定阈值以下时，判定仿真精度满足测试要求。
10、结合第一方面，在一种实施方式中，所述试验台架包括：气囊、气囊夹具、用于输出充气压力的气源、用于调节充气压力大小的电磁阀、用于控制电磁阀工作的控制器、用于向气囊施加负载力的油缸、用于在气囊未达到指定输出力时支撑油缸的千斤顶。
11、结合第一方面，在一种实施方式中，所述气囊基本呈矩形结构或圆柱形结构，油缸位于气囊的上方，气囊夹具设置在竖直放置的气囊的上下面；气囊夹具上设置有用于阻挡气囊发生宽度形变的限位组件。
12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述试验台架进行力保持测试和形变保持测试后得到气囊的输出力实际数据的过程包括：
13、力保持测试：将油缸输出的负载力保持定值，通过千斤顶支撑油缸，通过电池阀控制气源输出多组不同的充气压力对封闭状态下的气囊进行充气；当气囊的输出力达到千斤顶的承载力后，释放千斤顶；当气囊的形变范围达到限位值后，通过电池阀控制气源停止输出充气压力、并对气囊进行放气直至气囊回到封闭状态；根据气囊在每组充气压力下的形变随时间变化曲线，得到气囊的实际形变测试曲线；
14、形变保持测试：将限位组件与气囊固定来保持气囊不发生宽度方向的形变，通过千斤顶支撑油缸，通过电池阀控制气源输出多组不同的充气压力对封闭状态下的气囊进行充气；当气囊的输出力达到千斤顶的承载力后，释放千斤顶，通过油缸施加负载力来保持气囊不发生高度方向的形变；当气囊的输出力达到预设值后，通过电池阀控制气源停止输出充气压力、并对气囊进行放气直至气囊回到封闭状态；根据气囊在每组充气压力下的输出力随时间变化曲线，得到气囊的实际输出力测试曲线；
15、根据气囊的实际形变测试曲线和实际输出力测试曲线得到气囊的刚度变化曲线。
16、第二方面，本技术实施例提供一种对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的系统，包括仿真测试模型，其用于：模拟气囊模型并对其进行第一方面所述的力保持测试得到气囊模型的形变测试数据；对气囊模型进行第一方面所述的形变保持测试得到气囊模型的输出力测试数据；根据气囊模型的形变测试数据和输出力测试数据得到气囊模型的刚度变化数据。
17、结合第二方面，在一种实施方式中，所述仿真测试模型包括：根据气囊力学特性建立的气囊模型、用于输出充气压力的气源模型、用于调节充气压力大小的电磁阀模型、用于控制电磁阀模型工作的控制器模型、用于模拟限制气囊模型发生形变范围的限位模型、用于向气囊模型提供负载力的负载模型。
18、与现有技术相比，本发明的优点在于：
19、本发明通过根据ecas进行仿真得到的仿真测试模型来进行气囊的刚度变化测试，弥补了现有技术中没有对气囊的刚度变化进行仿真测试的空缺，进而提高了ecas的仿真精度。与此同时，与现有技术中通过搭载实车进行测试的方式相比，本发明显著降低了开发成本，缩短了开发周期。
1.一种对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：根据ecas进行仿真得到的仿真测试模型，通过仿真测试模型对气囊进行力保持测试和形变保持测试；
2.如权利要求1所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于，所述力保持测试的具体过程包括：在同一负载力条件下通过多组不同的充气压力对气囊进行充气并放气，充气并放气过程包括：对封闭状态下的气囊进行充气，当气囊的形变范围达到限位值后，停止对气囊进行充气、并对气囊进行放气直至气囊回到封闭状态；记录在每组充气压力下，气囊在充气并放气过程中的形变随时间变化曲线；根据所有形变随时间变化曲线，得到气囊的形变测试曲线。
3.如权利要求2所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于，所述形变保持测试的具体过程包括：在保持气囊不发生形变的情况下，通过多组不同的充气压力对气囊进行充气并放气；记录在每组充气压力下，气囊在充气并放气过程中的输出力随时间变化曲线；根据所有输出力随时间变化曲线，得到气囊的输出力测试曲线。
4.如权利要求3所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于，所述根据气囊的形变测试数据和输出力测试数据得到气囊的刚度变化数据的过程包括：根据气囊的形变测试曲线和输出力测试曲线，得到气囊的刚度变化曲线。
5.如权利要求1至4任一项所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于：该方法在得到气囊的输出力测试数据后，还包括以下步骤：通过根据ecas搭建的试验台架进行所述力保持测试和所述形变保持测试后得到气囊的输出力实际数据；将气囊的输出力测试数据与输出力实际数据进行比较，当气囊的输出力测试数据与输出力实际数据的误差在指定阈值以下时，判定仿真精度满足测试要求。
6.如权利要求5所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于，所述试验台架包括：气囊、气囊夹具、用于输出充气压力的气源、用于调节充气压力大小的电磁阀、用于控制电磁阀工作的控制器、用于向气囊施加负载力的油缸、用于在气囊未达到指定输出力时支撑油缸的千斤顶。
7.如权利要求6所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于：所述气囊基本呈矩形结构或圆柱形结构，油缸位于气囊的上方，气囊夹具设置在竖直放置的气囊的上下面；气囊夹具上设置有用于阻挡气囊发生宽度形变的限位组件。
8.如权利要求6所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的方法，其特征在于：所述试验台架进行力保持测试和形变保持测试后得到气囊的输出力实际数据的过程包括：
9.一种对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的系统，其特征在于：该系统包括仿真测试模型，其用于：模拟气囊模型并对其进行权利要求1至5任一项所述的力保持测试得到气囊模型的形变测试数据；对气囊模型进行权利要求1至5任一项所述的形变保持测试得到气囊模型的输出力测试数据；根据气囊模型的形变测试数据和输出力测试数据得到气囊模型的刚度变化数据。
10.如权利要求9所述的对ecas中气囊的刚度变化进行仿真测试的系统，其特征在于：所述仿真测试模型包括：根据气囊力学特性建立的气囊模型、用于输出充气压力的气源模型、用于调节充气压力大小的电磁阀模型、用于控制电磁阀模型工作的控制器模型、用于模拟限制气囊模型发生形变范围的限位模型、用于向气囊模型提供负载力的负载模型。
