一种车辆混合制动系统测试开发试验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制动系统开发领域，具体涉及一种车辆混合制动系统测试开发试验台O
【背景技术】
[0002]安全、节能、环保是汽车工业发展的永恒主题。随着高速公路的发展和车速的提高以及车流密度的逐渐增大，汽车安全问题日益凸显。作为保证汽车安全的一个重要组成部分，制动系统一直以来就受到人们的关注。传统的液压制动系统发展至今，其技术已经非常成熟，性能的提升空间十分有限。同时随着人们对汽车安全性和舒适性要求的提高，ABS、ASR、ESP和ACC等控制系统融入制动系统，使制动系统的液压管路越来越复杂及安装在管路上的部件增多，这导致制动系统结构复杂、安装和维护困难及增加了制动液的泄漏隐患。线控制动系统作为一种全新的制动理念已逐渐进入人们的视野，线控制动系统以其无法比拟的优越性终将取代传统的制动系统已成为汽车行业的共识。线控制动系统主要包括电子液压制动系统(Electro-Hydraulic Brake, EHB)和电子机械制动系统(ElectromechanicalBrake, EMB)。线控制动系统与传统的制动系统相比具有响应迅速、制动力控制精确、制动过程平顺柔和、制动效率高、更易于与其它控制系统集成来提高汽车的制动性能和操纵稳定性等特点。
[0003]但是EHB仍然存在较复杂的液压制动管路和液压元器件，而EMB则完全摒弃了传统制动系统的真空助力器、液压元件和制动液，系统结构简单，易于布置，维护容易，系统中不存在制动液，可靠性增加，有利于环保，此外，EMB还便于集成电子驻车制动EPB的功能。目前，不少汽车零部件厂商和研宄机构对EMB进行了一系列的研宄并发表了相关专利，但是EMB —直未在量产车上推广使用，其根本原因在于EMB系统的可靠性尚有待考证，此外EMB系统所需的驱动功率较大，目前汽车上普遍使用的12V电源无法满足其使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一在于提供一种车辆混合制动系统测试开发试验台，该试验台采用模块化设计，试验台的结构清晰，布置紧凑。
[0005]本发明提供的一种车辆混合制动系统测试开发试验台包括实时平台、快速控制原型与硬件在环实验切换模块、前轮EHB模块、后轮EMB模块；所述实时平台包括工控机和dSPACE实时仿真系统Simulator Mid-Size ；所述dSPACE实时仿真系统SimulatorMid-Size主要包括处理器板、第一 I/O接口板、第二 I/O接口板、FIU故障模拟板和BOB信号测量板，所述快速控制原型与硬件在环实验切换模块包括第一切换开关、第二切换开关、信号调理板、MicroAutoBox原型控制器、RapidPro原型驱动器和产品/开发E⑶；
[0006]工控机通过PCI总线与多系统连接板连接，多系统连接板分别通过PCI总线与dSPACE实时仿真系统Simulator Mid-Size和快速控制原型与硬件在环实验切换模块中的MicroAutoBox原型控制器连接；所述处理器板与所述第一 1/0接口板和所述第二 1/0接口板采用PHS总线连接，所述第一 I/O接口板通过所述FIU故障模拟板连接所述BOB信号测量板；所述BOB信号测量板连接所述第一切换开关的输入端，所述MicroAutoBox原型控制器连接所述RapidP1原型驱动器和信号调理板，第一切换开关的第一输出端连接信号调理板，第一切换开关的第二输出端连接产品/开发ECU，所述产品/开发ECU和所述RapidP1原型驱动器分别连接第二切换开关的第一输入端和第二切换开关的的第二输入端，所述第二切换开关的输出端连接BOB信号测量板，所述BOB信号测量板通过FIU故障模拟板连接所述前轮EHB模块和后轮EMB模块，所述前轮EHB模块和后轮EMB模块连接第二 I/O接口板。
[0007]进一步的，所述前轮EHB模块包括制动踏板、双腔制动主缸、踏板位移传感器、储液罐、踏板感觉模拟器、液压控制单元HCU、前左轮制动器、前右轮制动器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器；
[0008]所述液压控制单元HCU包括电机、液压泵、单向阀、高压蓄能器、溢流阀、蓄能器压力传感器、第一隔离阀、第二隔离阀、第一增压阀、第二增压阀、第一减压阀和第二减压阀；
[0009]所述储液罐的一路出液口与所述液压泵的进液口连接，另外两路出液口分别与所述双腔制动主缸的前后腔进液口连接。所述双腔制动主缸前腔出液口与所述第一隔离阀的进液口连接，所述双腔制动主缸的后腔出液口分两路分别与所述踏板感觉模拟器的进液口和所述第二隔离阀的进液口连接，所述液压控制单元HCU的两个出液口分别与所述前左轮制动器和所述前右轮制动器连接，所述第一压力传感器与所述前右轮制动器进液口连接，所述第二压力传感器与所述前左轮制动器进液口连接，所述第三压力传感器与所述双腔制动主缸前腔出液口连接，所述第四压力传感器与所述双腔制动主缸后腔出液口连接，所述踏板位移传感器安装在所述制动踏板处。
[0010]进一步的，所述前轮EHB模块的工作过程分为以下几个阶段:
[0011]蓄能阶段，所述液压泵将所述储液罐里的液压油压入所述高压蓄能器，以保证连续制动时有足够的液压能。当所述蓄能器压力传感器测得所述高压蓄能器的液压力达到设定值时多余的液压油便通过所述溢流阀回到所述储液罐；
[0012]增压阶段，所述液压控制单元HCU接收到制动信号后，所述液压控制单元HCU向电磁阀发出控制信号，所述第一增压阀和第二增压阀开启，所述液压控制单元HCU中其他的电磁阀关闭，所述高压蓄能器中的高压制动液经进液阀流入所述前左轮制动器和前右轮制动器中的左、右制动轮缸产生制动；
[0013]减压阶段，当需要减小制动器的制动压力时，所述第一增压阀和第二增压阀关闭，所述第一减压阀和第二减压阀开启，所述左、右制动器轮缸中的制动液经所述第一减压阀和第二减压阀回到所述储液罐，使轮缸中的液压力减小；
[0014]保压阶段，当控制单元决策出需要保持制动压力时，所述第一增压阀和第二增压阀和第一减压阀和第二减压阀均保持关闭状态，轮缸中的制动液处于封闭的环境中压力保持恒定；
[0015]失效保护阶段，当电子系统完全失效时，由于所述第一隔离阀和第二隔离阀是常开阀，在断电时将保持开启状态，而其他电磁阀均为关闭状态，此时所述双腔制动主缸中的制动液将经所述第一隔离阀和第二隔离阀进入所述左、右制动轮缸。
[0016]进一步的，所述后轮EMB模块包括后左轮驱动电机、后右轮驱动电机、后左轮行星齿轮减速机构、后右轮行星齿轮减速机构、后左轮滚珠丝杠副、后右轮滚珠丝杠副、后左轮压力传感器、后右轮压力传感器、后左轮制动钳体、后右轮制动钳体、后左轮制动盘和后右轮制动盘；
[0017]所述后左轮驱动电机在驱动信号的作用下工作，经所述后左轮行星齿轮减速机构减速增矩，转矩由所述后左轮行星齿轮减速机构的输出轴传递给所述后左轮滚珠丝杠副，所述后左轮滚珠丝杠副将旋转运动转化为轴向平动，经所述后左轮压力传感器推动所述后左轮制动钳体来夹紧所述后左轮制动盘来产生制动效果；
[0018]所述后右轮驱动电机在驱动信号的作用下工作，经所述后右轮驱动电机在驱动信号的作用下工作，经所述后右轮行星齿轮减速机构减速增矩，转矩由所述后右轮行星齿轮减速机构的输出轴传递给所述后右轮滚珠丝杠副，所述后右轮滚珠丝杠副将旋转运动转化为轴向平动，经所述后右轮压力传感器推动所述后右轮制动钳体来夹紧所述后右轮制动盘来产生制动效果。
[0019]本发明的有益效果在于，利用本发明所述的车辆混合制动系统开发试验台的快速控制原型功能可以进行集成ABS、ASR、ESP和ACC等多种功能的混合制动系统控制策略的研宄和快速验证，为混合制动系统控制器的自主开发奠定了基础；该试验台的硬件在环功能可以对控制器的实时性以及混合制动系统的性能进行验证；整个试验台采用模块化设计，试验台的结构清晰，布置紧凑。
【附图说明】
[0020]图1所示为本发明车辆混合制动系统测试开发试验台结构示意图。
[0021]图2所示为本发明前轮EHB模块结构示意图。
[0022]图3所示为本发明后左轮制动系统结构示意图。
[0023]图4所示为本发明dSPACE实时仿真系统Simulator Mid-Size控制前轮EHB模块和后轮EMB模块线路原理图。
【具体实施方式】
[0024]下文将结合附图详细描述本发明的实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0025]如图1所示为一种车辆混合制动系统测试开发试验台，包括实时平台1、快速控制原型与硬件在环实验切换模块2、前轮EHB模块3、后轮EMB模块4 ;实时平台I包括工控机5和dSPACE实时仿真系统Simulator Mid-Size 6 ；dSPACE实时仿真系统SimulatorMid-Size 6主要包括处理器板8，第一 I/O接口板9，第二 I/O接口板10，FIU故障模拟板11和BOB信号测量板12，快速控制原型与硬件在环实验切换模块2包括第一切换开关13、第二切换开关14、信号调理板15、MicroAutoBox原型