CN109870309A - 一种车辆自动紧急制动系统的试验台架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆试验台架技术领域。本发明公开了一种车辆自动紧急制动系统的试验台架，包括主控制模块、车辆行驶仿真系统、AEBS控制模块、ABS刹车系统和信号采集模块，其中，车辆行驶仿真系统，用于仿真车辆行驶的轮速和车速；主控制模块，用于根据输入的车辆状态参数和刹车系统的制动信号相应地控制车辆行驶仿真系统的轮速和车速，同时，根据输入的路况参数模拟路况的雷达信号传输给AEBS控制模块；AEBS控制模块，用于根据接收到的雷达信号和信号采集模块采集到的信号对刹车系统进行相应的制动控制；信号采集模块，用于采集车辆行驶仿真系统的轮速和刹车系统的制动信号。本发明可方便地对车辆AEBS主动制动性能进行充分的验证。

Description

一种车辆自动紧急制动系统的试验台架

技术领域

本发明属于车辆试验台架技术领域，具体地涉及一种车辆自动紧急制动系统的试验台架。

背景技术

为了防止追尾事故，提高汽车主动安全性能，交通运输部服务司颁布《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016，以下简称JT/T 1094标准)，在标准的4.1.5中，明确规定车长大于9米的车应装备自动紧急制动系统(AEBS)。

目前欧盟已经强制要求M2、M3、N2、N3类车安装AEBS系统，并对系统的性能制定了相应法规ECE R131，我国相应汽车生产商出口上述类型汽车到欧盟，必须按相应法规进行认证检测。

AEBS是一个自主自动的道路车辆安全系统，利用雷达和摄像头对车辆前方的障碍物进行探测，经过一系列的内部程序运算，先进行报警，在驾驶员没有进行采取措施的情况下，装有AEBS系统的车辆将进行主动制动。为了对AEBS的主动制动性能进行充分的验证，必须有一个通用性强、高效可靠、能准确反应系统动态特性的试验平台进行试验，对AEBS的控制算法进行论证，而目前市场上还未存在这种试验台架可以实现上述功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆自动紧急制动系统的试验台架用以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车辆自动紧急制动系统的试验台架，包括主控制模块、车辆行驶仿真系统、AEBS控制模块、ABS刹车系统和信号采集模块，其中

车辆行驶仿真系统，用于仿真车辆行驶的轮速和车速；

主控制模块，用于根据输入的车辆状态参数和刹车系统的制动信号相应地控制车辆行驶仿真系统的轮速和车速，同时，根据输入的路况参数模拟路况的雷达信号传输给AEBS控制模块；

AEBS控制模块，用于根据接收到的雷达信号和信号采集模块采集到的信号对刹车系统进行相应的制动控制；

信号采集模块，用于采集车辆行驶仿真系统的轮速和刹车系统的制动信号。

进一步的，所述车辆行驶仿真系统包括转盘、齿圈、伺服电机和伺服电机控制器，所述伺服电机控制器的控制输入端与主控制模块连接，所述伺服电机控制器的输出端与伺服电机的控制输入端电连接，所述伺服电机的输出轴与转盘固定连接，所述齿圈固定在转盘上，随转盘同步转动。

更进一步的，还包括转轴和联轴器，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转轴连接，转盘固定在转轴上。

进一步的，所述信号采集模块包括轮速传感器，所述轮速传感器用于检测齿圈的转速，所述轮速传感器的输出端与AEBS控制模块的输入端连接。

进一步的，所述主控制模块由计算机来实现。

进一步的，所述刹车系统为ABS刹车系统，包括两个前制动气室、两个后制动气室、4个ABS调压阀、两个继动阀、两个单通双向阀、压缩机、脚阀和手阀，两个前制动气室分别与第一ABS调压阀和第二ABS调压阀的输出端通过气管连接，第一ABS调压阀和第二ABS调压阀的输入端分别与第一继动阀的两个输出端通过气管连接，第一继动阀的信号输入端与第一单通双向阀的输出端通过气管连接，第一继动阀的输入端与压缩机的气室连接，两个后制动气室的停车制动气室输入端分别与手阀通过气管连接，手阀与压缩机的气室连接，两个后制动气室的行车制动气室输入端分别与第三ABS调压阀和第四ABS调压阀的输出端通过气管连接，第三ABS调压阀和第四ABS调压阀的输入端分别与第二继动阀的两个输出端通过气管连接，第二继动阀的信号输入端与第二单通双向阀的输出端通过气管连接，第二继动阀的输入端与压缩机的气室连接；脚阀的输入端与气室通过气管连接，脚阀的两个输出端分别与两个单通双向阀的第一输入端口通过气管连接。

更进一步的，所述ABS刹车系统还包括ABS控制器，所述4个ABS调压阀的控制端分别与ABS控制器连接。

进一步的，所述AEBS控制模块包括两个控制阀和一个AEBS控制器，两个控制阀的控制端分别与AEBS控制器，第一控制阀的输入端与压缩机的气室通过气管连接，第一控制阀的输出端与第一单通双向阀的第二输入端口通过气管连接；第二控制阀的输入端与压缩机的气室通过气管连接，第二控制阀的输出端与第二单通双向阀的第二输入端口通过气管连接。

更进一步的，所述控制阀为比例阀。

进一步的，所述信号采集模块包括4个压力传感器，4个压力传感器的输入端分别通过气管与两个前制动气室和两个后制动气室的输入端并联，4个压力传感器的信号输出端分别与AEBS控制器的信号输入端连接。

本发明的有益技术效果：

本发明提供了一种通用性强、高效可靠、能准确反应系统动态特性的试验平台，能够模拟多种控制策略下的汽车制动情况，可方便的对不同的商用车的AEBS的主动制动算法和控制策略进行试验和论证，方便试验者调试出最优制动系统主动制动的控制策略，使车辆在装有AEBS系统进行主动制动时具有最佳的制动效果。

附图说明

图1为本发明具体实施例的模块框图；

图2为本发明具体实施例的具体结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和2所示，一种车辆自动紧急制动系统的试验台架，包括主控制模块1、车辆行驶仿真系统3、AEBS控制模块2、刹车系统4和信号采集模块5。

车辆行驶仿真系统3用于仿真车辆行驶的轮速和车速，本具体实施例中，所述车辆行驶仿真系统3包括转盘35、齿圈36、伺服电机32、伺服电机控制器31、转轴34和联轴器33，所述伺服电机控制器31的控制输入端与主控制模块1的控制输出端连接，伺服电机控制器31的输入端通过空气开关接220V交流电源，所述伺服电机控制器31的输出端与伺服电机32的控制输入端电连接，所述伺服电机32的输出轴通过联轴器33与转轴34连接，转盘35的轴心固定在转轴34上，所述齿圈36固定在转盘34上，随转盘34同步转动，转盘34用于模拟车辆的车轮，齿圈36用于实现轮速检测。

本具体实施例中，转盘34的数量为4个，与大部分车辆的车轮数相符合，4个转盘34间距且共轴固定在转轴34上，每个转盘34都设有一个齿圈36。当然，在其它实施例中，转盘34的数量可以根据实际需要进行选择，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

主控制模块1用于根据输入的车辆状态参数和AEBS控制模块2输入的信号(主要是信号采集模块5采集到的刹车系统4的制动信号)相应地控制车辆行驶仿真系统3的轮速和车速，同时，根据输入的路况参数模拟路况的雷达信号，如前方障碍物的雷达信号传输给AEBS控制模块2。本具体实施例中，主控制模块1由计算机来实现，计算机1内装有相应的仿真软件，如路况仿真软件和汽车刹车过程仿真软件，这些软件是本领域技术人员可以轻易实现的，具体可以参考现有技术，此不再细说。

计算机1包括有显示模块和输入模块，输入模块可以是键盘或手写板等，用于试验员输入相应的参数，如车辆状态参数、路况参数等。计算机1的控制输出端与伺服电机控制器31的控制输入端连接。

本具体实施例中，刹车系统4是实际装车的现有ABS刹车系统。本具体实施例中，ABS刹车系统4包括两个前制动气室(分别为左前制动气室421和右前制动气室422)、两个后制动气室(分别为左后制动气室423和右后制动气室424)、4个ABS调压阀、两个继动阀、两个单通双向阀、压缩机47、脚阀46、ABS控制器41和手阀48，左前制动气室421和右前制动气室422分别与第一ABS调压阀431和第二ABS调压阀432的输出端通过气管连接，第一ABS调压阀431和第二ABS调压阀432的输入端分别与第一继动阀441的两个输出端通过气管连接，第一继动阀441的信号输入端与第一单通双向阀451的输出端通过气管连接，第一继动阀441的输入端与压缩机47的气室连接，左后制动气室423和右后制动气室424的停车制动气室输入端分别与手阀48通过气管连接，手阀48与压缩机47的气室连接，左后制动气室423和右后制动气室424的行车制动气室输入端分别与第三ABS调压阀433和第四ABS调压阀434的输出端通过气管连接，第三ABS调压阀433和第四ABS调压阀434的输入端分别与第二继动阀442的两个输出端通过气管连接，第二继动阀442的信号输入端与第二单通双向阀452的输出端通过气管连接，第二继动阀442的输入端与压缩机47的气室连接；脚阀46的输入端与压缩机47的气室通过气管连接，脚阀46的两个输出端分别与两个单通双向阀451和452的第一输入端口通过气管连接，所述4个ABS调压阀431、432、33和434的控制端分别与ABS控制器1连接。

本具体实施例中，ABS刹车系统4采用四个制动气室构成4路制动，更加符合现有的车辆ABS刹车系统，当然，在其它实施例中，也可以进行变化，可以只有1路制动、2路制动或者更多路制动等。

AEBS控制模块2，用于根据接收到的雷达信号和信号采集模块5采集到的轮速信号对ABS刹车系统4进行相应的制动控制。本具体实施例中，AEBS控制模块2包括两个控制阀和一个AEBS控制器21，两个控制阀22和23的控制端分别与AEBS控制器21连接，第一控制阀22的输入端与压缩机47的气室通过气管连接，第一控制阀22的输出端与第一单通双向阀451的第二输入端口通过气管连接；第二控制阀23的输入端与压缩机47的气室通过气管连接，第二控制阀23的输出端与第二单通双向阀452的第二输入端口通过气管连接，AEBS控制器21与计算机1通信连接。

本具体实施例中，两个控制阀22和23优选为比例阀，但不限于此。

信号采集模块5用于采集车辆行驶仿真系统3的轮速和ABS刹车系统4的制动信号。

本具体实施例中，所述信号采集模块包括4个压力传感器51和4个轮速传感器52，4个压力传感器51的输入端分别通过气管与左前制动气室421、右前制动气室422、左后制动气室423和右后制动气室424的输入端并联，4个压力传感器51的信号输出端分别与AEBS控制器21的信号输入端连接。

4个轮速传感器52分别准确安装于靠近4个齿圈36的位置，通过齿圈36来检测轮速，具体可以参照现有技术，4个轮速传感器52的输出端分别与AEBS控制器21的输入端连接，同时分别与ABS控制器41的输入端连接。

试验过程：

输入车辆状态参数，计算机1根据车辆状态参数输出相应控制信号控制控制伺服电机控制器31，伺服电机控制器31控制伺服电机32转动，伺服电机32转动则带着转盘35转动，使转速达到设置的数值，这样就可以模拟出汽车正常行驶过程中的轮速和车速，转盘35带着齿圈36转动，通过轮速传感器52进行测速，这样就模拟出了汽车的车速，而且可以通过计算机1控制不同的车速，对车速进行增加或者较少，增加转速仿真汽车加速过程，减少转速仿真汽车的制动减速或者其他的减速过程。

输入相应的路况参数，计算机1模拟输出汽车行驶过程中的前方障碍物的雷达信号，并通过CAN线传输给AEBS控制器21。

AEBS控制器21则根据雷达信号仿真的数据和信号采集模块5采集到的汽车行驶仿真系统3的轮速数据，通过AEBS控制器21内的算法和控制策略进行运算，根据运算的结果对控制阀22和23进行输出，从而对ABS制动系统4进行制动控制。

ABS制动系统4在收到控制阀22和23的控制信号后，进行动作，对左前制动气室421、右前制动气室422、左后制动气室423和右后制动气室424进行充气加压，从而使左前制动气室421、右前制动气室422、左后制动气室423和右后制动气室424进行制动的动作。

信号采集模块5的压力传感器并联在左前制动气室421、右前制动气室422、左后制动气室423和右后制动气室424的气路上，采集左前制动气室421、右前制动气室422、左后制动气室423和右后制动气室424的制动气压，将气压信号转换为电模拟信号发送AEBS控制器21。

AEBS控制器21将电模拟信号转换为数字信号通过CAN通信传送给计算机1，计算机1通过仿真计算，控制伺服电机32进行减速，从而模拟制动系统制动后的汽车轮速，体现出制动的效果。

汽车行驶仿真系统3还可以通过快速加速和快速减速来模拟汽车在制动过程中车轮被抱死时，ABS制动系统4进行工作的状态。

本发明提供了一种通用性强、高效可靠、能准确反应系统动态特性的试验平台，能够模拟多种控制策略下的汽车制动情况，可方便的对不同的商用车的AEBS的主动制动算法和控制策略进行试验和论证，方便试验者调试出最优制动系统主动制动的控制策略，使车辆在装有AEBS系统进行主动制动时具有最佳的制动效果。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：包括主控制模块、车辆行驶仿真系统、AEBS控制模块、刹车系统和信号采集模块，其中

车辆行驶仿真系统，用于仿真车辆行驶的轮速和车速；

主控制模块，用于根据输入的车辆状态参数和刹车系统的制动信号相应地控制车辆行驶仿真系统的轮速和车速，同时，根据输入的路况参数模拟路况的雷达信号传输给AEBS控制模块；

AEBS控制模块，用于根据接收到的雷达信号和信号采集模块采集到的信号对刹车系统进行相应的制动控制；

信号采集模块，用于采集车辆行驶仿真系统的轮速和刹车系统的制动信号。

2.根据权利要求1所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述车辆行驶仿真系统包括转盘、齿圈、伺服电机和伺服电机控制器，所述伺服电机控制器的控制输入端与主控制模块连接，所述伺服电机控制器的输出端与伺服电机的控制输入端电连接，所述伺服电机的输出轴与转盘固定连接，所述齿圈固定在转盘上，随转盘同步转动。

3.根据权利要求2所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：还包括转轴和联轴器，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转轴连接，转盘固定在转轴上。

4.根据权利要求2或3所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述信号采集模块包括轮速传感器，所述轮速传感器用于检测齿圈的转速，所述轮速传感器的输出端与AEBS控制模块的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述主控制模块由计算机来实现。

6.根据权利要求1所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述刹车系统为ABS刹车系统，包括两个前制动气室、两个后制动气室、4个ABS调压阀、两个继动阀、两个单通双向阀、压缩机、脚阀和手阀，两个前制动气室分别与第一ABS调压阀和第二ABS调压阀的输出端通过气管连接，第一ABS调压阀和第二ABS调压阀的输入端分别与第一继动阀的两个输出端通过气管连接，第一继动阀的信号输入端与第一单通双向阀的输出端通过气管连接，第一继动阀的输入端与压缩机的气室连接，两个后制动气室的停车制动气室输入端分别与手阀通过气管连接，手阀与压缩机的气室连接，两个后制动气室的行车制动气室输入端分别与第三ABS调压阀和第四ABS调压阀的输出端通过气管连接，第三ABS调压阀和第四ABS调压阀的输入端分别与第二继动阀的两个输出端通过气管连接，第二继动阀的信号输入端与第二单通双向阀的输出端通过气管连接，第二继动阀的输入端与压缩机的气室连接；脚阀的输入端与气室通过气管连接，脚阀的两个输出端分别与两个单通双向阀的第一输入端口通过气管连接。

7.根据权利要求6所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述ABS刹车系统还包括ABS控制器，所述4个ABS调压阀的控制端分别与ABS控制器连接。

8.根据权利要求6或7所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述AEBS控制模块包括两个控制阀和一个AEBS控制器，两个控制阀的控制端分别与AEBS控制器，第一控制阀的输入端与压缩机的气室通过气管连接，第一控制阀的输出端与第一单通双向阀的第二输入端口通过气管连接；第二控制阀的输入端与压缩机的气室通过气管连接，第二控制阀的输出端与第二单通双向阀的第二输入端口通过气管连接。

9.根据权利要求8所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述控制阀为比例阀。

10.根据权利要求8所述的车辆自动紧急制动系统的试验台架，其特征在于：所述信号采集模块包括4个压力传感器，4个压力传感器的输入端分别通过气管与两个前制动气室和两个后制动气室的输入端并联，4个压力传感器的信号输出端分别与AEBS控制器的信号输入端连接。