CN207181057U - 电动助力制动系统测试试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电动助力制动系统测试试验台,克服了现有技术存在的离线仿真导致的结果不准确、不能根据不同个性驾驶员调节输入以及不能调节试验台助力比的问题，电动助力制动系统测试试验台包括电动助力制动总成、液压模块与实时平台；电动助力制动总成包括电动缸输入装置与电动助力装置；电动缸输入装置包括输入推杆；电动助力装置包括齿条；液压模块包括反应盘与制动主缸；电动缸输入装置通过输入推杆插入齿条小直径的通孔中与电动助力装置连接，反应盘装入齿条大直径的通孔中，反应盘右端面和输入推杆左端面与齿条阶梯通孔的环形端面接触连接，反应盘与左端的制动主缸的输出推杆右端连接；电动助力制动总成与液压模块分别和实时平台线连接。

Description

电动助力制动系统测试试验台

技术领域

本实用新型涉及车辆工程领域中的一种测试试验台，更确切地说，本实用新型涉及一种电动助力制动系统测试试验台。

背景技术

由于电动助力制动系统取消了传统汽车上普遍采用的真空助力器，并且可以实现摩擦制动力和再生制动力的解耦，且结构简单、布置方便，因此将成为制动系统发展的必然方向。

目前电动助力制动系统还处于研究阶段，各大厂商对相关技术也处于未公开状态，相关研究单位对电动助力制动系统的测试手段主要为离线仿真。这种离线仿真由于脱离了实际对象，忽略了很多实际使用条件，结果不准确。

现阶段电动助力制动系统的研发主要针对于助力系统本身，对系统的输入却很少或没有考虑。实际上，不同驾驶员对于助力特性要求不同，因此需要在系统的输入中添加不同个性驾驶员，并与常规输入进行对比，这也是目前研究电动助力制动系统所需要考虑的因素。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的离线仿真导致的结果不准确、不能根据不同个性驾驶员调节输入以及不能调节试验台助力比的问题，提供了一种个性化的电动助力制动系统测试试验台。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的电动助力制动系统测试试验台包括电动助力制动总成、液压模块与实时平台；

所述的电动助力制动总成包括电动缸输入装置与电动助力装置；

所述的电动缸输入装置包括输入推杆；

所述的电动助力装置包括二级减速机构；二级减速机构包括齿条；

所述的液压模块包括反应盘与制动主缸；

所述的齿条沿长度方向设置一个圆形截面的阶梯通孔，电动缸输入装置通过其中的输入推杆插入齿条小直径的通孔中与电动助力装置滑动连接，反应盘装入齿条大直径的通孔中，反应盘右端面的内圈与输入推杆的左端面接触连接，反应盘右端面的外圈与齿条阶梯通孔的环形端面接触连接，反应盘与左端的制动主缸中的输出推杆右端过渡配合连接；电动助力制动总成与液压模块分别和实时平台线连接。

技术方案中所述的电动缸输入装置还包括制动踏板、制动踏板推杆、连接套筒、输入推杆、电动缸推杆、电动缸、杠杆、1号压力传感器、1号位移传感器、转速传感器与转矩传感器；所述的制动踏板的上端采用螺栓连接固定在试验台上，制动踏板的中部和制动踏板推杆的左端采用铰接；制动踏板推杆的右端与连接套筒的左端为螺纹连接，连接套筒的右端套装在输入推杆的左端，两者之间为螺纹连接，输入推杆上的长条形通孔与杠杆下端的长条形通孔中放置有销轴，销轴将两者铰接在一起，电动缸中的电动缸推杆上的长条形通孔与杠杆上端的长条形通孔中放置有销轴，销轴将两者铰接在一起，杠杆的中部采用固定铰支点连接在试验台上，1号压力传感器与1号位移传感器安装在输入推杆 22上，转速传感器与转矩传感器安装在联轴器与一级减速机构之间。

技术方案中所述的电动助力装置还包括助力电机、联轴器与一级减速机构；所述的二级减速机构还包括齿轮；所述的齿轮套装在一级减速机构中的输出轴的左端轴上，齿轮与输出轴左端轴之间采用键连接，齿条安装在齿轮的下方，齿轮的回转轴线与齿条的纵向对称面垂直，齿轮与齿条啮合连接，助力电机的输出轴采用联轴器与一级减速机构中的输入齿轮轴的输入端连接。

技术方案中所述的一级减速机构还包括接合套、齿圈、输出轴、2个结构相同的行星轮架、3个结构相同的行星轮与太阳轮；所述的3个结构相同的行星轮均匀地分布太阳轮的周围，并处于齿圈的内部，3个结构相同的行星轮的里侧与太阳轮中输出端齿轮啮合连接，3个结构相同的行星轮的外侧与齿圈的内齿啮合连接，3个结构相同的行星轮的左右两侧和2个结构相同的行星轮架转动连接， 2个结构相同的行星轮架和齿圈与行星轮两端面之间采用油润滑，2个结构相同的行星轮架之间采用螺栓连接，太阳轮的输入端与接合套的左端为啮合连接，接合套的右端与输入齿轮轴的左端为啮合连接；输出轴右端与左侧的行星轮架采用螺栓连接。

技术方案中所述的行星轮架为六边形平板结构件，行星轮架的6个边面包括有3个结构相同的平面矩形边面与3条结构相同的圆柱形边面，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面的高度相等，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面相间布置，六边形的平板上均匀地布置有3个安装3个结构相同的行星轮上的左端轴或右端轴的轴孔，3个轴孔与行星轮上的左端轴或右端轴之间为转动配合连接， 3个轴孔之间均匀地布置3组每组2排共有6个螺栓孔。

技术方案中所述的输出轴为四段阶梯轴式直杆结构件，输出轴由左至右的第一段轴、第二段轴与第三段轴的直径由小到大，第四段轴的直径小于第一段轴的直径，第一段轴上沿轴向设置有一键槽，第三段轴与第四段轴之间设置有法兰盘，法兰盘上均匀地设置有3组每组3个通孔，这3组通孔与行星轮架上的3组孔中的一排孔分布在半径相同的圆上，法兰盘上的3组通孔与行星轮架上的3排孔对正。

技术方案中所述的液压模块还包括制动储液罐、液压调节单元、2个结构相同的2位2通电磁阀、3号压力传感器、4号压力传感器、5号压力传感器、6 号压力传感器、7号压力传感器、8号压力传感器、1号盘式制动器、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器；其中：1号盘式制动器、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器结构相同；所述的制动主缸上的两个进油口和制动储液罐上的两个出油口管路连接，制动主缸上的1个出油口和1 个2位2通电磁阀的P口与3号压力传感器管路连接，制动主缸上的另一个出油口和第2个2位2通电磁阀的P口与4号压力传感器管路连接，1个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的一个进油口管路连接，第2个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的另一个进油口管路连接；液压调节单元的1号出油口与1号盘式制动器管路连接，液压调节单元的2号出油口与2号盘式制动器管路连接，液压调节单元的3号出油口与3号盘式制动器管路连接，液压调节单元的4号出油口与4号盘式制动器管路连接；

所述的液压调节单元的1号出油口与1号盘式制动器之间的连接管路上安装有5号压力传感器，液压调节单元的2号出油口与2号盘式制动器之间的连接管路上安装有6号压力传感器，液压调节单元的3号出油口与3号盘式制动器之间的连接管路上安装有7号压力传感器，液压调节单元的4号出油口与4 号盘式制动器之间的连接管路上安装有8号压力传感器。

技术方案中所述的电动助力制动总成与液压模块分别和实时平台线连接是指：所述的实时平台包括工控机、控制原型系统、交互式消息系统、第一驱动系统、第二驱动系统、第一电磁继电器与第二电磁继电器；其中：控制原型系统包括处理器板、控制器板与多路I/O板；所述的工控机通过Ethnnet网线与控制原型系统相连接；所述的控制原型系统通过电线和第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统与第二驱动系统的输入端连接，控制原型系统通过 SPI线与交互式消息系统的输入端连接；交互式消息系统、第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统与第二驱动系统的输出端依次液压调节单元、第1 个2位2通电磁阀、第二个2位2通电磁阀、电动缸与助力电机的输入端相连接；所述的多路I/O板的第1路至第12路A/D通道依次和1号压力传感器、1 号位移传感器、转速传感器、转矩传感器、2号压力传感器、2号位移传感器、 3号压力传感器、4号压力传感器、5号压力传感器、6号压力传感器、7号压力传感器与8号压力传感器的输出端电线连接。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.所述的电动助力制动系统目前是研究的前沿热点，本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台可以对电动助力系统的助力特性进行快速、全面的测试，而且因为是半实物的硬件在环试验台，相比于离线仿真，试验结果更加准确；相较于实车试验，能节省时间和费用。

2.由于本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台实现了踏板力和电动缸输入力的解耦，因此能够在不改变试验台结构的基础上，通过实现踏板和电动缸的分别输入，为试验提供更多个性化的工况，同时可以对多种个性化的控制策略进行验证。

3.由于本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台的电动助力制动系统采用了一级行星齿轮减速机构、二级齿轮齿条减速机构，因此通过在动力传递路线之间巧妙的进行切换，从而在不改变电机控制策略的前提下得到不同的助力特性，对同一个电机的控制策略进行多次试验，快速的得出最佳电机控制策略。

4.本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台提出的电动助力系统的传动机构，即一级行星齿轮减速机构、二级齿轮齿条减速机构，传动效率高、精度高且不存在自锁行为，经简化之后将为目前电动助力制动系统的减速增扭系统提供一个很好的解决方案。

5.利用本实用新型所述的个性化的电动助力制动系统测试试验台可以对已有的电动助力系统的特性进行特性测试，从而快速得到系统的动态特性和静态特性，加快电动助力制动系统的研究进程。

6.本实用新型提出的电动助力制动系统测试试验台可移植性好，可以对其他制动系统的控制策略进行快速测试，得出其控制特性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台结构组成的示意图；

图2为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构的一种助力工况结构组成的轴测投影视图；

图3为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构的一种助力工况结构组成的主视图；

图4为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中一级行星齿轮减速机构结构组成的轴测投影视图；

图5为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构的另一种试验助力工况结构组成的轴测投影视图；

图6为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动缸输入装置结构组成的主视图；

图7为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的输入齿轮轴结构组成的轴测投影视图；

图8为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的接合套结构组成的主视图；

图9为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的行星轮结构组成的轴测投影视图；

图10为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的太阳轮结构组成的轴测投影视图；

图11为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的齿圈结构组成的轴测投影视图；

图12为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的电动助力减速机构中的输出轴结构组成的轴测投影视图；

图13为本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台所采用的反应盘处连接关系的主视图；

图中：1.电动缸输入装置，2.助力电机，3.一级减速机构，4.二级减速机构，5.反应盘，6.电动助力装置，7.制动储液罐，8.制动主缸，9.1号盘式制动器，10.输入齿轮轴，11.接合套，12.齿圈，13.输出轴，14.齿条，15.齿轮， 16.行星轮架，17.行星轮，18.太阳轮，19.制动踏板，20.制动踏板推杆，21. 连接套筒，22.输入推杆，23.电动缸推杆，24.电动缸，25.杠杆，26.多路I/O 板，27.控制器板，28.处理器板，29.控制原型系统，30.工控机，31.联轴器，32.1号压力传感器，33.1号位移传感器，34.转速传感器，35.转矩传感器，36.2 号压力传感器，37.2号位移传感器，38.3号压力传感器，39.4号压力传感器， 40.5号压力传感器，41.6号压力传感器，42.7号压力传感器，43.8号压力传感器，44.输出推杆，45.主缸活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参阅图1，本实用新型所述的个性化的电动助力制动系统测试试验台包括电动助力制动总成、液压模块与实时平台。

所述的电动助力制动总成包括电动缸输入装置1、电动助力装置6。

参阅图6，电动缸输入装置1包括制动踏板19、制动踏板推杆20、连接套筒21、输入推杆22、电动缸推杆23、电动缸24、杠杆25、1号压力传感器32、 1号位移传感器33、转速传感器34与转矩传感器35。

所述的制动踏板19为奔腾B50轿车上使用的制动踏板，制动踏板19上端设置有上通孔，上通孔的回转轴线和制动踏板19的纵向对称面垂直，制动踏板 19通过螺栓和螺母连接固定在试验台上，螺母的预紧力设置的很小，使制动踏板可以绕螺栓的轴线转动。制动踏板19的中部设置有一个连接制动踏板推杆20 的中通孔，制动踏板19上通孔与中通孔的回转轴线相互平行。

所述的制动踏板推杆20为一个等横截面为圆形的直杆类结构件，其一(左) 端设置有一个连接制动踏板19的推杆通孔，制动踏板19和制动踏板推杆20通过中通孔与推杆通孔进行铰接；制动踏板推杆20的另一(右)端设置有用于和连接套筒21连接的外螺纹。

所述的输入推杆22为一个等横截面为圆形的直杆类结构件，输入推杆22 的左端设置有外螺纹，输入推杆22的中部沿轴向设置有长条形通孔。

所述的连接套筒21为一个圆筒形的圆环体形结构件，连接套筒21的内径和制动踏板推杆20与输入推杆22的外径相等，连接套筒21套装在制动踏板推杆20的右端与输入推杆22的左端上，和连接套筒21连接的制动踏板推杆20 的右端与输入推杆22的左端之间为间隙配合，使两者的输入在同一条轴线上，主要起导向作用。

所述的电动缸24采用型号为IMB250-05的伺服电动缸，最大推力3500N，丝杠导程5mm，最大速度为350mm/s，最大行程500mm，电动缸24的活塞杆的左端上加工有外螺纹。

所述的电动缸推杆23为一个等横截面为圆形的直杆类结构件，其一(右) 端加工有内螺纹，电动缸推杆23的右端与电动缸24的活塞杆的左端通过螺纹连接；电动缸推杆23另一(左)端沿轴向设置有一长条形通孔。

所述的杠杆25为一个等横截面为圆形的直杆类结构件，杠杆25两端沿轴向均设置有长条形通孔，杠杆25的中间处设置有安装铰轴的通孔。

输入推杆22、杠杆25与电动缸推杆23上的长条形通孔结构相同。输入推杆22上的长条形通孔与杠杆25下端的长条形通孔中、电动缸推杆23上的长条形通孔与杠杆25上端的长条形通孔中分别放置有结构相同的销轴，将输入推杆 22与杠杆25下端活动链接,将电动缸推杆23与杠杆25上端活动连接，使销轴只能在输入推杆22、杠杆25与电动缸推杆23上的长条形通孔中沿轴向滑动。

所述的销轴为变横截面的直杆类结构件，销轴的中部轴段的直径大，而两端轴段的直径相等且小于中部轴段的直径。

杠杆25的中部采用固定铰支点连接在试验台上，杠杆25只能绕铰支点进行旋转运动。杠杆25主要作用是改变电动缸24输出力的方向的同时能够有效地和踏板输入力进行解耦。

参阅图1，在输入推杆22上设置有1号压力传感器32和1号位移传感器 33，分别用于测量电动缸输入装置1的输入力与位移。

参阅图1，电动助力装置6包括助力电机2、联轴器31、一级减速机构3和二级减速机构4。

所述的助力电机2选择型号为HC-KFS43的三菱伺服电机，额定功率1000W，额定转速2000rpm，助力电机2采用型号为L298N的驱动芯片，采用PWM的调速方法对电机调速。

参阅图2，所述的一级减速机构3包括输入齿轮轴10、接合套11、齿圈12、输出轴13、2个结构相同的行星轮架16、3个结构相同的行星轮17与太阳轮18。

参阅图2至图5与图7，所述的输入齿轮轴10为直杆类的三段式阶梯轴，左段轴上加工有轮齿即为左段齿轮轴，中段轴与右段轴为光轴，中段轴的直径大于左端轴与右段轴的直径，左端轴与中段轴连接处设置有直径大于中段轴直径的定位凸肩，左段轴即左段齿轮轴为输入齿轮轴10的输出端。

参阅图2至图4，所述的接合套11是一个圆环体式结构件，接合套13的内孔壁上设置有轮齿，接合套11上的轮齿和输入齿轮轴10与太阳轮18上的轮齿结构相同，接合套11套装在输入齿轮轴10和太阳轮18上，接合套11和输入齿轮轴10的左端与太阳轮18的输入(右)端啮合连接。

参阅图3、图4与图9，所述的行星轮17由左端轴、齿轮与右端轴组成，左端轴、齿轮与右端轴依次连成一体，左端轴、齿轮与右端轴的回转轴线共线，行星轮17中的轮齿结构和太阳轮18中输出端齿轮的轮齿与齿圈12中内齿的结构相同，3个结构相同的行星轮17均匀地分布太阳轮18的周围，并处于齿圈 12的内部，3个结构相同的行星轮17的里侧与太阳轮18中输出端齿轮啮合连接，3个结构相同的行星轮17的外侧与齿圈12中内齿啮合连接，行星轮17既可以绕自身轴线自转，也可以绕太阳轮18公转。

参阅图3至图5与图10，所述的太阳轮18从左至右由输出端齿轮、短轴与输入端齿轮组成，输出端齿轮、短轴与输入端齿轮依次连成一体，输出端齿轮、短轴与输入端齿轮的回转轴线共线，输出端齿轮的轮齿结构与行星轮17的轮齿结构相同，输入端齿轮的轮齿结构与接合套11上的轮齿结构相同。太阳轮18 的输入端齿轮与接合套11啮合连接，输出端齿轮与行星轮17啮合连接。

参阅图2、图3与图5，所述的行星轮架16为六边形平板结构件，行星轮架16的6个边面包括有3个结构相同的平面矩形边面与3条结构相同的圆柱形边面，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面的高度相等，即行星轮架16厚度相等，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面相间布置，六边形的平板上均匀地布置有3个安装3个结构相同的行星轮17上的左端轴或右端轴的轴孔，3个轴孔与行星轮17上的左端轴或右端轴之间为转动配合连接，3个轴孔之间均匀地布置 3组(每组2排)每组6个螺栓孔，2个结构相同的行星轮架16通过螺栓孔采用螺栓连接，2个结构相同的行星轮架16之间采用螺栓连接，2个结构相同的行星轮架16和齿圈12与行星轮17两端面之间采用油润滑。行星轮17的公转速度与行星轮架16绕太阳轮18自转的速度相等。

参阅图3、图4与图11，所述的齿圈12为圆环体式结构件，齿圈12内外两侧均设置有轮齿，齿圈12内侧轮齿的结构与行星轮17上的轮齿结构相同，齿圈12外侧轮齿的结构与输入齿轮轴10上的轮齿结构相同，齿圈12的内侧轮齿与行星轮17啮合连接，齿圈12的外侧轮齿与输入齿轮轴10啮合连接。

参阅图3与图12，所述的输出轴13为四段阶梯轴式结构件，输出轴13由左至右的第一段、第二段与第三段轴的直径由小到大，第四段轴的直径小于第一段轴的直径，第一段轴上沿轴向设置有一键槽，第三段轴与第四段轴之间设置有法兰盘，法兰盘上均匀地设置有3组每组3个通孔，这3组通孔与行星轮架16上的3组孔中的一排孔分布在半径相同的圆上，法兰盘上的3组通孔与行星轮架16上的3排孔对正，输出轴13通过法兰盘与行星轮架16采用螺栓连接。

参阅图3，所述的二级减速机构4由齿条14和齿轮15构成。齿轮15套装在输出轴13的左端轴上即第一段轴上，齿轮15与输出轴13左端轴之间采用键连接，两者转速相等。齿条14安装在齿轮15的下方，齿轮15的回转轴线与齿条14的纵向对称面垂直，齿轮15与齿条14啮合连接，齿条14将力输出到反应盘5。

参阅图1，助力电机2的输出轴与一级减速机构3中的输入齿轮轴10的输入端采用联轴器31连接。

参阅图1，在联轴器31与一级减速机构3之间设置有转速传感器34与转矩传感器35，分别用于测量助力电机2的输出转速与输出转矩。

参阅图13，齿条14沿长度方向开有一个圆形截面的阶梯通孔，输入推杆 22插入齿条14一侧小直径的通孔中，二者为间隙配合。

参阅图1，液压模块包括反应盘5、制动储液罐7、制动主缸8、液压调节单元(HCU)、2个结构相同的2位2通电磁阀、3号压力传感器38、4号压力传感器39、5号压力传感器40，6号压力传感器41、7号压力传感器42、8号压力传感器43、1号盘式制动器9、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器。其中：1号盘式制动器9、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器结构相同。

参阅图13，所述的反应盘5为一块橡胶材质的圆盘，反应盘5右端面的内圈与输入推杆22的左端面接触连接，反应盘5右端面的外圈与齿条14阶梯通孔的环形端面接触连接，使踏板力和齿条助力可以并联输入到反应盘5。输出推杆44的一端(左)开有内螺纹，另一(右)端的形状为部分中空的圆柱体，圆柱体中空的盲孔的内径与反应盘5的外圆柱面接触连接，两者为过渡配合。主缸活塞杆45上有外螺纹，与输出推杆44上的内螺纹进行配合。输入推杆22与齿条14可以将力并联输出到反应盘5，再由输出推杆44作用到主缸活塞杆45，实现制动液压力的建立。

参阅图1，所述的制动储液罐7、制动主缸8、1号盘式制动器9、液压调节单元(HCU)均选用量产车上的现有部件，本试验台选用丰田普锐斯上的制动储液罐7、制动主缸8、1号盘式制动器9及液压调节单元(HCU)

所述的制动主缸8上的两个进油口和制动储液罐7上的两个出油口管路连接，制动主缸8上的1个出油口和1个2位2通电磁阀的P口与3号压力传感器38管路连接，制动主缸8上的另一个出油口和第2个2位2通电磁阀的P口与4号压力传感器39管路连接，1个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的一个进油口管路连接，第2个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的另一个进油口管路连接；

液压调节单元(HCU)上的4个(1号至4号)出油口分别通过液压管路连接有1号盘式制动器9、2号盘式制动器、3号盘式制动器、4号盘式制动器。液压调节单元的1号出油口与1号盘式制动器之间的连接管路上安装有5号压力传感器40，液压调节单元的2号出油口与2号盘式制动器之间的连接管路上安装有6号压力传感器41，液压调节单元的3号出油口与3号盘式制动器之间的连接管路上安装有7号压力传感器42，液压调节单元的4号出油口与4号盘式制动器之间的连接管路上安装有8号压力传感器43。2位2通电磁阀型号为 LD8705H常开型电磁阀，最高工作压力为250bar，工作电压为24VDC。

参阅图1，所述的实时平台包括工控机30、控制原型系统(MicroAutoBox) 29、交互式消息系统(RapidPro)、第一驱动系统、第二驱动系统、第一电磁继电器和第二电磁继电器；其中：控制原型系统29包括处理器板28、控制器板 27、多路I/O板26。

所述的工控机30采用天拓TMPC-1725工控机，其处理器为Intel Core i5-3320，主频2.66GHz，内存为8GB；工控机30内安装有Matlab/Simulink以及ControlDesk软件，ControlDesk能够编制试验系统控制界面，该界面下载到控制原型系统(MicroAutoBox)29中的Matlab/Simulink程序能够实现对液压调节单元(HCU)、两个结构相同的2位2通电磁阀、助力电机2的控制及对相关信息的存储；工控机30通过Ethnnet网线与控制原型系统(MicroAutoBox) 29相连接。

所述的第一电磁继电器与第二电磁继电器的型号为MY4NJ，其触点负载为 5A240V，5V 28VDC，额定电流为5A。

所述的控制原型系统(MicroAutoBox)29是一款用于执行快速功能原型开发的实时系统。控制原型系统(MicroAutoBox)29中包括型号为DS1401的处理器板28、型号为DS1103的控制器板27、多路I/O板26。控制原型系统 (MicroAutoBox)29通过电线连接到第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统、第二驱动系统的输入端，控制原型系统(MicroAutoBox)29通过SPI 线连接到交互式消息系统(RapidPro)的输入端。交互式消息系统(RapidPro)、第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统和第二驱动系统输出端分别连接到液压调节单元、第1个2位2通电磁阀、第二个2位2通电磁阀、电动缸24和助力电机2的输入端，用于驱动液压调节单元(HCU)、第1个2位2通电磁阀、第二个2位2通电磁阀、电动缸24和助力电机2的动作。

所述的多路I/O板26的第1路至第12路A/D通道依次和1号压力传感器 32、1号位移传感器33、转速传感器34、转矩传感器35、2号压力传感器36、 2号位移传感器37、3号压力传感器38、4号压力传感器39、5号压力传感器 40、6号压力传感器41、7号压力传感器42、8号压力传感器43的输出端电线连接。

本实用新型所述的电动助力制动系统测试试验台的工作原理：

1.实现制动踏板和电动缸输入力的解耦，获得个性化的输入；

参阅图6，通过本实用新型设计的连接套筒21和杠杆25，可以实现制动踏板19和电动缸24输入力的解耦。电动缸24收到控制指令之后，推动电动缸推杆23进行平动，通过杠杆25将输入力作用到输入推杆22，输入推杆22上开的槽以及铰连接主要作用是避免平动和转动发生干涉。由于制动踏板推杆20与输入推杆22之间是通连接套筒21进行连接，两者之间没有直接接触，所以实现了输入力的解耦。同理，当驾驶员踩下制动踏板19时，制动踏板推杆20推动输入推杆22，输入推杆22上开的槽以及铰连接会使杆件发生转动而不是平动，也就实现了两者的解耦。

通过这种解耦方式，在不改变试验台结构及其他方面的基础上，实现了制动踏板19和电动缸24的分别输入，为试验台提供了更加个性化的输入方案。

2.测试不同助力比下电动助力装置6的助力特性：

1)参阅图1，试验之前需要现对各个传感器进行标定。标定方法依据传感器型号进行确定。

参阅图3，用接合套11分别与输入齿轮轴10、太阳轮18进行啮合，使三者能够同速旋转。齿轮15与输出轴13之间通过键连接。将齿圈12进行制动，使其不能转动。这时助力的传递路线为：电机2-联轴器31-输入齿轮轴10-接合套11-太阳轮18-行星齿轮17-行星齿轮架16-输出轴13-齿轮15-齿条14。齿条 14将助力传递到反应盘5上。

通过将控制程序下载到实时平台的ControlDesk中对助力电机2和液压调节单元HCU的动作进行控制。通过控制两个电磁继电器，使两个2位2通电磁阀都处于开启状态。确定传感器标定完毕之后，输入作用力，通过各个传感器读出系统此时的工作状态，对电动助力制动系统的工作性能进行分析。

2)参阅图1和图2，在进行完上述试验之后，关闭助力电机2，通过控制电磁继电器使两个2位2通电磁阀都处于关闭状态。将接合套11取下，电动助力装置的输入齿轮轴10与齿圈12外齿进行啮合。通过将太阳轮18进行制动，使其不能转动。此时助力传递路线为电机2-联轴器31-输入齿轮轴10-齿圈12- 行星齿轮架16-输出轴13-齿轮15-齿条14。齿条14将助力传递到反应盘5上。

通过将控制程序下载到实时平台的ControlDesk中对助力电机2和液压调节单元的动作进行控制。通过控制电磁继电器，使两个2位2通电磁阀都处于开启状态。确定传感器标定完毕之后，输入作用力，通过各个传感器读出系统此时的工作状态，对电动助力装置的工作性能进行分析。

由于两次助力传递路线不同，因此在助力电机2控制程序相同时，能够得到不同的助力性能。

3.基于不同驾驶个性的驾驶员快速得出电动助力装置的控制策略：

参阅图1，通过本试验台可以有效地测出电动助力装置的助力特性，且通过在两条动力传递路线之间进行切换，可以在不调整电机控制方法的同时得到不同的助力特性。可以将不同个性驾驶员的驾驶行为分为激进型、一般型、保守型，分别为每种不同个性的驾驶员制定不同的制动策略，即不同的助力比。通过Matlab/Simulink写出不同的电机控制策略，通过下载到ControlDesk中，并控制驱动系统驱动硬件系统的运行，并由传感系统实时感知系统的各个状态。判断由传感系统感知的系统状态数据是否在可以接受的范围，若是，则所建立的控制策略符合要求；若不是，则重新修改控制策略，并重新对策略进行验证。具体试验方法在此不再做赘述。通过切换动力传递路线，同一个控制方法可以得到不同的助力比，即不同的助力特性。

Claims (8)

1.一种电动助力制动系统测试试验台,包括实时平台，其特征在于，所述的电动助力制动系统测试试验台还包括电动助力制动总成与液压模块；

所述的电动助力制动总成包括电动缸输入装置(1)与电动助力装置(6)；

所述的电动缸输入装置(1)包括输入推杆(22)；

所述的电动助力装置(6)包括二级减速机构(4)；二级减速机构(4)包括齿条(14)；

所述的液压模块包括反应盘(5)与制动主缸(8)；

所述的齿条(14)沿长度方向设置一个圆形截面的阶梯通孔，电动缸输入装置(1)通过其中的输入推杆(22)插入齿条(14)小直径的通孔中与电动助力装置(6)滑动连接，反应盘(5)装入齿条(14)大直径的通孔中，反应盘(5)右端面的内圈与输入推杆(22)的左端面接触连接，反应盘(5)右端面的外圈与齿条(14)阶梯通孔的环形端面接触连接，反应盘(5)与左端的制动主缸(8)中的输出推杆(44)右端过渡配合连接；电动助力制动总成与液压模块分别和实时平台线连接。

2.按照权利要求1所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的电动缸输入装置(1)还包括制动踏板(19)、制动踏板推杆(20)、连接套筒(21)、输入推杆(22)、电动缸推杆(23)、电动缸(24)、杠杆(25)、1号压力传感器(32)、1号位移传感器(33)、转速传感器(34)与转矩传感器(35)；

所述的制动踏板(19)的上端采用螺栓连接固定在试验台上，制动踏板(19)的中部和制动踏板推杆(20)的左端采用铰接；制动踏板推杆(20)的右端与连接套筒(21)的左端为螺纹连接，连接套筒(21)的右端套装在输入推杆(22)的左端，两者之间为螺纹连接，输入推杆(22)上的长条形通孔与杠杆(25)下端的长条形通孔中放置有销轴，销轴将两者铰接在一起，电动缸(24)中的电动缸推杆(23)上的长条形通孔与杠杆(25)上端的长条形通孔中放置有销轴，销轴将两者铰接在一起，杠杆(25)的中部采用固定铰支点连接在试验台上，1号压力传感器(32)与1号位移传感器(33)安装在输入推杆(22)上，转速传感器(34)与转矩传感器(35)安装在联轴器(31)与一级减速机构(3)之间。

3.按照权利要求1所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的电动助力装置(6)还包括助力电机(2)、联轴器(31)与一级减速机构(3)；

所述的二级减速机构(4)还包括齿轮(15)；

所述的齿轮(15)套装在一级减速机构(3)中的输出轴(13)的左端轴上，齿轮(15)与输出轴(13)左端轴之间采用键连接，齿条(14)安装在齿轮(15)的下方，齿轮(15)的回转轴线与齿条(14)的纵向对称面垂直，齿轮(15) 与齿条(14)啮合连接，助力电机(2)的输出轴采用联轴器(31)与一级减速机构(3)中的输入齿轮轴(10)的输入端连接。

4.按照权利要求3所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的一级减速机构(3)还包括接合套(11)、齿圈(12)、输出轴(13)、2个结构相同的行星轮架(16)、3个结构相同的行星轮(17)与太阳轮(18)；

所述的3个结构相同的行星轮(17)均匀地分布太阳轮(18)的周围，并处于齿圈(12)的内部，3个结构相同的行星轮(17)的里侧与太阳轮(18)中输出端齿轮啮合连接，3个结构相同的行星轮(17)的外侧与齿圈(12)的内齿啮合连接，3个结构相同的行星轮(17)的左右两侧和2个结构相同的行星轮架(16)转动连接，2个结构相同的行星轮架(16)和齿圈(12)与行星轮(17)两端面之间采用油润滑，2个结构相同的行星轮架(16)之间采用螺栓连接，太阳轮(18)的输入端与接合套(11)的左端为啮合连接，接合套(11)的右端与输入齿轮轴(10)的左端为啮合连接；输出轴(13)右端与左侧的行星轮架(16)采用螺栓连接。

5.按照权利要求4所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的行星轮架(16)为六边形平板结构件，行星轮架(16)的6个边面包括有3个结构相同的平面矩形边面与3条结构相同的圆柱形边面，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面的高度相等，3个平面矩形边面与3个圆柱形边面相间布置，六边形的平板上均匀地布置有3个安装3个结构相同的行星轮(17)上的左端轴或右端轴的轴孔，3个轴孔与行星轮(17)上的左端轴或右端轴之间为转动配合连接，3个轴孔之间均匀地布置3组每组2排共有6个螺栓孔。

6.按照权利要求3所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的输出轴(13)为四段阶梯轴式直杆结构件，输出轴(13)由左至右的第一段轴、第二段轴与第三段轴的直径由小到大，第四段轴的直径小于第一段轴的直径，第一段轴上沿轴向设置有一键槽，第三段轴与第四段轴之间设置有法兰盘，法兰盘上均匀地设置有3组每组3个通孔，这3组通孔与行星轮架(16)上的3组孔中的一排孔分布在半径相同的圆上，法兰盘上的3组通孔与行星轮架(16)上的3排孔对正。

7.按照权利要求1所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的液压模块还包括制动储液罐(7)、液压调节单元、2个结构相同的2位2通电磁阀、3号压力传感器(38)、4号压力传感器(39)、5号压力传感器(40)、6号压力传感器(41)、7号压力传感器(42)、8号压力传感器(43)、1号盘式制动器(9)、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器；其中：1号盘式制动器(9)、2号盘式制动器、3号盘式制动器与4号盘式制动器结构相同；

所述的制动主缸(8)上的两个进油口和制动储液罐(7)上的两个出油口管路连接，制动主缸(8)上的1个出油口和1个2位2通电磁阀的P口与3号压力传感器(38)管路连接，制动主缸(8)上的另一个出油口和第2个2位2通电磁阀的P口与4号压力传感器(39)管路连接，1个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的一个进油口管路连接，第2个2位2通电磁阀的A口与液压调节单元的另一个进油口管路连接；液压调节单元的1号出油口与1号盘式制动器(9)管路连接，液压调节单元的2号出油口与2号盘式制动器管路连接，液压调节单元的3号出油口与3号盘式制动器管路连接，液压调节单元的4号出油口与4号盘式制动器管路连接；

所述的液压调节单元的1号出油口与1号盘式制动器之间的连接管路上安装有5号压力传感器(40)，液压调节单元的2号出油口与2号盘式制动器之间的连接管路上安装有6号压力传感器(41)，液压调节单元的3号出油口与3号盘式制动器之间的连接管路上安装有7号压力传感器(42)，液压调节单元的4号出油口与4号盘式制动器之间的连接管路上安装有8号压力传感器(43)。

8.按照权利要求1所述的电动助力制动系统测试试验台,其特征在于，所述的电动助力制动总成与液压模块分别和实时平台线连接是指：

所述的实时平台包括工控机(30)、控制原型系统(29)、交互式消息系统、第一驱动系统、第二驱动系统、第一电磁继电器与第二电磁继电器；其中：控制原型系统(29)包括处理器板(28)、控制器板(27)与多路I/O板(26)；

所述的工控机(30)通过Ethnnet网线与控制原型系统(29)相连接；

所述的控制原型系统(29)通过电线和第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统与第二驱动系统的输入端连接，控制原型系统(29)通过SPI线与交互式消息系统的输入端连接；交互式消息系统、第一电磁继电器、第二电磁继电器、第一驱动系统与第二驱动系统的输出端依次液压调节单元、第1个2位2通电磁阀、第二个2位2通电磁阀、电动缸(24)与助力电机(2)的输入端相连接；

所述的多路I/O板(26)的第1路至第12路A/D通道依次和1号压力传感器(32)、1号位移传感器(33)、转速传感器(34)、转矩传感器(35)、2号压力传感器(36)、2号位移传感器(37)、3号压力传感器(38)、4号压力传感器(39)、5号压力传感器(40)、6号压力传感器(41)、7号压力传感器(42)与8号压力传感器(43)的输出端电线连接。