CN207440610U - 汽车转向制动仿真测试试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车转向制动仿真测试试验台，其包括试验台机械主体、转向测试系统、制动测试系统、电气控制系统和电源小车。该汽车转向制动仿真测试试验台，转向测试系统和制动测试系统模拟实车角度安装，最大限度的还原实车状态，提高了仿真精度。转向测试系统和制动测试系统可作为转向、制动系统及控制器的验证平台，通过给定不同的参数，可仿真不同车型、不同外部环境下的转向及制动性能，缩短了开发周期，减少了研发的投入。该汽车转向制动仿真测试试验台基于NI实时仿真系统和CarSim整车模型，保证了监控系统的实时性，对于危险状态能够提前判断并预警，从而更好的为控制器的开发与测试提供服务。

Description

汽车转向制动仿真测试试验台

技术领域

本实用新型涉及汽车转向制动仿真测试设备，具体涉及一种汽车转向制动仿真测试试验台。

背景技术

当今汽车行业，汽车转向制动领域，ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。)不仅数量持续上升，其功能也不断增强。经过多年探索，业界普遍采用基于计算机模型的控制器开发“V”模式，该模式可以很大程度地减少反复过程、缩短开发周期，以节省成本。在系统验证的过程中被广泛使用的是硬件在回路仿真(Hardware In the Loop，以下简称“HIL”)测试技术。

HIL测试将一套虚拟的被控对象，与真实的电子控制单元相连接，用于对ECU进行功能测试。通过仿真建模手段，将实体的车辆、发动机或者电气系统虚拟化。系统验证过程中的大量工作，可以由实车试验转化为仿真试验、将实际道路试验转移到试验室内进行。提高系统验证阶段的工作效率，并节省大量成本，降低实车测试的危险性。

基于此，引入汽车转向制动仿真测试试验台这一辅助设备来模拟汽车转向、制动系统的行为，重现汽车转向系统在与驾驶员以及车辆与外部环境在实际车辆驾驶过程中的相互关系和相互作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于NI实时仿真系统和CarSim整车模型，为汽车转向系统、制动系统的控制器开发及在线测试提供支持的汽车转向制动仿真测试试验台。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种汽车转向制动仿真测试试验台，包括：

试验台机械主体，其上布置有转向测试系统及制动测试系统；

电气控制系统，其与所述转向测试系统和制动测试系统相连，用于向各个测试系统提供电能并进行信号传送；

电源小车，其与所述电气控制系统相连，用于向电气控制系统供电、电流和电压的检测、CAN通讯的驱动、点火信号的提供，并可对所述电气控制系统中控制器的吸收电流进行实时采集；

所述转向测试系统包括：

伺服/人工驱动模组和立柱支撑调节模组，所述立柱支撑调节模组设置在所述支撑平台的中部，所述伺服/人工驱动模组安装在所述立柱支撑调节模组上，该立柱支撑调节模组能够对所述伺服/人工驱动模组的高度及角度进行调节；该伺服/人工驱动模组用于转向系统输入端的驱动，可对输入转速及输入转角进行设置，并可对输入扭矩及输入角度进行实时采集；

C-EPS安装工位和转向器安装工位，二者与所述伺服/人工驱动模组配合，用于电动助力转向管柱及机械转向器的安装与实车状态调整和/或用于安装测试线控助力系统样件；

转向器加载系统，其设置在所述伺服/人工驱动模组的前后两侧，用于直线方向的加载与驱动；

所述制动测试系统包括：

制动系统驱动工位，其靠近所述转向器安装工位设置，用于制动主缸的驱动；

制动主缸检测安装工位，其设置在所述制动系统驱动工位的左右两侧，用于制动管路、ABS、制动轮缸的安装。

作为优选，所述试验台机械主体包括底部框架和设置在该底部框架顶部的支撑平台，所述转向测试系统及制动测试系统布置在所述支撑平台上。

作为优选，所述C-EPS安装工位和转向器安装工位的位置及角度可调节。

作为优选，所述转向器加载系统为伺服电动缸直线加载系统。

作为优选，所述制动系统驱动工位为伺服电动缸直线加载系统。

作为优选，所述电源小车通过铝型材与车轮的配合形成可移动式的单元模块。

作为优选，所述电气控制系统中装有具有自保持功能的紧急停止按钮。

本实用新型所提供的汽车转向制动仿真测试试验台，可进行转向测试和制动测试的联合仿真，转向测试系统和制动测试系统模拟实车角度安装，最大限度的还原实车状态，提高了仿真精度。转向测试系统和制动测试系统可作为转向、制动系统及控制器的验证平台，通过给定不同的参数，可仿真不同车型、不同外部环境下的转向及制动性能，缩短了开发周期，减少了研发的投入。该汽车转向制动仿真测试试验台基于NI实时仿真系统和CarSim整车模型，采用NI的PXI实时系统，高速数据采集处理的能力，保证了监控系统的实时性，对于危险状态能够提前判断并预警，从而更好的为控制器的开发与测试提供服务。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的汽车转向制动仿真测试试验台的原理图；

图2为本实用新型实施例提供的汽车转向制动仿真测试试验台的结构图。

附图标记说明：

1、试验台机械主体；11、支撑平台；2、伺服/人工驱动模组；3、立柱支撑调节模组；4、C-EPS安装工位；5、转向器安装工位；6、转向器加载系统；7、制动系统驱动工位；8、制动主缸检测安装工位。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

一种汽车转向制动仿真测试试验台，基于National Instruments公司的NI实时仿真系统和Mechanical Simulation公司的CarSim整车模型(专门针对车辆动力学的仿真软件)，如图1所示，该汽车转向制动仿真测试试验台与上述仿真系统和仿真软件连接进行测试，图中的测试台架就是该汽车转向制动仿真测试试验台，如图2所示，汽车转向制动仿真测试试验台包括试验台机械主体1、转向测试系统、制动测试系统、电气控制系统和电源小车。

如图2所示，转向测试系统及制动测试系统布置在试验台机械主体1上，在本实施例中，所述试验台机械主体1包括底部框架和支撑平台11，底部框架采用钢管焊接框架搭建，支撑平台11焊接在该底部框架顶部，从而使得试验台机械主体1具有足够的刚度。转向测试系统及制动测试系统布置在所述支撑平台11上，支撑平台11上设置有汽车座椅，可进行人工模拟操作。

如图2所示，所述转向测试系统包括伺服/人工驱动模组2、立柱支撑调节模组3、C-EPS安装工位4、转向器安装工位5和转向器加载系统6。其中，所述立柱支撑调节模组3用于伺服/人工驱动模组2的安装与调节，可实现被安装装置的高度及角度调节，从而模拟实车不同安装状态。所述立柱支撑调节模组3设置在所述支撑平台11的中部，该立柱支撑调节模组3中立柱的安装位置可在支撑平台上11调节，从而适用于不同样件的安装与调试。所述伺服/人工驱动模组2安装在所述立柱支撑调节模组3上，该立柱支撑调节模组3能够对所述伺服/人工驱动模组2的高度及角度进行调节。该伺服/人工驱动模组2用于转向系统输入端的驱动，可对输入转速及输入转角进行设置，并可对输入扭矩及输入角度进行实时采集。伺服/人工驱动模组2通过伺服电机驱动技术，安装扭矩检测装置，可实现转向管柱方向盘输入端的定转速驱动或设定角度驱动，也可通过方向盘人工驱动，并可对输入端角度及扭矩进行实时检测。伺服/人工驱动模组2的输入驱动扭矩检测量程±50Nm，角度检测精度0.036°。C-EPS(Column Electric Power Steering，管柱式电动助力转向器)安装工位4和转向器安装工位5，二者与所述伺服/人工驱动模组2配合，用于电动助力转向管柱及机械转向器的安装与实车状态调整和/或用于安装测试线控助力系统样件。C-EPS安装工位4、转向器安装工位5的位置及角度可调节，更好的模拟实车安装状态。转向管柱与转向器之间通过实车万向节连接。转向器加载系统6优选为伺服电动缸直线加载系统，由伺服电动缸直线加载技术实现。转向器加载系统6设置在所述伺服/人工驱动模组2的前后两侧，用于直线方向的加载与驱动，可对加载速度及加载力进行设置，并可在设定的压力下，保持设定时间。转向器加载系统6中伺服电机用于旋转驱动，该转向器加载系统6中的拉压力检测装置可对直线方向的加载力及加载位移进行实时检测。

如图2所示，所述制动测试系统包括制动系统驱动工位7和制动主缸检测安装工位8。其中，制动系统驱动工位7靠近所述转向器安装工位5设置，用于制动主缸的驱动。该制动系统驱动工位7优选为伺服电动缸直线加载系统，由伺服电动缸直线加载技术实现，可精确的控制驱动的位移，并可按照程序设定在设定压力下保持规定的时间，可模拟实车状态下快速制动、慢速制动、制动保持等工况。制动主缸检测安装工位8设置在所述制动系统驱动工位7的左右两侧，用于制动管路、ABS、制动轮缸的安装，模拟实车系统的同时，在管路上设置压力传感器，用于制动时液压压力的实时采集及监控。。

电气控制系统与所述转向测试系统和制动测试系统相连，用于向各个测试系统提供电能并进行信号传送。所述电气控制系统中装有紧急停止按钮，所述紧急停止按钮具有自保持功能，当汽车转向制动仿真测试试验台出现紧急情况时，按下所述紧急停止按钮，所有运动部件及试验程序全部停止。

电源小车与所述电气控制系统相连，用于向电气控制系统供电、电流和电压的检测、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯的驱动、点火信号的提供，并可对所述电气控制系统中控制器的吸收电流进行实时采集。所述电源小车通过铝型材与车轮的配合形成可移动式的单元模块，便于测试位置的更换，电源及信号输出采用标准航空插头，更换方便。

上述汽车转向制动仿真测试试验台基于NI实时仿真系统和CarSim整车模型，NI实时仿真系统和CarSim整车模型构成了HIL测试系统，HIL硬件在环(hardware-in-the-loop，HIL)仿真被证明是一种有效的解决方法，该技术能确保在开发周期早期就完成嵌入式软件的测试。CarSim整车动力学模型输出的数据通过以太网通讯，传输给NI实时仿真系统。NI实时仿真系统由PXI(PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)实时系统、数据采集卡、运动控制卡等组成，实现对试验台架的电机、动作控制，对试验数据的实时采集及交互。

本实施例所提供的汽车转向制动仿真测试试验台，可进行转向测试和制动测试的联合仿真，转向测试系统和制动测试系统模拟实车角度安装，最大限度的还原实车状态，提高了仿真精度。转向测试系统和制动测试系统可作为转向、制动系统及控制器的验证平台，通过给定不同的参数，可仿真不同车型、不同外部环境下的转向及制动性能，缩短了开发周期，减少了研发的投入。该汽车转向制动仿真测试试验台基于NI实时仿真系统和CarSim整车模型，采用NI的PXI实时系统，高速数据采集处理的能力，保证了监控系统的实时性，对于危险状态能够提前判断并预警，从而更好的为控制器的开发与测试提供服务。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，包括：

试验台机械主体，其上布置有转向测试系统及制动测试系统；

电气控制系统，其与所述转向测试系统和制动测试系统相连，用于向各个测试系统提供电能并进行信号传送；

电源小车，其与所述电气控制系统相连，用于向电气控制系统供电、电流和电压的检测、CAN通讯的驱动、点火信号的提供，并可对所述电气控制系统中控制器的吸收电流进行实时采集；

所述转向测试系统包括：

伺服/人工驱动模组和立柱支撑调节模组，所述立柱支撑调节模组设置在所述支撑平台的中部，所述伺服/人工驱动模组安装在所述立柱支撑调节模组上，该立柱支撑调节模组能够对所述伺服/人工驱动模组的高度及角度进行调节；该伺服/人工驱动模组用于转向系统输入端的驱动，可对输入转速及输入转角进行设置，并可对输入扭矩及输入角度进行实时采集；

C-EPS安装工位和转向器安装工位，二者与所述伺服/人工驱动模组配合，用于电动助力转向管柱及机械转向器的安装与实车状态调整和/或用于安装测试线控助力系统样件；

转向器加载系统，其设置在所述伺服/人工驱动模组的前后两侧，用于直线方向的加载与驱动；

所述制动测试系统包括：

制动系统驱动工位，其靠近所述转向器安装工位设置，用于制动主缸的驱动；

制动主缸检测安装工位，其设置在所述制动系统驱动工位的左右两侧，用于制动管路、ABS、制动轮缸的安装。

2.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述试验台机械主体包括底部框架和设置在该底部框架顶部的支撑平台，所述转向测试系统及制动测试系统布置在所述支撑平台上。

3.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述C-EPS安装工位和转向器安装工位的位置及角度可调节。

4.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述转向器加载系统为伺服电动缸直线加载系统。

5.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述制动系统驱动工位为伺服电动缸直线加载系统。

6.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述电源小车通过铝型材与车轮的配合形成可移动式的单元模块。

7.根据权利要求1所述的汽车转向制动仿真测试试验台，其特征在于，所述电气控制系统中装有具有自保持功能的紧急停止按钮。