CN217587916U - 电子制动系统试验仿真装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电子制动系统试验仿真装置，用于并联在汽车电子制动系统中以进行制动仿真试验，试验仿真装置包括指令发出模块、信号转换模块及执行模块，其中，指令发出模块用于设置制动仿真参数，并根据制动仿真参数发出制动控制总线指令；信号转换模块与指令发出模块连接，用于根据制动控制总线指令生成制动踏板控制信号；执行模块与信号转换模块及电子制动系统均连接，用于根据制动踏板控制信号控制电子制动系统动作，以控制制动踏板按照制动仿真参数的设置动作。上述电子制动系统试验仿真装置中，试验一致性高、可重复性好、检测结果准确的特点，相比于制动机器人，只需要配置基本的电路功能模块，成本大幅降低，具备广阔的市场前景。

Description

电子制动系统试验仿真装置

技术领域

本申请涉及商用车底盘安全技术领域，特别是涉及一种电子制动系统试验仿真装置。

背景技术

制动系统直接关系到生命和财产安全，为保证制动系统性能，国家通过 GB12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》、《商用车电控制动系统(EBS)性能要求及试验方法》等标准规定了强制性检测条目及其指标，其中减速度控制和制动辅助是两项重要的检测项目。

上述两项检测项目都需要准确地控制踏板开度和执行速率，采用传统踏板限位装置进行检测的方法存在踏板限位装置加工复杂、通用性差且无法保证踩踏速率的合规性的问题，往往使测量结果不准确；而采用制动机器人成本高昂，经济性较差。为此，如何更加准确、方便、快捷且经济地为车辆输入制动踏板开度和执行速率，从而保证各项制动试验的可重复性和一致性，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电子制动系统试验仿真装置，以解决传统踏板制动检测中试验装置可重复性差、精确度差和经济性不足的问题。

本申请提供了一种电子制动系统试验仿真装置，用于并联在汽车电子制动系统中以进行制动仿真试验，所述试验仿真装置包括指令发出模块、信号转换模块及执行模块，其中，所述指令发出模块用于设置制动仿真参数，并根据所述制动仿真参数发出制动控制总线指令；所述信号转换模块与所述指令发出模块连接，用于根据所述制动控制总线指令生成制动踏板控制信号；所述执行模块与所述信号转换模块及所述电子制动系统均连接，用于根据所述制动踏板控制信号控制所述电子制动系统动作，以控制制动踏板按照所述制动仿真参数的设置动作。

于上述实施例所述的电子制动系统试验仿真装置中，通过指令发出模块设置制动仿真参数，并根据该制动仿真参数发出的制动控制总线指令经过信号转换模块转换成制动踏板控制信号，以控制执行模块按照所述制动仿真参数的设置动作，从而保证每次试验均具备高度的一致性和可重复性，此外，通过数字控制的方式还具备控制精度高、检测结果准确的特点，相比于制动机器人，本实施例中的仿真装置只需要配置基本的电路功能模块，成本大幅降低，具备广阔的市场前景。

在其中一个实施例中，所述指令发出模块包括上位机。

在其中一个实施例中，所述制动仿真参数包括制动踏板开度百分比、制动踏板踩下速率、轮速信息及总线传输速率中至少一种。

在其中一个实施例中，所述信号转换模块包括总线收发单元及信号处理单元，其中，总线收发单元与所述指令发出模块连接，用于根据所述制动控制总线指令生成制动控制数字信号；所述信号处理单元与所述总线收发单元连接，用于根据所述制动控制数字信号生成所述制动踏板控制信号。

在其中一个实施例中，所述信号处理单元包括接收电路及控制信号生成电路，其中，所述接收电路与所述总线收发单元连接，用于接收所述制动控制数字信号，并输出消除干扰的制动控制数字信号；所述控制信号生成电路与所述接收电路连接，用于根据所述制动控制数字信号生成所述制动踏板控制信号。

在其中一个实施例中，所述控制信号生成电路包括控制器及放大电路，其中，所述控制器与所述接收电路连接，用于根据所述制动控制数字信号生成制动踏板控制波形；所述放大电路与所述控制器连接，用于根据所述制动踏板控制波形生成所述制动踏板控制信号。

在其中一个实施例中，所述制动踏板控制波形包括预设占空比的方波。

在其中一个实施例中，所述电子制动系统试验仿真装置还包括状态指示单元，所述状态指示单元与所述控制器连接，被配置为：若所述装置通电正常，输出第一指示状态；若所述制动踏板控制信号输出异常，输出第二指示状态。

在其中一个实施例中，所述电子制动系统试验仿真装置还包括历史故障存储单元，所述历史故障存储单元与所述控制器连接，用于存储所述装置的历史故障数据。

在其中一个实施例中，所述电子制动系统试验仿真装置还包括显示单元，所述显示单元与所述控制器连接，用于实时显示所述制动仿真参数。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一实施例中电子制动系统试验仿真装置的结构原理图；

图2为本申请提供的第二实施例中电子制动系统试验仿真装置的结构原理图；

图3为本申请提供的第三实施例中电子制动系统试验仿真装置的结构原理图；

图4为本申请提供的第四实施例中电子制动系统试验仿真装置的结构原理图；

图5为本申请提供的第五实施例中电子制动系统试验仿真装置的结构原理图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

汽车制动系统是指为了在技术上保证汽车的安全行驶，提高汽车的平均速度等，而在汽车上安装制动装置专门的制动机构。一般来说汽车制动系统包括行车制动装置和停车制动装置两套独立的装置。其中行车制动装置是由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动装置。脚制动装置对于安全行车至关重要，为保证脚制动装置性能，国家通过GB12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》、《商用车电控制动系统(EBS)性能要求及试验方法》等标准规定了强制性检测条目及其指标，其中减速度控制和制动辅助是两项重要的检测项目。

上述两项检测项目都需要准确地控制踏板开度和执行速率，目前较为普遍的做法是采用踏板限位装置进行操作，但是踏板限位装置加工复杂且通用性较差，操作上的可重复性差，从而导致测量结果不准确；而采用制动机器人成本高昂，经济性较差。为此，如何更加准确、方便、快捷且经济地为车辆输入制动踏板开度和执行速率，从而保证各项制动试验的可重复性和一致性，成为亟待解决的问题。

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电子制动系统试验仿真装置，以解决传统踏板制动检测中试验装置可重复性差、精确度差和经济性不足的问题。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，提供了一种电子制动系统试验仿真装置，用于并联在汽车电子制动系统中以进行制动仿真试验，包括指令发出模块100、信号转换模块200及执行模块300，其中，指令发出模块100用于设置制动仿真参数，并根据所述制动仿真参数发出制动控制总线指令；信号转换模块200与指令发出模块100连接，用于根据制动控制总线指令生成制动踏板控制信号；执行模块300与信号转换模块200及电子制动系统均连接，用于根据制动踏板控制信号控制电子制动系统动作，以控制制动踏板按照制动仿真参数的设置动作。

作为示例，指令发出模块100可以包括上位机，上位机是可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上显示各种信号变化，在嵌入式项目开发中，上位机是非常重要的组成部分，主要用于数据显示(波形、温度等)、用户控制(LED、继电器等)和文件传输(图像、音频等)，比如，基于Labview开发环境的 Windows上位机，具备丰富的数据显示控件和逼真的交互控件，可以图形化开发，且开发技术成熟可靠、成本低廉，通过在上位机中设置制动仿真参数，转化成命令传输给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号控制相应设备。

具体地，制动仿真参数包括制动踏板开度百分比、制动踏板踩下速率、轮速信息及总线传输速率中至少一种。

于上述实施例的电子制动系统试验仿真装置中，通过指令发出模块100设置制动仿真参数，并根据该制动仿真参数发出的制动控制总线指令经过信号转换模块200转换成制动踏板控制信号，以控制执行模块300按照制动仿真参数的设置动作，从而保证每次试验均具备高度的一致性和可重复性，此外，通过数字控制的方式还具备控制精度高、检测结果准确的特点，相比于制动机器人，本实施例中的仿真装置只需要配置基本的电路功能模块，成本大幅降低，具备广阔的市场前景。

作为示例，如图2所示，信号转换模块200包括总线收发单元210及信号处理单元220，其中，总线收发单元210与指令发出模块100连接，用于根据制动控制总线指令生成制动控制数字信号；信号处理单元220与总线收发单元 210连接，用于根据制动控制数字信号生成制动踏板控制信号。

具体地，总线收发单元210采用基于CANopen协议收发指令，相比于常用的USB通信方式，CAN通信传输距离更长，数据传输速率更快，数据传输精度更高，且CAN通信支持多个数据输出端口扩展，可以扩展仿真装置的应用范围，比如用于车辆信号排查或故障查找等。

作为示例，如图3所示，信号处理单元220包括接收电路221及控制信号生成电路222，其中，接收电路221与总线收发单元210连接，用于接收制动控制数字信号，并输出消除干扰的制动控制数字信号；控制信号生成电路222 与接收电路221连接，用于根据制动控制数字信号生成制动踏板控制信号。

具体地，总线收发单元210发出的制动控制数字信号通过接收电路221接收，为了保证通讯传输的可靠性，防止信号干扰导致的丢帧、错误帧，接收电路221可以采用光耦隔离器件进行信号隔离，比如瑞萨电子的双光耦器件 PS9117AX，而CAN收发器件可以采用恩智浦半导体的TJA1050T CAN-bus收发器，该型号的CAN收发器具备完全兼容ISO 11898标准、传输速度快、电磁辐射极低和高抗电磁干扰度等优点，能够有效的保证报文的稳定接收和发送。

进一步地，制动踏板控制信号的波形包括预设占空比的方波信号，通过调整占空比以调节制动踏板开度百分比、制动踏板踩下速率等实现预设

作为示例，如图4所示，控制信号生成电路222包括控制器2221及放大电路2222，其中，控制器2221与接收电路221连接，用于根据制动控制数字信号生成制动踏板控制波形；放大电路2222与控制器2221连接，用于根据制动踏板控制波形生成制动踏板控制信号。

具体地，控制器2221是仿真装置的控制中心，指令发出模块100发出的制动控制总线指令包括了制动踏板开度百分比、制动踏板踩下速率等踏板关键参数信息，通过控制器2221将包含上述参数信息的数字指令转化为制动踏板控制波形，且所述制动踏板控制波形包括预设占空比的方波，该方波信号的占空比对应制动踏板开度百分比和制动踏板踩下速率等参数，占空比越大，制动踏板开度百分比越大，制动踏板踩下速率越快。作为示例，控制器2221可以采用Renesas 32位的RX63T系列芯片，其稳定的RXv3内核保证了试验仿真装置的稳定性和可靠性，且该型号芯片能够产生最小变化周期为190皮秒的高分辨率PWM波，从而保证所述试验仿真装置输出信号误差小于0.5％。

进一步地，控制器2221输出的制动踏板控制波形的幅值较低，往往无法满足驱动器件动作的要求，因此，在本实施例中，通过设置放大电路2222，将制动踏板控制波形进行同比例放大，生成电压幅值达24V的制动踏板控制信号，以驱动电子制动系统动作。作为示例，放大电路2222可以采用PC847高速光耦集成芯片，该型号芯片具备很强的信号隔离功能，能够有效隔离高低电压，防止高低压串扰，提升信号放大的精确性和减少杂波。

作为示例，请参考图5，电子制动系统试验仿真装置还包括状态指示单元 230，状态指示单元230与控制器2221连接，被配置为：若电子制动系统试验仿真装置通电正常，输出第一指示状态；若制动踏板控制信号输出异常，输出第二指示状态。

具体地，控制器2221通过监测电子制动系统试验仿真装置电路实时参数，通过状态指示单元230进行状态显示，在本实施例中，当电路上电正常，控制器2221正常生成制动踏板控制波形，则对外显示状态正常信号，比如可以通过LED信号灯长亮进行状态指示，而当电路出现故障，控制器2221无法正常输出制动踏板控制波形，则控制LED信号灯发出故障报警信号，比如可以通过 LED信号灯闪烁来进行状态指示，需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置状态指示方式，本申请不做具体限定。

作为示例，请继续参考图5，电子制动系统试验仿真装置还包括历史故障存储单元240，历史故障存储单元240与控制器2221连接，用于存储电子制动系统试验仿真装置的历史故障数据。

具体地，历史故障存储单元240可以采用AT24C16型EEprom作为故障存储介质，其高存储寿命(100年)为故障回显提供了基础。

作为示例，请继续参考图5，电子制动系统试验仿真装置还包括显示单元 250，显示单元250与控制器2221连接，用于实时显示制动仿真参数。

具体地，为直观监测动态数据和运行状态，设置显示单元250进行实时显示制动仿真参数，比如，显示单元250可以选用4.5寸液晶显示屏。

需要说明的是，在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电子制动系统试验仿真装置，其特征在于，用于并联在汽车电子制动系统中以进行制动仿真试验，所述试验仿真装置包括：

指令发出模块，用于设置制动仿真参数，并根据所述制动仿真参数发出制动控制总线指令；

信号转换模块，与所述指令发出模块连接，用于根据所述制动控制总线指令生成制动踏板控制信号；

执行模块，与所述信号转换模块及所述电子制动系统均连接，用于根据所述制动踏板控制信号控制所述电子制动系统动作，以控制制动踏板按照所述制动仿真参数的设置动作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述指令发出模块包括上位机。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述制动仿真参数包括制动踏板开度百分比、制动踏板踩下速率、轮速信息及总线传输速率中至少一种。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号转换模块包括：

总线收发单元，与所述指令发出模块连接，用于根据所述制动控制总线指令生成制动控制数字信号；

信号处理单元，与所述总线收发单元连接，用于根据所述制动控制数字信号生成所述制动踏板控制信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：

接收电路，与所述总线收发单元连接，用于接收所述制动控制数字信号，并输出消除干扰的制动控制数字信号；

控制信号生成电路，与所述接收电路连接，用于根据所述制动控制数字信号生成所述制动踏板控制信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制信号生成电路包括：

控制器，与所述接收电路连接，用于根据所述制动控制数字信号生成制动踏板控制波形；

放大电路，与所述控制器连接，用于根据所述制动踏板控制波形生成所述制动踏板控制信号。

7.根据权利要求2-6任一项所述的装置，其特征在于，所述制动踏板控制波形包括预设占空比的方波。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

状态指示单元，与所述控制器连接，被配置为：若所述装置通电正常，输出第一指示状态；若所述制动踏板控制信号输出异常，输出第二指示状态。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

历史故障存储单元，与所述控制器连接，用于存储所述装置的历史故障数据。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

显示单元，与所述控制器连接，用于实时显示所述制动仿真参数。

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