[发明专利]一种基于故障注入的轮毂电机复合制动Hil试验系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于故障注入的轮毂电机复合制动Hil试验系统及方法，包括伺服电机实时动态垂直加载系统、飞轮箱、减速机、滚筒部分、模拟驾驶舱、电子机械制动系统、电动轮系统、故障注入系统。对电动轮模块在路面的真实运动情况进行仿真，获取其动力性、制动性、可靠性、耐久性等参数，并通过电动轮及电机等相关标准进行验证；配备故障模拟系统，用于EMB试验系统的故障模拟试验，保证电子机械制动系统的可靠性。电气部分，主要是PCI板卡配合NI的板卡对测功机，垂直加载系统以及电动轮的控制。本发明通过自动化控制使得故障触发完全由上位机编好的脚本运行控制，不需要手动方式对信号进行通、断路测试，对地、对电源短路，信号间短路。

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，特别涉及一种基于故障注入的轮毂电机复合制动Hil试验系统方法。

背景技术

随着汽车智能化的飞速发展，汽车线控技术应运而生，并且在整车上具有广泛应用，它是基于信息交互系统和实时控制的新型控制系统。而EMB(电子机械制动)则是以机电系统代替液压回路，主要由踏板模拟器、EMB执行器以及控制器等组成，通过控制执行器的夹紧力来实现。EMB系统结构简单、制动响应迅速、制动能效高、灵敏度高，且易于和其他系统进行综合控制，其制动力分配单元采用的是电子控制单元，它能根据驾驶员的制动情况合理分配制动力，保证汽车稳定性。

汽车电子机械制动系统作为一种新型的制动方法，传统的制动系统实验台基础结构与其不一致，且功能单一，已不能满足使用要求。EMB在未来汽车中肯定具有广阔的市场。然而EMB存在机械结构，需要额外的制动失效备份机构，开展具有容错功能的EMB研究，对于提高我国制动技术新领域竞争力具有积极意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有hil仿真及故障注入的汽车电子机械制动系统试验台，以克服上述不足。

所述故障注入的轮毂电机复合制动Hil试验系统包括机械部分和电气部分；

所述机械部分，包括伺服电机实时动态垂直加载系统(3)、惯量部分(飞轮箱)(9)、增速箱(8)、滚筒(7)、制动执行机构(1)、电动轮(2)、驾驶台(13)、操作台(12)、离合器(11)、制动盘(4)、扭矩仪(6)、测功机(5)。如图1所示。

本轮毂电机复合制动Hil试验系统中的测功机(5)、扭矩仪(6)、滚筒(7)、增速箱(8)、惯量部分(飞轮箱)(9)固定在大型铸铁底板上，电动轮系统(2)通过轴承与制动盘(4)与垂直加载系统相连，并置于滚筒(7)正上方。

所述制动执行机构(1)，将制动器总成固定与龙门支架和电动轮模块之间的制动盘(4)之上。EMB-ECU根据上层控制器BCU输出的需求制动夹紧力来控制驱动电机，驱动电机的输出力矩经减速机构放大后传递到运动转换机构，运动转换机构将旋转运动转化为直线运动推动制动钳体并夹紧制动盘，从而产生制动力矩使电动轮(2)制动减速。

所述电动轮(2)安装于龙门支架上(16)与滚筒(7)接触，可模拟道路实际工况下的动力和制动性能。通过线性滑轨控制电动轮上下移动，用电动轮固定工装，固定电动轮(2)的位置。

所述伺服电机实时动态垂直加载系统(3)位于电缸下通过转接板固定在龙门支架上，并横跨于滚筒(7)上方。系统采用电缸实现电动轮的垂直加载，配以高精度的压力传感器以实时精准测量施加在电动轮上的垂直载荷。

电缸(14)通过转接板固定在龙门支架(16)上，并横跨于滚筒(7)上方，线性滑轨(15)安装于龙门支架上，电动轮模块及其固定工装、压力传感器与电缸在龙门支架中心处连接，并可随线性滑轨上下移动。

所述滚筒部分(7)通过轴承和支座安装在大型铸铁底板上。为满足系统测试时模拟各种路面的需要，在滚筒圆周表面的两侧边沿处打上一系列螺纹孔，便于用螺钉将不同材质的薄件/包裹物安装至滚筒表面，以此改变系统模拟路面的附着系数，适应不同的制动工况。