[实用新型]硬件在回路半实物汽车传动-制动综合模拟实验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测试、验证汽车的ABS、ASR系统以及自动变速箱工作过程的模拟实验台，尤其是一种硬件在回路半实物汽车传动-制动综合模拟实验台。

背景技术

目前，电子控制技术在汽车中的应用越来越广泛，各种新型的汽车电子控制系统不断涌现，如ABS、ASR和自动变速箱等。为了在教学过程中讲解ABS、ASR和自动变速箱的工作原理和工作过程以及验证自行开发的ABS、ASR和自动变速箱的性能，实验台是必不可少的测试装备。

近年来，已经出现了多种用于测试分析ABS、ASR系统和自动变速箱系统的实验台。根据用途这些实验台可分为两类：一类是用于科研的实验台，主要是为了开发某个系统建立的，往往价格比较昂贵；另一类是用于教学的实验台，主要是介绍某个部件的运行特性，性能往往比较简单，价格也比较便宜。根据其实验对象，实验台也可分为两类：一类是传动实验台，一般用于疲劳实验、自动变速箱的开发，价格昂贵；另一类是制动性能实验台，主要用于测试ABS等制动装置的性能。

现有的这些实验台主要存在以下问题：实验台采用实物方式，价格昂贵，例如仅用以加载的电涡流测功机就要至少花费十几万元人民币；不能综合仿真传动与制动系统，而现代汽车发展趋势是将驱动与制动系统综合控制以提高整车的性能，如ASR工作过程中就要对ABS制动和发动机系统进行综合控制；另外，科研实验台基本不能用于教学。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的传动、制动实验台不能综合仿真传动与制动系统、价格昂贵而且不能同时适用于教学和科研的问题。

由于进行传动实验和制动实验需要模拟行驶阻力的加载装置，为了降低成本，本实用新型未采用与发动机功率相匹配的大功率加载装置，而采用了小功率的模拟加载装置。由于自动变速箱工作时需要根据油门开度、发动机转速、车速等参数选择相应的档位，因此为测试分析自动变速箱，除配备了可控制动部件作为加载装置外，本实验台还配有模拟发动机特性的动力源即本实用新型的变频电机，并且该动力源的输出功率与模拟加载功率成适当比例。另外，在测试ABS、ASR时，往往需要测试其在不同路面情况下的工作情况，为此本实验台含有模拟路面附着特性的装置即可控力传动部件。

基于以上几点，本实用新型提供了一种硬件在回路半实物汽车传动-制动综合模拟实验台，包括实验台机械系统部分和实验台电气系统部分，所述实验台机械系统部分包括车轮、飞轮和旋转轴，所述实验台电气系统部分包括PC机、接口卡，所述实验台机械系统部分中，所述车轮上均设有ABS制动系统，所述车轮的车轮轴和所述飞轮的飞轮轴通过可控力传动部件连接在一起，所述飞轮的飞轮轴还连接有可控制动部件，所述机械系统部分还包括加速踏板、刹车踏板、变频电机以及变速箱，所述变速箱的输出轴与所述车轮的车轮轴连接在一起，所述变速箱的输入轴连接有所述变频电机；所述实验台电气系统部分还包括CAN卡、变频器、力控制器、转速传感器、踏板位置传感器，所述变频器与所述变频电机电连接，所述力控制器与所述可控力传动部件和所述可控制动部件电连接，所述旋转轴均设有所述转速传感器，所述变频电机的电机轴和所述飞轮上也设有所述转速传感器，所述加速踏板和刹车踏板连设有所述踏板位置传感器，所述变频器、所述力控制器、所述转速传感器和所述踏板位置传感器均经由接口卡与PC机电连接，所述PC机与CAN卡电连接。

本实验台机械系统中用于测试分析的变速箱、车轮及车轮的制动系统(即ABS制动系统的机械部分)为实物，其余为仿真部件。本实验台利用飞轮模拟汽车系统的惯性，把直线运动转变为旋转运动，飞轮的惯量与实车惯量成比例缩小；利用可控制动部件模拟行驶阻力；利用可控力传动部件模拟不同路面的地面附着力；利用变频电机模拟发动机；可控制动部件、可控力传动部件由力控制器驱动，变频电机由可以进行转矩控制的变频器驱动。力控制器和变频器的指令由PC机利用硬件在回路技术发出。

本实用新型中的各部件最大输出能力根据所模拟的车辆质量进行了相应地缩小计算，这样可以降低实验台的制造成本，同时实验效果也较精确。

此外，PC机的显示器可以显示采集到的各种信息以及ABS、ASR、自动变速箱ECU通过CAN总线发送过来的信息，使ABS、ASR以及自动变速箱系统的工作过程清晰的展示出来，有利于进行教学。