[发明专利]基于电控制动系统的电动客车复合制动硬件在环测试平台及测试方法

权利要求书

1.基于电控制动系统的电动客车复合制动硬件在环测试平台，其特征在于：

由制气组件、电控制动系统、传统制动组件、轮速模拟组件、单片机控制器（25）、上位机（27）和目标机（26）组成；

所述制气组件输出空气分别经前轴储气筒（5）、后轴储气筒（6）和驻车制动储气筒（7）输出，形成前轴制动回路、后轴制动回路和驻车制动回路

所述电控制动系统由制动总阀（8）、前桥压力控制模块（35）、后桥压力控制模块（18）、左前轮ABS电磁阀（38）和右前轮ABS电磁阀（34）连接组成；

所述传统制动组件由驻车制动阀（9）、继动阀（10）以及分别位于左后轮、右后轮、右前轮和左前轮的四组结构相同的制动装置组成，所述制动装置由制动器、制动气室和制动气室压力传感器依次连接组成；

所述轮速模拟组件由分别位于左后轮、右后轮、右前轮和左前轮的四组结构相同的轮速模拟装置组成，所述轮速模拟装置由轮速模拟电机、齿圈、轮速传感器依次连接组成；

所述目标机（26）内安装有与所述制动气室压力传感器连接的数据采集板卡、用于向轮速模拟电机发送控制信号的控制信号板卡，以及与单片机控制器（25）中的CAN模块连接的CAN卡；

所述单片机控制器（25）的硬件系统由最小系统电路、向外部输出信号的外围驱动电路、接收并处理外部信号的信号处理电路，以及与目标机（26）通信连接的CAN通信电路组成；

所述目标机（26）与上位机（27）双向通信连接，上位机（27）向目标机（26）下载模型，目标机（26）向上位机（27）反馈车辆实时信息；

所述前轴储气筒（5）的出气口分别与制动总阀（8）的下进气口和前桥压力控制模块（35）的高压进气口相连，制动总阀（8）的下出气口与前桥压力控制模块（35）的低压控制端口相连，前桥压力控制模块（35）的出气口与前轴三通阀（36）的进气口相连，前轴三通阀（36）的两个出气口分别与左前轮ABS电磁阀（38）和右前轮ABS电磁阀（34）的进气口相连，左前轮ABS电磁阀（38）的出气口与左前轮制动气室（42）相连，右前轮ABS电磁阀（34）的出气口与右前轮制动气室（32）相连，形成前轴制动回路；

所述后轴储气筒（6）的出气口分别与制动总阀（8）的上进气口和后桥压力控制模块（18）的高压进气口相连，制动总阀（8）的上出气口与后桥压力控制模块（18）的低压控制端口相连，后桥压力控制模块（18）的左、右侧出气口分别与对应的左后轮、右后轮制动气室相连，形成后轴制动回路；

所述驻车制动储气筒（7）的出气口分别与驻车制动阀（9）的进气口和继动阀（10）的高压进气口相连，驻车制动阀（9）的出气口与继动阀（10）的低压控制端口相连，继动阀（10）的出气口经后轴三通阀（17）分别与左后轮制动气室（15）和右后轮制动气室（20）相连，形成驻车制动回路；

所述上位机（27）由显示屏和主机组成，所述显示屏通过VGA数据线与主机连接，所述主机的输出端口与目标机（26）的SIT模块连接，实现上位机（27）将整车模型和电机/电池模型下载至目标机（26）中实时运行，且目标机（26）将车辆状态的实时信息反馈给上位机（27），并通过上位机（27）的显示屏显示。

2.如权利要求1所述基于电控制动系统的电动客车复合制动硬件在环测试平台，其特征在于：

所述最小系统电路分别由电源电路、时钟电路、复位电路、滤波电路和BDM接口电路组成；

所述外围驱动电路包括：分别与左前轮ABS电磁阀（38）和右前轮ABS电磁阀（34）的控制信号输入端连接组成的ABS电磁阀驱动电路、与前桥压力控制模块（35）的控制信号输入端连接组成的前桥模块驱动电路，以及与后桥压力控制模块（18）的控制信号输入端连接组成的后桥模块驱动电路；

所述信号处理电路包括：与制动总阀（8）的制动信号输出端连接组成的踏板信号处理电路、分别与前桥模块（35）和后桥模块（18）中内置的压力传感器信号输出端连接组成的前后轴压力信号处理电路，以及分别与四个轮速信号传感器的信号输出端连接组成的轮速信号处理电路。

3.如权利要求1所述的基于电控制动系统的电动客车复合制动硬件在环测试平台的测试方法，其特征在于：

测试方法具体过程如下：

当电动客车没有进行制动时，由制气组件输出的空气经前轴储气筒（5）和后轴储气筒（6）到达前桥压力控制模块和后桥压力控制模块的高压进气口，与此同时将上位机（27）主机里的整车模型和电机/电池模型下载到目标机（26）中实时运行，然后踩下制动总阀（8），目标机（26）中的数据采集板卡开始工作；

踩下制动总阀（8）后，制动总阀内置的踏板位移传感器将制动踏板的开度和开度变化率信号输送到单片机控制器（25）的信号处理电路中，单片机控制器（25）根据处理后的信号对制动意图进行辨识，由制动踏板的开度来辨识需求制动力，由踏板开度变化率来辨识车辆的制动状态为常规制动工况或紧急制动工况；

当单片机控制器（25）辨识出车辆处于常规制动工况时，则由需求制动力根据常规复合制动控制策略确定出前轴目标气压制动力、后轴目标气压制动力和目标电机制动力；然后根据前轴目标气压制动力和后轴目标气压制动力，通过前桥模块驱动电路和后桥模块驱动电路控制前桥压力控制模块（35）和后桥压力控制模块（18）的高压进气口的开度，进而对相应的车轮产生气压制动力；此时对应车轮的制动气室压力传感器将采集到的气室压力信号传输至目标机（26）中的数据采集板卡，所述数据采集板卡再将压力转换后输入到目标机（26）的整车模型中；此外，单片机控制器（25）将目标电机制动力信号传输到目标机（26）的电机模型中，产生相应的电机制动力并作用于整车模型，同时，目标机（26）中整车模型的车速、电机和电池状态信息反馈到单片机控制器（25）中，单片机控制器（25）根据实时的车速、电机和电池信息以及前后轴模块内置压力传感器反馈的实时压力信息对前后轴气压制动力和电机制动力进行实时修正，然后再将修正后的制动力作用于整车模型，实现整个制动压力的闭环控制；

当单片机控制器（25）辨识出车辆处于紧急制动工况时，此时电机制动力退出，并触发相应的ABS控制，由需求制动力根据ABS控制策略确定出前轴目标气压制动力和后轴目标气压制动力，然后通过前桥模块驱动电路、后桥模块驱动电路和ABS电磁阀驱动电路控制前桥压力控制模块（35）和后桥压力控制模块（18）的高压进气口的开度以及前轴左右ABS电磁阀的进排气口的开度，进而对相应的车轮产生气压制动力；此时对应车轮的制动气室压力传感器将采集到的气室压力信号传输至目标机（26）中的数据采集板卡，所述数据采集板卡再将压力转换后输入到目标机（26）的整车模型中；此时，整车模型四个车轮的轮速信息通过目标机（26）的控制信号板卡输出至四个轮速模拟电机，控制轮速模拟电机模拟出实时的轮速，然后对应的轮速传感器将采集到的轮速信息输入到单片机控制器（25）的轮速信号处理电路中，单片机控制器（25）根据处理后的轮速信息估算出整车的实时车速和各个车轮的滑移率，再根据车轮的滑移率对相应的车轮制动力进行实时修正，保证各个车轮的滑移率处于最佳滑移率范围，最后将修正后的车轮制动力反馈给整车模型，实现整个制动压力的闭环控制；

上述制动过程中，车辆状态信息由目标机（26）反馈至上位机（27）中，并通过上位机（27）的显示屏实时查看车辆状态信息的变化，同时监控目标机（26）的运行。