汽車電動制動助力器性能測試臺架

王憲科 牟宗偉 宋志才 韓彬 劉運來

山東凱帝斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司 山東省德州市 253000

面對汽車新技術(shù)的日新月異，新能源車和自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外一些汽車零部件供應(yīng)商（BOSCH，TRW，Conti等）推出了一款電動制動助力器 （也有稱為ibooster），無論是電動車還是傳統(tǒng)采用內(nèi)燃機的汽車，這種制動系統(tǒng)對于新能源車的研發(fā)有重要意義。國內(nèi)汽車行業(yè)起步較晚，國內(nèi)對此種技術(shù)缺乏了解，造成目前國內(nèi)沒有自主研發(fā)的測試臺架。山東凱帝斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司自主研發(fā)的測試臺架充分考慮了助力器在不同路況下的工作狀態(tài)，滿足電動制動助力器的性能試驗和耐久性試驗，擴大了使用范圍。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 工作原理

該設(shè)備由機械主體、人工模擬工位、自動驅(qū)動工位、負載裝置、控制測量系統(tǒng)等幾部分組成。人工模擬工位采用人工驅(qū)動踏板的方式驅(qū)動制動缸，負載可使用可調(diào)模擬負載、也可使用真實負載；測試過程中對踏板驅(qū)動位移、系統(tǒng)壓力及負載缸壓力進行監(jiān)測。自動驅(qū)動工位自動驅(qū)動踏板，驅(qū)動速度可設(shè)置，從而滿足不同工況下的測試。電源小車用于系統(tǒng)的供電及通訊?？刂葡到y(tǒng)保證試驗臺正常運轉(zhuǎn)，并實時測量、采集試驗數(shù)據(jù)；各部分協(xié)調(diào)工作完成各種試驗。

1.2 驅(qū)動工位

人工模擬工位采用人工驅(qū)動踏板的方式驅(qū)動制動缸，測試過程中對踏板驅(qū)動位移及負載缸壓力進行監(jiān)測。自動驅(qū)動工位采用電動伺服缸自動驅(qū)動踏板，驅(qū)動速度可設(shè)置。推桿驅(qū)動系統(tǒng)采用電動缸加載模組實現(xiàn)加載，推動可達在1000N，推力平穩(wěn)。工作速度可調(diào)，最高直線速度400mm/s，慢速2mm/s。

1.3 負載裝置

模擬由輪缸、絲桿、彈簧等組成。采用手動調(diào)節(jié)絲桿改變加載輪缸的吸收容積，每腔排量吸收裝置最大可吸收容積30mL，容積手動可調(diào)大?。ㄓ脕砟M卡鉗內(nèi)部液量）。真實負載裝置由制動卡鉗、支撐機構(gòu)、油管、剎車盤、壓力傳感器等組成，通過油管連接制動卡鉗與壓力傳感器。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

2 控制系統(tǒng)

控制和采集選用PCI高速總線和高分辨率板卡，上位機軟件使用了獨特的多任務(wù)并行架構(gòu)，同時采用高度優(yōu)化的程序算法和處理邏輯，使控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的完成高速采集和快速響應(yīng)，最大程度的保證了試驗數(shù)據(jù)的完整性和可靠性?？赏瓿煽刂破鞯墓╇娕c電流/電壓的檢測/控制器CAN通訊發(fā)送；能模擬車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、點火信號等，通過CAN通訊方式與整車控制器及DC/AC進行信息交互。

3 試驗測試

3.1 建壓時間建壓壓力試驗

將助力器總成安裝在試驗臺上。連接好主缸出油管。根據(jù)設(shè)定的速度，通過程序控制伺服缸推動制動踏板，制動主缸建壓。輸入位移傳感器監(jiān)測試件行程，液壓負載裝置檢測建壓壓力。

圖2 模擬負載/真實負載裝置

圖3 復(fù)合曲線

圖4 性能曲線

3.2 快速/慢速制動試驗

將助力器總成安裝在試驗臺上。連接好主缸出油管。供電電壓：13.5V。踏板分別以1500mm/s、250mm/s、350mm/s、6mm/s、15mm/s的速度（可設(shè)置）推動助力器推桿，制動主缸建壓。輸入位移傳感器監(jiān)測試件行程，液壓負載裝置檢測建壓壓力。

3.3 人工模擬試驗

在人工模擬工位，將助力器總成安裝在試驗臺上。連接好主缸出油管。人工驅(qū)動踏板推動助力器推桿，制動主缸建壓。輸入位移傳感器監(jiān)測試件行程。

3.4 耐久制動試驗

將助力器總成安裝在試驗臺上。連接好主缸出油管。供電電壓：13.5V。踏板以一定的速度（可設(shè)置）推動助力器推桿，制動主缸建壓至70%最高工作壓力，保持一定時間。輸入位移傳感器監(jiān)測試件行程，液壓負載裝置檢測建壓壓力。

圖5 耐久曲線

4 結(jié)語

本文所述的測試臺架對其原理與實現(xiàn)進行了闡述與分析，主要結(jié)論如下：

（1）測試系統(tǒng)考慮了實際的使用路況，測試結(jié)果與車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的真實工況更加接近。（2）試驗臺可根據(jù)被測系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的測試樣件，使試驗臺具有較高的柔性，同時具有不斷開發(fā)的潛力。（3）通過調(diào)整設(shè)定參數(shù)，使用范圍擴大，為電動制動助力器助力特性研究提供參考依據(jù)。（4）測控系統(tǒng)采用模塊化搭建，控制系統(tǒng)采用模塊化的開發(fā)模式，能夠適用多種試驗樣品的測試，開放配置的UI交互界面提供了強大的數(shù)據(jù)圖形化展示和數(shù)據(jù)分析能力。