汽车电动制动助力器性能测试台架

王宪科 牟宗伟 宋志才 韩彬 刘运来

山东凯帝斯工业系统有限公司 山东省德州市 253000

面对汽车新技术的日新月异，新能源车和自动驾驶技术的发展，国内外一些汽车零部件供应商（BOSCH，TRW，Conti等）推出了一款电动制动助力器 （也有称为ibooster），无论是电动车还是传统采用内燃机的汽车，这种制动系统对于新能源车的研发有重要意义。国内汽车行业起步较晚，国内对此种技术缺乏了解，造成目前国内没有自主研发的测试台架。山东凯帝斯工业系统有限公司自主研发的测试台架充分考虑了助力器在不同路况下的工作状态，满足电动制动助力器的性能试验和耐久性试验，扩大了使用范围。

1 结构及工作原理

1.1 工作原理

该设备由机械主体、人工模拟工位、自动驱动工位、负载装置、控制测量系统等几部分组成。人工模拟工位采用人工驱动踏板的方式驱动制动缸，负载可使用可调模拟负载、也可使用真实负载；测试过程中对踏板驱动位移、系统压力及负载缸压力进行监测。自动驱动工位自动驱动踏板，驱动速度可设置，从而满足不同工况下的测试。电源小车用于系统的供电及通讯。控制系统保证试验台正常运转，并实时测量、采集试验数据；各部分协调工作完成各种试验。

1.2 驱动工位

人工模拟工位采用人工驱动踏板的方式驱动制动缸，测试过程中对踏板驱动位移及负载缸压力进行监测。自动驱动工位采用电动伺服缸自动驱动踏板，驱动速度可设置。推杆驱动系统采用电动缸加载模组实现加载，推动可达在1000N，推力平稳。工作速度可调，最高直线速度400mm/s，慢速2mm/s。

1.3 负载装置

模拟由轮缸、丝杆、弹簧等组成。采用手动调节丝杆改变加载轮缸的吸收容积，每腔排量吸收装置最大可吸收容积30mL，容积手动可调大小（用来模拟卡钳内部液量）。真实负载装置由制动卡钳、支撑机构、油管、刹车盘、压力传感器等组成，通过油管连接制动卡钳与压力传感器。

图1 结构示意图

2 控制系统

控制和采集选用PCI高速总线和高分辨率板卡，上位机软件使用了独特的多任务并行架构，同时采用高度优化的程序算法和处理逻辑，使控制系统能够稳定的完成高速采集和快速响应，最大程度的保证了试验数据的完整性和可靠性。可完成控制器的供电与电流/电压的检测/控制器CAN通讯发送；能模拟车速信号、发动机转速信号、点火信号等，通过CAN通讯方式与整车控制器及DC/AC进行信息交互。

3 试验测试

3.1 建压时间建压压力试验

将助力器总成安装在试验台上。连接好主缸出油管。根据设定的速度，通过程序控制伺服缸推动制动踏板，制动主缸建压。输入位移传感器监测试件行程，液压负载装置检测建压压力。

图2 模拟负载/真实负载装置

图3 复合曲线

图4 性能曲线

3.2 快速/慢速制动试验

将助力器总成安装在试验台上。连接好主缸出油管。供电电压：13.5V。踏板分别以1500mm/s、250mm/s、350mm/s、6mm/s、15mm/s的速度（可设置）推动助力器推杆，制动主缸建压。输入位移传感器监测试件行程，液压负载装置检测建压压力。

3.3 人工模拟试验

在人工模拟工位，将助力器总成安装在试验台上。连接好主缸出油管。人工驱动踏板推动助力器推杆，制动主缸建压。输入位移传感器监测试件行程。

3.4 耐久制动试验

将助力器总成安装在试验台上。连接好主缸出油管。供电电压：13.5V。踏板以一定的速度（可设置）推动助力器推杆，制动主缸建压至70%最高工作压力，保持一定时间。输入位移传感器监测试件行程，液压负载装置检测建压压力。

图5 耐久曲线

4 结语

本文所述的测试台架对其原理与实现进行了阐述与分析，主要结论如下：

（1）测试系统考虑了实际的使用路况，测试结果与车辆转向系统的真实工况更加接近。（2）试验台可根据被测系统快速调节，以适应不同的测试样件，使试验台具有较高的柔性，同时具有不断开发的潜力。（3）通过调整设定参数，使用范围扩大，为电动制动助力器助力特性研究提供参考依据。（4）测控系统采用模块化搭建，控制系统采用模块化的开发模式，能够适用多种试验样品的测试，开放配置的UI交互界面提供了强大的数据图形化展示和数据分析能力。