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特表2023-536785ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-30
(54)【発明の名称】ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法
(51)【国際特許分類】
B60T 8/00 20060101AFI20230823BHJP
B60T 8/1761 20060101ALI20230823BHJP
B60T 13/74 20060101ALI20230823BHJP
【ＦＩ】
B60T8/00 Z
B60T8/1761
B60T13/74 G
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022580100
(86)(22)【出願日】2021-08-05
(85)【翻訳文提出日】2022-12-23
(86)【国際出願番号】 CN2021110835
(87)【国際公開番号】W WO2022028526
(87)【国際公開日】2022-02-10
(31)【優先権主張番号】202010787660.4
(32)【優先日】2020-08-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521549408
【氏名又は名称】格陸博科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】余子祥
(72)【発明者】
【氏名】張莉莉
(72)【発明者】
【氏名】原湛宇
(72)【発明者】
【氏名】周翔
(72)【発明者】
【氏名】劉兆勇
(72)【発明者】
【氏名】周鼎森
【テーマコード（参考）】
3D048
3D246
【Ｆターム（参考）】
3D048BB51
3D048CC49
3D048HH18
3D048HH58
3D048HH75
3D048RR01
3D048RR06
3D246BA08
3D246DA02
3D246GA13
3D246GB01
3D246GC16
3D246HA34A
3D246HA42A
3D246HA64A
3D246HC05
3D246JA13
3D246JA15
3D246KA15
3D246LA13A
3D246LA15Z
(57)【要約】
ＥＰＢの後輪アンチロック機能試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置並びにその試験方法は、車両試験装置の技術分野に関する。装置は、上位コンピュータ、車輪シミュレーションセット、及び車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムを含み、上位コンピュータはモータ回転速度制御モジュール、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュール、目標車輪速計算モジュールを含む。車輪シミュレーションセットは、モータドライバ、モータ（２）、歯車（３）及び車輪速センサを含み；車輪速センサは接続されたＥＰＢシステムに出力する。モータ回転速度制御モジュールはモータドライバと接続され；ＥＰＢシステムはＥＰＢキャリパーを含み、ＥＰＢキャリパーに圧力センサが設けられる。目標車輪速計算モジュールは目標車輪速を算出し、さらにこれをモータ回転速度制御モジュールに送信し、実際の車輪速に対する制御を完了する。該方法は、研究開発において、車輪速情報を得ることで機能の試験効率を低下させることがあり、危険すら存在する問題を解決し、自動車におけるＥＰＢシステムのアンチロック機能を簡単、高効率で試験する効果を実現した。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基本の装置が上位コンピュータ、いくつかの車輪シミュレーションセット、及び車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムを含み、上位コンピュータがモータ回転速度制御モジュール、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュール、目標車輪速計算モジュールを含み；１組の車輪シミュレーションセットがモータドライバ、モータ、歯車及び車輪速センサを含み、モータドライバがモータを回転させ、モータ出力軸が歯車を回転させ、車輪速センサが歯車の車輪速に反応し；車輪速センサが接続されたＥＰＢシステムに出力し；
モータ回転速度制御モジュールがモータドライバと接続され、モータドライバが設定周波数のＰＷＭ波を出力することにより、モータの回転速度を制御し；
測定されるＥＰＢシステムがＥＰＢキャリパーを含み、ＥＰＢキャリパーに圧力センサが設けられ、圧力センサがキャリパーのクランプ力を目標車輪速計算モジュールにフィードバックし；
ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュールが車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムに必要な各信号に対するシミュレーションを完了し、さらにこれをＥＰＢシステムに送信し；
目標車輪速計算モジュールが実車の試験結果を分析して生成されるシミュレーション公式及びシミュレーションパラメータに、圧力センサのフィードバック情報を組み合わせて目標車輪速を算出し、さらにこれをモータ回転速度制御モジュールに送信し、実際の車輪速に対する制御を完了し；
試験方法が、以下の工程
Ｓ１：モータドライバに対応する上位コンピュータのソフトウェアが、モータドライバに各パラメータを設定し、モータ回転速度制御モジュールが設定周波数のＰＷＭ波を出力し、モータドライバを介してモータの初期回転速度を制御する；
Ｓ２：モータが歯車を回転させ、歯車の回転に設定した車輪半径を組み合わせることにより、実際の車輪速をシミュレーションする；
Ｓ３：車輪速センサが歯車の回転速度を収集して、シミュレーション車輪速を得、さらにこれをＥＰＢシステムに送信し、ＥＰＢスイッチを引き上げると、自動車がＥＰＢを使用して緊急ブレーキを行うシミュレーションを開始し、ＥＰＢシステムは上位コンピュータが送信するその他のシミュレーション信号を組み合わせて、クランプ及びリリースを含む、相応する機能を実行する；
Ｓ４：圧力センサがＥＰＢキャリパーの圧力を収集し、結果を目標車輪速計算モジュールに送信する；
Ｓ５：目標車輪速計算モジュールがキャリパーの圧力情報を得た後、シミュレーションパラメータを組み合わせて目標車輪速を算出し、シミュレーションパラメータは路面摩擦係数、車輪半径を含み；目標車輪速計算モジュールが車輪速及びモータの回転速度の対応関係に基づいて、必要なモータの回転速度を算出し、さらにモータの回転速度と、上位コンピュータが出力するＰＷＭ波の周波数との間の関係に基づいて、上位コンピュータが出力する必要があるＰＷＭ波の周波数を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信する；
目標車輪速計算モジュールが、計算公式、シミュレーションパラメータ、現在の車輪速、キャリパーのクランプ力を設定することにより、目標車輪速の計算を実現し；理想条件、ブレーキ力はＥＰＢキャリパーのみが提供する状況であり、そのシミュレーション車輪速の計算公式は以下の通りであり、
【数1】
Ｓ６：モータ回転速度制御モジュールが、Ｓ５で得られたＰＷＭ波をモータドライバに出力することにより、モータ回転速度を制御し、計算して得られた車輪速を達成し、実車の制御された結果をシミュレーションし、ＥＰＢシステムは車輪速センサが出力した結果に基づいて、相応する機能を実行し、ＥＰＢ機能の実行が完了し、車輪速が「０」に低下するまでＳ４～Ｓ６を繰り返す；
を含むことを特徴とする、ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項2】
前記モータドライバがステップサーボモータドライバであり、モータがサーボステップモータであり、上位コンピュータが入力する制御パラメータによりモータの運動は正確に制御されることを特徴とする、請求項１に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項3】
前記サーボステップモータが数種のパルス入力モードを有し、モータドライバがモータの分割設定、入力エッジ及び方向を設定するためのディップスイッチを含むことを特徴とする、請求項２に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項4】
車輪シミュレーションセットが４組設けられ、４つのモータドライバが独立して制御することを特徴とする、請求項１に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項5】
ＥＰＢシステムがＣＡＮボードを介して上位コンピュータのソフトウェアと接続されることを特徴とする、請求項１に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項6】
シミュレーションするとき、キャリパーが生成するブレーキ力と、理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力との大きさの関係を、車輪がロックに近いかどうかの判断条件とし；理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力がＦｍａｘ＝Φ Ｍｇ
であり、
式中、Φは地面摩擦係数；ｇは重力加速度である
ことを特徴とする、請求項１に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【請求項7】
工程Ｓ５において、出力する必要があるＰＷＭ波の周波数の計算公式が以下の通りであり、【数2】
ことを特徴とする、請求項１に記載のＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両試験装置の技術分野に関し、特にＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車関連の研究開発業界において、特にブレーキシステムでは、車輪速は各種機能の実現に必要な重要なパラメータである。車輪速及び車両速度などの情報に対する総合的判断により、システムは車両及び車輪がどの状態にあるかを理解することができ、これにより相応の機能を実行することができる。ＥＰＢのアンチロック機能は主に車両のブレーキ時に用いるが、実際の車両の運行時に車輪速の情報を得るのは、機能の試験効率を低下させることがある。さらにいくつかの極端な状況で車輪速の情報を得るのは容易ではなく、いくらかの危険性が存在することすらあり、これらの問題は自動車におけるＥＰＢシステムのアンチロック機能に関する研究開発に大きな困難をもたらしている。従って、安定し、高効率で、実際の状況に近い車輪速のシミュレーション及び収集装置をいかにして提供するかということは、急いで解決する必要がある問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法を提供することであり、自動車におけるＥＰＢシステムのアンチロック機能について、便利に、高効率で試験することができる。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の上記技術的目的は、以下の技術案により実現することができる。
ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法において、基本の装置は上位コンピュータ、いくつかの車輪シミュレーションセット及び車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムを含み、上位コンピュータはモータ回転速度制御モジュール、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュール、目標車輪速計算モジュールを含む。
１組の車輪シミュレーションセットはモータドライバ、モータ、歯車及び車輪速センサを含む。モータドライバはモータを回転させ、モータ出力軸は歯車を回転させ、車輪速センサは歯車の回転速度に反応する。車輪速センサは接続されたＥＰＢシステムに出力する。
モータ回転速度制御モジュールはモータドライバと接続され、モータドライバは設定周波数のＰＷＭ波を出力することにより、モータの回転速度を制御する。
測定されるＥＰＢシステムはＥＰＢキャリパーを含み、ＥＰＢキャリパーに圧力センサが設けられる。圧力センサは、キャリパーのクランプ力を目標車輪速計算モジュールにフィードバックする。
ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュールは車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムに必要な各信号のシミュレーションを完了し、さらにこれをＥＰＢシステムに送信する。
目標車輪速計算モジュールは実車試験の結果を分析して生成されるシミュレーション公式及びシミュレーションパラメータに、圧力センサのフィードバック情報を組み合わせて目標車輪速を計算し、さらにこれをモータ回転速度制御モジュールに送信し、実際の車輪速に対する制御を完了する。
試験方法は以下の工程を含む。
Ｓ１：モータドライバに対応する上位コンピュータのソフトウェアが、モータドライバに各パラメータを設定し、モータ回転速度制御モジュールが設定周波数のＰＷＭ波を出力し、モータドライバを介してモータの初期回転速度を制御する。
Ｓ２：モータが歯車を回転させ、歯車の回転に設定した車輪半径を組み合わせることにより、実際の車輪速をシミュレーションする。
Ｓ３：車輪速センサが歯車の回転速度を収集して、シミュレーション車輪速を得、さらにこれをＥＰＢシステムに送信する。ＥＰＢスイッチを引き上げると、自動車がＥＰＢを使用して緊急ブレーキを行うシミュレーションを開始する。ＥＰＢシステムは上位コンピュータが送信するその他のシミュレーション信号を組み合わせて、クランプ及びリリースを含む、相応する機能を実行する。
Ｓ４：圧力センサはＥＰＢキャリパーの圧力を収集し、結果を目標車輪速計算モジュールに送信する。
Ｓ５：目標車輪速計算モジュールはキャリパーの圧力情報を得た後、シミュレーションパラメータを組み合わせて目標車輪速を算出し、シミュレーションパラメータは路面摩擦係数、車輪半径を含む。目標車輪速計算モジュールは車輪速及びモータの回転速度の対応関係に基づいて、必要なモータの回転速度を算出し、さらにモータの回転速度と、上位コンピュータが出力するＰＷＭ波周波数との間の関係に基づいて、上位コンピュータが出力する必要があるＰＷＭ波の周波数を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信する。
目標車輪速計算モジュールは、計算公式、シミュレーションパラメータ、現在の車輪速、キャリパーのクランプ力を設定することにより、目標車輪速の計算を実現する。理想条件、ブレーキ力はＥＰＢキャリパーのみが提供する状況であり、そのシミュレーション車輪速の計算公式は以下の通りである。
ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法において、基本の装置は上位コンピュータ、いくつかの車輪シミュレーションセット及び車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムを含み、上位コンピュータはモータ回転速度制御モジュール、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュール、目標車輪速計算モジュールを含む。
１組の車輪シミュレーションセットはモータドライバ、モータ、歯車及び車輪速センサを含む。モータドライバはモータを回転させ、モータ出力軸は歯車を回転させ、車輪速センサは歯車の回転速度に反応する。車輪速センサは接続されたＥＰＢシステムに出力する。
モータ回転速度制御モジュールはモータドライバと接続され、モータドライバは設定周波数のＰＷＭ波を出力することにより、モータの回転速度を制御する。
測定されるＥＰＢシステムはＥＰＢキャリパーを含み、ＥＰＢキャリパーに圧力センサが設けられる。圧力センサは、キャリパーのクランプ力を目標車輪速計算モジュールにフィードバックする。
ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュールは車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムに必要な各信号のシミュレーションを完了し、さらにこれをＥＰＢシステムに送信する。
目標車輪速計算モジュールは実車試験の結果を分析して生成されるシミュレーション公式及びシミュレーションパラメータに、圧力センサのフィードバック情報を組み合わせて目標車輪速を計算し、さらにこれをモータ回転速度制御モジュールに送信し、実際の車輪速に対する制御を完了する。
試験方法は以下の工程を含む。
Ｓ１：モータドライバに対応する上位コンピュータのソフトウェアが、モータドライバに各パラメータを設定し、モータ回転速度制御モジュールが設定周波数のＰＷＭ波を出力し、モータドライバを介してモータの初期回転速度を制御する。
Ｓ２：モータが歯車を回転させ、歯車の回転に設定した車輪半径を組み合わせることにより、実際の車輪速をシミュレーションする。
Ｓ３：車輪速センサが歯車の回転速度を収集して、シミュレーション車輪速を得、さらにこれをＥＰＢシステムに送信する。ＥＰＢスイッチを引き上げると、自動車がＥＰＢを使用して緊急ブレーキを行うシミュレーションを開始する。ＥＰＢシステムは上位コンピュータが送信するその他のシミュレーション信号を組み合わせて、クランプ及びリリースを含む、相応する機能を実行する。
Ｓ４：圧力センサはＥＰＢキャリパーの圧力を収集し、結果を目標車輪速計算モジュールに送信する。
Ｓ５：目標車輪速計算モジュールはキャリパーの圧力情報を得た後、シミュレーションパラメータを組み合わせて目標車輪速を算出し、シミュレーションパラメータは路面摩擦係数、車輪半径を含む。目標車輪速計算モジュールは車輪速及びモータの回転速度の対応関係に基づいて、必要なモータの回転速度を算出し、さらにモータの回転速度と、上位コンピュータが出力するＰＷＭ波周波数との間の関係に基づいて、上位コンピュータが出力する必要があるＰＷＭ波の周波数を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信する。
目標車輪速計算モジュールは、計算公式、シミュレーションパラメータ、現在の車輪速、キャリパーのクランプ力を設定することにより、目標車輪速の計算を実現する。理想条件、ブレーキ力はＥＰＢキャリパーのみが提供する状況であり、そのシミュレーション車輪速の計算公式は以下の通りである。
【0005】
【数1】
【0006】
式中、ａ減はブレーキ減速度；Ｆはブレーキ力；Ｖ０は設定した初期速度；Ｓはスリップ率；μはブレーキディスク摩擦係数；Ｐはブレーキディスクが受けた圧力；ｒはブレーキディスクの作用半径、ｒ＝（ｒ１＋ｒ２）／２、ｒ１はブレーキディスク内径、ｒ２はブレーキディスク外径；Ｍは車両総重量；Ｒは車輪半径である。
Ｓ６：モータ回転速度制御モジュールは、Ｓ５で得られたＰＷＭ波をモータドライバに出力することにより、モータの回転速度を制御し、計算して得られた車輪速を達成し、実車の制御された結果をシミュレーションする。ＥＰＢシステムは車輪速センサが出力した結果に基づいて相応する機能を実行し、ＥＰＢ機能の実行が完了し、車輪速が「０」に低下するまでＳ４～Ｓ６を繰り返す。
Ｓ６：モータ回転速度制御モジュールは、Ｓ５で得られたＰＷＭ波をモータドライバに出力することにより、モータの回転速度を制御し、計算して得られた車輪速を達成し、実車の制御された結果をシミュレーションする。ＥＰＢシステムは車輪速センサが出力した結果に基づいて相応する機能を実行し、ＥＰＢ機能の実行が完了し、車輪速が「０」に低下するまでＳ４～Ｓ６を繰り返す。
【0007】
さらに、前記モータドライバはステップサーボモータドライバであり、モータはサーボステップモータであり、上位コンピュータが入力する制御パラメータによりモータの運動は正確に制御される。
【0008】
さらに、前記サーボステップモータは数種のパルス入力モードを有し、モータドライバはモータの分割設定、入力エッジ及び方向を設定するためのディップスイッチを含む。
【0009】
さらに、車輪シミュレーションセットは４セット設けられ、４つのモータドライバが独立して制御する。
【0010】
さらに、ＥＰＢシステムはＣＡＮボードを介して上位コンピュータのソフトウェアと接続される。
【0011】
さらに、シミュレーションするとき、キャリパーが生成するブレーキ力と、理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力との大きさの関係を、車輪がロックに近いかどうかの判断条件とする。理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力は
Ｆｍａｘ＝Φ Ｍｇ
であり、
式中、Φは地面摩擦係数；ｇは重力加速度である。
Ｆｍａｘ＝Φ Ｍｇ
であり、
式中、Φは地面摩擦係数；ｇは重力加速度である。
【0012】
さらに、工程Ｓ５において、出力する必要があるＰＷＭ波の周波数の計算公式は以下の通りである。
【0013】
【数2】
【0014】
式中、Ｒは車輪半径；ｆは入力パルス周波数；θはモータステップ角；ｍはモータ分割数：Ｗ歯車は歯車の周波数である。
【発明の効果】
【0015】
上記をまとめると、本発明は以下の有益な効果を有する。
上位コンピュータがモータを制御して歯車を回転させ、センサを利用して歯車の回転速度を測定し、実際の状況における車両の車輪速の収集をシミュレーションする。車輪速信号をＥＰＢシステムの機能モジュールに送信し、システムは上位コンピュータがシミュレーションしたその他の信号をまとめて機能を実行し、さらに相応する情報を上位コンピュータに送信し、上位コンピュータはモータの回転速度に対する制御を更新する。試験はより安全で、安定し、高効率で実際の状況に近い。
上位コンピュータがモータを制御して歯車を回転させ、センサを利用して歯車の回転速度を測定し、実際の状況における車両の車輪速の収集をシミュレーションする。車輪速信号をＥＰＢシステムの機能モジュールに送信し、システムは上位コンピュータがシミュレーションしたその他の信号をまとめて機能を実行し、さらに相応する情報を上位コンピュータに送信し、上位コンピュータはモータの回転速度に対する制御を更新する。試験はより安全で、安定し、高効率で実際の状況に近い。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図を組み合わせて、本発明の具体的な実施形態についてさらに説明する。本実施例は本発明を制限しない。
【0018】
ＥＰＢの後輪アンチロック機能試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置は、図１に示すように、上位コンピュータ、４組の車輪シミュレーションセット、及び車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムを含み、上位コンピュータはモータ回転速度制御モジュール、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュール、目標車輪速計算モジュールを含む。
図１及び図２に示すように、１組の車輪シミュレーションセットはモータドライバ、モータ２、歯車３及び車輪速センサを含み、モータドライバはステップサーボモータドライバであり、モータ２の分割設定、入力エッジ及び方向を設定するためのディップスイッチを含む。モータ回転速度制御モジュールはモータドライバと接続され、モータ２はサーボステップモータで、数種のパルス入力モードを有し、モータドライバがモータ２を回転させる。モータドライバは各自独立して１つのモータドライバに制御され、上位コンピュータが入力する制御パラメータによりモータ２の運動は正確に制御される。
図１及び図２に示すように、１組の車輪シミュレーションセットはモータドライバ、モータ２、歯車３及び車輪速センサを含み、モータドライバはステップサーボモータドライバであり、モータ２の分割設定、入力エッジ及び方向を設定するためのディップスイッチを含む。モータ回転速度制御モジュールはモータドライバと接続され、モータ２はサーボステップモータで、数種のパルス入力モードを有し、モータドライバがモータ２を回転させる。モータドライバは各自独立して１つのモータドライバに制御され、上位コンピュータが入力する制御パラメータによりモータ２の運動は正確に制御される。
【0019】
図１に示すように、モータドライバはモータドライバのパラメータを設定し、設定周波数のＰＷＭ波を出力することにより、モータの回転速度を制御し、ＰＷＭ波はデータ収集ボードを介してモータドライバに入力される。モータ２出力軸は接続棒２１を介して歯車３と同軸で接続して歯車３を回転させ、車輪速センサが歯車３の回転速度に反応する。歯車３及び接続棒２１の接続部分はネジにより補強され、さらに適当な減衰を提供し、これによりモータ２の振動現象を解消し、実際の状況をより良好にシミュレーションする。モータドライバはそれぞれＬＥＤランプともつながり、モータドライバにエラー又は故障が生じたとき、警告を発することができる。
【0020】
図２に示すように、モータドライバは筐体１に取り付けられ、筐体１に隣接する２つの空洞が設けられる。１つの空洞には支持台によりモータドライバ及びモータ２が取り付けられ、もう１つの空洞には歯車３を収容し、４つの歯車３が筐体１の側面と平行な同一の垂直面に位置する。
【0021】
図２に示すように、筐体１は金属ケースであり、電源インターフェース、イネーブルスイッチを含む複数の外部インターフェースを有し、筐体１の底部は安定し、頂部は両側にそれぞれ１つの取っ手４を有する。電源インターフェースは電源と接続するのに用いられ、さらに電源アダプタにより必要な電源に変換してモータドライバに提供する。電源と接続した後、イネーブルスイッチボタンを押すと、電源がモータドライバに提供され、モータ２を駆動することができる。筐体１は、モータ２の正逆回転を制御するためのスイッチとも接続される。
【0022】
図３に示すように、筐体１の一側に放熱器５が取り付けられ、もう一側に通風口を有する。筐体１の頂部に車輪速センサを接続するための４つの貫通孔６が設けられ、４つの貫通孔６はそれぞれ４つの歯車３の上方に正対する。貫通孔６は上半分の配置孔及び円柱形の下半分を含み、上半分は下半分より横断面積がより大きい。境界部分は平らな台を有し、平らな台にネジ孔を有し、車輪速センサを配置及び固定するのに便利である。
【0023】
図３に示すように、４つの車輪速センサは垂直形式でそれぞれ４つの貫通孔６中に取り付けられ、車輪速センサの頭部は下に向く。貫通孔６は歯車３の上方の回転断面に正対し、車輪速センサ頂部の平面及び歯車３上方の回転断面は平行である。貫通孔６の下半分の深さは常用される車輪速センサにおけるヘッドの最短寸法に適合し、貫通孔６の平らな台部分にスペーサを追加するなど物理的方法により、より多くの型の車輪速センサに適合させる。
【0024】
図１に示すように、車輪速センサは接続したＥＰＢシステムに出力する。測定されるＥＰＢシステムはＥＰＢキャリパーを含み、ＥＰＢキャリパーに圧力センサが設けられ、圧力センサはキャリパーのクランプ力を目標車輪速計算モジュールにフィードバックする。ＥＰＢシステムは、ＣＡＮボードを介して上位コンピュータのソフトウェアと接続される。
【0025】
図１に示すように、ＥＰＢに必要な信号のシミュレーションモジュールは、車輪アンチロック機能を備えたＥＰＢシステムに必要な各信号、例えば車両速度、地面摩擦係数、傾斜率など各パラメータのシミュレーションを完了し、さらにこれをＥＰＢシステムに送信する。
【0026】
図１に示すように、目標車輪速計算モジュールは実車の試験結果を分析して生成されるシミュレーション公式及びシミュレーションパラメータに、圧力センサのフィードバック情報を組み合わせて目標車輪速を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信し、実際の車輪速に対する制御を完了する。
【0027】
図４に示すように、ＥＰＢの後輪アンチロック試験に用いる車輪速のシミュレーション及び収集装置の試験方法は、以下の工程を含む。
Ｓ１：上位コンピュータはモータドライバに各パラメータを設定し、さらに需要に応じてモータドライバのディップスイッチの設定を変更する。その後データ収集ボードを用いて上位コンピュータ及びモータドライバを接続し、初期車輪速及び各パラメータを入力する。モータ回転速度制御モジュールは設定周波数のＰＷＭ波を出力し、モータドライバを介してモータの初期回転速度を制御する。
Ｓ２：モータは歯車を回転させ、歯車の回転に設定した車輪半径を組み合わせて実際の車輪速をシミュレーションする。
Ｓ３：車輪速センサは歯車の回転速度を収集して、シミュレーション車輪速を得、これをＥＰＢシステムに送信する。ＥＰＢスイッチを引き上げると、自動車がＥＰＢを使用して緊急ブレーキを行うシミュレーションを開始し、ＥＰＢシステムは上位コンピュータが送信するその他のシミュレーション信号を組み合わせて、クランプ及びリリースを含む、相応する機能を実行する。本発明中のＥＰＢシステムがどのようにして動作するかは、測定されるシステムにより決定する。
Ｓ４：圧力センサはＥＰＢキャリパーの圧力を収集し、結果を目標車輪速計算モジュールに送信する。
Ｓ５：目標車輪速計算モジュールは計算公式、シミュレーションパラメータ、現在の車輪速、キャリパーのクランプ力を設定することにより、目標車輪速の計算を実現する。本発明で設定する必要があるシミュレーションパラメータは初期速度Ｖ０、ブレーキ摩擦係数、車輪半径Ｒ、ブレーキディスクの作用半径ｒ、車両総重量Ｍ、スリップ率ｓ、地面摩擦係数Φを含む。
Ｓ１：上位コンピュータはモータドライバに各パラメータを設定し、さらに需要に応じてモータドライバのディップスイッチの設定を変更する。その後データ収集ボードを用いて上位コンピュータ及びモータドライバを接続し、初期車輪速及び各パラメータを入力する。モータ回転速度制御モジュールは設定周波数のＰＷＭ波を出力し、モータドライバを介してモータの初期回転速度を制御する。
Ｓ２：モータは歯車を回転させ、歯車の回転に設定した車輪半径を組み合わせて実際の車輪速をシミュレーションする。
Ｓ３：車輪速センサは歯車の回転速度を収集して、シミュレーション車輪速を得、これをＥＰＢシステムに送信する。ＥＰＢスイッチを引き上げると、自動車がＥＰＢを使用して緊急ブレーキを行うシミュレーションを開始し、ＥＰＢシステムは上位コンピュータが送信するその他のシミュレーション信号を組み合わせて、クランプ及びリリースを含む、相応する機能を実行する。本発明中のＥＰＢシステムがどのようにして動作するかは、測定されるシステムにより決定する。
Ｓ４：圧力センサはＥＰＢキャリパーの圧力を収集し、結果を目標車輪速計算モジュールに送信する。
Ｓ５：目標車輪速計算モジュールは計算公式、シミュレーションパラメータ、現在の車輪速、キャリパーのクランプ力を設定することにより、目標車輪速の計算を実現する。本発明で設定する必要があるシミュレーションパラメータは初期速度Ｖ０、ブレーキ摩擦係数、車輪半径Ｒ、ブレーキディスクの作用半径ｒ、車両総重量Ｍ、スリップ率ｓ、地面摩擦係数Φを含む。
【0028】
理想条件、ブレーキ力はＥＰＢキャリパーのみが提供する状況であり、そのシミュレーション車輪速の計算公式は以下の通りである。
【0029】
【数3】
【0030】
式中、ａ減はブレーキ減速度；Ｆはブレーキ力；Ｖ０は設定した初期速度；Ｓはスリップ率；μはブレーキディスク摩擦係数；Ｐはブレーキディスクが受けた圧力；ｒはブレーキディスクの作用半径、ｒ＝（ｒ１＋ｒ２）／２、ｒ１はブレーキディスク内径、ｒ２はブレーキディスク外径；Ｍは車両総重量；Ｒは車輪半径である。
目標車輪速計算モジュールは、車輪速及びモータの回転速度の対応関係に基づいて、必要なモータの回転速度を算出し、さらにモータ回転速度と、上位コンピュータが出力するＰＷＭ波周波数との間の関係に基づいて、上位コンピュータが出力する必要があるＰＷＭ波の周波数を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信する。
出力する必要があるＰＷＭ波の周波数の計算公式は以下の通りである。
目標車輪速計算モジュールは、車輪速及びモータの回転速度の対応関係に基づいて、必要なモータの回転速度を算出し、さらにモータ回転速度と、上位コンピュータが出力するＰＷＭ波周波数との間の関係に基づいて、上位コンピュータが出力する必要があるＰＷＭ波の周波数を算出し、これをモータ回転速度制御モジュールに送信する。
出力する必要があるＰＷＭ波の周波数の計算公式は以下の通りである。
【0031】
【数4】
【0032】
式中、Ｒは車輪半径；ｆは入力パルス周波数、θはモータステップ角、ｍはモータ分割数；Ｗ歯車は歯車の周波数である。
シミュレーションするとき、キャリパーが生成するブレーキ力と、理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力との大きさの関係を、車輪がロックに近いかどうかの判断条件とし、車輪がロックに近い状況下で、相応する車輪のブレーキ圧力は解放され、要求又は測定した車輪が再び加速する期間、一定に保持される。再び加速した後、次第にブレーキ圧力は増加し、アンチロック機能を実現して試験を行う。理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力は
Ｆｍａｘ＝Φ Ｍｇ
であり、
式中、Φは地面摩擦係数；ｇは重力加速度である。
Ｓ６：モータ回転速度制御モジュールは、Ｓ５で得られたＰＷＭ波をモータドライバに出力することにより、モータの回転速度を制御し、計算して得られた車輪速を達成し、実車の制御された結果をシミュレーションする。ＥＰＢシステムは車輪速センサが出力した結果に基づいて相応する機能を実行し、ＥＰＢ機能の実行が完了して、車輪速が「０」に低下するまでＳ４～Ｓ６を繰り返す。
シミュレーションするとき、キャリパーが生成するブレーキ力と、理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力との大きさの関係を、車輪がロックに近いかどうかの判断条件とし、車輪がロックに近い状況下で、相応する車輪のブレーキ圧力は解放され、要求又は測定した車輪が再び加速する期間、一定に保持される。再び加速した後、次第にブレーキ圧力は増加し、アンチロック機能を実現して試験を行う。理論的に地面が生成することができる最大ブレーキ力は
Ｆｍａｘ＝Φ Ｍｇ
であり、
式中、Φは地面摩擦係数；ｇは重力加速度である。
Ｓ６：モータ回転速度制御モジュールは、Ｓ５で得られたＰＷＭ波をモータドライバに出力することにより、モータの回転速度を制御し、計算して得られた車輪速を達成し、実車の制御された結果をシミュレーションする。ＥＰＢシステムは車輪速センサが出力した結果に基づいて相応する機能を実行し、ＥＰＢ機能の実行が完了して、車輪速が「０」に低下するまでＳ４～Ｓ６を繰り返す。
【0033】
まとめると、上位コンピュータのソフトウェアがモータを制御して歯車を回転させ、センサを利用して歯車の回転速度を測定し、実際の状況における車両の車輪速の収集をシミュレーションする。車輪速信号をＥＰＢシステム機能モジュールに送信し、システムは上位コンピュータがシミュレーションしたその他の信号をまとめて機能を実行する。さらに相応する情報を上位コンピュータに送信し、上位コンピュータはモータ回転速度に対する制御を更新し、ＥＰＢ試験時の車輪速に対するシミュレーション及び収集を実現する。
【0034】
以上の記載は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するのに用いられない。当業者は本発明の本質及び保護の範囲内で、本発明に対して各種修正又は同等の置換を行うことができ、この種の修正又は同等の置換も本発明の技術案の保護範囲内にあると見なすべきである。
【符号の説明】
【0035】
１ 筐体
２ モータ
２１ 接続棒
３ 歯車
４ 取っ手
５ 放熱器
６ 貫通孔
２ モータ
２１ 接続棒
３ 歯車
４ 取っ手
５ 放熱器
６ 貫通孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】