CN103542973A - 一种测试车辆制动性能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

“一种测试车辆制动性能的方法及装置”发明专利提出了一种新的用于测试车辆制动性能的方法及装置，可以解决当前测试制动力“失真”、偏小的问题。提出的新的驱动方法和设备包括以下几点：1.驱动装置上表面作直线往返换向运动。2.被测试的左右两车轮下的驱动装置上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反。3.采用运动平板式驱动装置可以同时测试小轿车四轮。该测试方法及装置可以广泛地应用于汽车制造企业的出厂检验、汽车4S汽车维修企业和汽车检测站。

Description

一种测试车辆制动性能的方法及装置

技术领域 该发明专利涉及一种用于测试车辆制动性能的方法及装置，该测试方法及装置可以广泛地应用于汽车制造企业的出厂检验、汽车4S汽车维修企业和汽车检测站。

背景技术 目前，公知的车辆制动性能测试方法主要有两种：一是采用道路测试的方法。车辆在实际道路上达到一定车速，通过车辆在实际道路上的制动操作，直接得到车辆的制动距离或制动减速度来评价车辆制动性能。二是采用室内台架测试的方法，测得车辆的制动力，用制动力来评价车辆制动性能。

第一种方法是早期使用的传统方法。这种方法需要在实际道路上实施紧急制动操作，汽车骤然减速，如被测试车辆左右轮制动力相差较大，车辆可能跑偏、侧滑失去控制，可能引起交通事故，对周围的车辆和人员都是不安全的。考虑到实际道路的车流量和交通拥堵的现状，这种方法几乎不能在城市和较高等级的道路上运用。

第二种方法可分为两类：一类是采用滚筒测试台的方法，车辆同轴左右车轮分别安置在对应的前后滚筒上。测试时，电机带动前后滚筒始终向同一方向旋转，被测车轮也随之同向旋转。电机外壳是浮动的，测试装置固定在电机外壳和机架之间。当车轮被实施制动后，滚筒力图转动车轮，电机外壳在滚筒阻力的作用下试图转动，测试装置一机架阻止了电机外壳转动，于是测试装置测出了各车轮的制动力。测试前车辆处于静止状态下，测试时滚筒带动车辆同向运动，车辆的同向运动使即时的制动力变小，于是产生测试误差。另外非测试轮的制动性能的差异等因素都影响了测试轮的制动力测试。往往制动力不是制动器摩擦力的真实反映，测试的制动力“失真”严重，偏小。

该测试装置能测得最大脚制动力，测试稳定，测试重复性好，目前在汽车检测站获得广泛的应用。但存在如下缺点：

1.在测试车辆的手制动时，由于非测试车轮不存在制动力，测试时车身会快速后退，即手制动性能良好的车辆测得的手制动力比真实的制动力偏小，也很难达到手制动力的国家标准。

2.非测试车轮的制动性能不佳直接影响测试车轮的制动力测试。在这种情况下，测得的脚制动力比真实的制动力偏小，往往达不到规定的脚制动力的国家标准。

3.制动时，车身随滚筒的转动向后移动，制动力一时间波形会发生畸变，波形拉长。由此测得的“制动协调时间”比真实状况要长。

第二类是平板测试台。平板测试台完全模拟实际道路测试。车辆以一定的速度驶过一段低矮的平台，驾驶员在平台上踩刹车或拉手刹车，固连在平板下面的传感器将制动力变为电信号。

该测试装置能真实地反映脚制动全过程，真实地测得脚制动力、手制动力和制动协调时间。它的缺点是：

1.占用的空间大。车辆从静止加速到制动停下需要足够长的距离，测手制动也需要同样的距离。如果手、脚连续测试，需要的空间就更大了。

2.车辆必须达到一定速度才能进行测试，如果需要重复测试，则车辆应重新回到入口处进行加速，当车辆达到一定速度后进行制动，测试花费时间多。

3.测手制动的方法与实际操作手制动不同。

发明内容 该发明专利的目的在于提出一种新的测试方法和设备，简便、快速、准确地得到各车轮的制动力等制动性能，可以取代现有的测试方法和设备。

类似滚筒测试台的制动性能检测设备都是由驱动装置和测试装置两部分构成。滚筒测试台的驱动装置由电机、前后滚筒等组成，在电机的驱动下，前后滚筒自始自终向同一方向转动。在实施制动后，左右车轮制动力也是自始自终朝向同一方向，引起车身也朝向同一方向运动。车身运动速度方向与滚筒表面线速度方向相同，当两者的速度值之差不是很大时会产生测试“失真”。

本发明提出了新的驱动方法，包括以下几点：

1.驱动装置上表面作直线往返换向运动。

前述滚筒测试台的最大的问题是在车辆制动时，驱动装置(前后滚筒)自始自终向一个方向转动。本方法要求驱动装置表面作直线往返运动。由于车辆的惯性大，加速缓慢，车辆的速度还未升高，驱动装置就开始换向。这样在一个单行程中，驱动装置线速度与车辆速度差距大。在驱动装置改变方向的换向区间，会出现驱动装置往返运动与车辆往返运动的相位差，在某些时段两者的速度方向相反，这对避免产生“失真”是很有利的。

2.被测试的左右两车轮下的驱动装置上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反。

让左右车轮下的驱动装置线速度保持相反方向，这样左右轮的制动力也是始终保持相反方向。在制动过程中，能够引起车辆加速度、速度、位移的是两制动力之差，在理想状态，两制动力的差为零，车身不会移动。采用这种方法能显著降低车身移动速度。

3.如果是四轮同时测试，同侧前后两驱动装置相互之间的上表面位移、上表面线速度的方向相反。

由于各种类型的小型车的轴距差不多，如果驱动装置可以兼容变化不大的轴距，让车辆四轮可以有效地位于驱动装置上，可以采用四轮同时测试脚制动力方法，这无疑提高了测试效率，同时也测试了四轮制动反应时间的同步性。

采取这样驱动运动方式，车辆受到的制动力的合力、合力偶在理论上为零，车身受力更平衡，位移更小了，测试结果更真实。

本发明要求驱动装置作往返运动。设驱动装置表面位移、线速度的正方向就是车辆前进方向，反之为负方向。

汽车制动性能的测试内容包括四轮脚制动和手制动。如果四轮同时测试脚制动力，测试方法如下：被测试车辆驶入驱动装置，四个车轮分别位于四个驱动装置上。在测试过程中，动力驱使驱动装置的上表面在正反两个方向进行连续的直线往返换向运动，在合力的作用下，车身也进行往返换向运动，有利于减少了车身的运动速度。测试脚制动时，为了使得左右车轮制动力的方向相反，左驱动装置和右驱动装置相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，这样左右车轮制动力的方向相反。另外，前后同侧驱动装置相互之间的上表面位移、上表面线速度的方向应相反，有利于减少车辆受到的制动力的合力。

测试手制动时，根据相同的理由，左驱动装置和右驱动装置相互之间的上表面位移、上表面线速度的方向应相反。对于手制动器为中央制动器的车辆，左右驱动装置上表面位移、上表面线速度的方向应相同，但由于驱动装置上表面的往返运动，仍然会得到较好的测试效果。

除小轿车等小型车辆外，其余车辆的轴距变化较大，不适合全车四轮同时测脚制动，只能采用顺序测每轴两轮的脚制动力和手制动，即采用车辆左右两轮同测的方法。该测试车辆制动性能的方法的操作步骤如下：

左车轮和右车轮分别位于左驱动装置和右驱动装置上，驱动装置被启动后，左右驱动装置在正反两个方向进行往返换向运动，相应的左右车轮随左右驱动装置发生交替正反转动。同时驱使左驱动装置与右驱动装置表面位移方向相反及表面线速度方向相反。

驱动装置可以采取运动平板方式。运动平板式结构简单，加长平板纵线长度可以兼容较大的轴距变化的车辆，满足四轮同侧对轴距的要求。运动平板式驱动装置结构的特点是，气缸通过浮动接头、拉压力传感器与运动平板连接，浮动接头的作用类似于机械结构中的弹性联轴器，使用两个浮动接头允许活塞杆轴线与运动板运动轨迹线存在一定程度的不重合度，该结构降低了加工的精度要求和制造成本。运动平板的四角有四个滚轮，滚轮在导轨上可自由纵向滚动。

由于往返运动的运动平板不可能作匀速运动，在往返运动过程中总是存在加速度和减速度，活塞、活塞杆、浮动接头、拉压力传感器都与运动板以同一加速度a运动，因此存在平动惯性力，平动惯性力FU＝-Ma，M是上述总质量。同理，也存在车轮转动的惯性力矩。在驱动装置运动部件加速度和角速度较大的情况下，其产生的惯性力不可忽视。因此有必要测得运动部件的加速度，计算得到惯性力，由公式

制动力＝测试力±惯性力

得到真实的制动力。

装在运动板上的加速度传感器测得的加速度值是计算惯性力的根据。力信号和加速度信号需要运算放大器放大，在每个运动平板上装有加速度传感器及变送器。

由于采用上述测试方法和技术方案，结构简单，制造和使用成本降低，测试时间缩短，操作、使用简便。更重要的是解决了测试“失真”的问题，可以较真实地测得制动力等制动性能。

附图说明 图1车辆四轮同测的测试原理示意图。图2车辆左右两轮同测的测试原理示意图。图3运动平板式驱动装置结构示意图。

图中1.左车轮 2.右车轮 3.左驱动装置 4.右驱动装置 11.左前轮 12.右前轮 13.左后轮 14.右后轮 15.左前驱动装置 16.右前驱动装置 17.左后驱动装置18.右后驱动装置 21.气缸 22.浮动接头1 23.拉压力传感器 24.被测车轮 25.导轨 26.滚轮 27.加速度传感器及变送器 28.运动平板 29.浮动接头2。

具体实施方式 下面结合附图所示实施例，具体说明本发明的内容。

图1所示车辆四轮同测的测试原理示意图。左前轮(11)位于左前驱动装置(15)上，右前轮(12)位于右前驱动装置(16)上，左后轮(13)位于左后驱动装置(17)上，右后轮(14)位于右后驱动装置(18)上。为了往返驱动车轮转动，动力驱使驱动装置上表面作连续的直线往返换向运动，这样制动时的车轮制动力也是在正反两个方向。左前驱动装置(15)和右前驱动装置(16)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，左后驱动装置(17)和右后驱动装置(18)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，如图中速度v箭头方向所示。另外还要求同侧左前驱动装置(15)和左后驱动装置(17)相互之间的上表面位移、上表面线速度的方向相反，同侧右前驱动装置(16)和右后驱动装置(18)相互之间的上表面位移、上表面线速度的方向相反，如图中速度v箭头方向所示。

图2所示车辆左右两轮同测的测试原理示意图。被测试的左车轮(1)和右车轮(2)分别位于左驱动装置(3)和右驱动装置(4)上，左驱动装置(3)和右驱动装置(4)上表面在正反两个方向进行连续的直线往返换向运动，左驱动装置(3)和右驱动装置(4)上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，如图中速度v箭头方向所示。

如图3所示的运动平板式驱动装置的结构示意图。气缸(21)通过浮动接头1(22)、浮动接头2(29)、拉压力传感器(23)和运动平板(28)连接，拉压力传感器(23)测试制动过程的制动力。加速度传感器及变送器(27)与拉压力传感器(23)组合在一起，提高抗干扰能力。运动平板(28)的四个滚轮(26)在导轨(25)上可自由纵向滚动，车轮(24)位于运动平板(28)上。

Claims (2)

1.一种测试车辆制动性能的方法及装置，对于任何测试驱动装置上表面在正反两个方向进行连续的直线往返换向运动，车辆四轮同测采用的方法是，左前轮(11)位于左前驱动装置(15)上，右前轮(12)位于右前驱动装置(16)上，左后轮(13)位于左后驱动装置(17)上，右后轮(14)位于右后驱动装置(18)上，左前驱动装置(15)和右前驱动装置(16)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，左后驱动装置(17)和右后驱动装置(18)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，同侧左前驱动装置(15)和左后驱动装置(17)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度的方向相反，同侧右前驱动装置(16)和右后驱动装置(18)相互之间的上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，车辆左右两轮同时测试的方法是，左车轮(1)和右车轮(2)分别位于左驱动装置(3)和右驱动装置(4)上，左驱动装置(3)和右驱动装置(4)上表面位移方向相反及上表面线速度方向相反，上述驱动装置(3)、(4)、(15)、(16)、(17)、(18)可以是运动平板式驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种测试车辆制动性能的方法及装置，运动平板式驱动装置的特征是，气缸(21)通过浮动接头1(22)、浮动接头2(29)、拉压力传感器(23)和运动平板(28)连接，加速度传感器及变送器(27)与拉压力传感器(23)组合在一起，运动平板(28)的四个滚轮(26)在导轨(25)上可自由纵向滚动，车轮(24)位于运动平板(28)上。

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