CN106093758B - 一种汽车制动开关耐久试验监测设备和监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种汽车制动开关耐久试验监测设备和监测方法，所述监测设备包括电压监测单元、电流监测单元、数据采集器、控制计算机和显示单元，所述电压监测单元和电流监测单元连接于所述数据采集器，所述数据采集器连接于所述控制计算机，所述控制计算机连接于所述显示单元。本发明针对汽车制动开关创新地设计了耐久试验监测设备和监测方法，用以监测汽车制动开关的输出信号是否与制动踏板动作一致，可以实时反馈制动踏板动作对制动开关的作用效果，及时排查道路试验发现的问题，缩短车型开发周期，节约试验开发费用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车产品测试技术领域，具体涉及一种汽车制动开关耐久试验监测设备和监测方法。
背景技术
汽车制动开关一般采用两个状态相反的开关。其中一个称为制动灯开关，直接控制的就是制动灯；另一个称为制动测试开关，用来将制动这个信号传递给相关的控制单元，用来取消巡航、减少喷油以及换挡控制，还进入了变速器和ABS/ESP控制单元，用来对换挡锁止电磁铁进行控制，同时还通过对比制动灯开关与其他信号来判断制动灯开关的好坏。
汽车制动开关作为汽车制动系统正常工作的辅助部件，对保障车辆安全行驶来说至关重要。若制动开关异常或者失效，制动灯将长亮或者不亮，或者点亮出现延迟，对后方车辆会产生误导或者不能起到及时的警示；处于巡航模式的车辆无法通过踩制动踏板来取消巡航模式；车辆电控单元也无法通过检测制动开关信号来准确控制发动机喷油、ABS等措施来配合车辆制动。为确保制动开关使用寿命，需要在出厂前对制动开关进行耐久测试验证，目前在这方面的测试设备尚属空白。
针对上述问题，提供一种试验装置对汽车制动开关的耐久性进行测试是现有技术需要解决的问题。为确保制动开关的性能，也必须对制动开关进行耐久测试验证。
发明内容
本发明基于上述现有技术问题，创新提出一种汽车制动开关耐久试验监测设备和监测方法，能够实时监测汽车制动开关的输出信号是否与制动踏板动作一致，实现了对汽车制动开关的耐久试验，缩短了车型开发周期。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种汽车制动开关耐久试验监测设备，包括电压监测单元、电流监测单元、数据采集器、控制计算机和显示单元，所述电压监测单元和电流监测单元连接于所述数据采集器，所述数据采集器连接于所述控制计算机，所述控制计算机连接于所述显示单元。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述汽车制动开关包括制动灯开关回路和制动测试开关回路，所述电压监测单元用于监测制动测试开关回路中的电压信号并提供给数据采集器，所述电流监测单元用于监测制动灯开关回路中的电流信号并提供给数据采集器，所述数据采集器将采集到的电压电流信号转换成控制计算机能识别的数字信号，所述控制计算机将数字信号处理成波形信号输出给显示单元。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述制动灯开关回路和制动测试开关回路的开关状态相反，当踩下汽车制动踏板时，所述电流监测单元监测到制动灯开关回路中的电流信号，当松开汽车制动踏板时，所述电压监测单元监测到制动测试开关回路中的电压信号。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述汽车制动开关包括第一端子引脚1、第二端子引脚2、第三端子引脚3、第四端子引脚4和制动开关顶杆5，所述第一端子引脚1和第三端子引脚3作为制动灯开关回路中的开关端子，所述第二端子引脚2和第四端子引脚4作为制动测试开关回路中的开关端子，所述制动开关顶杆5的一端连接于汽车制动踏板，所述制动开关顶杆5的另一端处于第一端子引脚1与第三端子引脚3、第二端子引脚2与第四端子引脚4之间，当踩下汽车制动踏板时，所述制动开关顶杆5弹起并使第一端子引脚1和第三端子引脚3之间被接通、第二端子引脚2和第四端子引脚4之间被断开，所述电流监测单元监测到制动灯开关回路中的电流信号并提供给数据采集器，当松开汽车制动踏板时，所述制动开关顶杆5压下并使第一端子引脚1和第三端子引脚3之间被断开、第二端子引脚2和第四端子引脚4之间被接通，所述电压监测单元监测到制动测试开关回路中的电压信号并提供给数据采集器。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述数据采集器将电压监测单元提供的电压信号和电流监测单元提供的电流信号转换成控制计算机能识别的数字信号，所述控制计算机将输入的电压数字信号处理成电压方波信号，将输入的电流数字信号处理成电流方波信号，并使电压方波信号和电流方波信号相互叠加后输出至显示单元，使得显示单元中电压方波信号的波峰与波谷分别与电流方波信号的波谷与波峰正对显示。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述电压监测单元采用电压传感监测电路，所述电流监测单元采用霍尔电流传感器，所述数据采集器采用MW100型号的数据采集器，所述控制计算机采用研华科技610H工控机，工控机中的软件为IMC计算处理软件，所述显示单元采用示波显示器。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其中所述IMC计算处理软件中设置有汽车制动开关耐久试验信号采集通道报警范围，对于电流监测单元采集的电流信号，根据制动灯开关回路的导通和断开时间设置时间报警范围；对于电压监测单元采集的电压信号，根据制动测试开关回路导通和断开过程中电压变化范围设置电压报警范围。
一种基于本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备进行的汽车制动开关耐久试验监测方法，包括以下步骤：
步骤一、将所述汽车制动开关耐久试验监测设备连接于汽车制动开关中；
步骤二、分别踩下和松开汽车制动踏板，并观察显示单元显示的电压方波信号和电流方波信号是否正常，若是则判定汽车制动开关耐久试验正常，若否则判定汽车制动开关耐久试验异常。
进一步的根据本发明所述的汽车制动开关耐久试验监测方法，其中步骤一具体包括：将汽车制动开关耐久试验监测设备中的电压监测单元连接于汽车制动开关的制动测试开关回路中，将汽车制动开关耐久试验监测设备中的电流监测单元连接于汽车制动开关的制动灯开关回路中；其中步骤二，若电压方波信号的波峰正对电流方波信号的波谷、电压方波信号的波谷正对电流方波信号的波峰则显示单元所显示的电压方波信号和电流方波信号正常。
本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：
本发明针对汽车制动开关创新地设计了耐久试验监测设备和监测方法，用以监测汽车制动开关的输出信号是否与制动踏板动作一致，可以实时反馈制动踏板动作对制动开关的作用效果，及时排查道路试发现的问题，缩短车型开发周期，节约试验开发费用。
附图说明
附图1为制动踏板踩下时汽车制动开关中各端子引脚间的开关连接结构图；
附图2为制动踏板松开时汽车制动开关中各端子引脚间的开关连接结构图；
附图3为本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备的整体结构图；
附图4为本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备中显示单元输出的监测波形结构图；
附图5为本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备中电压监测单元的优选结构图；
图中各附图标记的含义如下：
1-第一端子引脚，2-第二端子引脚，3-第三端子引脚，4-第四端子引脚，5-制动开关顶杆。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的技术方案，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不限制本发明的保护范围。
本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备和监测方法，根据汽车制动开关的电气原理，在汽车制动开关上连接工控机、数据采集器、开关电源、传感器、负载盒等仪器组成的监测设备，经过合理布线连接、安装调试后，根据现场采集的开关信号列表来判断汽车制动开关对ECU加速信号的影响。
汽车制动开关一般采用两个状态相反的开关，其中一个称为制动灯开关，直接控制的就是制动灯；另一个称为制动测试开关，用来将制动这个信号传递给相关的控制单元，用来取消巡航、减少喷油以及换挡控制，还进入了变速器和ABS/ESP控制单元，用来对换挡锁止电磁铁进行控制，同时还通过对比制动灯开关与其他信号来判断制动灯开关的好坏。如附图1所示，所述汽车制动开关包括第一端子引脚1、第二端子引脚2、第三端子引脚3、第四端子引脚4和制动开关顶杆5，所述的第一端子引脚1和第三端子引脚3连接于制动灯开关回路，所述第二端子引脚2和第四端子引脚4连接于制动测试开关回路，所述制动开关顶杆5连接于制动踏板，并且当踩下制动踏板时，所述制动开关顶杆被弹起，第一端子引脚1和第三端子引脚3之间被接通、第二端子引脚2和第四端子引脚4之间被断开，从而制动灯开关回路被接通，制动测试开关回路断开，此时在制动灯开关回路中形成6.3A的额定工作电流；当松开制动踏板时，所述制动开关顶杆被压下，所述第一端子引脚1和第三端子引脚3之间被断开、所述第二端子引脚2和第四端子引脚4之间被接通，从而制动灯开关回路被断开，制动测试开关回路被接通，此时在制动测试开关回路中产生10mA的电流和12V的额定工作电压，实现了汽车制动开关两个状态相反的开关控制。
本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备包括电压监测单元、电流监测单元、数据采集器、控制计算机和显示单元，如附图3所示，所述电压监测单元连接于所述第二端子引脚2和第四端子引脚4所在的制动测试开关回路中，用于监测第二端子引脚2和第四端子引脚4接通时制动测试开关回路中的额定工作电压（一般12V）；所述电流监测单元连接于第一端子引脚1和第三端子引脚3所在的制动灯开关回路中，用于监测第一端子引脚1和第三端子引脚3接通时制动灯开关回路中的额定工作电流（一般6.3A）。所述电压监测单元和电流监测单元连接于所述数据采集器，所述数据采集器用于将电压监测单元和电流监测单元监测到的电压、电流模拟信号转换成控制计算机能识别的数字信号，然后送入控制计算机进行相应的计算和处理，所述控制计算机将采集的电压信号和电流信号处理成方波信号，并使电压波形的波峰与电流波形的波谷正对，电压波形的波谷与电流波形的波峰正对，如附图4所示，这也符合实际监测情况，因为当第一端子引脚1和第三端子引脚3接通时监测到额定电流信号，对应的电流波形处于波峰位置，同时第二端子引脚2和第四端子引脚4断开而无法监测到电压信号，对应的电压波形处于波谷位置，同理当第一端子引脚1和第三端子引脚3断开时无法监测到电流信号，对应的电流波形处于波谷位置，同时第二端子引脚2和第四端子引脚4接通并监测到电压信号，对应的电压波形处于波峰位置。控制计算机计算和处理后的上述信号输出至显示单元进行显示，显示结果如附图4所示，从而通过在显示单元中观察电流电压波形即可方便地对汽车制动开关的耐久测试过程进行监视。
本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备借助IMC软件实现，其中的电压监测单元可采用电压传感器或如附图5所示的电压监测电路，所述的电流监测单元可采用霍尔电流传感器，所述数据采集器采用MW100数据采集器，所述的控制计算机采用研华科技610H工控机，工控机中的软件为IMC计算处理软件， 所述显示单元可采用示波显示器。此外还包括附件接插件以及相应线束等电附件。
以下具体给出通过本发明所述汽车制动开关耐久试验监测设备进行汽车制动开关耐久试验的监测过程，当踩下制动踏板时，制动开关顶杆5弹起，第一端子引脚1和第三端子引脚3通过制动开关顶杆5接通，在制动灯开关回路中形成6.3A的额定工作电流，通过电流监测单元监测回路中的工作电流并将感应到的电流信号传递至数据采集器，所述数据采集器将模拟信号转换成控制计算机能识别的数字信号并传递至控制计算机，所述控制计算机进行相应的计算和波形处理后，将电流信号处理成高电平波峰信号，同时第二端子引脚2和第四端子引脚4处于断开状态，电压监测单元没有监测到工作电压，此时数据采集器没有向控制计算机输入监测电压信号，控制计算机将其处理为低电平波谷信号，最后控制计算机将计算处理后的数据输出至显示单元进行显示和记录。同理当踩下制动踏板松开时，制动开关顶杆5压下，第二端子引脚2和第四端子引脚4通过制动开关顶杆5接通，在制动测试开关回路中产生12V的额定工作电压，通过电压监测单元监测回路中的工作电压并将感应到的电压信号传递至数据采集器，所述数据采集器将模拟信号转换成控制计算机能识别的数字信号并传递至控制计算机，所述控制计算机进行相应的计算和波形处理后，将电压信号处理成高电平波峰信号，同时第一端子引脚1和第三端子引脚3处于断开状态，电流监测单元没有监测到工作电流，此时数据采集器没有向控制计算机输入监测电流信号，控制计算机将其处理为低电平波谷信号，最后控制计算机将计算处理后的数据输出至显示单元进行显示和记录。这样本发明在汽车制动开关的耐久性测试中，随着制动踏板被不断的踩压和松开，第一端子引脚1与第三端子引脚3、第二端子引脚2和第四端子引脚4分别被接通和断开，且第一端子引脚1与第三端子引脚3、第二端子引脚2和第四端子引脚4这两对触点的接通和断开的在同一时间点上总体是正好相反的，即第一端子引脚1与第三端子引脚3接通时，第二端子引脚2和第四端子引脚4正好断开，因此如果汽车制动开关处于正常的工作状态，则其测试输出的波形结果如附图4所示，对应于汽车制动开关的两个状态相反的开关控制过程，输出电压电流相互交替的显示波形结构。如果汽车制动开关在耐久性测试过程中出现异常，则显示单元不会显示输出如附图4所示的结果。
进一步优选的，可在工控机的IMC软件上设置制动开关耐久试验信号采集通道的报警范围，电流通道选择时间设置，根据耐久试验中制动开关的导通和断开时间，譬如2s导通，2s断开，则当电流在超过4s时间内无变化，则将报警信息进行记录并报警；电压通道选择电压大小设置，根据耐久试验中制动开关的导通和断开过程中电压变化范围，譬如导通时电压为12V，断开时电压为0V，则当电压超过0V～12V范围时，则将报警信息进行记录并报警。可以通过IMC软件打开数据包，对电流电压变化曲线进行拖动放大，即可查看分析耐久试验过程中的制动开关通断产生的电流和电压变化是否正常。
本发明针对汽车制动开关设计的耐久试验监测设备和监测方法，用于监测汽车制动开关的输出信号是否与制动踏板动作一致，可以实时反馈制动踏板动作对制动开关的作用效果，及时排查道路试发现的问题，缩短车型开发周期，节约试验开发费用。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
Claims (7)
1.一种汽车制动开关耐久试验监测设备，其特征在于，包括电压监测单元、电流监测单元、数据采集器、控制计算机和显示单元，所述电压监测单元和电流监测单元连接于所述数据采集器，所述数据采集器连接于所述控制计算机，所述控制计算机连接于所述显示单元；
所述汽车制动开关包括制动灯开关回路和制动测试开关回路，所述电压监测单元用于监测制动测试开关回路中的电压信号并提供给数据采集器，所述电流监测单元用于监测制动灯开关回路中的电流信号并提供给数据采集器，所述数据采集器将采集到的电压电流信号转换成控制计算机能识别的数字信号，所述控制计算机将数字信号处理成波形信号输出给显示单元；
所述制动灯开关回路和制动测试开关回路的开关状态相反，当踩下汽车制动踏板时，所述电流监测单元监测到制动灯开关回路中的电流信号，当松开汽车制动踏板时，所述电压监测单元监测到制动测试开关回路中的电压信号。
2.根据权利要求1所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其特征在于，所述汽车制动开关包括第一端子引脚（1）、第二端子引脚（2）、第三端子引脚（3）、第四端子引脚（4）和制动开关顶杆（5），所述第一端子引脚（1）和第三端子引脚（3）作为制动灯开关回路中的开关端子，所述第二端子引脚（2）和第四端子引脚（4）作为制动测试开关回路中的开关端子，所述制动开关顶杆（5）的一端连接于汽车制动踏板，所述制动开关顶杆（5）的另一端处于第一端子引脚（1）与第三端子引脚（3）、第二端子引脚（2）与第四端子引脚（4）之间，当踩下汽车制动踏板时，所述制动开关顶杆（5）弹起并使第一端子引脚（1）和第三端子引脚（3）之间被接通、第二端子引脚（2）和第四端子引脚（4）之间被断开，所述电流监测单元监测到制动灯开关回路中的电流信号并提供给数据采集器，当松开汽车制动踏板时，所述制动开关顶杆（5）压下并使第一端子引脚（1）和第三端子引脚（3）之间被断开、第二端子引脚（2）和第四端子引脚（4）之间被接通，所述电压监测单元监测到制动测试开关回路中的电压信号并提供给数据采集器。
3.根据权利要求2所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其特征在于，所述数据采集器将电压监测单元提供的电压信号和电流监测单元提供的电流信号转换成控制计算机能识别的数字信号，所述控制计算机将输入的电压数字信号处理成电压方波信号，将输入的电流数字信号处理成电流方波信号，并使电压方波信号和电流方波信号相互叠加后输出至显示单元，使得显示单元中电压方波信号的波峰与波谷分别与电流方波信号的波谷与波峰正对显示。
4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其特征在于，所述电压监测单元采用电压传感监测电路，所述电流监测单元采用霍尔电流传感器，所述数据采集器采用MW100型号的数据采集器，所述控制计算机采用研华科技610H工控机，工控机中的软件为IMC计算处理软件，所述显示单元采用示波显示器。
5.根据权利要求4所述的汽车制动开关耐久试验监测设备，其特征在于，所述IMC计算处理软件中设置有汽车制动开关耐久试验信号采集通道报警范围，对于电流监测单元采集的电流信号，根据制动灯开关回路的导通和断开时间设置时间报警范围；对于电压监测单元采集的电压信号，根据制动测试开关回路导通和断开过程中电压变化范围设置电压报警范围。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述汽车制动开关耐久试验监测设备进行的汽车制动开关耐久试验监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将所述汽车制动开关耐久试验监测设备连接于汽车制动开关中；
步骤二、分别踩下和松开汽车制动踏板，并观察显示单元显示的电压方波信号和电流方波信号是否正常，若是则判定汽车制动开关耐久试验正常，若否则判定汽车制动开关耐久试验异常。
7.根据权利要求6所述的汽车制动开关耐久试验监测方法，其特征在于，其中步骤一具体包括：将汽车制动开关耐久试验监测设备中的电压监测单元连接于汽车制动开关的制动测试开关回路中，将汽车制动开关耐久试验监测设备中的电流监测单元连接于汽车制动开关的制动灯开关回路中；其中步骤二，若电压方波信号的波峰正对电流方波信号的波谷、电压方波信号的波谷正对电流方波信号的波峰则显示单元所显示的电压方波信号和电流方波信号正常。
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