CN1072355C - 汽车轴距差检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

汽车轴距差检测方法及装置涉及汽车性能检测技术。该方法是在被检车辆前进方向的两侧各装有相互平行、间距相等、且左右对应的一组检测信号线，当车辆垂直于信号线驱过时，分别测出前后轴上左、右轮的前边沿、后边沿差值，再求出左、右轮中心偏差值，最后求出轴距差值。采用的装置是：激光检测装置、光敏检测装置等。该方法及装置具有快速、准确、自动检测汽车轴距差的特点。

Description

汽车轴距差检测方法及装置

汽车轴距差检测方法及装置涉及汽车性能检测技术。

汽车轴距差是指汽车在归正状态下，左、右两边的前后轮轴的轴距之间的差值。如图1所示：轴距差为ΔS=L₁-L₂=a+b。汽车轴距差是汽车性能检测的重要指标，已有国家标准。汽车轴距差如果超出一定限度时，对汽车使用性能有着显著的影响，特别对汽车的操纵稳定性，直线行驶性，汽车侧滑，轮胎磨损等影响更为显著。它所造成的经济损失和潜在危险不容忽视，故研究实用的汽车轴距差检测方法和装置具有重要意义。

到目前为止对汽车轴距差的检测还没有自动的检测方法，对汽车轴距精度的确定，往往由人工方法进行，即检修人员先画出车辆四轮在地面上的正面投影，然后测出车轴偏斜大小，这种方法既费时，误差也大。针对这种情况原苏联于80年代初制造出第一台机械式的对轴距进行检测的专门仪器。其检测原理是让汽车后轮停在两个台架上，而台架可以前后窜动，两个台架最初位置在同一直线上，当汽车后轴产生偏斜时，台架便依据汽车后轴偏斜方向而窜动，根据窜动量的大小，测出后轴偏斜量，这种检测方法虽然对传统的人工画投影法有所改进，但仍然检测费时，设备费用高，占地空间大，测量不精确，直到目前为止仍未得到推广。

本发明的目的在于提供自动，快速，准确的汽车轴距检测方法和装置。

具体技术方案结合附图说明如下：汽车轴距差检测方法是把信号发生装置和信号接受装置分置在被检测车辆前进方向的两侧，信号发生装置是由两组相互平行的检测信号线组成，检测信号线间的距离均相等，并左、右一一对应，且在同一直线上。当被检车辆垂直于检测信号线的方向驶过时，测出汽车前轴上左、右轮前边沿的差值ΔS_qq，前轴上左、右轮后边沿的差值ΔS_qh，则前轴上左、右轮中心偏差值ΔS_q=(ΔS_qq+ΔS_qh)/2，当汽车后轮驶过检测台时，测出汽车后轴上左、右轮前边沿的差值ΔS_hq，后轴上左、右轮后边沿的差值ΔS_hh，则后轴上左、右轮中心偏差值ΔS_h=(ΔS_hq+ΔS_hh)/2，最后计算出汽车轴距差值ΔS =ΔS_q+ΔS_h。

左、右轮前边沿的偏差值计算公式为ΔS_qq=Δt_q· V_q，其中Δt_q是左、右轮前边沿到达第一排检测信号线时的时间差， V_q是车轮通过检测台的平均速度，它是由车轮前边沿通过前后 V_h是车轮通过检测台的平均速度，它是由车轮后边沿通过前后两排信号线的时间Δt_qh与两排信号线的间距l求得，即V_h=l/Δt_qh。

用于上述汽车轴距差检测方法的具体装置有以下几种：

1、激光检测装置：在被检车辆左、右车轮的两侧分别设有激光发射装置和光敏接收装置，激光发射装置与光敏接收装置平行设置，激光发射装置发出的激光束由光敏接收装置接收，激光发射装置发出的激光束之间相互平行且在同一平面上，左、右激光束相互对应，且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1-2mm之间。

2、光敏检测装置：在左、右车轮的支撑板上分别放置两排光敏二极管l₆、l₅、r₆、r₅，每排光敏二极管输出一个信号，左、右两排光敏二极管在同一直线上。计算机根据每排光敏二极管信号的变化，可测出汽车左、右轮中心通过第一排信号检测线的时间差。根据车轮通过前后两排光敏二极管的时间和前后两排光敏二极管的间距，可测出汽车车轮通过检测装置的平均速度。

本发明所述的汽车轴距差检测方法及其装置，改变了传统的绝对长度测量，应用相对测量结果计算轴距差，并配合电子技术的使用，为汽车轴距差快速、自动、准确检测提供了有效途径。各种装置简单实用。

下面结合附图进一步说明本发明的检测方法及装置的技术方案及实施例。

图1是轴距差概念示意图；

图2是汽车左、右轮前边沿差值检测的示意图；

图3是汽车左、右轮后边沿差值检测的示意图；

图4是激光检测装置示意图；

图5是光敏检测装置示意图。

参阅图1：车轮中心的投影可以视为落在车轮接地中心上，汽车左、右轴距差值可以通过测量汽车左、右车轮接地中心的偏差得到。为测量上述偏差而设计的快速检测装置由安装在地面上的4条信号检测线段组成，参阅图2、图3：l₁和r₁在一条直线上，l₂和r₂在一条直线上，这两条直线相互平行。如果车轴相对于车架发生偏斜产生左、右轴距差，当汽车沿垂直于4条检测线段的方向行驶时，左、右车轮的接地中心就会分别先后进入和离开4条检测线段。考虑到汽车左、右轮胎气压差别和轮胎磨损程度不均等因素的影响，仅测量左、右车轮的前或后接地边沿的偏差作为左、右轴距差是不够准确的，必须一次性测出左、右车轮前与后接地边沿的偏差，从而计算出左、右车轮接地中心的偏差。线段。考虑到汽车左、右轮胎气压差别和轮胎磨损程度不均等因素的影响，仅测量左、右车轮的前或后接地边沿的偏差作为左、右轴距差是不够准确的，必须一次性测出左、右车轮前与后接地边沿的偏差，从而计算出左、右车轮接地中心的偏差。1．汽车前轴左、右车轮前接地边沿偏差的检测

参阅图2：假如左轮前接地边沿先进入检测线段，那么从左轮前接地边沿压上检测线段l₁时刻起，到右轮前接地边沿压上检测线段r₁时刻止，此期间的时间间隔Δt_q就是由于左右车轮前接地边沿的偏差引起的，偏差大小ΔS_qq可通过汽车驶过检测装置的平均速度 V_q与时间差Δt_q的乘积求得，即

ΔS_qq=Δt_q· V_q    (1)式中，ΔS_qq-前轴左、右轮前接地边沿偏差；

  Δt_q-前轴左、右轮压上检测线段l₁,r₁的时间间隔；

   V_q-根据汽车左、右轮前接地边沿通过检测装置所测的汽车平均行驶速度。

  Δt_q可直接测出。考虑到在检测瞬间汽车不可能绝对沿直线行驶，计算中使用的平均速度应为

V_q=l/Δt_qq    (2)式中，l-两条平行检测线段之间的距离；

  Δt_qq-汽车前轴左、右轮前接地边沿通过距离l所用的平均时间。

 左轮前接地边沿通过l₁和l₂的时间间隔为Δt_qq，右轮前接地边沿通过r₁和r₂的时间间隔为Δt_qq，则

Δt_qq=(Δt_lq+Δt_rq)/2    (3)

由式(1)、(2)、(3)得 ${\mathrm{\ΔS}}_{\mathrm{qq}}=\frac{{2\mathrm{\Δt}}_q\·l}{{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{lq}}+{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{rq}}}---\left(4\right)$

2．汽车前轴左、右车轮后接地边沿偏差的检测

参阅图3：测出左轮后接地边沿驶离检测线段l₁到右轮后接地边沿驶离检测线段r₁的时间式中，ΔS_qh-前轴左、右轮后接地边沿偏差；

  Δt_h-前轴左、右轮驶离检测线段l₁,r₁的时间间隔；

   V_h--根据汽车左、右轮后接地边沿通过检测装置所测得的汽车平均行驶速度。

  Δt_h可直接测出， V_h可通过车轮后接地边沿驶过前后两平行检测线段所需时间Δt_qh和距离l求得

   V_h=l/Δt_qh    (6)式中，l--两条平行检测线段之间的距离；

  Δt_qh-汽车前轴左、右轮后接地边沿通过距离l所用的平均时间。

若左轮后接地边沿通过l₁和l₂的时间间隔为Δt_lh，右轮后接地边沿通过r₁和r₂的时间间隔为Δt_rh，则

Δt_qh=(Δt_lh+Δt_rh)/2    (7)

由(5)、(6)、(7)得 ${\mathrm{\ΔS}}_{\mathrm{qh}}=\frac{{2\mathrm{\Δt}}_h\·l}{{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{lh}}+{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{rh}}}---\left(8\right)$ 汽车前轴左、右车轮接地中心的偏差为

ΔS_q=(ΔS_qq+ΔS_qh)/2

当后轮驶过检测装置时，利用相同的方法可求得后轴的偏差ΔS_h。

所以汽车左、右轴距差的值为

ΔS=ΔS_q+ΔS_h    (9)

用于上述汽车轴距差检测方法所采用的检测装置主要有激光检测装置、光敏检测装置等。下面仅以这两例说明本发明吧的实施过程：

激光检测装置参阅图4：该装置是由安装在汽车前进方向两侧的激光发射装置1和光敏接收装置2组成，激光发射器发出的激光束要求强度适中，并且前后两条光束之间相互平行且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1-2mm之间，激光发射装置和光敏接收装置离地面高度不超过110mm。激光发射装置发出的激光束即为检测方法中的检测信号线，光敏接受传感器接受激光发射器发出的激光信号，当车轮通过时，车轮便挡住激光器发射的光束，光敏接受传感器接受到的信号发生变化，接受信号经电路处理后，输入计算机，计算机根据置离地面高度不超过110mm。激光发射装置发出的激光束即为检测方法中的检测信号线，光敏接受传感器接受激光发射器发出的激光信号，当车轮通过时，车轮便挡住激光器发射的光束，光敏接受传感器接受到的信号发生变化，接受信号经电路处理后，输入计算机，计算机根据汽车通过检测台时光敏传感器接收信号的变化，利用前述检测方法即可测出汽车轴距差。

这种检测系统的优点是车辆与检测设备非接触，设备可靠性高，使用寿命长。检测系统受外界干扰小，检测信号稳定，检测准确。这是一种较理想的检测系统。检测设备的缺点是激光发射器价格相对较高。

光敏检测装置参阅图5：在汽车前进方向的两侧安装有两块支承板1，支承板1内部安装有四排光敏二极管2，左、右两排的光敏二极管相互对应成一直线，等同于检测方法中所述的检测信号线。每排光敏二极管有32个光敏管组成，相邻光敏二极管间距在20mm左右。每排上的光敏二极管所有信号经电路处理后最终形成一个检测信号。光敏二极管的特性在于：有光线照射时，光敏二极管的电阻很小，一般在几十欧到几千欧，无光时电阻为无穷大。当有光敏二极管被车轮压上信号发生变化时，整排光敏二极管输出的检测信号便发生变化，检测信号经电路处理后，输入计算机，计算机通过一个计时器，测出左右车轮分别压上l₅和r₅两排光敏管的时间差以及车轮通过前后两排光敏管l₅和l₆的时间差，利用检测原理所述方法即可计算出汽车轴距差。

这种检测系统的优点在于设备成本低，光敏管灵敏度高，检测准确。缺点是其使用寿命没有激光检测装置长。

Claims (4)

1、汽车轴距差检测方法，其特征是把信号发生装置和信号接收装置分置在被检车辆前进方向的两侧，信号发生装置发出的信号由信号接收装置接收，信号发生装置是由两组相互平行的检测信号线组成，检测信号线间的距离均相等，并左、右一一对应，且在同一直线上，当被检车辆垂直于检测信号线的方向驶过时，测出汽车前轴上左、右轮前边沿的差值ΔS_qq，前轴上左、右轮后边沿的差值ΔS_qh，则前轴上左、右轮中心偏差值ΔS_q=(ΔS_qq+ΔS_qh)/2，当汽车后轮驶过检测台时，测出汽车后轴上左、右轮前边沿的差值ΔS_hq，后轴上左、右轮后边沿的差值ΔS_hh，则后轴上左、右轮中心偏差值ΔS_h=(ΔS_hq+ΔS_hh)/2，最后计算出汽车轴距差值ΔS=ΔS_q+ΔS_h。

2、按权利要求1所述的汽车轴距差检测方法，其特征在于左、右轮前边沿的偏差值计算公式为ΔS_qq=Δt_q· V_q，其中Δt_q是左、右轮前边沿到达第一排检测信号线时的时间差， V_q是车轮通过检测台的平均速度，它是由车轮前边沿通过前后两排信号线的时间Δt_qq与两排信号线的间距l求得，即V_q=l/Δt_qq，左、右轮后边沿的偏差值计算公式为ΔS_qh=Δt_h V_h，其中Δt_h是左、右轮后边沿到达第一排检测信号线时的时间差， V_h是车轮通过检测台的平均速度，它是由车轮后边沿通过前后两排信号线的时间Δt_qh与两排信号线的间距l求得，即 V_h=l/Δt_qh。

3、用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的激光检测装置，其特征在于左、右车轮的两侧分别设有激光发射装置和光敏接收装置，且激光发射装置与光敏接收装置平行设置，激光发射装置发出的激光束之间相互平行且在同一平面上，左、右激光束相互对应，且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1-2mm之间。

4、用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的光敏检测装置，其特征在于在左、右车轮两侧的支撑板上分别放置两排光敏二极管l₆、l₅、r₆、r₅，每排光敏二极管输出一个信号，左右两排光敏二极管在同一直线上。

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