CN113848069B - 一种制动器制动频率测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制动器制动频率测试方法，设置一可编程控制器和二通电磁阀，可编程控制器与二通电磁阀控制连接，二通电磁阀连接在制动气路上；1)通过可编程控制器控制二通电磁阀按照某一固定频率接通和断开气路，转速传感器测量车轮转速，统计某一时间段t内的转速曲线波峰或波谷数量a，求得制动器的实际制动频率f。2)通过可编程控制器以某一通断频率f₀控制二通电磁阀，如果f₀≤f，则将f₀以T步长递增，直至f₀+nT＞f，取f₀+(n‑1)T为制动器的最大制动频率；如果f₀＞f，则将f₀以T步长递减，直至f₀‑nT≤f，取f₀‑nT为最大制动频率。本发明通过搭建简单的测试系统就可以进行测试，所采用的方法简单易行。

Description

一种制动器制动频率测试方法

技术领域

本发明涉及制动器测试技术，具体涉及一种制动器制动频率测试方法。

背景技术

国家强制标准《GB 7258-2017机动车运行安全技术条件》对“制动响应时间、汽车制动完全释放时间”等提出了要求。“7.1.6汽车制动完全释放时间(从松开制动踏板到制动消除所需要的时间)对两轴汽车应小于或等于0.8s，对三轴及三轴以上汽车应小于或等于1.2s。”、“7.2.10采用气压制动的汽车，按照GB12676规定的方法进行测试时，从踩下制动踏板到最不利的制动气室响应时间应小于或等于0.6s，且对具有牵引功能的汽车从踩下制动踏板到主挂间气压控制管路接头延长管路末端的响应时间还应小于或等于0.4s；采用气压制动的挂车，按照GB12676规定的方法进行测试时，从主挂间气压控制管路接头处到最不利的制动气室响应时间应小于或等于0.4s。”其中最小时间精确度为0.01s。防抱死制动系统(ABS)对制动器的响应频率提出了较高的要求，特别是随着车辆自动驾驶等智能化技术的发展，如自动紧急制动系统(AEBS)对制动器的响应要求更是达到了毫秒级。且不论是鼓式制动器还是盘式制动器，其执行部件都包括刚性与弹性机构，最大制动响应频率的测试一致都是难题。

现有的方法是采用测量制动器的制动气室压力的方法来检测制动器的响应时间、制动释放时间，间接的反映制动器的实际制动响应效果，不能进一步测试制动器的实际响应时间，以及最高制动响应频率。

而且传统的检测方法，需要对被测制动器的制动回路进行改造，一定程度上影响了制动器的工作效果，并且由于不同检测机构的改造差异性和操作差异性，会导致检测结果尺度不一、不准确的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种制动器制动响应频率、制动响应时间的测试方法。本发明采用电动机驱动液压传动系统模拟车辆行驶过程，采用高压气泵连接制动器模拟制动操作，采用可编程控制器和高频电磁阀控制制动频率，采用转速传感器采集车速信号，通过对比制动频率信号和车速变化信号，测得制动器制动频率。

本发明采取的技术方案如下：

一种制动器制动频率测试方法，其特征在于：

设置一可编程控制器和一二通电磁阀，所述可编程控制器与二通电磁阀控制连接，所述二通电磁阀连接在制动器的制动气路上，所述可编程控制器控制二通电磁阀的通断频率，使制动器按照一定频率执行制动；

1)通过可编程控制器控制二通电磁阀按照某一固定频率接通和断开气路，同时通转速传感器测量车轮转速，统计某一时间段t内的转速曲线的波峰或波谷数量a，求得制动器的实际制动频率如下：

f＝a/t (3)

2)可编程控制器以某一通断频率f₀控制二通电磁阀进行通断，

如果二通电磁阀的通断频率f₀≤制动器的实际制动频率f，则将f₀以T为递增步长逐渐增加，直至f₀+nT＞f时，取f₀+(n-1)T为制动器的最大制动频率；

如果二通电磁阀的通断频率f₀＞制动器的实际制动频率f，则将f₀以T为递减步长逐渐减小，直至f₀-nT≤f时，取f₀-nT为制动器的最大制动频率。

一种制动器制动响应时间测试方法，其特征在于：

设置一可编程控制器和一二通电磁阀，所述可编程控制器与二通电磁阀控制连接，所述二通电磁阀连接在制动器的制动气路上；

通过可编程控制器控制二通电磁阀接通气路，使制动器执行制动动作，车轮转速下降，记录二通电磁阀打开时刻t_o和车轮转速下降沿触发时刻t_d，得出制动器的制动响应时间如下：

t_r＝t_d-t_o (1)。

一种制动器制动释放时间测试方法，其特征在于：

设置一可编程控制器和一二通电磁阀，所述可编程控制器与二通电磁阀控制连接，所述二通电磁阀连接在制动器的制动气路上；

首先通过可编程控制器控制二通电磁阀接通气路，制动器执行制动动作，使车轮转速逐渐降为零；然后通过可编程控制器控制二通电磁阀断开气路，同时电动机驱动车轮重新转动；

记录二通电磁阀断开时刻t_c和车轮转速上升沿触发时刻t_i，得出制动器制动释放时间如下：

t_s＝t_i–t_c (2)。

本发明通过搭建简单的测试系统就可以进行测试，在测试过程中，采集的数据信息只需要电磁阀的通断频率、制动器的启停时间和车轮转速，就可以计算出制动响应时间，制动释放时间以及制动频率，所采用的方法简单易行，且数据可靠。

同时，本发明提出的方案，不对制动器的回路进行改造，不对其制动效果产生影响，检测结果更为客观。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为制动测试系统图；

图2为制动频率测试控制逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

如图1所示，要想实现对制动器的制动效能测试，本发明提供了一套测试系统，该套系统的结构如下：

电动机1的传动轴通过耦合器2与车轮3的轮轴连接，电动机1为车轮3提供驱动力，模拟车辆行驶。

转速传感器4安装在车轮3轮边处，实时测量车轮转速，并将转速信号传输至可编程控制器8(PLC)。

气压产生及储气装置5通过气路与制动器6连接，在气路上设置二通电磁阀7，二通电磁阀7由可编程控制器8控制。制动器6与车轮3的轮轴连接，为车轮3提供制动力，模拟车辆制动。

可编程控制器8控制连接电动机1、转速传感器4和二通电磁阀7，通过输入输出控制面板9输入指令并显示结果。

本发明通过设置该套系统模拟车辆的运行，可编程控制器8起到中控作用。在车轮处设置转速传感器4可实时传递车轮状态。通过在制动气路上设置二通电磁阀7并由可编程控制器8控制其通断，气压产生及储气装置5通过气路与二通电磁阀7连接，二通电磁阀7再通过气路与制动器6连接，当二通电磁阀7打开时，气路畅通，气压产生及储气装置5为制动器6提供制动压力，制动器6进行制动动作；二通电磁阀7关闭后，制动器6结束制动动作。进一步的，可编程控制器8还可控制二通电磁阀7打开或关闭的频率(通断频率)，可编程控制器8控制二通电磁阀7按照一定频率进行通断，制动器6则按照一定频率执行制动。

可编程控制器8可以预置三种工作模式，分别是制动响应时间测试模式、制动释放时间测试模式、制动频率测试模式。

1.制动响应时间测试

可编程控制器8处于制动响应时间测试模式时，车轮3率先在电动机1的驱动下以恒定转速转动，然后可编程控制器8控制二通电磁阀7打开，制动器6执行制动动作，由于制动器6的制动动作，车轮3转速下降，转速传感器4实时将转速信号传输至可编程控制器8。可编程控制器8只需记录二通电磁阀7打开时刻和车轮3转速下降沿触发时刻，即可得出制动器的制动响应时间，计算公式如下：

t_r＝t_d-t_o (1)

式中，t_r--制动器制动响应时间；

t_o--二通电磁阀打开时刻；

t_d--车轮转速下降沿触发时刻。

2.制动释放时间测试

可编程控制器8处于制动释放时间测试模式时，二通电磁阀7率先为打开状态，该状态下制动器6执行制动动作，车轮3在制动力作用下转速逐渐降为零；然后可编程控制器8控制二通电磁阀7关闭，制动器6结束制动动作，电动机1驱动车轮3又开始转动，转速传感器4实时将车轮转速信号传输至可编程控制器8，可编程控制器8只需计算二通电磁阀7关闭时刻和车轮3转速上升沿触发时刻，即可得出被测制动器制动释放时间，计算公式如下：

t_s＝t_i–t_c (2)

式中，t_s--制动器制动释放时间；

t_c--二通电磁阀关闭时刻；

t_i--车轮转速上升沿触发时刻。

3.制动频率测试

(1)实际制动频率

设制动器6按照固定制动频率进行制动，分析：当制动器6按照固定制动频率进行制动时，其车轮转速信号类似正弦信号，但是由于并非匀速制动和匀速启动，导致其转速下降沿和转速上升沿的变化规律并不是标准的正弦信号，所以不能用车轮转速信号的变化来衡量制动频率；但是由于车轮转速信号变化周期和波峰波谷的特征符合正弦信号特征。

故，可编程控制器8处于制动频率测试模式时，使二通电磁阀7始终按照某一固定的频率打开和关闭(接通和断开)，并同时记录转速传感器4的转速信号，通过统计在某一时间段内的转速曲线的波峰或波谷数量，即可求得制动器的实际制动频率，按下式计算：

f＝a/t (3)

式中，f--制动器实际制动频率；

t--测试时间段(s)；

a--测试时间段内的波峰或波谷数量。

进一步地，一般对f向上取整，将取整结果F作为测试结果：

F＝[f]

(2)最大制动频率

最大制动频率的测试控制逻辑见图2：

可编程控制器8以某一频率控制二通电磁阀7进行通断。

如果二通电磁阀7的通断频率f₀≤制动器6的实际制动频率f时，证明制动器6有工作能力，此时制动器6能以实际制动频率f工作，这时可以逐渐增加二通电磁阀7的通断频率，使通断频率以T为递增步长逐渐增加，直到二通电磁阀7的通断频率增加到f₀+nT，f₀+nT＞f时，制动器6的实际工作频率f跟不上二通电磁阀7的通断频率了，则制动器6已经没有工作能力了。因此，将f₀+nT前一时段的频率f₀+(n-1)T，视为制动器6的最大制动频率，n≥1。步长T一般取1Hz。

如果起始时二通电磁阀7的通断频率f₀＞制动器6的实际制动频率f，则制动器6的制动频率跟不上二通电磁阀7的通断频率，制动器6没有能力工作，需逐渐减小通断频率，直至f₀-nT＜f，制动器6能够启动为止，则将f₀-nT视为制动器6的最大制动频率。

因此，通过扫频的思想，使f₀逐渐增减，直到最接近于f时的频率，即可判定为制动器6的最大制动频率。

Claims (1)

1.一种制动器制动频率测试方法，其特征在于：设置一可编程控制器和二通电磁阀，所述可编程控制器与二通电磁阀控制连接，所述二通电磁阀连接在制动器的制动气路上，所述可编程控制器控制二通电磁阀的通断频率，使制动器按照一定频率执行制动；

1)通过可编程控制器控制二通电磁阀按照某一固定频率接通和断开气路，同时通转速传感器测量车轮转速，统计某一时间段t内的转速曲线的波峰或波谷数量a，求得制动器的实际制动频率如下：

f＝a/t(3)

2)可编程控制器以某一通断频率f₀控制二通电磁阀进行通断，

如果二通电磁阀的通断频率f₀≤制动器的实际制动频率f，则将f₀以T为递增步长逐渐增加，直至f₀+nT＞f时，取f₀+(n-1)T为制动器的最大制动频率；

如果二通电磁阀的通断频率f₀＞制动器的实际制动频率f，则将f₀以T为递减步长逐渐减小，直至f₀-nT≤f时，取f₀-nT为制动器的最大制动频率。