CN105973613A - 制动抖动台架诊断装置及方法 - Google Patents

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孙跃东
霍东婷
周萍
华帆帆
尚翔宇
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Abstract

本发明涉及一种制动抖动台架诊断装置及方法，履带式四轮驱动平台共有前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动三种可选择的驱动模式，传感器及信号传递线束包括轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、三向加速度传感器，轮速传感器用来采集制动抖动发生时的车速信息；位移传感器安装在制动盘的两侧，用来测定车载状态下制动盘DTV及SRO的变化情况；力传感器用来记录制动踏板力；压力传感器用来采集制动液压；三向加速度传感器安装在方向盘、制动踏板、车身底板、下摆臂、制动卡钳、转向节、转向横拉杆上，用来采集制动过程中车辆各个部分的抖动情况；数据采集及分析设备采集并分析由各传感器传来的信号并显示在显示器上，以供研究、分析及数据积累。

Description

制动抖动台架诊断装置及方法
技术领域
本发明涉及一种车辆制动抖动故障检测台架装置，尤其是一种检测车载状态下制动盘DTV及SRO的变化值，制动力及制动力矩的波动值，方向盘、制动踏板、车身等的振动加速度等，从而高效的解决制动抖动故障的诊断装置。
背景技术
制动抖动是指车辆在行驶过程中实施制动时出现方向盘、制动踏板、座椅及车身的抖动现象。基于目前的研究，制动抖动由制动角总成产生，然后经过悬架子***、转向子***、制动管路的吸收或放大作用传递到驾驶舱，从而形成驾驶员的振感。因此制动抖动故障从振源上来讲主要是由制动盘厚薄差(DTV)和制动盘的端面跳动(SRO)引起的，试验研究表明当DTV大于20μm、SRO大于60μm时，就会产生不同程度的制动抖动现象。
目前对制动抖动的研究主要集中在振源及传递路径上，研究方式主要有理论研究、试验研究及仿真分析。理论研究主要是对整车或制动角进行受力分析，得知制动力及制动力矩的波动是导致制动抖动的直接原因。试验研究包括台架试验和整车道路试验，其中台架试验主要对制动角各个零部件的模态、刚度等性能进行分析；整车道路试验可以从整车的角度研究方向盘、制动踏板、车身等的抖动频率与车速之间的阶次关系，同时还可以采集制动抖动过程中制动盘厚薄差(DTV)及端面跳动(SRO)的变化情况。仿真分析一方面是对制动盘进行热分析和模态分析，另一方面是对整车进行动力学上的仿真分析，从制动抖动传递路径的角度进行研究。
现有的整车道路试验设备虽然可以采集制动状态下车辆的各种所需信息，但同时也受到试验场地、设备调试、驾驶员等因素的限制，使得试验成本及难度大大增加。另外，整车道路试验还受天气的影响，由于设备中所使用的各种传感器为精密元件，在雨天使用会影响其精确度甚至损坏。因此一套模拟整车道路试验的台架设备是有必要的，此套台架设备整合国内外各个道路试验设备的优缺点进行改进优化，可以更加全面的分析制动抖动原因，从而快速有效的解决制动抖动问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决制动抖动问题的制动抖动台架诊断装置及方法，该装置及方法可以模拟整车道路试验，从而克服道路试验过程中由于天气、人员等问题所导致的测试结果不准确，试验成本昂贵等问题，同时还可以精确定位振源，加快产品开发，有效节约资源。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种制动抖动台架诊断装置，包括履带式四轮驱动平台、传感器及信号传递线束、数据采集及分析设备，所述履带式四轮驱动平台共有前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动三种可选择的驱动模式，所述传感器及信号传递线束包括轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、三向加速度传感器，轮速传感器检测车轮转速，用来采集制动抖动发生时的车速信息；位移传感器安装在制动盘的两侧，用来测定车载状态下制动盘DTV及SRO的变化情况；力传感器用来记录制动踏板力，以控制制动强度；压力传感器安装在制动软管接头处，用来采集制动液压；三向加速度传感器安装在方向盘、制动踏板、车身底板、下摆臂、制动卡钳、转向节、转向横拉杆上，用来采集制动过程中车辆各个部分的抖动情况；所述数据采集及分析设备采集并分析由各传感器传来的信号并显示在显示器上，以供研究、分析及数据积累。
所述履带式四轮驱动平台包括履带的驱动电机、试验台、试验车辆、履带4、采集及处理信号PC终端，试验台下面装有履带，履带与履带的驱动电机连接，试验台上面放置试验车辆和采集及处理信号PC终端。
六个所述位移传感器安装在支架上后，横跨在制动盘的两侧，用于分别测量制动盘外侧、中间、内侧的厚薄差及端面跳动量。
所述轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、轮速传感器分别通过DASP数据采集卡连接PC终端，所述三向加速度传感器通过电荷放大器和DASP数据采集卡连接PC终端。
一种采用制动抖动台架诊断装置的诊断方法，首先启动制动抖动台架诊断装置，使履带在驱动电机的作用下运动，试验车辆在履带的驱动下按设定工况行驶，同时履带给予车辆路面不平度输入；当试验车辆达到指定车速时，断开驱动电机使得履带空转，并给予试验车辆制动力，同时，开始数据采集，将各种传感器采集来的信号通过显示器显示，直观的分析制动抖动故障。
本发明的有益效果是：
与现有的道路试验装置相比，本发明的装置可以同时采集车轮转速、制动盘DTV及SRO的变化情况、制动力及制动力矩的波动情况等信号，可以更加全面的分析制动抖动原因，从而快速有效的解决制动抖动问题。
附图说明
图1为本发明的制动抖动台架诊断装置结构示意图；
图2为履带式四轮驱动平台俯视图；
图3为履带式四轮驱动平台侧视图；
图4为数据采集及分析设备原理框图；
图5为位移传感器测点布置图；
图6为图5的左视图；
图7为本发明的制动抖动台架诊断装置的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图7所示，本发明中的制动抖动台架诊断装置共包括三部分，分别为履带式四轮驱动平台、传感器及信号传递线束、数据采集及分析设备。
如图1，2，3所示，履带式四轮驱动平台用来模拟道路，共有前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动三种驱动模式可共选择，以适应不同驱动模式的车辆。按照我国公路等级中的路面不平度设计履带表面以得到更加准确的试验结果。履带式四轮驱动平台包括履带的驱动电机1、试验台2、试验车辆3、履带4、采集及处理信号PC终端5，试验台2下面装有履带4，履带4与履带的驱动电机1连接，试验台2上面放置试验车辆3和采集及处理信号PC终端5。
传感器及信号传递线束包括轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、三向加速度传感器。轮速传感器检测车轮转速，用来采集制动抖动发生时的车速信息；位移传感器安装在制动盘的两侧，用来测定车载状态下制动盘DTV及SRO的变化情况；力传感器用来记录制动踏板力，以控制制动强度；压力传感器安装在制动软管接头处，用来采集制动液压；三向加速度传感器可以安装在方向盘、制动踏板、车身底板、下摆臂、制动卡钳、转向节、转向横拉杆等零部件上，用来采集制动过程中车辆各个部分的抖动情况。数据采集及分析设备用来采集并分析由传感器传来的信号并显示在显示器上，以供后来研究、分析及数据积累。
如图4所示，所述轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、轮速传感器分别通过DASP数据采集卡连接PC终端，所述三向加速度传感器通过电荷放大器和DASP数据采集卡连接PC终端。DASP数据采集卡用来采集传感器传来的信号，通过电脑数据分析软件对数据进行分析，并将最终结果显示在显示器上。
与现有的道路试验装置相比，本发明的装置可以同时采集车轮转速、制动盘DTV及SRO的变化情况、制动力及制动力矩的波动情况等信号。传感器、所采集的信号及其测点布置如表2.1所示。
表2.1传感器、所采集的信号及其测点布置
压力传感器虽然只采集了制动液压力，根据公式2.1、2.2可以分别计算出制动力及制动力矩，因此在后期的分析过程中可以清楚的观察到制动液压、制动力及制动力矩的波动情况。
F＝p·A·μ (2.1)
T＝p·A·μ·r (2.2)
其中，F为制动力(N)；
T为制动力矩(Nm)；
p为制动压力(Pa)；
A为接触面积(m2)；
μ为摩擦系数；
r为摩擦力等效作用半径(m)。
如图5，6所示，六个位移传感器7安装在支架8上后，横跨在制动盘8的两侧，用于分别测量制动盘外侧9、中间10、内侧11的厚薄差及端面跳动量。
如图7所示，采用本发明的制动抖动台架诊断装置的诊断工作流程：
启动制动抖动台架诊断装置后，履带在驱动电机的作用下运动，试验车辆在履带的驱动下按设定工况行驶，同时履带给予车辆路面不平度输入。当车辆达到指定车速时，断开驱动电机使得履带空转，给予车辆一定的制动力，断开驱动电机的同时，开始数据采集。将各种传感器采集来的信号通过显示器显示，直观的分析制动抖动故障。

Claims (5)

1.一种制动抖动台架诊断装置，包括履带式四轮驱动平台、传感器及信号传递线束、数据采集及分析设备，其特征在于：所述履带式四轮驱动平台共有前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动三种可选择的驱动模式，所述传感器及信号传递线束包括轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、三向加速度传感器，轮速传感器检测车轮转速，用来采集制动抖动发生时的车速信息；位移传感器安装在制动盘的两侧，用来测定车载状态下制动盘DTV及SRO的变化情况；力传感器用来记录制动踏板力，以控制制动强度；压力传感器安装在制动软管接头处，用来采集制动液压；三向加速度传感器安装在方向盘、制动踏板、车身底板、下摆臂、制动卡钳、转向节、转向横拉杆上，用来采集制动过程中车辆各个部分的抖动情况；所述数据采集及分析设备采集并分析由各传感器传来的信号并显示在显示器上，以供研究、分析及数据积累。
2.根据权利要求1所述的制动抖动台架诊断装置，其特征在于：所述履带式四轮驱动平台包括驱动电机（1）、试验台（2）、试验车辆（3）、履带（4）、采集及处理信号PC终端（5），试验台（2）下面装有履带（4），履带（4）与驱动电机（1）连接，试验台（2）上面放置试验车辆（3）和采集及处理信号PC终端（5）。
3.根据权利要求1所述的制动抖动台架诊断装置，其特征在于：六个所述位移传感器安装在支架上后，横跨在制动盘的两侧，用于分别测量制动盘外侧、中间、内侧的厚薄差及端面跳动量。
4.根据权利要求1所述的制动抖动台架诊断装置，其特征在于：所述轮速传感器、位移传感器、力传感器、压力传感器、轮速传感器分别通过DASP数据采集卡连接PC终端，所述三向加速度传感器通过电荷放大器和DASP数据采集卡连接PC终端。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的制动抖动台架诊断装置的诊断方法，其特征在于：首先启动制动抖动台架诊断装置，使履带（4）在驱动电机（1）的作用下运动，试验车辆（3）在履带（4）的驱动下按设定工况行驶，同时履带（4）给予车辆路面不平度输入；当试验车辆（3）达到指定车速时，断开驱动电机（1）使得履带（4）空转，并给予试验车辆（3）制动力，同时，开始数据采集，将各种传感器采集来的信号通过显示器显示，直观的分析制动抖动故障。
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