CN107305155A - 踏板性能检测***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种踏板性能检测***及方法，所述踏板性能检测***包括：力传感器，装配于所述踏板，适于检测作用于所述踏板的踏板力；加速度传感器，装配于所述踏板，适于检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；处理器，适于根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。本发明可提高踏板性能的检测精度，还可以精简检测***，并适应于多种类型的踏板，具有普适性。

Description

踏板性能检测***及方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件性能检测技术，特别涉及一种踏板性能检测***及方法。
背景技术
汽车产业的兴起带动了汽车零部件的大力生产，对汽车零部件性能的高标准检测成为了保障汽车性能的关键因素。踏板是最常用的汽车零部件之一，按照功能划分，常规的汽车可以具有制动踏板、油门踏板以及离合踏板几种类型。其中，制动踏板，顾名思义就是限制动力的踏板，用于减速；油门踏板，通过控制其踩踏量控制发动机的转速；而离合器踏板是手动挡汽车离合器总成的操纵装置，主要用于起步、换挡或停车。
踏板上具有踏板片，在检测踏板性能时施力于所述踏板片；此外，踏板还集成有为实时监测踏板位移而设置的位移传感器，需对所述位移传感器的性能进行检测，判断是否满足技术要求。此外，随着客户对踏板的使用体验要求的提升，还需要增加对踏板力(作用于所述踏板的力)和踏板行程的关系进行检测。
现有技术的踏板性能检测***一般采用分开检测的方式对位移传感器的性能，以及所述踏板力和踏板行程的关系进行检测，使得***过于复杂，体积也比较庞大，不够便携。另外，区别于踏板类型，所述制动踏板、油门踏板以及离合踏板的性能检测标准不尽相同，现有技术的踏板性能检测***不具有普适性。关于对所述踏板力和踏板行程的关系的检测，现有技术的检测***一般采用力传感器测量所述踏板力，采用拉线位移传感器测量所述踏板行程，所述拉线位移传感器在测量时，需要将一端固定作为参考点，在汽车内，此参考点可以选择方向盘，但是由于装配不方便，且参考点位置可能发生变动，使得现有技术的检测***对所述踏板行程误差较大。
因此，现有技术中的踏板性能检测***面临着踏板性能的检测精度不高的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何提高踏板性能的检测精度。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种踏板性能检测***，包括：力传感器，装配于所述踏板，适于检测作用于所述踏板的踏板力；加速度传感器，装配于所述踏板，适于检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；处理器，适于根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
可选地，所述处理器采用如下公式计算所述踏板行程：
其中，L表示所述踏板的长度，g表示重力加速度，a1和a1′分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时在所述踏板的长度方向上的加速度值。
可选地，所述处理器还适于将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
可选地，所述踏板集成有位移传感器，所述位移传感器适于检测所述踏板的位移；所述处理器还适于将所述位移传感器检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果。
可选地，所述力传感器以第一模拟电信号的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器以第二模拟电信号的形式输出所述加速度值，所述***还包括：模数转换器，适于对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换。
可选地，还包括：信号调理电路，适于调理所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号，使所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号的幅度属于所述模数转换器的输入电压范围内。
可选地，还包括：显示单元，与所述处理器连接，适于显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系。
可选地，还包括：接口单元，连接所述处理器，适于接收所述踏板力-踏板行程参考数据。
为了解决以上技术问题，本发明实施例还提供一种踏板性能检测方法，包括：检测作用于所述踏板的踏板力；使用装配于所述踏板的加速度传感器检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
可选地，所述根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程包括：采用如下公式计算所述踏板行程：其中，L表示所述踏板的长度，g表示重力加速度，a1和a1′分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时在所述踏板的长度方向上的加速度值。
可选地，还包括：将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
可选地，所述踏板集成有位移传感器，所述位移传感器适于检测所述踏板的位移；还包括：将所述位移传感器检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果。
可选地，使用装配于所述踏板的力传感器检测作用于所述踏板的踏板力；所述力传感器以第一模拟电信号的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器以第二模拟电信号的形式输出所述加速度值；在所述根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程之前，还包括：对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换。
可选地，还包括：显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本实施例采用加速度传感器对踏板行程进行检测，具体地，通过设置在踏板上的加速度传感器检测在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值，根据所述加速度值计算所述踏板行程；此测量方式限制于传感器的装配方式，亦无需设置参考点，使得本实施例对踏板力与踏板行程关系的测量具有较高的精度。
进一步而言，本实施例踏板性能检测***除测量踏板力与踏板行程的关系，还可对踏板上集成的位移传感器的性能进行检测，二者无需分开检测，较好地精简了检测***；同时，踏板行程可以成为检测位移传感器性能的标准，可进一步使得对位移传感器的检测的精度更高，检测更可靠。
进一步而言，本实施例包括接口单元，使得处理器可以通过接口单元读取外部输入的踏板力-踏板行程参考数据，在本实施例中，可以通过输入不同的踏板力-踏板行程参考数据作为不同类型踏板的性能检测标准，使得本实施例可以适应于多种类型的踏板，具有普适性。
附图说明
图1是本发明实施例一种踏板性能检测***的示意性结构框图；
图2是本发明实施例中踏板行程计算模型的示意图；
图3是本发明实施例另一种踏板性能检测***的示意性结构框图；
图4是本发明实施例一种踏板性能检测方法的流程图；
图5是本发明实施例另一种踏板性能检测方法的流程图。
具体实施方式
如背景技术部分所述，现有技术中的踏板性能检测***面临着踏板性能的检测精度不高的问题。
为了提高踏板性能的检测精度，本发明实施例公开一种踏板性能检测***，以实现自动化检测以及判断，在测量踏板力和踏板行程的关系时，采用加速度传感器对踏板行程进行检测，具体地，通过检测在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值，在检测过程中间接计算出踏板从初始位置到当前位置踏板臂旋转角度，再根据所述旋转角度和几何关系计算得到踏板行程，此测量方式限制于传感器的装配方式，亦无需设置参考点，使得本实施例对所述踏板行程的测量具有较高的精度，从而提高踏板性能的检测精度。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种踏板性能检测***的示意性结构框图。
如图1所示，本发明实施例提出的一种踏板性能检测***100可以包括：
力传感器101，装配于所述踏板20，适于检测作用于所述踏板20的踏板力，在检测时，所述踏板力作用于踏板片201；
加速度传感器102，装配于所述踏板20，适于检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值，根据加速度传感器的测量原理可知，加速度传感器102对装配于踏板20的方式不存在特殊要求。例如，加速度传感器102可以装配在踏板20远离转轴的端部中心位置处。
处理器103，适于根据所述加速度传感器102输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
在具体实施中，所述加速度传感器102可以选用微机电***(Micro ElectroMechanical Systems，MEMS)加速度传感器，也可以选用其他例如压电式、压阻式、电容式或者伺服式的加速度传感器，本实施例不做特殊限制。
在具体实施中，参照图2所示的踏板行程计算模型的示意图，L表示所述踏板20的长度，g表示重力加速度，a1和a1’分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时，加速度传感器102检测到的在所述踏板的长度方向上的加速度值。
由图2可知，a1＝g*cos(θ1)，a1'＝g*cos(θ2)，而θ1-θ2＝φ，因此可得：φ＝arcos(a1/g)-arcos(a1′/g)，根据余弦定理，有因此，所述处理器103可以采用如下公式计算所述踏板行程：
在具体实施中，还可以采用图2所示的在垂直于所述踏板的长度方向上的加速度值a2和a2’来计算所述踏板行程，具体的计算公式可以为具体的推导方式不再赘述。
图3是本发明实施例另一种踏板性能检测***的示意性结构框图。
在具体实施中，所述力传感器101可以以第一模拟电信号(图未示)的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器102以第二模拟电信号(图未示)的形式输出所述加速度值，本实施例还可以包括：模数转换器104，适于对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换，以便于处理器103对其进行处理，所述处理器103可以通过串行通信接口与所述模数转换器104进行通信，以接收模数转换器104输出的第一数字信号(对应于第一模拟电信号)和第二数字信号(对应于第二模拟电信号)。
在具体实施中，本实施例还可以包括：信号调理电路105，适于调理所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号，使所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号的幅度属于所述模数转换器104的输入电压范围内。
所述处理器103还可以将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
在具体实施中，所述处理器103可以运行有嵌入式***，例如WP或安卓。当处理器103接收到表现所述踏板力的第一数字信号以及表现所述加速度值的第二数字信号之后，处理器103对所述第一数字信号和第二数字信号进行数字滤波，以滤除数据毛刺，并进一步对数字滤波后的所述第一数字信号和第二数字信号进行运算，以得出所述踏板力和踏板行程的关系，与所述踏板力-踏板行程参考数据进行比对，在比对时，可以分别对二者进行最小二乘拟合，以得出对应的拟合参数，比较二者的误差，若二者的误差在预设的范围内则踏板性能可以满足要求。
需要说明的是，本实施例的力传感器101和加速度传感器102均可以集成有模数转换器，或者，所述处理器103可以采用集成有模数转换器的处理器器件。
在本实施例中，所述踏板20可以集成有位移传感器202，所述位移传感器202适于检测所述踏板20的位移；所述处理器103还适于将所述位移传感器202检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果。具体地，可以将所述位移传感器202输出的电信号(如电压信号)与所述踏板行程对应的电信号(如电压信号)进行幅度对比，以得出所述第二比对结果。
进一步而言，本实施例踏板性能检测***除测量踏板力与踏板行程的关系，还可对踏板上集成的位移传感器的性能进行检测，二者无需分开检测，较好地精简了检测***；同时，踏板行程可以成为检测位移传感器性能的标准，可进一步使得对位移传感器的检测的精度更高，检测更可靠。
鉴于不同类型的踏板技术要求不一，为实现踏板性能检测的自动话测试与判断，本实施例还可以包括：接口单元107，连接所述处理器103，适于接收所述踏板力-踏板行程参考数据。所述接口单元107可以包括有人机交互界面。在具体实施中，处理器103可以通过例如USB或串行通信接口等有线接口接收所述踏板力-踏板行程参考数据，也可以采用无线的远程通信接口，如Wifi或移动通讯技术。
所述接口单元107可以包括远程通讯模块，适于将所述踏板力与踏板行程的关系与踏板力-踏板行程参考数据、第一比对结果以及第二比对结果的一种或多种发送至远程中心。
进一步而言，通过接口单元107读取外部输入的踏板力-踏板行程参考数据，使得本实施例检测***可以输入有不同的踏板力-踏板行程参考数据作为不同类型踏板的性能检测标准，使得本实施例可具有普适性。
为了向测试人员直观地提供检测结果，本实施例还可以包括：显示单元106，与处理器103连接，适于显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系，也可以将所述第二比对结果在所述显示单元106上进行显示。还可以将所述踏板力与踏板行程的关系以曲线的形式绘制并显示，也可以以数据表格的形式显示。
本实施例还可以将所述踏板性能检测***100通过集成封装的形式封装起来，以方便测试人员携带以及使用，便于装配现场及售后服务场景中对踏板的快速性能检测。
图4是本发明实施例一种踏板性能检测方法的流程图。
如图4所示，本发明实施例还公开一种踏板性能检测方法，可以包括：
步骤S201，检测作用于所述踏板的踏板力；
步骤S202，使用装配于所述踏板的加速度传感器检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；
步骤S203，根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
在具体实施中，所述步骤S203中的根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程可以包括：
采用如下公式计算所述踏板行程：
其中，L表示所述踏板的长度，g表示重力加速度，a1和a1′分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时在所述踏板的长度方向上的加速度值。
图5是本发明实施例另一种踏板性能检测方法的流程图。
如图5所示，本实施例除了包括以上所述的步骤S201、步骤S202和步骤S203外，还可以包括：步骤S204，将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
在本实施例中，可以使用装配于所述踏板的力传感器检测作用于所述踏板的踏板力；所述力传感器可以以第一模拟电信号的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器可以以第二模拟电信号的形式输出所述加速度值；在步骤S203中的所述根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程之前，还包括步骤S205，对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换。
本实施例还可以包括步骤S206，显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系。
所述踏板集成有位移传感器，所述位移传感器适于检测所述踏板的位移；本发明实施例还可以包括：将所述位移传感器检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果(图未示)。
所述踏板性能检测方法的更多信息请参考以上实施例中对所述踏板性能检测***100的相关描述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种踏板性能检测***，其特征在于，包括：
力传感器，装配于所述踏板，适于检测作用于所述踏板的踏板力；
加速度传感器，装配于所述踏板，适于检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；
处理器，适于根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
2.如权利要求1所述的踏板性能检测***，其特征在于，所述处理器采用如下公式计算所述踏板行程：其中，L表示所述踏板的长度，g表示重力加速度，a1和a1′分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时在所述踏板的长度方向上的加速度值。
3.如权利要求1所述的踏板性能检测***，其特征在于，所述处理器还适于将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
4.如权利要求1所述的踏板性能检测***，其特征在于，所述踏板集成有位移传感器，所述位移传感器适于检测所述踏板的位移；
所述处理器还适于将所述位移传感器检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果。
5.如权利要求1所述的踏板性能检测***，其特征在于，所述力传感器以第一模拟电信号的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器以第二模拟电信号的形式输出所述加速度值，所述***还包括：模数转换器，适于对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换。
6.如权利要求5所述的踏板性能检测***，其特征在于，还包括：信号调理电路，适于调理所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号，使所述第一模拟电信号和/或第二模拟电信号的幅度属于所述模数转换器的输入电压范围内。
7.如权利要求3所述的踏板性能检测***，其特征在于，还包括：显示单元，与所述处理器连接，适于显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系。
8.如权利要求3所述的踏板性能检测***，其特征在于，还包括：接口单元，连接所述处理器，适于接收所述踏板力-踏板行程参考数据。
9.一种踏板性能检测方法，其特征在于，包括：
检测作用于所述踏板的踏板力；
使用装配于所述踏板的加速度传感器检测出在重力加速度影响下的至少一个方向的加速度值；
根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程，以得到所述踏板力与踏板行程的关系。
10.如权利要求9所述的踏板性能检测方法，其特征在于，所述根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程包括：
采用如下公式计算所述踏板行程：其中，L表示所述踏板的长度，g表示重力加速度，a1和a1′分别表示所述踏板处于初始位置和当前位置时在所述踏板的长度方向上的加速度值。
11.如权利要求9所述的踏板性能检测方法，其特征在于，还包括：将所述踏板力与踏板行程的关系与外部输入的踏板力-踏板行程参考数据进行比对，以得到第一比对结果。
12.如权利要求9所述的踏板性能检测方法，其特征在于，所述踏板集成有位移传感器，所述位移传感器适于检测所述踏板的位移；还包括：将所述位移传感器检测到的位移与所述踏板行程进行比对，以得到第二比对结果。
13.如权利要求9所述的踏板性能检测方法，其特征在于，使用装配于所述踏板的力传感器检测作用于所述踏板的踏板力；所述力传感器以第一模拟电信号的形式输出所述踏板力，所述加速度传感器以第二模拟电信号的形式输出所述加速度值；
在所述根据所述加速度传感器输出的加速度值计算踏板行程之前，还包括：对所述第一模拟电信号和第二模拟电信号进行模数转换。
14.如权利要求11所述的踏板性能检测方法，其特征在于，还包括：显示所述第一比对结果和/或所述踏板力与踏板行程的关系。
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