JP4158315B2

JP4158315B2 - Brake testing system for vehicles

Info

Publication number: JP4158315B2
Application number: JP2000150878A
Authority: JP
Inventors: 和善渡辺
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: JP2001330536A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ブレーキの試験システムに係り、特にブレーキ試験における計測制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ブレーキは、タイヤと共に回転するロータやドラムにパッドを押圧することでその間に摩擦力を発生させ、車両を減速および停止させることができる。しかし、一方では摩擦力によってパッドに取り付けられた摩擦材やロータが摩耗したり、鳴き音を発生し、さらにはブレーキ振動を招くという問題も起きる。
【０００３】
ブレーキ試験は、このよなブレーキを取り巻く現象を把握するために実施される。このブレーキ試験には、さまざまな試験パターンにおける「ブレーキの効き具合」、「部品劣化（摩耗）度合い」、「鳴き音や異音および振動の発生状況」などについて定量的評価を行う。
【０００４】
図３は、ブレーキ試験システムの構成例を示す。供試ブレーキ１のロータ（またはドラム）には車両慣性分に合わせたフライホイール２と、試験速度に制御される駆動用モータ３が機械結合される。また、ブレーキ１のパッドにはロータへの押圧力を調整できる油圧制御系が設けられる。動力制御盤４は、インバータ等の電力変換器等を内蔵してモータ３と共にダイナモメータを構成し、供試ブレーキを試験速度まで加速して定速駆動する。
【０００５】
なお、試験装置および試験方式としては、デュアルブレーキの試験方式や、フライホイール２に代えてモータ３自体に慣性力分に相当するトルクを発生させる試験装置など、種々のものがある。
【０００６】
操作盤５は、試験条件、すなわち試験に際してダイナモメータの試験速度や供試ブレーキ１での油圧やトルク、試験回数などの信号変換とその出力を行う。また、試験中は、供試ブレーキ等からの各種計測信号をサンプリングしてディジタル量に変換して取り込む。
【０００７】
計測制御部は、その計測・制御ＰＣ（コンピュータ）６によって操作盤５を通して試験に必要な制御出力を発生し、逆に操作盤５を通した計測データを収集する。また、鳴き計測ＰＣ７では、操作盤５を通したブレーキの鳴き音を波形データとして収集する。鳴き再生ＰＣ８では、収集した鳴き音の波形データを音としてスピーカで再生することができる。
【０００８】
管理部９は、計測・制御部と操作部１０の間のネットーワーク接続および試験情報の送受信を行う。ホストコンピュータ構成の操作部１０では、管理部９を通して、試験者による各種試験条件の設定と試験開始操作及び試験結果情報の収集を行う。
【０００９】
上記のような試験システムによるブレーキ試験には、図４に試験パターン例を示すように、実試験前に供試ブレーキのロータとパッドをなじませるための摺り合わせを行い、この後に、供試ブレーキの鳴き試験と一定時間の放置と鳴き試験を繰り返し、鳴き試験にはパッドの押し圧力を変えるなどの複数のモードで行う。１つのモードでは、制動パターンを複数回繰り返したサイクルを設定し、各制動パターンは、加速と制動を複数回繰り返す。この試験パターンに従って、試験システムでは操作盤５や制御盤４等にロータの回転数などの各種の制御指令を発生し、この試験条件による計測信号を収集する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来システムによるブレーキ試験には、供試ブレーキを試験台に装着し、ロータとパッドの間隙（あそび量）等を調整したのち、各部の制御値と検出値を一致させる試験準備作業を行う。
【００１１】
制御値と検出値との一致には、検出表示値を検出アナログ電圧値に一致させるための検出入力段アンプ調整、制御設定値をアナログ制御電圧に一致させるための制御盤の出力段アンプ調整を行い、これら調整により制御設定値が検出値に一致したことを確認する。
【００１２】
これら各部の調整・設定は、必要とする調整・設定箇所の点数に比例して調整・設定時間が増加し、結果的に試験時間を長くしてしまう。
【００１３】
また、ブレーキの耐久試験など、１つの試験が数日にわたる場合があり、この長時間試験では、初期調整で制御値と検出値を一致させても、試験途中に、アンプの温度ドリフト、供試ブレーキの特性変化等に因り、制御値と検出値が一致しなくなり、再調整を必要とする場合もある。
【００１４】
本発明の目的は、各部の調整・設定作業を不要にし、しかも試験中のアンプの温度ドリフトや供試ブレーキの特性変化にも常に制御値と検出値を一致させることができるブレーキ試験システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、実試験に先立って、ブレーキ操作での油圧やトルクの補正用データを収集および一定回転から惰行させて惰行トルクデータを収集しておき、これらデータにより補正した制御値で実試験を行うようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１６】
計測・制御手段により供試ブレーキの試験条件に応じた各種の制御値を発生し、この各制御値に応じて動力制御手段が供試ブレーキのロータまたはドラムの設定速度までの加速制御と、供試ブレーキのパッドをロータまたはドラムに押圧する油圧ストローク制御とによって実試験を行う車両用ブレーキの試験システムにおいて、
前記計測・制御手段は、
前記実試験に先立って油圧ストローク制御し、パッドがロータまたはドラムに接触したときのストローク０点および効き始め油圧のデータを収集する手段と、
前記実試験に先立ってロータまたはドラムを一定回転にし、この速度から惰行させたときの惰行トルクデータを収集する手段と、
前記収集したデータで前記制御値を補正して実試験を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記効き始め油圧は、検出トルクのサンプリング値の移動平均を取り、この平均値が前記惰行トルクよりも一定量大きくなったときの油圧として検出することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すブレーキ試験のタイムチャートである。同図のモードＭ１は、実試験前の検出値と制御値を一致させるためのデータを検出・収集するものであり、このデータ収集により制御値の補正値を記憶しておく。モードＭ２は、メカロス等の惰行データを収集するものであり、パッドの押し圧力を０にしたままロータを一定回転数から惰行制御し、トルク検出でメカロスを求めるものであり、このときのデータも制御値の補正値として記憶しておく。モードＭ３は、これらモードＭ１，Ｍ２の実行で得る補正値を使って制御値を補正し、制御値と検出値を常に一致させながら制動試験を行う。
【００１９】
モードＭ１では、供試ブレーキのロータを停止させたまま、供試ブレーキのパッドを操作する。この操作は、ブレーキＯＮでパッドのストローク操作量をブレーキ設定値に従って油圧制御し、パッドがロータに接触してトルクが検出されたとき（時刻ｔ₁）でのパッド操作ストロークをその０点として記憶し、またブレーキの効き始め油圧として記憶する。これら検出値（油圧効き始め圧力、パッドのストローク０点位置）は、実試験時のそれらの制御値の補正値として使用する。
【００２０】
モードＭ２では、供試ブレーキロータを最大回転数の１／２などの一定回転にしておき、ブレーキＯＮ（ブレーキ設定は０）タイミングで駆動電動機３の駆動を止め、この時点（時刻ｔ₂）からのロータ回転速度と検出トルクを求め、供試ブレーキ１、フライホイール２、駆動電動機３がもつ惰行トルク（メカロス）を求めておく。これら検出値は、実試験時のメカロス補正データとして使用する。
【００２１】
モードＭ３では、ロータ回転速度をその設定値に速度制御したブレーキ実試験を行い、このモードでは図４に示すように、多数回繰り返し行い、この繰り返し制御での鳴き計測などを行う。
【００２２】
ここで、モードＭ３では、ブレーキの効き始めでのトルクや油圧データがモードＭ１で取得しておいた検出値に一致するよう補正制御する。すなわち、モードＭ１では図２の（ａ）に示すように、トルクの検出で油圧立ち上がり判定値および効き始めストロークの０点として記憶しておき、モードＭ３では同図の（ｂ）に示すように、効き初めストロークの０点を効き始め油圧としてトルク検出する。なお、油圧検出トルクは、例えば、５０Ｈ_Zのサンプリング周期での５点移動平均値として検出し、モードＭ２で計測済みの惰行トルクよりも２０Ｎｍ大きくなったときを効き始め油圧として検出する。
【００２３】
計測・制御ＰＣ６は、下記の演算により、油圧効き始めでの油圧とストローク０点での油圧判定値の差分を０点補正値として油圧制御出力を発生し、制御値と検出値の誤差を無くした試験を可能にする。
【００２４】
【数１】
制御出力＝制動制御指令値＋効き始め油圧−０点補正測定値
例えば、０点補正測定値が−０.０４ＭＰａ、効き始め油圧が＋０．３ＭＰａのとき、制動パターン制御指令の各値に対して制御値の各値を下記の表のように補正することで制御値と検出値の誤差を無くすことができる。
【００２５】
【表１】

【００２６】
以上までの処理は、油圧の制御値と検出値を一致させる場合を示すが、トルクやブレーキ設定値など他の制御要素についても同様の自動補正制御機能を持たせることにより、試験途中でのブレーキ各制御要素についてアンプの温度ドリフト、ブレーキの特性変化にも常に制御値と検出値を一致させることができる。また、これら補正制御は、試験パターンのサイクル毎に自動的になされ、従来の調整の手間を省くと共に、試験時間を短縮することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、実試験に先立って、ブレーキ操作での油圧やトルクの補正用データを収集および一定回転から惰行させて惰行トルクデータを収集しておき、これらデータにより補正した制御値で実試験を行うようにしたため、各部の調整・設定作業を不要にし、しかも試験中のアンプの温度ドリフトや供試ブレーキの特性変化にも常に制御値と検出値を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す試験タイムチャート。
【図２】実施形態における効き始め油圧制御を説明する波形図。
【図３】ブレーキ試験システムの構成例。
【図４】ブレーキ試験パターンの波形図。
【符号の説明】
１…供試ブレーキ
２…フライホイール
３…電動機
４…動力制御盤
５…操作盤
６…計測・制御ＰＣ
７…鳴き計測ＰＣ
８…鳴き再生ＰＣ
９…管理部
１０…操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle brake test system, and more particularly to a measurement control system in a brake test.
[0002]
[Prior art]
The vehicle brake can press the pad against a rotor or drum that rotates together with the tire to generate a frictional force therebetween, thereby decelerating and stopping the vehicle. However, on the other hand, there is a problem that the friction material and the rotor attached to the pad are worn by the frictional force, the noise is generated, and the brake vibration is caused.
[0003]
The brake test is conducted to grasp the phenomenon surrounding such a brake. In this brake test, quantitative evaluations are made on the "brake effectiveness", "part deterioration (wear) degree", "sound noise, abnormal noise and vibration occurrence" in various test patterns.
[0004]
FIG. 3 shows a configuration example of the brake test system. The rotor (or drum) of the test brake 1 is mechanically coupled with a flywheel 2 adapted to the vehicle inertia and a drive motor 3 controlled by the test speed. The brake 1 pad is provided with a hydraulic control system capable of adjusting the pressing force to the rotor. The power control panel 4 incorporates a power converter such as an inverter and constitutes a dynamometer together with the motor 3, and accelerates the test brake to the test speed and drives it at a constant speed.
[0005]
There are various test devices and test methods, such as a dual brake test method and a test device that generates torque corresponding to the inertial force in the motor 3 itself instead of the flywheel 2.
[0006]
The operation panel 5 performs signal conversion and output of test conditions, that is, the test speed of the dynamometer, the hydraulic pressure and torque at the test brake 1, the number of tests, and the like. During the test, various measurement signals from the test brake or the like are sampled and converted into digital quantities and captured.
[0007]
The measurement control unit generates a control output necessary for the test through the operation panel 5 by the measurement / control PC (computer) 6, and conversely collects measurement data through the operation panel 5. Further, the squeal measurement PC 7 collects the squeal of the brake that has passed through the operation panel 5 as waveform data. In the sound reproduction PC 8, the collected waveform data of the sound can be reproduced as sound by a speaker.
[0008]
The management unit 9 performs network connection and transmission / reception of test information between the measurement / control unit and the operation unit 10. In the operation unit 10 having the host computer configuration, the tester sets various test conditions, performs a test start operation, and collects test result information through the management unit 9.
[0009]
In the brake test using the test system as described above, as shown in FIG. 4, an example of a test pattern is used. Before the actual test, the test brake rotor and the pad are rubbed together. The squeal test and the standing and squeeze test for a certain period of time are repeated, and the squeeze test is performed in multiple modes such as changing the pad pressing force. In one mode, a cycle in which a braking pattern is repeated a plurality of times is set, and each braking pattern repeats acceleration and braking a plurality of times. In accordance with this test pattern, the test system generates various control commands such as the number of rotations of the rotor on the operation panel 5, the control panel 4, etc., and collects measurement signals according to the test conditions.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the brake test using the conventional system, the test brake is mounted on the test stand, the gap between the rotor and the pad (the amount of play) is adjusted, and the test preparation work is performed to match the control values and detection values of each part.
[0011]
To match the control value with the detected value, adjust the detection input stage amplifier to match the detected display value to the detected analog voltage value, and adjust the control panel output stage amplifier to match the control setting value to the analog control voltage. These adjustments are performed to confirm that the control set value matches the detected value.
[0012]
The adjustment / setting of these parts increases the adjustment / setting time in proportion to the number of necessary adjustment / setting points, resulting in a longer test time.
[0013]
In addition, one test, such as a brake durability test, may take several days. In this long-term test, even if the control value and the detected value are matched in the initial adjustment, the temperature drift of the amplifier, Due to changes in the brake characteristics, the control value and the detected value may not match, and readjustment may be required.
[0014]
The purpose of the present invention is to provide a brake test system that eliminates the need for adjustment and setting of each part, and can always match the control value and the detected value to the temperature drift of the amplifier under test and the characteristic change of the brake under test. There is to do.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention collects coasting torque data by collecting hydraulic pressure and torque correction data for braking operation and coasting from a fixed rotation prior to the actual test. An actual test is performed with the control values obtained, and the following configuration is characteristic.
[0016]
Various control values corresponding to the test conditions of the test brake are generated by the measurement / control means, and the power control means performs acceleration control up to the set speed of the rotor or drum of the test brake according to each control value, In a vehicle brake test system for performing an actual test by hydraulic stroke control that presses a pad of a test brake against a rotor or a drum,
The measurement / control means is:
Means for controlling the hydraulic stroke prior to the actual test, and collecting data of the zero stroke and the hydraulic pressure at which the pad begins to be effective when the pad contacts the rotor or drum;
Means for collecting coasting torque data when the rotor or drum is rotated at a constant rotation and coasting from this speed prior to the actual test;
Means for correcting the control value with the collected data and performing an actual test.
[0017]
The starting hydraulic pressure is obtained by taking a moving average of sampling values of detected torque and detecting the average value as a hydraulic pressure when the average value is larger than the coasting torque by a certain amount.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a time chart of a brake test showing an embodiment of the present invention. In the mode M1 shown in the figure, data for matching the detection value before the actual test with the control value is detected and collected, and the correction value of the control value is stored by this data collection. In mode M2, coasting data such as mechanical loss is collected. The rotor is coasted from a fixed rotation speed while the pad pressing force is set to 0, and the mechanical loss is obtained by torque detection. This is stored as a control value correction value. In the mode M3, the control value is corrected using the correction value obtained by executing the modes M1 and M2, and the braking test is performed while the control value and the detection value are always matched.
[0019]
In mode M1, the test brake pad is operated while the rotor of the test brake is stopped. In this operation, when the brake is turned on, the pad stroke operation amount is hydraulically controlled according to the brake set value, and the pad operation stroke when the pad contacts the rotor and torque is detected (time t ₁ ) is stored as the zero point. Then, it is memorized as the hydraulic pressure when the brake starts to work. These detected values (pressure at which hydraulic pressure begins to be effective, pad stroke 0 position) are used as correction values for those control values during actual testing.
[0020]
In mode M2, the test brake rotor is set to a constant rotation such as 1/2 of the maximum rotational speed, and the drive motor 3 is stopped when the brake is turned ON (the brake setting is 0), and from this time (time t ₂ ). The rotor rotation speed and the detected torque are obtained, and the coasting torque (mechanical loss) of the test brake 1, the flywheel 2, and the drive motor 3 is obtained. These detected values are used as mechanical loss correction data during actual tests.
[0021]
In mode M3, a brake actual test is performed in which the rotor rotational speed is controlled to the set value. In this mode, as shown in FIG. 4, the test is repeated a number of times, and squeal measurement is performed under this repeated control.
[0022]
Here, in the mode M3, correction control is performed so that the torque and hydraulic pressure data at the beginning of the braking effect coincide with the detection values acquired in the mode M1. That is, in the mode M1, as shown in FIG. 2A, it is stored as the hydraulic pressure rising determination value and the zero point of the effective start stroke by detecting the torque, and in the mode M3, as shown in FIG. 2B. The torque is detected as the oil pressure at the start of the zero point of the effective stroke. Incidentally, the hydraulic pressure detected torque, for example, detected as 5 point moving average value of the sampling period of 50H _Z, is detected as a hydraulic starting effectiveness when a 20Nm becomes larger than instrumented coasting torque mode M2.
[0023]
The measurement / control PC 6 generates a hydraulic control output using the difference between the hydraulic pressure at the beginning of the hydraulic effect and the hydraulic pressure judgment value at the zero stroke as a zero correction value, and eliminates the error between the control value and the detected value. To enable the test.
[0024]
[Expression 1]
Control output = braking control command value + starting hydraulic pressure−0 point corrected measured value For example, when the zero point corrected measured value is −0.04 MPa and the starting hydraulic pressure is +0.3 MPa, each value of the braking pattern control command By correcting each control value as shown in the following table, the error between the control value and the detected value can be eliminated.
[0025]
[Table 1]

[0026]
The above processing shows the case where the control value and the detection value of the hydraulic pressure are made to coincide with each other. However, by providing the same automatic correction control function for other control elements such as the torque and the brake set value, For each control element, the control value and the detection value can always be made to coincide with the temperature drift of the amplifier and the change in brake characteristics. Further, these correction controls are automatically performed for each cycle of the test pattern, so that it is possible to save the trouble of the conventional adjustment and shorten the test time.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, prior to the actual test, data for correction of hydraulic pressure and torque in braking operation is collected and coasting torque data is collected by coasting from a constant rotation, and corrected by these data. Since the actual test is performed with the control value, adjustment and setting work for each part is unnecessary, and the control value and the detected value can always be matched to the temperature drift of the amplifier under test and the characteristic change of the brake under test. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a test time chart showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating hydraulic pressure control at the beginning of effect in the embodiment.
FIG. 3 is a configuration example of a brake test system.
FIG. 4 is a waveform diagram of a brake test pattern.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test brake 2 ... Flywheel 3 ... Electric motor 4 ... Power control panel 5 ... Operation panel 6 ... Measurement / control PC
7 ... Squeeze measurement PC
8 ... Sound playback PC
9 ... Management unit 10 ... Operation unit

Claims

計測・制御手段により供試ブレーキの試験条件に応じた各種の制御値を発生し、この各制御値に応じて動力制御手段が供試ブレーキのロータまたはドラムの設定速度までの加速制御と、供試ブレーキのパッドをロータまたはドラムに押圧する油圧ストローク制御とによって実試験を行う車両用ブレーキの試験システムにおいて、
前記計測・制御手段は、
前記実試験に先立って油圧ストローク制御し、パッドがロータまたはドラムに接触したときのストローク０点および効き始め油圧のデータを収集する手段と、
前記実試験に先立ってロータまたはドラムを一定回転にし、この速度から惰行させたときの惰行トルクデータを収集する手段と、
前記収集したデータで前記制御値を補正して実試験を行う手段とを備えたことを特徴とする車両用ブレーキの試験システム。Various control values corresponding to the test conditions of the test brake are generated by the measurement / control means, and the power control means performs acceleration control up to the set speed of the rotor or drum of the test brake according to each control value. In a vehicular brake test system that performs an actual test by hydraulic stroke control that presses a pad of a test brake against a rotor or a drum,
The measurement / control means is:
Means for controlling the hydraulic stroke prior to the actual test, and collecting data of the zero stroke and the hydraulic pressure at which the pad starts to be effective when the pad contacts the rotor or the drum;
Means for collecting coasting torque data when the rotor or drum is rotated at a constant rotation and coasting from this speed prior to the actual test;
A vehicle brake test system comprising: means for correcting the control value with the collected data and performing an actual test.

前記効き始め油圧は、検出トルクのサンプリング値の移動平均を取り、この平均値が前記惰行トルクよりも一定量大きくなったときの油圧として検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用ブレーキの試験システム。2. The vehicle use according to claim 1, wherein the effective hydraulic pressure is a moving average of sampling values of detected torque, and is detected as a hydraulic pressure when the average value becomes a certain amount larger than the coasting torque. Brake testing system.