本发明专利技术公开了一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,包括陀螺仪、加速度计、应变片以及转速编码器,陀螺仪设置于房车靠近质心的位置,用于检测房车加速度/减速度信号;加速度计设置于房车的末端,用于检测房车加速度/减速度信号;应变片设置于牵引车与拖挂式房车之间挂钩受力处,用于检测牵引车与拖挂式房车之间的拉压力信号;测速编码器设置于房车车轴上,用于检测房车车轴的角加速度信号;应变片、陀螺仪、测速编码器和加速度计通讯连接采集仪;采集仪与远端计算机通讯连接;无需制动检验台等设备进行制动力矩的计算;所用的检测设备都是原本车辆上基础的检测设备,无需扭矩传感器,所以测量成本较低;本专利只需对房车建立力的平衡关系式,对拖挂式房车车轮中心点取矩,建立力矩平衡关系式,即可实时得到车辆的制动力矩,可以为后续进一步的实验提供基础数据。
【技术实现步骤摘要】
用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备和测量方法
:本专利技术属于车辆动态测量
,特别涉及一种拖挂式房车的房车制动力矩的实时测量设备和测量方法。
技术介绍
:制动力矩是由制动器产生的力矩,其作用是使车轮的转速下降,最终使汽车减速直至停车;在下坡行驶时,使汽车保持适当的稳定车速;此外,还可以使汽车可靠地停在原地或坡道上。汽车制动时,制动力矩是分析制动过程及评价制动系统的重要参数。车辆的制动力矩一般在制动检验台上测出,目前国内汽车综合性能检测站所用制动检测设备多为反力式滚筒制动检验台和平板式制动检验台。然而,拖挂式房车是由牵引车拖动房车行驶的,房车部分自身没有动力,因此拖挂式房车并不能在制动检验台上测量制动力矩以及制动力。拖挂式房车只能在道路试验上测量出制动力矩,在有些实际车辆试验中,制动力矩的获得需要使用扭矩传感器,由于扭矩传感器较昂贵,直接测量制动力矩的代价很高,而本专利技术不需要扭矩传感器,只需车辆上基础的传感器,因此测量成本较低。文章名为《车辆行车制动过程中制动器输出力矩实时监测算法》是通过轮胎压力监测系统监测轮胎的温度和压力,建立理想气体状态方程计算轮胎变形量,从而计算得到轮胎滚动半径、轮胎对地面的垂直载荷和车辆质量。为了检测滚动阻力系数,建立车辆纵向力平衡方程,给出地面制动力、车辆减速度和轮胎对地面的垂直载荷的监测方法。参数确定后通过车轮力矩平衡方程计算制动器输出力矩。此方法计算较准确,但需要传感器较多且方法较复杂,需要对轮胎胎内温度和压力进行实时监测,而本专利只需车轮角加速度即可。对于拖挂式房车制动力矩的测量,本专利提供了简单且有效的测量方法计算拖挂式房车制动时的制动力矩。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,从而克服上述现有技术中的缺陷。为实现上述目的,本专利技术提供了一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,包括陀螺仪、加速度计、应变片以及转速编码器,陀螺仪设置于房车靠近质心的位置,用于检测房车加速度信号;加速度计设置于房车的末端,用于检测房车加速度信号;应变片设置于牵引车与拖挂式房车之间挂钩受力处,用于检测牵引车与拖挂式房车之间的力信号;测速编码器设置于房车车轴上,用于检测房车车轴的角加速度信号;应变片、陀螺仪、测速编码器和加速度计通讯连接采集仪;采集仪与远端计算机通讯连接。优选地,上述技术方案中,陀螺仪内部有MEMS的加速度传感器、磁力计和角度传感器共同组成。优选地,上述技术方案中,应变片为电阻应变片。一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量方法,设定拖挂式房车的质量m、拖挂式房车的车轮半径r、拖挂式房车的车轮转动惯量J;当牵引车开始制动时,房车的制动器会接收到牵引车制动信号开,拖挂式房车始制动;对拖挂式房车水平方向建立力的平衡关系,根据公式1计算出拖挂式房车(2)与地面间的制动力Fr:,其中m为拖挂式房车2的质量,a为拖挂式房车2的纵向减速度,F为牵引车1与拖挂式房车2之间的纵向作用力,Fr为地面给拖挂式房车2的制动力;根据力矩均衡原理,对拖挂式房车车轮中心点取矩,建立力矩平衡模型,根据公式2计算出拖挂式房车的实时制动力矩T:,其中J为拖挂式房车2车轮的转动惯量,r为拖挂式房车2车轮的半径,α为拖挂式房车2车轴角加速度,Fr为地面给拖挂式房车2的制动力,T为拖挂式房车2制动力矩;根据公式(1)和(2)得出拖挂式房车(2)制动力矩的动态计算公式如下:。优选地,上述技术方案中,当拖挂式房车2制动时,通过所述加速度计和陀螺仪精确测量房车水平方向的减速度a;通过应变片测量牵引车与拖挂式房车之间的纵向作用力F;通过测速编码器测量拖挂式房车车轴角加速度α;陀螺仪和加速度计将检测到的加速度信号输入到采集仪;上述应变片将检测到的牵引车与拖挂式房车之间的力信号输入到采集仪;上述测速编码器将检测到的角加速度信号输入到采集仪;所述采集仪可以采集、下载数据并且输出到计算机里;计算机可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,能够按照程序高速处理海量数据。优选地,上述技术方案中,采用电阻应变片作为敏感元件,能把各种力学量的信号转换为电量的信号。测速编码器脉冲量是固定的,在轴旋转的时候,测速编码器就会输出脉冲,计数器收到脉冲,根据轴转的角速度不同时,在单位时间内收到的脉冲总量是不一样的,根据脉冲量与实际转动的长度就可以算出真实的角速度以及角加速度。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:无需制动检验台等设备进行制动力矩的计算;所用的检测设备都是原本车辆上基础的检测设备,无需扭矩传感器,所以测量成本较低;本专利只需对房车建立力的平衡关系式,对拖挂式房车车轮中心点取矩,建立力矩平衡关系式,即可实时得到车辆的制动力矩,可以为以后的一些实验提供基础数据。附图说明:图1是本专利实车试验的设备布置图;图2是本专利房车部分受力平衡示意图;图3是本专利房车车轮力矩平衡模型示意图;图4是本专利测量动态制动力矩的流程图;图1中,1、牵引车;2、拖挂式房车;3、应变片;4、陀螺仪;5、测速编码器;6、加速度计;7、采集仪;8、计算机。具体实施方式:下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。下面结合附图对本专利技术进一步详细说明:本专利实时制动力矩的测量方法的实车试验的设备布置如图1所示,拖挂式房车2是房车下的一支,与自行式房车不同,拖挂式房车2自身没有动力,需要额外的牵引车1对其进行拖挂行驶。在行驶过程中,所用的检测机构包括陀螺仪4、加速度计6、应变片3以及转速编码器5。陀螺仪4设置于车辆靠近质心的位置,陀螺仪4内部有MEMS的加速度传感器、磁力计和角度传感器共同组成,有加速度角速度、角度等多种测量功能;加速度计6设置于房车的末端,加速度计6是测量运载体线加速度的仪表,它可以把角速度传感器的输出信号,经放大,量化,并显示出来,可以是模拟或数字。一般加速度计6在较长时间测量值是正确的,在较短时间内由于噪声的存在而有误差。陀螺仪4在较短时间内则比较准确而较长时间则会有漂移而存在的误差。因此,需要两者相互调节来测量车辆纵向加速度。应变片3设置于牵引车1与拖挂式房车2之间挂钩受力处,采用电阻应变片3作为敏感元件,能把各种力学量的信号转换为电量的信号。测速编码器5设置于房车车轴上,测速编码器5一般与轴相联,测速编码器5脉冲量是固定的,在轴旋转的时候,测速编码器5就会输出脉冲,计数器收到脉冲,根据轴转的角速度不同时,在单位时间内收到的脉冲总量是不一样的,根据脉冲量与实际转动的长度就可以算出真实的角速度以及角加速度。当拖挂式房车2制动时,上述陀螺仪4和加速度计6将检测到的加速度信号输入到采集仪7;上述应变片3将检测到的牵引车1与拖挂式房车2之间的力信号输入到采集仪7;上述测速编码器5将检测到的角加速度信号输入到采集仪7。所述采集仪7可以采集、下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,包括陀螺仪(4)、加速度计(6)、应变片(3)以及转速编码器(5),其特征在于:陀螺仪(4)设置于房车靠近质心的位置,用于检测房车加速度信号;加速度计(6)设置于房车的末端,用于检测房车加速度信号;应变片(3)设置于牵引车(1)与拖挂式房车(2)之间挂钩受力处,用于检测牵引车(1)与拖挂式房车(2)之间的力信号;测速编码器(5)设置于房车车轴上,用于检测房车车轴的角加速度信号;所述应变片(3)所述陀螺仪(4)所述测速编码器(5)和加速度计(6)通讯连接所述采集仪(7);所述采集仪(7)与远端计算机(8)通讯连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,包括陀螺仪(4)、加速度计(6)、应变片(3)以及转速编码器(5),其特征在于:陀螺仪(4)设置于房车靠近质心的位置,用于检测房车加速度信号;加速度计(6)设置于房车的末端,用于检测房车加速度信号;应变片(3)设置于牵引车(1)与拖挂式房车(2)之间挂钩受力处,用于检测牵引车(1)与拖挂式房车(2)之间的力信号;测速编码器(5)设置于房车车轴上,用于检测房车车轴的角加速度信号;所述应变片(3)所述陀螺仪(4)所述测速编码器(5)和加速度计(6)通讯连接所述采集仪(7);所述采集仪(7)与远端计算机(8)通讯连接。2.根据权利要求1所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,其特征在于,陀螺仪(4)内部有MEMS的加速度传感器、磁力计和角度传感器共同组成。3.根据权利要求1所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备,其特征在于,应变片(3)为电阻应变片。4.一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量方法,其特征在于,设定拖挂式房车(2)的质量m、拖挂式房车(2)的车轮半径r、拖挂式房车(2)的车轮转动惯量J;当牵引车(1)开始制动时,房车的制动器会接收到牵引车(1)制动信号开,拖挂式房车(2)始制动;对拖挂式房车(2)水平方向建立力的平衡关系,根据公式1计算出拖挂式房车(2)与地面间的制动力Fr:,其中m为拖挂式房车2的质量,a为拖挂式房车2的纵向减速度,F为牵引车1与拖挂式房车2之间的纵向作用力,Fr为地面给拖挂式房车2的制动力;根据力矩均衡原理,对拖挂式房...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶涛,孙广地,许国林,张承龙,张春龙,章骏,
申请(专利权)人:南京汽车集团有限公司,上汽大通汽车有限公司南京分公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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