一种车辆刹车加速度测量装置及计算方法

摘要

本发明公开一种车辆刹车加速度测量装置及计算方法，属于刹车技术领域，该车辆刹车加速度测量装置包括计算机系统、气动制动器和压力传感器，该车辆刹车加速度计算方法将刹车过程分为驾驶员反应、制动系统反应、制动系统起作用及制动系统持续作用四个阶段，根据统计数据和压力传感器通过计算机绘制的曲线图得出四个阶段的时间，依据刹车特性绘出四个阶段的过程曲线并对过程曲线进行假设与积分求解，将刹车距离与刹车时间代入制动距离方程式,求解系数，再把及代入加速度方程式中，求解得出刹车有效的最大加速度。有益效果是刹车过程数据测量简单可靠，得出接近车辆刹车的真实数据曲线，运算快捷，可有效提高对车辆性能的评估时间。

权利要求

1.一种车辆刹车加速度测量装置，其特征在于，包括计算机系统、气动制动器和压力传感器，计算机系统包括模拟信号接收器和计算机，模拟信号接收器和计算机电连接，气动制动器安装在车辆的刹车踏板上，与模拟信号接收器电连接，压力传感器安装在制动器室内，与模拟信号接收器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种车辆刹车加速度测量装置，其特征在于，所述的压力传感器还可以安装在轮缸的进口处。

3.一种车辆刹车加速度计算方法，其特征在于，将刹车过程分为驾驶员反应、制动系统反应、制动系统起作用及制动系统持续作用四个阶段，根据心理学统计数据得出驾驶员反应时间、根据压力传感器通过计算机绘制的压力随时间变化曲线图得出制动系统反应时间和制动系统起作用时间，驾驶员反应、制动系统反应、制动系统起作用及制动系统持续作用四个阶段总时间为已知量，根据四个阶段总时间、驾驶员反应时间、制动系统反应时间和制动系统起作用时间得出制动持续作用时间，依据刹车特性绘出四个阶段的过程曲线，并对四个阶段的过程曲线进行假设与积分求解，定义：--驾驶员反应时间,单位 ；

--制动系统反应时间，单位 ；

--制动系统起作用时间，单位 ；

--制动持续作用时间，单位 ；

--减速前的行驶速度，单位 ；

-- 时间段内的速度，单位 ；

-- 时间段内的速度，单位 ；

--加速度，单位 ；

--系数，单位 ；

--时间，单位 ；

刹车过程的制动距离方程式：

（1）假设加速度 为一次曲线，即 ，所以设加速度方程式：根据刹车过程中加速度、速度与时间的关系，（1）式中：积分求解后：

将刹车距离 与刹车时间 代入制动距离方程式,求解系数 ，再把 及 代入加速度方程式中，求解得出刹车有效的最大加速度 。

4.根据权利要求3所述的一种车辆刹车加速度计算方法，其特征在于，所述的驾驶员反应时间 。

5.根据权利要求3所述的一种车辆刹车加速度计算方法，其特征在于，所述的制动系统反应时间 。

6.根据权利要求3所述的一种车辆刹车加速度计算方法，其特征在于，所述的制动系统起作用时间 。

说明书

一种车辆刹车加速度测量装置及计算方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车辆刹车加速度测量装置及计算方法，属于刹车技术领域。

背景技术

[0002] 在现有的刹车制动系统中，刹车过程往往复杂多变，而机动车辆的最大制动力与最大刹车加速度在整车性能的评估中意义重大。现有的刹车评价是制动加速度、制动距离、制动时间与制动力，尤为关注最大制动加速度。现有的对制动加速度进行评价的公式需要车辆质量、地面摩擦性能以及制动加速度系数等专业数据，这些数据获取困难，运算繁杂。

发明内容

[0003] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种车辆刹车加速度测量装置及计算方法，从制动距离、制动时间推算出最大制动加速度，以此为研究整车受惯性力情况提供依据，运算快捷，可有效提高对车辆性能的评估时间。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种车辆刹车加速度测量装置，包括计算机系统、气动制动器和压力传感器，计算机系统包括模拟信号接收器和计算机，模拟信号接收器和计算机电连接，气动制动器安装在车辆的刹车踏板上，与模拟信号接收器电连接，压力传感器安装在制动器室内，与模拟信号接收器电连接。

[0005] 压力传感器还可以安装在轮缸的进口处。

[0006] 一种车辆刹车加速度计算方法，将刹车过程分为驾驶员反应、制动系统反应、制动系统起作用及制动系统持续作用四个阶段，根据心理学统计数据得出驾驶员反应时间、根据压力传感器通过计算机绘制的压力随时间变化曲线图得出制动系统反应时间和制动系统起作用时间，驾驶员反应、制动系统反应、制动系统起作用及制动系统持续作用四个阶段总时间为已知量，根据四个阶段总时间、驾驶员反应时间、制动系统反应时间和制动系统起作用时间得出制动持续作用时间，依据刹车特性绘出四个阶段的过程曲线，并对四个阶段的过程曲线进行假设与积分求解，定义：--驾驶员反应时间,单位 ；
--制动系统反应时间，单位 ；
--制动系统起作用时间，单位 ；
--制动持续作用时间，单位 ；
--减速前的行驶速度，单位 ；
-- 时间段内的速度，单位 ；
-- 时间段内的速度，单位 ；
--加速度，单位 ；
--系数，单位 ；
--时间，单位 ；
刹车过程的制动距离方程式：
（1）
假设加速度 为一次曲线，即 ，所以设加速度方程式：
根据刹车过程中加速度、速度与时间的关系，（1）式中：
积分求解后：

将刹车距离 与刹车时间 代入制动距离方程式,求解系数 ，
再把 及 代入加速度方程式中，求解得出刹车有效的最大加速度 。

[0007] 驾驶员反应时间 。

[0008] 制动系统反应时间 。

[0009] 制动系统起作用时间 。

[0010] 本发明的有益效果是：刹车过程数据测量简单可靠，得出接近车辆刹车的真实数据曲线，运算快捷，可有效提高对车辆性能的评估时间。

附图说明

[0011] 图1为本发明压力随时间变化曲线图；图2为本发明流程说明图；
图3为本发明速度与加速度对应时间关系图。

具体实施方式

[0012] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。

[0013] 实施例1：如图1所示，使用气动制动装置实现稳定刹车，从踏板到达刹车作用点时开始计时，计为时间点A。使用压力传感器监控气压，压力传感器测量的信号通过模拟信号接收器传递给计算机，从而得到压力变化曲线。急踩制动踏板后，记录制动器气室或轮缸进口处管路压力随时间变化情况，绘制得出压力随时间变化曲线图。在压力随时间变化曲线图上，压力开始变化时间计为时间点B，达到稳态值时计为时间点C，驾驶员反应时间T1引用心理学统计数据，制动系统的反应时间T2为A点到B点之间的时间，制动系统起作用时间T3为B点到C点之间的时间。

[0014] 如图2所示，刹车过程的推演分析分为两大部份：方程假设与方程求解。在方程假设部份，先假设加速度方程为一次方程，然后依据刹车过程中速度与加速度对应时间关系，积分运算出制动距离方程；在方程求解部份，将刹车前的初速度与刹车各阶段时间统计数据，代入加速度方程中，得出其方程中的系数，再代入刹车制动距离，以得求解出加速度。

[0015] 如图3所示，根据统计得出驾驶员反应时间、制动系统反应时间、制动系统起作用时间和制动持续作用时间的数据，依据刹车特性绘出四个阶段的过程曲线，并对四个阶段的过程曲线进行假设与积分求解，一车辆，行驶速度为30km/h，即行驶速度，紧急刹车的制动距离为11-20.2m，而刹车时间为2.83s。假设在时间内，加速度为一次曲线，即 ，所以设 ，其中系数 是正实数，则制动距离的方程应为:





（*）
式中： --减速前的行驶速度；
-- 时间段内的速度；
-- 时间段内的速度；
当制动距离最长，也就是20.2m时，应取最为恶劣的情况，
（*）式中： --驾驶员反应时间，取1.0s；
--制动系统反应时间，取0.03s；
--制动系统起作用时间，取0.3s；
因为总制动时间为2.83s，所以 --制动持续作用时间，为1.5s。

[0016] 在此情况下，代入（*）式，得：（#1）
由（#1）式得，当制动距离为20.2m时， ，则 ，
此时，最大加速度 。

[0017] 当制动距离最短，也就是11m时，应取最为理想的情况，（*）式中： --驾驶员反应时间，取0.4s；
--制动系统反应时间，取0.015s；
--制动系统起作用时间，取0.15s；
总制动时间为2.83s，所以 --制动持续作用时间，为2.265s。

[0018] 在此情况下，代入（*）式，得：得
（#2）
由（#2）式得，当制动距离为11m时， ，则 ，
此时，最大加速度 。

[0019] 综上所述，依据以上的推算，此车辆在刹车有效的最大加速度范围为为-2.44至-4.59 ，此推算可作为整车力学受力的参考值。