基于制動臺的防抱制動系統(tǒng)測試技術(shù)優(yōu)化

白克非 張磊 曹凱華 祝興宇

摘要

在防抱制動系統(tǒng)（ABS）的生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)，由于各種原因，經(jīng)常出現(xiàn)ABS線束和氣管接反的問題。在車輛下線后，此問題通過人工目視檢查不易被發(fā)現(xiàn)和檢出。在檢測線的ABS制動臺上測試時，在左右輪制動閥同時工作的情況下不能被識別，導(dǎo)致基于制動臺的ABS測試存在一定的局限性，檢出能力不足，不能為生產(chǎn)制造和質(zhì)量檢驗控制提供必要服務(wù)。通過基于制動臺的ABS測試和ABS控制閥的檢測原理，對ABS測試的程序和邏輯進行改進和完善，使臺架上的ABS制動檢測具備識別ABS線束或氣管反接問題的能力，確保檢測程序和方法能夠滿足生產(chǎn)和檢驗節(jié)拍，方便操作和識別，提升ABS制動檢測的綜合檢測能力，防止問題車輛流入市場。

關(guān)鍵詞

臺架試驗系統(tǒng);防抱制動系統(tǒng)測試;評價方法

0 前言

防抱制動系統(tǒng)（ABS）作為現(xiàn)代汽車提高主動安全性的主要技術(shù)，目前已經(jīng)在汽車行業(yè)中得到普遍應(yīng)用。在ABS應(yīng)用基礎(chǔ)上，相關(guān)汽車廠商又進行了改進，衍生出新的汽車制動技術(shù)[1]。ABS系統(tǒng)的優(yōu)點如下：（1）可以提高車輛制動過程中的方向穩(wěn)定性，有效防止汽車發(fā)生側(cè)滑甩尾;（2）在制動過程中，仍可操作避開障礙，提高車輛的可操作性;（3）汽車的制動距離可被有效縮短，尤其是在冰雪路面上，制動距離可縮短約 10%～20%[2]。

在目前福田戴姆勒的生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)，由于操作者未按工藝要求執(zhí)行，或未能正常識別，經(jīng)常出現(xiàn)ABS線束、氣管接反的問題。此問題在車輛下線后通過人工目視檢查不易被發(fā)現(xiàn)和檢出。在檢測線的ABS制動臺上測試時，在左右輪制動閥同時工作的情況下，ABS制動力正常，不能識別出該錯誤。因此，基于制動臺的ABS測試存在一定的局限性，不能為生產(chǎn)制造和質(zhì)量檢驗控制提供必要服務(wù)，檢出能力存在不足。如有ABS線束或氣管反接等類似問題的車輛流入市場，車輛在正常行駛和緊急制動時，會存在一定的安全隱患。

通過基于制動臺的ABS測試和ABS控制閥的檢測原理，研究人員對ABS測試的程序和邏輯進行了改進和完善，使臺架上的ABS制動檢測具備識別ABS線束和氣管反接問題的能力，并確保檢測程序和方法能夠滿足生產(chǎn)和檢驗節(jié)拍，方便工作人員進行識別和操作，提升ABS線束和氣管反接的綜合檢測能力，防止問題車輛流入市場。

1 福田戴姆勒ABS測試系統(tǒng)

1.1 福田戴姆勒ABS測試系統(tǒng)的組成

福田戴姆勒ABS綜合測試系統(tǒng)主要由工業(yè)計算機、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器、電源、接口電路等組成。結(jié)合福田戴姆勒的技術(shù)要求和實施方案，北京泰元祥科技有限公司進行了系統(tǒng)開發(fā)，其硬件引用德國MAHA制動臺及其技術(shù)。通過采用模塊設(shè)計，技術(shù)人員將檢測系統(tǒng)分為多個功能不同的模塊，為后續(xù)監(jiān)測功能的增加和升級提供1個基礎(chǔ)平臺，便于系統(tǒng)的進一步整合。

該測試系統(tǒng)的輸入信號主要有：（1）ABS控制單元的基本信息（系統(tǒng)版本號、出廠日期、電壓等）;（2）前后輪輪速信號、防抱死系統(tǒng)主管路壓力信號、各ABS制動輪缸壓力信號、車速傳感器信號等;（3）配置有電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)的車輛還要進一步識別和讀取轉(zhuǎn)角傳感器、加速度傳感器等信號，以便于進行ESC系統(tǒng)的標定和檢測。

1.2 福田戴姆勒ABS測試系統(tǒng)硬件構(gòu)造

1.2.1 制動臺體

圖1為檢測線的ABS制動臺。表1為該制動臺的相關(guān)參數(shù)。

1.2.2 控制系統(tǒng)

圖2為該檢測線ABS制動臺的控制系統(tǒng)。車載診斷（OBD）通信系統(tǒng)處理器采用美國AVT-841板卡（圖3）。該通信系統(tǒng)通過DB15接口加OBD電纜與汽車相連接，通過DB9接口與車輛OBD接口連接，并支持ISO 9141與ODB電纜連接（圖4）。串口最大支持115 200 B/s，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸量，可以提供更快的數(shù)據(jù)采集點。該控制系統(tǒng)支持所有的OBD協(xié)議法規(guī)，如ISO 15765-4（CAN）、ISO 14230-4（關(guān)鍵字協(xié)議2000）、ISO 9141-2（亞洲、歐洲，克萊斯勒汽車）、J1850 VPW（通用汽車）、J1850 PWM（福特汽車）等，大內(nèi)存緩沖區(qū)允許掃描工具接收大量的數(shù)據(jù)，并提供穩(wěn)定的國際標準化組織（ISO）和關(guān)鍵詞協(xié)議（KWP）的連接。

AVT-841與OBD針腳對應(yīng)定義如表2所示。

2 福田戴姆勒ABS測試系統(tǒng)軟件

2.1 軟件開發(fā)環(huán)境及語言

由于Windows的用戶界面友好，對開發(fā)者和使用者都提供了較好的圖形工作環(huán)境和豐富的支持界面設(shè)計，福田戴姆勒質(zhì)量管理部通過市場調(diào)研，并與設(shè)備供應(yīng)商進行溝通，將檢測線上的3臺ABS制動檢測系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺確定為微軟Windows 10操作系統(tǒng)。技術(shù)人員在Windows操作系統(tǒng)中進行ABS測試系統(tǒng)的開發(fā)。技術(shù)人員采用的Delphi 編程環(huán)境可以提供菜單、窗口等功能，自動測試系統(tǒng)可以達到如同計算機一樣的參數(shù)預(yù)置、數(shù)據(jù)測試、結(jié)果顯示一體化程度[3]。

2.2 制動與稱重數(shù)據(jù)采集模塊

通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)采集模塊在計算機上利用 Delphi 編程實現(xiàn)，主要實現(xiàn)對卡車的整備質(zhì)量信號、制動力信號進行采樣。采集程序流程圖面板如圖5所示。

2.3 ABS制動臺的標定

為具備稱重功能與制動力測試功能，制動臺在使用前需要對稱重與制動力進行標定，標定形式采用多點標定方式。標定后的制動臺信號采集程序狀態(tài)如圖6所示。

2.4 建立通訊

當(dāng)檢測車輛需要檢測ABS狀態(tài)時，系統(tǒng)將提示操作員連接計算機。操作員按以下步驟進行操作：（1）將計算機連接電纜連接到汽車的發(fā)動機控制單元（ECU）接口上;（2）起動發(fā)動機，給ABS供電;（3）按下機柜或手控盒的起動按鈕，開始對ABS進行檢測。

2.5 ABS輪速傳感器測試模塊

如上所述，在ABS輪速傳感器總裝裝配后，會存在以下2個問題。

（1）在車架上傳感器左右線束安裝錯誤，雖然在線束上有標簽，但在實際裝配過程中會出現(xiàn)裝反的情況。

（2）傳感器在輪轂上的安裝位置存在不確定性，即傳感器安裝時與齒圈間隙會過大或過小，導(dǎo)致ECU無法測得傳感器的信號。

為了加強以上問題的檢出能力，福田戴姆勒在制動臺軟件程序開發(fā)時顧及到了該部分的需求，并在ABS輪速傳感器的測試模塊，及測試步驟中有所體現(xiàn)。

首先，按系統(tǒng)設(shè)置的速度起動電機，進行檢測。然后，在輪速檢測倒計時結(jié)束后，程序會將得到的輪速傳感器的數(shù)值顯示在屏幕上。檢測分為左輪檢測和右輪檢測。如果速度值都符合要求，系統(tǒng)會提示“合格”，反之則提示“不合格”。實際車速代表當(dāng)前滾筒的轉(zhuǎn)速，傳感器的目標速度應(yīng)接近此數(shù)值。傳感器測量值是指由傳感器獲得的速度值，程序會讀取最大值與最小值。傳感器電壓值是指在某特定轉(zhuǎn)速下，系統(tǒng)獲取的傳感器的電壓值，與傳感器齒輪間距、輪軸直徑和車輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，如圖7所示。

對于每個輪軸，程序先檢測左輪，再檢測右輪。通過這樣的方式，系統(tǒng)可以對左右輪的輪速傳感器分別進行識別和檢查，如果輪速傳感器出現(xiàn)左右反裝的情況，那么在測試左輪時，將接收不到左輪輪速傳感器的信號。同理，在測試右輪時也一樣，系統(tǒng)會識別出異常，并在檢測日志中進行報錯，同時判定ABS制動檢測不合格，提示引線司機需要對車輛進行檢修和復(fù)檢。

2.6 ABS閥測試模塊

如上所述，在生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)，氣路或線束控制線路也存在左右裝反的情況。此種情況一旦發(fā)生，車輛流入市場，可能會對行車制動產(chǎn)生巨大的影響，對客戶及路上行駛車輛造成重大危害。因此，為了增強檢出能力，切實為顧客把好質(zhì)量關(guān)，在制動臺程序開發(fā)階段，技術(shù)人員也就此問題進行了充分考慮，使之成為ABS閥測試的1個重要的系統(tǒng)目標。ABS閥具體測試方法如圖8所示。

（1）檢測程序通過控制制動閥的打開與關(guān)閉，檢測控制閥增壓與恢復(fù)時的制動力，以此判斷制動閥是否符合標準。

（2）操作員按屏幕上方的提示來操作，踩下制動踏板，將制動力踩至綠色區(qū)域內(nèi)，并保持2～3 s。在穩(wěn)定2～3 s后，程序?qū)χ苿娱y進行減壓與增壓操作。

（3）檢測程序先控制左閥，并將制動力以紅色曲線顯示在曲線面板上。左制動閥執(zhí)行第1次減壓—保壓—第2次減壓—保壓—第1次增壓—保壓—第2次增壓的過程。

（4）在左閥檢測完畢后，檢測程序再控制右閥，并將制動力以藍色曲線顯示在曲線面板上。右制動閥執(zhí)行第1次減壓—保壓—第2次減壓—保壓—第1次增壓—保壓—第2次增壓的過程。

當(dāng)左右制動閥檢測完畢后，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的評判標準，檢測程序?qū)χ苿娱y的情況進行評判。評判結(jié)果為“通過”和“不通過”。

3 結(jié)論

本文以實際應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)制造開發(fā)項目，在質(zhì)量提升和質(zhì)量保證的層面上給予福田戴姆勒生產(chǎn)和檢驗部門有力的支持。該系統(tǒng)的成功開發(fā)，為汽車ABS系統(tǒng)的開發(fā)和測試提供了長期發(fā)展的綜合測試平臺。

目前，本研究所開發(fā)的 ABS 測試系統(tǒng)目前已經(jīng)在福田戴姆勒工廠檢測線上投入使用，用以評價福田戴姆勒系列商用車所配備的汽車防抱制動系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)取得了良好的試驗效果，整體表現(xiàn)穩(wěn)定可靠、性能良好、數(shù)據(jù)準確，完全達到了設(shè)計要求。在使用過程中，相關(guān)技術(shù)人員同時研究了ABS系統(tǒng)的試驗方法和ABS系統(tǒng)的評價方法，為后期 ABS系統(tǒng)的檢測和性能評價提供了新的思路和方法，也為福田戴姆勒整車下線檢測的工作積累了經(jīng)驗。隨著制動技術(shù)的逐漸升級，電子制動系統(tǒng)（EBS）、ESC等技術(shù)的應(yīng)用對汽車制動性能的檢測提出了新的課題。福田戴姆勒的技術(shù)人員將會跟隨技術(shù)的發(fā)展，基于現(xiàn)有ABS制動臺，逐步完善車輛制動系統(tǒng)檢測的硬件和軟件，更加深入的進行制動系統(tǒng)檢測，不斷提升車輛的安全性能。

參考文獻

[1]魏勝.汽車ABS測試系統(tǒng)的開發(fā)與試驗研究[D].長春：吉林大學(xué)， 2005.

[2]史文庫，姚為民.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3]李永坡.ABS制動檢測程序在WIN10操作系統(tǒng)下的發(fā)展前景[R].北京泰源祥科技有限公司檢測技術(shù)交流匯報，2018.