白克非 張磊 曹凱華 祝興宇

摘要

在防抱制動(dòng)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(dòng)臺(tái)上測試時(shí)，在左右輪制動(dòng)閥同時(shí)工作的情況下不能被識(shí)別，導(dǎo)致基于制動(dòng)臺(tái)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(yàn)控制提供必要服務(wù)。通過基于制動(dòng)臺(tái)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(jìn)行改進(jìn)和完善，使臺(tái)架上的ABS制動(dòng)檢測具備識(shí)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(yàn)節(jié)拍，方便操作和識(shí)別，提升ABS制動(dòng)檢測的綜合檢測能力，防止問題車輛流入市場。

關(guān)鍵詞

臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng);防抱制動(dòng)系統(tǒng)測試;評價(jià)方法

0 前言

防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）作為現(xiàn)代汽車提高主動(dòng)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(jìn)行了改進(jìn)，衍生出新的汽車制動(dòng)技術(shù)[1]。ABS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）可以提高車輛制動(dòng)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(dòng)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(dòng)距離可被有效縮短，尤其是在冰雪路面上，制動(dòng)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(shí)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(dòng)臺(tái)上測試時(shí)，在左右輪制動(dòng)閥同時(shí)工作的情況下，ABS制動(dòng)力正常，不能識(shí)別出該錯(cuò)誤。因此，基于制動(dòng)臺(tái)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(yàn)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(dòng)時(shí)，會(huì)存在一定的安全隱患。

通過基于制動(dòng)臺(tái)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(jìn)行了改進(jìn)和完善，使臺(tái)架上的ABS制動(dòng)檢測具備識(shí)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(yàn)節(jié)拍，方便工作人員進(jìn)行識(shí)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(jì)算機(jī)、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(shí)施方案，北京泰元祥科技有限公司進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)，其硬件引用德國MAHA制動(dòng)臺(tái)及其技術(shù)。通過采用模塊設(shè)計(jì)，技術(shù)人員將檢測系統(tǒng)分為多個(gè)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(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，便于系統(tǒng)的進(jìn)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(dòng)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(jìn)一步識(shí)別和讀取轉(zhuǎn)角傳感器、加速度傳感器等信號，以便于進(jìn)行ESC系統(tǒng)的標(biāo)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(dòng)臺(tái)體

圖1為檢測線的ABS制動(dòng)臺(tái)。表1為該制動(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)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(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)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(jì)，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(jìn)行溝通，將檢測線上的3臺(tái)ABS制動(dòng)檢測系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)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(jìn)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(dòng)測試系統(tǒng)可以達(dá)到如同計(jì)算機(jī)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(dòng)與稱重?cái)?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(jì)算機(jī)上利用 Delphi 編程實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)對卡車的整備質(zhì)量信號、制動(dòng)力信號進(jìn)行采樣。采集程序流程圖面板如圖5所示。

2.3 ABS制動(dòng)臺(tái)的標(biāo)定

為具備稱重功能與制動(dòng)力測試功能，制動(dòng)臺(tái)在使用前需要對稱重與制動(dòng)力進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定形式采用多點(diǎn)標(biāo)定方式。標(biāo)定后的制動(dòng)臺(tái)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(shí)，系統(tǒng)將提示操作員連接計(jì)算機(jī)。操作員按以下步驟進(jìn)行操作：（1）將計(jì)算機(jī)連接電纜連接到汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）接口上;（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，給ABS供電;（3）按下機(jī)柜或手控盒的起動(dòng)按鈕，開始對ABS進(jìn)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(huì)存在以下2個(gè)問題。

（1）在車架上傳感器左右線束安裝錯(cuò)誤，雖然在線束上有標(biāo)簽，但在實(shí)際裝配過程中會(huì)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(shí)與齒圈間隙會(huì)過大或過小，導(dǎo)致ECU無法測得傳感器的信號。

為了加強(qiáng)以上問題的檢出能力，福田戴姆勒在制動(dòng)臺(tái)軟件程序開發(fā)時(shí)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(dòng)電機(jī)，進(jìn)行檢測。然后，在輪速檢測倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，程序會(huì)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(huì)提示“合格”，反之則提示“不合格”。實(shí)際車速代表當(dāng)前滾筒的轉(zhuǎn)速，傳感器的目標(biāo)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(huì)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(gè)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(jìn)行識(shí)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(shí)，將接收不到左輪輪速傳感器的信號。同理，在測試右輪時(shí)也一樣，系統(tǒng)會(huì)識(shí)別出異常，并在檢測日志中進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，同時(shí)判定ABS制動(dòng)檢測不合格，提示引線司機(jī)需要對車輛進(jìn)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(huì)對行車制動(dòng)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(qiáng)檢出能力，切實(shí)為顧客把好質(zhì)量關(guān)，在制動(dòng)臺(tái)程序開發(fā)階段，技術(shù)人員也就此問題進(jìn)行了充分考慮，使之成為ABS閥測試的1個(gè)重要的系統(tǒng)目標(biāo)。ABS閥具體測試方法如圖8所示。

（1）檢測程序通過控制制動(dòng)閥的打開與關(guān)閉，檢測控制閥增壓與恢復(fù)時(shí)的制動(dòng)力，以此判斷制動(dòng)閥是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）操作員按屏幕上方的提示來操作，踩下制動(dòng)踏板，將制動(dòng)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?dòng)閥進(jìn)行減壓與增壓操作。

（3）檢測程序先控制左閥，并將制動(dòng)力以紅色曲線顯示在曲線面板上。左制動(dòng)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(dòng)力以藍(lán)色曲線顯示在曲線面板上。右制動(dòng)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(dòng)閥檢測完畢后，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的評判標(biāo)準(zhǔn)，檢測程序?qū)χ苿?dòng)閥的情況進(jìn)行評判。評判結(jié)果為“通過”和“不通過”。

3 結(jié)論

本文以實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)制造開發(fā)項(xiàng)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(yàn)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(tái)。

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(jià)福田戴姆勒系列商用車所配備的汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)取得了良好的試驗(yàn)效果，整體表現(xiàn)穩(wěn)定可靠、性能良好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在使用過程中，相關(guān)技術(shù)人員同時(shí)研究了ABS系統(tǒng)的試驗(yàn)方法和ABS系統(tǒng)的評價(jià)方法，為后期 ABS系統(tǒng)的檢測和性能評價(jià)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(yàn)。隨著制動(dòng)技術(shù)的逐漸升級，電子制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）、ESC等技術(shù)的應(yīng)用對汽車制動(dòng)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(huì)跟隨技術(shù)的發(fā)展，基于現(xiàn)有ABS制動(dòng)臺(tái)，逐步完善車輛制動(dòng)系統(tǒng)檢測的硬件和軟件，更加深入的進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)檢測，不斷提升車輛的安全性能。

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