基于制动台的防抱制动系统测试技术优化

白克非 张磊 曹凯华 祝兴宇

摘要

在防抱制动系统（ABS）的生产装配环节，由于各种原因，经常出现ABS线束和气管接反的问题。在车辆下线后，此问题通过人工目视检查不易被发现和检出。在检测线的ABS制动台上测试时，在左右轮制动阀同时工作的情况下不能被识别，导致基于制动台的ABS测试存在一定的局限性，检出能力不足，不能为生产制造和质量检验控制提供必要服务。通过基于制动台的ABS测试和ABS控制阀的检测原理，对ABS测试的程序和逻辑进行改进和完善，使台架上的ABS制动检测具备识别ABS线束或气管反接问题的能力，确保检测程序和方法能够满足生产和检验节拍，方便操作和识别，提升ABS制动检测的综合检测能力，防止问题车辆流入市场。

关键词

台架试验系统;防抱制动系统测试;评价方法

0 前言

防抱制动系统（ABS）作为现代汽车提高主动安全性的主要技术，目前已经在汽车行业中得到普遍应用。在ABS应用基础上，相关汽车厂商又进行了改进，衍生出新的汽车制动技术[1]。ABS系统的优点如下：（1）可以提高车辆制动过程中的方向稳定性，有效防止汽车发生侧滑甩尾;（2）在制动过程中，仍可操作避开障碍，提高车辆的可操作性;（3）汽车的制动距离可被有效缩短，尤其是在冰雪路面上，制动距离可缩短约 10%～20%[2]。

在目前福田戴姆勒的生产装配环节，由于操作者未按工艺要求执行，或未能正常识别，经常出现ABS线束、气管接反的问题。此问题在车辆下线后通过人工目视检查不易被发现和检出。在检测线的ABS制动台上测试时，在左右轮制动阀同时工作的情况下，ABS制动力正常，不能识别出该错误。因此，基于制动台的ABS测试存在一定的局限性，不能为生产制造和质量检验控制提供必要服务，检出能力存在不足。如有ABS线束或气管反接等类似问题的车辆流入市场，车辆在正常行驶和紧急制动时，会存在一定的安全隐患。

通过基于制动台的ABS测试和ABS控制阀的检测原理，研究人员对ABS测试的程序和逻辑进行了改进和完善，使台架上的ABS制动检测具备识别ABS线束和气管反接问题的能力，并确保检测程序和方法能够满足生产和检验节拍，方便工作人员进行识别和操作，提升ABS线束和气管反接的综合检测能力，防止问题车辆流入市场。

1 福田戴姆勒ABS测试系统

1.1 福田戴姆勒ABS测试系统的组成

福田戴姆勒ABS综合测试系统主要由工业计算机、数据采集系统、传感器、电源、接口电路等组成。结合福田戴姆勒的技术要求和实施方案，北京泰元祥科技有限公司进行了系统开发，其硬件引用德国MAHA制动台及其技术。通过采用模块设计，技术人员将检测系统分为多个功能不同的模块，为后续监测功能的增加和升级提供1个基础平台，便于系统的进一步整合。

该测试系统的输入信号主要有：（1）ABS控制单元的基本信息（系统版本号、出厂日期、电压等）;（2）前后轮轮速信号、防抱死系统主管路压力信号、各ABS制动轮缸压力信号、车速傳感器信号等;（3）配置有电子稳定控制（ESC）系统的车辆还要进一步识别和读取转角传感器、加速度传感器等信号，以便于进行ESC系统的标定和检测。

1.2 福田戴姆勒ABS测试系统硬件构造

1.2.1 制动台体

图1为检测线的ABS制动台。表1为该制动台的相关参数。

1.2.2 控制系统

图2为该检测线ABS制动台的控制系统。车载诊断（OBD）通信系统处理器采用美国AVT-841板卡（图3）。该通信系统通过DB15接口加OBD电缆与汽车相连接，通过DB9接口与车辆OBD接口连接，并支持ISO 9141与ODB电缆连接（图4）。串口最大支持115 200 B/s，大大提高了数据传输量，可以提供更快的数据采集点。该控制系统支持所有的OBD协议法规，如ISO 15765-4（CAN）、ISO 14230-4（关键字协议2000）、ISO 9141-2（亚洲、欧洲，克莱斯勒汽车）、J1850 VPW（通用汽车）、J1850 PWM（福特汽车）等，大内存缓冲区允许扫描工具接收大量的数据，并提供稳定的国际标准化组织（ISO）和关键词协议（KWP）的连接。

AVT-841与OBD针脚对应定义如表2所示。

2 福田戴姆勒ABS测试系统软件

2.1 软件开发环境及语言

由于Windows的用户界面友好，对开发者和使用者都提供了较好的图形工作环境和丰富的支持界面设计，福田戴姆勒质量管理部通过市场调研，并与设备供应商进行沟通，将检测线上的3台ABS制动检测系统软件开发平台确定为微软Windows 10操作系统。技术人员在Windows操作系统中进行ABS测试系统的开发。技术人员采用的Delphi 编程环境可以提供菜单、窗口等功能，自动测试系统可以达到如同计算机一样的参数预置、数据测试、结果显示一体化程度[3]。

2.2 制动与称重数据采集模块

通过模数转换模块，数据采集模块在计算机上利用 Delphi 编程实现，主要实现对卡车的整备质量信号、制动力信号进行采样。采集程序流程图面板如图5所示。

2.3 ABS制动台的标定

为具备称重功能与制动力测试功能，制动台在使用前需要对称重与制动力进行标定，标定形式采用多点标定方式。标定后的制动台信号采集程序状态如图6所示。

2.4 建立通讯

当检测车辆需要检测ABS状态时，系统将提示操作员连接计算机。操作员按以下步骤进行操作：（1）将计算机连接电缆连接到汽车的发动机控制单元（ECU）接口上;（2）起动发动机，给ABS供电;（3）按下机柜或手控盒的起动按钮，开始对ABS进行检测。

2.5 ABS轮速传感器测试模块

如上所述，在ABS轮速传感器总装装配后，会存在以下2个问题。

（1）在车架上传感器左右线束安装错误，虽然在线束上有标签，但在实际装配过程中会出现装反的情况。

（2）传感器在轮毂上的安装位置存在不确定性，即传感器安装时与齿圈间隙会过大或过小，导致ECU无法测得传感器的信号。

为了加强以上问题的检出能力，福田戴姆勒在制动台软件程序开发时顾及到了该部分的需求，并在ABS轮速传感器的测试模块，及测试步骤中有所体现。

首先，按系统设置的速度起动电机，进行检测。然后，在轮速检测倒计时结束后，程序会将得到的轮速传感器的数值显示在屏幕上。检测分为左轮检测和右轮检测。如果速度值都符合要求，系统会提示“合格”，反之则提示“不合格”。实际车速代表当前滚筒的转速，传感器的目标速度应接近此数值。传感器测量值是指由传感器获得的速度值，程序会读取最大值与最小值。传感器电压值是指在某特定转速下，系统获取的传感器的电压值，与传感器齿轮间距、轮轴直径和车轮转速有关，如图7所示。

对于每个轮轴，程序先检测左轮，再检测右轮。通过这样的方式，系统可以对左右轮的轮速传感器分别进行识别和检查，如果轮速传感器出现左右反装的情况，那么在测试左轮时，将接收不到左轮轮速传感器的信号。同理，在测试右轮时也一样，系统会识别出异常，并在检测日志中进行报错，同时判定ABS制动检测不合格，提示引线司机需要对车辆进行检修和复检。

2.6 ABS阀测试模块

如上所述，在生产装配环节，气路或线束控制线路也存在左右装反的情况。此种情况一旦发生，车辆流入市场，可能会对行车制动产生巨大的影响，对客户及路上行驶车辆造成重大危害。因此，为了增强检出能力，切实为顾客把好质量关，在制动台程序开发阶段，技术人员也就此问题进行了充分考虑，使之成为ABS阀测试的1个重要的系统目标。ABS阀具体测试方法如图8所示。

（1）检测程序通过控制制动阀的打开与关闭，检测控制阀增压与恢复时的制动力，以此判断制动阀是否符合标准。

（2）操作员按屏幕上方的提示来操作，踩下制动踏板，将制动力踩至绿色区域内，并保持2～3 s。在稳定2～3 s后，程序将对制动阀进行减压与增压操作。

（3）检测程序先控制左阀，并将制动力以红色曲线显示在曲线面板上。左制动阀执行第1次减压—保压—第2次减压—保压—第1次增压—保压—第2次增压的过程。

（4）在左阀检测完毕后，检测程序再控制右阀，并将制动力以蓝色曲线显示在曲线面板上。右制动阀执行第1次减压—保压—第2次减压—保压—第1次增压—保压—第2次增压的过程。

当左右制动阀检测完毕后，根据预先设置的评判标准，检测程序将对制动阀的情况进行评判。评判结果为“通过”和“不通过”。

3 结论

本文以实际应用出发，结合生产制造开发项目，在质量提升和质量保证的层面上给予福田戴姆勒生产和检验部门有力的支持。该系统的成功开发，为汽车ABS系统的开发和测试提供了长期发展的综合测试平台。

目前，本研究所开发的 ABS 测试系统目前已经在福田戴姆勒工厂检测线上投入使用，用以评价福田戴姆勒系列商用车所配备的汽车防抱制动系统。该测试系统取得了良好的试验效果，整体表现稳定可靠、性能良好、数据准确，完全达到了设计要求。在使用过程中，相关技术人员同时研究了ABS系统的试验方法和ABS系统的评价方法，为后期 ABS系统的检测和性能评价提供了新的思路和方法，也为福田戴姆勒整车下线检测的工作积累了经验。随着制动技术的逐渐升级，电子制动系统（EBS）、ESC等技术的应用对汽车制动性能的检测提出了新的课题。福田戴姆勒的技术人员将会跟随技术的发展，基于现有ABS制動台，逐步完善车辆制动系统检测的硬件和软件，更加深入的进行制动系统检测，不断提升车辆的安全性能。

参考文献

[1]魏胜.汽车ABS测试系统的开发与试验研究[D].长春：吉林大学， 2005.

[2]史文库，姚为民.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3]李永坡.ABS制动检测程序在WIN10操作系统下的发展前景[R].北京泰源祥科技有限公司检测技术交流汇报，2018.