汽車ABS整車臺架檢測方法與試驗研究.pdf

1、為了提高汽車主動安全性能,汽車上普遍安裝防抱死制動系統(tǒng)(Anti-lock Braking System,ABS),它能夠通過控制和調(diào)整車輪制動壓力,防止制動過程中因車輪抱死引起的制動跑偏、后軸側滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等情況的出現(xiàn),使車輛能夠最大限度地利用地面制動力而減速停車,從而有效改善汽車的制動性能,提高汽車安全性。目前,對于汽車ABS整車工作狀況的檢測和評價,主要采用道路試驗法。但是,道路試驗場地占地面積大、造價高、試驗準備和試驗過程

2、耗時長、危險性大、試驗易受環(huán)境影響、重復性差。因此,道路試驗適合于某種車型的ABS配型試驗或部分汽車ABS的抽檢,不適合大量汽車及在用汽車的定期檢測。
　　針對以上問題,本文提出了一種整車ABS室內(nèi)試驗臺檢測新方法,該方法通過在試驗臺上模擬道路試驗中的汽車運動慣量及不同路面附著系數(shù),實時采集制動時車輪及車身速度,并計算與ABS性能相關的技術參數(shù),然后利用基于主成分分析及神經(jīng)網(wǎng)絡的判定算法對檢測數(shù)據(jù)進行分析,最終實現(xiàn)整車ABS檢測及

3、檢測結果的自動判定。該試驗臺檢測方法與道路試驗相比,具有占地面積小、成本低、檢測速度快、安全性高、重復性好、檢測過程不受環(huán)境影響等優(yōu)點。
　　論文主要在以下幾個方面展開研究工作:
　　(1)提出了一種汽車ABS室內(nèi)試驗臺檢測方法,該方法通過滾筒模擬連續(xù)移動的路面,并利用飛輪的轉(zhuǎn)動慣量模擬車輛在道路上高速制動時的平動慣量,同時采用扭矩控制器在滾筒上加載與車輛“行駛”方向相反的力矩來模擬車輛行駛阻力,通過獨立改變每個扭矩控制器加

4、載扭矩的大小實現(xiàn)不同路面附著系數(shù)的模擬。論文在研究扭矩控制器的結構及工作原理的基礎上,建立了基于扭矩控制器的多路面附著系數(shù)模擬的數(shù)學模型,并根據(jù)車輛在道路上及試驗臺上制動時的慣量關系,確定試驗臺上需要利用飛輪模擬的慣量。
　　(2)進行了ABS試驗臺檢測方法計算機仿真研究。首先根據(jù)ABS整車試驗臺檢測理論,建立了試驗臺上制動時的整車及車輪模型、制動系統(tǒng)模型、滑移率—附著系數(shù)模型、試驗臺制動力模型等,然后由各子模型之間的關系建立試驗

5、臺上制動時的單輪車輛動力學Matlab/Simulink仿真模型,最后進行各種路面工況下的仿真實驗,驗證了試驗臺檢測理論的正確性和可行性。
　　(3)提出了ABS試驗臺及測控系統(tǒng)的技術方案和整體結構。該試驗臺集軸重測量、常規(guī)制動性能檢測、ABS性能檢測、速度表校驗于一體,其中ABS性能檢測可前后軸同時測量,并且可根據(jù)車輛軸距信息自動調(diào)整前后臺架滾筒組的中心距,同時為四個車輪提供不同的路面附著系數(shù)。提出了基于CAN總線的ABS試驗臺

6、測控系統(tǒng)結構,并制定測控系統(tǒng)上位機與下位機智能模塊的通信協(xié)議,同時按照ABS自動檢測的要求,設計合理的檢測流程,開發(fā)測控系統(tǒng)上位機應用軟件,以完成整個系統(tǒng)的控制、提供簡單清楚的人機交互界面。
　　(4)進行了ABS臺架檢測與道路試驗對比分析。用多個車型對本文提出的ABS試驗臺檢測方法進行實車試驗,主要包括單一高附著系數(shù)路面、單一低附著系數(shù)路面、對開路面以及對接路面試驗。完成了同一制動條件下、相同車輛的ABS道路試驗,并對臺架試驗與

7、道路試驗結果進行對比分析,結果表明,相同制動工況下的臺架試驗與道路試驗結果符合性較好,說明本文提出的ABS試驗臺檢測方法能夠正確模擬道路試驗工況,完成汽車ABS性能檢測。
　　(5)提出了基于主成分分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡的ABS檢測結果自動判定方法。首先利用主成分分析對檢測結果中的多個技術參數(shù)進行處理,去除數(shù)據(jù)之間的相關性及冗余信息,同時降低特征向量維數(shù)。然后建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的分類器模型,確定了網(wǎng)絡結構、輸入層與輸出層神經(jīng)元個數(shù)