1、汽車現(xiàn)在己經成為人們生活、工作中不可缺少的一種交通工具，駕駛員的非職業(yè)化、車 流密集化以及車輛高速化，致使交通環(huán)境不斷惡化，甚至導致交通事故。重大交通事故往往 與制動距離過長、緊急制動時發(fā)生側滑、跑偏等因素有關，因此，汽車的制動性能是汽車安 全行駛的重要保障，使汽車具有良好的制動性能始終是汽車設計、制造、試驗部門追求的目 標。汽車防抱死系統(tǒng)ABS就是為適應這一要求迅速發(fā)展起來的，ABS是在車輛制動過程中 防止車輪抱死造成車輪在地面上打滑的一種機電一體化控制裝置。ABS可以明顯提高制動 過程中的操作穩(wěn)定性并縮短在制動距離，大大提高了行駛安全性，是一種主動安全技術。1、1課題研究的目的及意義近年來

2、，我國的汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，轎車的普及非常迅速。在綜合行業(yè)主要企業(yè)的預測 意見，結合宏觀經濟發(fā)展趨勢的基礎上，中國汽車工業(yè)協(xié)會預測2014年全年需求量約為2385 萬輛至2429萬輛左右，而且，目前的轎車基本已經將ABS作為了標準配備。國外從70年代就開始開發(fā)ABS產品，致力于在汽車制動時避免車輪過早抱死。80年 代隨著電子技術的不斷發(fā)展，ABS得以不斷完善并得到廣泛應用。隨著世界汽車工業(yè)的迅 速發(fā)展，汽車的安全性、舒適性日益受到人們的重視。一直以來，歐美韓日等汽車強國對 ABS技術實行高度壟斷與封鎖，既不與發(fā)展中國家企業(yè)合資合作，又不進行技術轉讓，令 國內汽車生產廠家和汽車零部件生產企業(yè)在AB

3、S技術這塊舉步維艱，因而進口 ABS產品的 價格十分昂貴，對于一臺普通的國產車來講，安裝ABS無疑會大大增加整車成本，也會給 消費者增加負擔。然而，車輛的使用以及一些其它因素，都可能導致汽車防抱死系統(tǒng)ABS）失靈或 工作性能下降，給車輛的安全行駛帶來了隱患，因此隨著ABS裝置的廣泛應用，檢測ABS 性能也顯得越來越重要。對于ABS性能的檢驗，道路試驗是必不可少的環(huán)節(jié)，但國內擁有 專門用于ABS試驗的試驗場地不多，其造價高和占用土地面積巨大成為其推廣的阻力。汽 車進行路試，還要采用自診斷系統(tǒng)或儀表測量來確定故障的原因及其部位。路試檢測，需要 專門的試驗場地，容易受客觀條件限制，而且必須有人員親自

4、駕駛，需要人員較多，危險性 增加，且測試時間較長，效率低，檢測結果可信度降低，這給車輛檢測造成一定難度，也無 法滿足汽車性能現(xiàn)代檢測線的要求，受以上條件的制約，各大生產廠家，一般都采用ABS 實驗臺進行ABS性能的前期試驗。ABS性能試驗檢測臺，能夠模擬汽車在道路上運行時的 制動工況，用于ABS產品的檢測以及ABS的輔助開發(fā)、設計，能有效減少路試強度，節(jié)約 路試費用，縮短開發(fā)周期。ABS試驗臺的主要設計難點在于對道路情況的模擬，目前的試 驗臺只能模擬出幾種典型的道路狀況，用以檢測ABS的性能，因此未來的發(fā)展方向便是向 擁有完整路譜的的試驗臺發(fā)展，這樣的試驗臺更加接近原車的情況。隨著ABS的大量

5、運用，ABS也成了汽車構造與維修教學中的一個重要知識點，為加強 學生對ABS結構和工作原理的理解，在教學中有一臺實驗用ABS檢測臺是非常必要的。學 生只有對ABS有了充分的了解和認識后，才能對ABS檢測技術作更進一步作深入探究和創(chuàng) 新，推動我國ABS技術的發(fā)展。本次畢業(yè)設計主題是試驗用ABS性能檢測臺工作方案與結構設計，完成試驗用ABS性 能檢測臺的設計。該試驗臺可用于ABS產品制造的質量檢測，實現(xiàn)高效、快捷、安全檢測， 減少路試工作量與實驗成本等；該試驗臺還可應用于汽車ABS產品開發(fā)中，可縮短開發(fā)周 期、降低開發(fā)風險與開發(fā)成本，是汽車ABS的設計開發(fā)一高效、經濟、安全的輔助工具； 該試驗臺在

6、學校還可作為學生更進一步認識ABS的輔助工具，成為ABS技術日臻成熟的基 石。1. 2國內外研究現(xiàn)狀我國汽車工業(yè)起步較晚，研發(fā)能力比較落后，從60年代開始研究汽車檢測技術，主要 進行了發(fā)動機氣缸漏氣量檢測儀等檢測儀器的研究和開發(fā)。70年代，汽車性能檢測技術在 我國得到了大力發(fā)展，交通部主持研制了反力式制動試驗臺、慣性式制動試驗臺、發(fā)動機綜 合檢測儀和汽車性能綜合試驗臺等。80年代以后，隨著計算機和測試水平的不斷提高，汽 車檢測診斷技術也隨之得到快速發(fā)展，加之我國的汽車制造業(yè)和公路交通運輸業(yè)發(fā)展迅猛， 對汽車檢測診斷設備的需求也與日俱增。1980年交通部在大連建立了第一個汽車檢測站。 同時，制動

7、性能檢測技術也由最初的引進技術、引進檢測設備，發(fā)展到自主研究開發(fā)、推廣 應用階段，車輛制動性能檢測設備生產企業(yè)也由80年代的幾十家增加到目前的近千家，但 與國外先進水平相比還存在一定的差距。國內汽車制動性能測試設備分兩大類：臺式試驗臺和車載便攜式試驗裝置。臺式試驗臺 主要可以分為平板式和滾筒式兩種，如今臺試檢測設備類型多樣，雖然它能檢測出車輛的多 種性能參數(shù)，為全面、準確評價汽車的使用性能和技術狀況提供可靠依據，但需要有固定的 廠房安裝檢測設備，造價較高。另一方面機動車流動性大，而這些檢測設備大多笨重，安裝 復雜，攜帶不方便，而且獲得的數(shù)據不夠完整和準確，另外該類試驗臺的測試車速較低，無 法檢

8、測防抱死制動系統(tǒng)的性能。這方面的代表有合肥華西科技開發(fā)有限公司的KDZD系列， 肇慶華爾車輛檢測設備有限公司的FZ系列等。路試法檢測制動性能可以較真實地反映汽車 運動狀態(tài)，能綜合反映汽車其它系統(tǒng)的結構性能對汽車制動性能的影響，且不需要大型設備 與廠房、使用方便，價格便宜，應用面廣。這方面的代表作有東南大學研制的JSU. zAI非 接觸便攜式制動檢測儀，能檢測行車制動時的車速和踏板力信號，并自動繪制車速、踏板力 隨時間變化的曲線，精度可達1%;北京海晨科技有限公司研制的AM. 2600汽車道路試驗 儀，可進行汽車加速特性、滑行、制動、油耗等性能試驗1231。當前國內已有的車載式制 動性能測試系統(tǒng)

9、雖然具有價格、地域和后期維護的優(yōu)勢但是存在以下幾點不足：目前的測試儀器多屬單片機加數(shù)碼顯示方式，功能單一、不易擴充；數(shù)據采集的速度與國外相差較大，主要集中在低速和中速；硬件的抗干擾能力較弱；數(shù)據處理能力較差、相關性分析軟件少。國外對汽車制動性能的研究開始比較早，二十世紀50年代初在一些工業(yè)發(fā)達國家就形 成以故障診斷和性能調試為主的單項檢測技術和生產單項測試設備。60年代后期，國外汽 車檢測診斷技術發(fā)展很快，并大量應用電子、光學、理化與機械相結合的光機電、理化機電 一體化檢測技術。70年代起，開始用現(xiàn)代設計方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的設計方法，如計算機仿真、 優(yōu)化設計、CAD / CAM / CAE等。美國密

10、西根大學的學者們在70年代初，就將計算機模 擬技術應用在汽車動態(tài)制動過程中。隨著電子計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測診斷、數(shù) 據采集處理自動化、檢測結果直接打印等功能的汽車性能檢測儀器和設備。80年代中期， 隨著人工智能技術的發(fā)展，開始探討用于汽車診斷的專家系統(tǒng)，如美國雷迪安公司設計了一 個實驗性汽修專家系統(tǒng)。從90年代起，國外開發(fā)了很多汽車故障診斷專家系統(tǒng)，其中也涉 及到了制動性能故障診斷專家系統(tǒng)。近幾年國外在制動性能試驗和控制方面做了大量的仿真研究，文獻【1】通過建立制動 系模型來預測各種條件下的制動距離，該制動模型考慮了輪胎、制動器、懸架、環(huán)境和駕駛 員等因素，通過實車試驗驗證仿真結果。

11、文獻【2】中認為車輛的制動性能取決于駕駛員反 應、制動系統(tǒng)、輪胎質量和路面表面特性等。從制動系統(tǒng)出發(fā)，在建立盤式制動系統(tǒng)動力學 模型的前提下，在瀝青路面上對裝有ABS液壓制動系統(tǒng)的車輛進行研究，并在給定附著系 數(shù)和初始速度時，來確定制動距離。文獻【3】在干燥的瀝青路面，對使用三種不同等級輪 胎的制動減速度進行了調查，提出制動減速度、制動時間和制動距離隨制動初速度變化的關 系模型。文獻4】中用ADAMS對汽車防抱死制動系統(tǒng)性能進行建模并仿真，采用單車輪模 型，檢驗制動力和車輪滑移率的關系。文獻【5】用硬件回路對混合電動汽車的制動系統(tǒng)進 行仿真，并用HEV模擬裝置對制動系的動力學特性進行仿真。文獻

12、【6】對環(huán)境進行了量 化，不同環(huán)境賦予不同的數(shù)值，使用硬件回路仿真技術對制動系統(tǒng)進行了研究。文獻161 對基于PC技術的防抱死制動系統(tǒng)進行了建模和仿真研究。國外較出名的制動試驗臺系列有 如ROBOTERM公司的STO / RO系列，SUN公司的SBA6000，SBA2000系列反力式制動 臺，MAHA公司的IW4Lon系歹叭IW2WB系列等，多由于價格昂貴沒能得到很好的普及。【1 】Delaigue P.，Eskandarian A. Acomprehensivevehiclebrakingmodel forpredictions ofStopping distances. Journal o

13、f Automobile Engineering. 2004， 12， 1409-1417【2】Bogdevicius Marijonas，Vladimirov Oleg. Efficiency of a braking process evaluating the roughness of roadsurface. Transportas. 2006， 21： 3一7【3】Bradley E. Heinrichs，BclydD. Allin，James. J. Bowler. Vehiclespeedaffects bothpre 一 skid brakingkinematics andav

14、erage tire / roadwayfriction . Accident AnalysisandPrevention. 2004， 36(5)： 829一840【4 】 Ozdalyan B.，BlundellM. V Anti-lockbraking systemsimulation andmodeling in ADAMS. 1EE Conference Publication. 1998，140-144【5】 Yeo H.， Kim H. Hard. Ware-in一the一loopsimulation ofregenerative brakingforahybridelectri

15、c vehicle. Journal of AutomobileEngineering. 2002， 11， 855-864【6】Park Kihong, Heo Seung-Jin. A studyon the brake by-wire system using hardware in the loop simulation. International Journal of Vehicle Design 2004, 36（1）： 38 49目前國內ABS檢測臺主要采用滾筒式慣性制動試驗臺。滾筒式慣性試驗臺結構示意 如圖11所示：試驗臺由5個測速傳感器（1、2、3、4、5）, 4個支撐滾筒

16、（a、b、e、D, 4 個主動滾筒（c、d、g、h）, 4個扭矩儀（A、B、C、D）以及兩個鏈輪（E、F）和飛輪組共同組成， 另外整個試驗臺的前后滾筒組的距離，可隨著汽車軸距的不同而相應變化的。由于支撐滾筒 的轉動慣量很小，當汽車制動時，其轉速會很快與汽車輪胎的轉速一致，即可以看作測速傳 感器1、2、3、4分別測得的是汽車前左、前右、后左、后右輪的轉速，而測速傳感器5則 測得的是所模擬汽車制動過程的車身速度，于是就可以求出各個輪胎制動時的滑移率，同時 通過測速傳感器5還可以對汽車里程表進行校正。在扭矩測量方面，扭矩儀A測得的是整 車制動時的力矩，扭矩儀B測得的是右前輪、左后輪、右后輪的制動時的力矩，扭矩儀c 測得的是左后輪制動時的力矩，扭矩儀D測得的是左后輪和右后輪制動時的力矩。可見