汽車ABS整車臺(tái)架檢測(cè)方法與試驗(yàn)研究.pdf

1、為了提高汽車主動(dòng)安全性能,汽車上普遍安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Anti-lock Braking System,ABS),它能夠通過控制和調(diào)整車輪制動(dòng)壓力,防止制動(dòng)過程中因車輪抱死引起的制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)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(dòng)力而減速停車,從而有效改善汽車的制動(dòng)性能,提高汽車安全性。目前,對(duì)于汽車ABS整車工作狀況的檢測(cè)和評(píng)價(jià),主要采用道路試驗(yàn)法。但是,道路試驗(yàn)場(chǎng)地占地面積大、造價(jià)高、試驗(yàn)準(zhǔn)備和試驗(yàn)過程

2、耗時(shí)長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大、試驗(yàn)易受環(huán)境影響、重復(fù)性差。因此,道路試驗(yàn)適合于某種車型的ABS配型試驗(yàn)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(cè)。
　　針對(duì)以上問題,本文提出了一種整車ABS室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)新方法,該方法通過在試驗(yàn)臺(tái)上模擬道路試驗(yàn)中的汽車運(yùn)動(dòng)慣量及不同路面附著系數(shù),實(shí)時(shí)采集制動(dòng)時(shí)車輪及車身速度,并計(jì)算與ABS性能相關(guān)的技術(shù)參數(shù),然后利用基于主成分分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的判定算法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,最終實(shí)現(xiàn)整車ABS檢測(cè)及

3、檢測(cè)結(jié)果的自動(dòng)判定。該試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方法與道路試驗(yàn)相比,具有占地面積小、成本低、檢測(cè)速度快、安全性高、重復(fù)性好、檢測(cè)過程不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)。
　　論文主要在以下幾個(gè)方面展開研究工作:
　　(1)提出了一種汽車ABS室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方法,該方法通過滾筒模擬連續(xù)移動(dòng)的路面,并利用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬車輛在道路上高速制動(dòng)時(shí)的平動(dòng)慣量,同時(shí)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(dú)立改變每個(gè)扭矩控制器加

4、載扭矩的大小實(shí)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(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)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(xué)模型,并根據(jù)車輛在道路上及試驗(yàn)臺(tái)上制動(dòng)時(shí)的慣量關(guān)系,確定試驗(yàn)臺(tái)上需要利用飛輪模擬的慣量。
　　(2)進(jìn)行了ABS試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方法計(jì)算機(jī)仿真研究。首先根據(jù)ABS整車試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)理論,建立了試驗(yàn)臺(tái)上制動(dòng)時(shí)的整車及車輪模型、制動(dòng)系統(tǒng)模型、滑移率—附著系數(shù)模型、試驗(yàn)臺(tái)制動(dòng)力模型等,然后由各子模型之間的關(guān)系建立試驗(yàn)

5、臺(tái)上制動(dòng)時(shí)的單輪車輛動(dòng)力學(xué)Matlab/Simulink仿真模型,最后進(jìn)行各種路面工況下的仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)理論的正確性和可行性。
　　(3)提出了ABS試驗(yàn)臺(tái)及測(cè)控系統(tǒng)的技術(shù)方案和整體結(jié)構(gòu)。該試驗(yàn)臺(tái)集軸重測(cè)量、常規(guī)制動(dòng)性能檢測(cè)、ABS性能檢測(cè)、速度表校驗(yàn)于一體,其中ABS性能檢測(cè)可前后軸同時(shí)測(cè)量,并且可根據(jù)車輛軸距信息自動(dòng)調(diào)整前后臺(tái)架滾筒組的中心距,同時(shí)為四個(gè)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(yàn)臺(tái)

6、測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并制定測(cè)控系統(tǒng)上位機(jī)與下位機(jī)智能模塊的通信協(xié)議,同時(shí)按照ABS自動(dòng)檢測(cè)的要求,設(shè)計(jì)合理的檢測(cè)流程,開發(fā)測(cè)控系統(tǒng)上位機(jī)應(yīng)用軟件,以完成整個(gè)系統(tǒng)的控制、提供簡(jiǎn)單清楚的人機(jī)交互界面。
　　(4)進(jìn)行了ABS臺(tái)架檢測(cè)與道路試驗(yàn)對(duì)比分析。用多個(gè)車型對(duì)本文提出的ABS試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn),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(duì)開路面以及對(duì)接路面試驗(yàn)。完成了同一制動(dòng)條件下、相同車輛的ABS道路試驗(yàn),并對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)與

7、道路試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,相同制動(dòng)工況下的臺(tái)架試驗(yàn)與道路試驗(yàn)結(jié)果符合性較好,說明本文提出的ABS試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方法能夠正確模擬道路試驗(yàn)工況,完成汽車ABS性能檢測(cè)。
　　(5)提出了基于主成分分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ABS檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)判定方法。首先利用主成分分析對(duì)檢測(cè)結(jié)果中的多個(gè)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行處理,去除數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性及冗余信息,同時(shí)降低特征向量維數(shù)。然后建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器模型,確定了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、輸入層與輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)