计算机辅助系统（CAT）在汽车ABS部件试验台上的应用
广州机械科学研究院 郭颖 郝仁
保定职业技术学院 李苗
1概述
ABS是汽车在紧急刹车时防止车轮抱死的制动装置，它可在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速、准确而又有效的控制，使车轮尽可能地处于最佳制动状况。在汽车制动时，ABS可使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，从而使汽车具有良好的防侧滑能力和最短的制动距离，以提高车辆行驶的安全性。汽车ABS主要分为液压制动系统和气压制动系统两种类型。液压制动系统具有体积小，结构紧凑，制动力矩大且均匀，并可随意调整，制动灵敏且能量损耗小，以及可延长轮胎寿命等一系列优点，故而得到广泛的应用。目前国内很多高校和研究机构已经开展制动防抱系统的研究工作，计算机辅助系统（CAT）在汽车ABS部件试验台上的应用，使得汽车ABS部件试验台的测试准确度、可靠度大大提高。
2 ABS试验台CAT测试系统工作原理
我国目前尚未制订汽车ABS部件的性能测试方法和性能技术指标的有关标准。此试验台受《机械工业汽车零部件产品质量监督检测中心（广州）》的委托和汽车ABS部件生产厂家的委托，研究汽车ABS部件性能检测技术和测试装备具体方法。我们通过大量查阅资料，结合委托单位的具体情况，制定出了一套试验方法：汽车ABS主要分为液压和气动两种制动方式，在试验台设计上也要包括这两种试验方式，针对液压和气动两种制动系统中的核心部分电磁阀进行形式试验和出厂试验，在此基础上通过一系列测试方案来检测ABS的性能；除此之外还要能够在汽车ABS的环境条件（－40～＋150℃）和刹车工况状态，进行寿命可靠性试验。
3 计算机辅助系统（CAT）的测试系统组成
试验台的主要控制分为三个部分：
第一部分是信号采集部分。包括热继电器辅助触点、速度继电器、截止阀行程开关、电接点温度计、液位控制器、压力传感器、温度传感器、流量传感器，这一部分的设计主要考虑信号的可靠性。
第二部分是数据处理和程序控制部分。在此台汽车ABS部件试验台中，依照我们制定的试验方法，要求数据的监控速度非常快，快速测试状态达到0.003s以内，而且要求四通道同时采样。在模拟量采集装置的选择上，选用了研华的数据采集控制卡，采集速度达到30MS/s，12位A/D转换器，转换速度最高每秒达到30M。计算机采用研华的工控机，界面和控制程序采用Visual Basic高级语言来完成，这主要考虑到数据的接收频率和运算速度，一般的组态软件难以满足要求。
第三部分是执行部分。包括电机的交流接触器，比例阀，电磁阀等。其中比例阀为高频响的比例阀。
4计算机辅助系统（Computer-Assisted Testing，CAT）的工作流程
该测试系统主要由工控机、液压CAT装置、PLC控制器及数据采集板卡构成。系统流程如图1所示。
5系统软件的设计
数据采集选用研华的PCI—1 714UL的控制板卡，驱动程序由研华提供，使用Visual Basic的动态链接库特性，来完成数据的接收。对数据信号采用高速采样，减少了各参量间测量的不同时性误差；计算机连续自动测试，减少了瞬态信息丢失引起的误差和读数误差；在接收到的数据中首先要经过筛选，通过筛选函数进行坏点的过滤，为了提高测量精度，在数据处理中还采用了正态性检验、粗大误差消除、系统误差消除、随机误差消除等各种消除误差的方式。
6系统的调试和实验结果
计算机辅助系统（CAT）在实际测试中，使用Visual Basic编写的界面非常友好，可以对汽车ABS的气阀、液压阀进行各种性能项目的检测。以下是进行一次试验的调试过程和试验结果。
6.1 测试系统
测试系统主窗口如图2所示，有系统设置与标定、系统测试与控制、数据处理与输出、退出、帮助等菜单。试验前需对所有传感器进行设置与标定。
6.2 液压电磁阀组（液压调节器）的性能测试
将被测试的电磁阀接入测试回路中，进入系统测试与控制菜单，对电磁阀组进行测试。液压电磁阀组的性能测试项目有：
⑴ 密封性试验；
⑵ 常规制动性能试验；
⑶ 调节功能试验；
⑷ 循环调节试验。
循环调节试验结果如图4、5所示。
图中显示了循环调节的整个过程：减压—阶梯增压（增压、保压各10次）—阶梯减压(减压、保压各5次)—减压—增压—减压—增压—减压。表明了所检测的液压电磁阀组是合格的，测试系统可对液压电磁阀组的常规性能进行检测。
6.3气动电磁阀组的性能测试
试验结果如图6所示，图中显示了气动电磁阀组循环调节的整个过程。
6.4液压、气动电磁阀组的可靠性测试
将被试阀组安装在高低温箱内进行测试，如图7所示。进行循环调节试验，结果参见图4、5。
计算机辅助系统（CAT）可以将测试结果以数据或图形方式向显示屏、打印机输出或存入磁盘进行保存。
7结论
本计算机辅助测控系统，使用计算机为测控核心，通过使用数据采集控制卡和Visual Basic的应用，完成了高速的数据采集、计算和针对高速数据采集的误差消除技术。本计算机辅助测控系统已经应用在机械工业汽车零部件产品质量监督检测中心（广州）的汽车ABS部件试验台上，实践表明，本计算机辅助测控系统能够满足汽车ABS部件性能的测试。
