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研究生：	郭書衡 Guo, Shu-Heng
論文名稱：	防鎖死煞車模組性能檢測與開發之多功能測試載台設計與實現 Design and Realization of a Versatile Test Platform for Development and Characterization of Antilock Braking System Modules
指導教授：	陳國聲 Chen, Kuo-Shen
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2019
畢業學年度：	107
語文別：	中文
論文頁數：	252
中文關鍵詞：	防鎖死煞車系統、液壓調節單元、測試載台設計、性能測試
外文關鍵詞：	Anti-lock brake systems, Performance test, Hydraulic controls
相關次數：	點閱：95 下載：12
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防鎖死煞車系統(Antilock braking system,ABS)能防止車輪鎖死打滑，大幅提高車輛的操控性及安全性。歐美各國法規已經其列為標配，我國近期也推行鼓勵機車加裝防鎖死煞車系統的政策，希望能降低機車的死傷率。而目前國內尚無能力自主開發防鎖死煞車系統，因此參考工業發展流程，開發產品必須先選定參考產品，並且或取其性能方有比較與跟進的目標，而有效測試防鎖死煞車系統整體性能的方法除了較為精確但成本較高程序較複雜的實車路試，建立測試載台量測產品性能是更為有效的作法，測試載台不只能用於產品的出場檢測，亦可用於市售產品的性能量測，並與自身產品交互比對減少開發時間。本文所建的測試載台，可分為兩部分，ABS模組性能測試載台，與飛輪煞車測試載台。ABS模組性能測試載台的原型是工業上硬體檢測測試台，本文的測試台較於原型機台更為穩定且量測性能更為廣泛，除了在感測器量測功能上的提升，還包括軟硬體的性能量測。飛輪煞車測試載台則是藉由飛輪扮演機車動能並已飛輪表面作為路面與車輪接觸，取代移動中的機車，載台提出全新設計將車輛動態裡煞車時的負載轉移效應也一併設計，最終雙載台整合並配合完善的感測器系統將Bosch ABS 9此商用ABS進行完整的性能分析。本文中的多功能測試載台，可以作為製造端產品檢驗的機台亦可用作測試商用ABS分析性能的測試機台，藉由測試商用ABS並建立其模型來協助自行開發ABS，並於載台上進行軟硬體測試比較，將可於實車測試前發展出一套與最終產品足夠接近的ABS雛形，藉由載台自身的實驗分析與Bosch ABS 9於載台上的測試，驗證了載台可身兼輪胎測試機與加入車輛動態模型成為軟硬體整合測試台的可行性，幫助ABS於軟硬體的開發。

A novel testing system is designed and realized for fulfilling the performance and durability tests of commercial ABS modules. Instead of using a real rotating component to generate slipping condition for triggering an ABS, this system relies on electrical signals to create virtual slip to mimic the situation of ABS actions for triggering the action. The system mainly concerns the dynamic responses, such as bandwidth and pressure holding capabilities of the hydraulic control unit of ABS after receiving the command. Meanwhile, additional monitoring sensors such as accelerometers and thermocouples are also integrated for diagnosing ABS behaviors from a root-cause manner. Finally, essential benchmark tests using Bosch 9 modules are performed for demonstrating the performance of this testing system. Furthermore, in addition to the original purpose, this system is currently integrated with a rotor for performing braking tests to serve as a bridge between factory benchmark testing and the subsequent road tests. This testing system also provides space for evaluating controller design with the commercialized module in real service and would be the major future work.

 摘要	I
 EXTENDED ABSTRACT	II
 致謝	XXI
 目錄	XXIII
 表目錄	XXIX
 圖目錄	XXX
 符號表	XL
 第一章　緒論	1
1	前言	1
2	文獻及設計回顧	5
3	研究動機與目的	7
4	研究方法	8
5	本文架構	9
 第二章　研究背景介紹	11
1	本章介紹	11
2	防鎖死煞車系統	12
2.1	防鎖死煞車基本原理	12
2.2	防鎖死煞車系統原件組成	13
2.3	ABS各原件特點說明	16
3	防鎖死煞車系統建模	19
3.1	ABS 煞車系統	19
3.2	輪胎與路面	20
3.3	車輛動態	21
4	防鎖死煞車測試載台	23
4.1	動態測試載台	24
4.2	HCU綜合試驗台	26
4.3	ABS性能與耐久測試平台	26
5	防鎖死煞車路試	28
6	防鎖死煞車系統相關標準	30
7	本章結論	31
 第三章　ABS模組測試載台設計與實現	33
1	本章介紹	33
2	ABS模組性能測試台整體設計	35
2.1	性能與耐久測試載台	36
2.2	模組測試台設計理念	37
2.3	油路次系統	37
2.4	電路驅動次系統	38
2.5	感測器次系統	40
3	ABS模組性能測試台實現	42
3.1	油路次系統	42
3.2	電路驅動次系統	43
3.3	感測器次系統	45
4	ABS模組測試台性能測試	47
4.1	感測器信號測	47
4.2	管路系統強度測試	48
4.3	載台管路剛性	50
5	載台性能測試結果討論	52
5.1	感測器信號	52
5.2	管路系統強度測試結果討論	53
5.3	載台油路剛性測試結果討論	53
6	本章結論	56
 第四章 動態煞車性能測試載台設計	57
1	本章介紹	57
2	機車煞車動態分析	59
3	載台概念設計與分析	62
3.1	動態測試載台設計目標	62
3.2	動態測試載台關鍵組成元素	62
3.3	動能來源	63
3.4	接觸型式	63
3.5	結構配置	64
3.6	飛輪壓迫型動態測試台	65
4	載台特性分析	66
4.1	特性曲現運算	66
4.2	載台架設構型	72
5	載台實體設計	74
5.1	整體結構設計	74
5.2	飛輪規格設計	76
5.3	驅動機構設計	78
5.4	感測器布置設計	81
6	載台縮小模型測試	85
7	本章結論	87
 第五章　飛輪型煞車性能測試載台實現	89
1	本章介紹	89
2	飛輪載台未知參數整理	90
3	車輪慣量量測	91
3.1	車輪轉動慣量量測實驗設計	91
3.2	慣量量測實驗結果	92
3.3	慣量量測實驗結果討論	94
4	煞車力量測修正	95
4.1	卡鉗受力分析	95
4.2	卡鉗受力分析討論	97
5	載台的架設與調校	98
6	飛輪運行測試	100
6.1	載台完成測試	100
6.2	飛輪載台特性測試流程與目的	101
6.3	飛輪載台特性測試結果	102
6.4	輪胎靜負荷半徑(SLR)計算	103
6.5	飛輪系統運轉阻力計算	103
7	本章討論	105
8	本章結論	106
 第六章 測試載台整合與測試	107
1	本章介紹	107
2	雙測試台整合	109
2.1	測試台油路整合	109
2.2	控制電路整合	109
2.3	感測器信號整合	110
3	乾溼路面煞車測試	116
3.1	測試目的與方法	116
3.2	飛輪乾燥路面前輪鎖死煞車結果	116
3.3	飛輪濕滑路面前輪鎖死煞車結果	118
4	液壓與煞車力測試	121
4.1	測試目的與方法	121
4.2	測試結果	122
5	測試結果與討論	125
5.1	乾濕路面煞車測試結果討論	125
5.2	液壓與煞車力關係結果討論	127
6	本章結論	129
 第七章 ABS測試	131
1	本章介紹	131
2	HCU測試	133
2.1	HCU測試動機與目的	133
2.2	Bosch 5.3 HCU 性能測試	135
2.3	Bosch 9 HCU測試	137
2.4	Bosch 9 HCU電磁閥電壓分析	145
3	HCU測試結果討論	146
3.1	Bosch 5.3 HCU測試結果討論	146
3.2	Bosch 9 HCU測試結果討論	150
4	EHCU測試	154
4.1	虛擬信號產生	154
4.2	EHCU測試結果	156
5	EHCU測試結果討論	159
6	ABS飛輪煞車測試	160
6.1	ABS測試方法與數據解讀	160
6.2	Bosch 9 ABS 乾飛輪表面煞車	165
6.3	Bosch 9 ABS 濕滑煞車	167
7	ABS飛輪煞車結果討論	169
8	ABS整體測試結果討論	170
9	本章結論	172
 第八章 ABS模型建立	173
1	本章介紹	173
2	次系統建模	175
3	模型參數蒐集	178
4	模擬測試	186
5	測試結果討論	190
6	本章結論	191
 第九章　研究結果與討論	193
1	全文歸納	193
2	討論	197
2.1	ABS開發與多功能測試載台關聯分析	197
2.2	ABS模組性能測試載台	198
2.3	飛輪測試載台設計與實現	200
2.4	測試載台功能測試	200
2.5	ABS於載台測試	201
3	未來展望與未來工作	203
 第十章　結論與未來展望	205
1	本文總結	205
2	本文結論	207
3	本文貢獻	208
4	未來工作	209
 參考文獻	211
 附錄	217
                                    

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校內：2022-07-25公開
校外：2022-07-25公開

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