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车车 发表于 2017-7-11 10:30
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ECE R78.03摩托车ABS制动系统测试方法
我国摩托车产稍量大，但总体技术较为落后，随着新版欧洲摩托车法规的发布实施，欧洲2016年1月1日、日本2018年10月1日起新车型L3类摩托车，排量125 ml以上车辆将强制安装ABS制动系统。我国包含摩托车ABS制动系统测试的新法规GB 20073 - 201 x《摩托车和轻便摩托车制动性能要求及试验方法（征求意见稿）》已于2015年8月份提出。随着国内出口车辆的认证需求及新版国标制动标准的推进，摩托车 ABS制动系统的测试将成为摩托车制动性能重点考核项目之一。本文重点对ECE R78.03新版法规关于摩托车ABS制动系统刚试方法进行了简要的介绍，并对法规中部分重点条款提出了自己的理解。

    1 背景
    ABS在汽车上的应用已是非常成熟，但在国内摩托车上的应用还处在起步阶段。我国的摩托车产量目前已居世界第一但技术水平还比较落后，随着出口车辆的认证需求，新版国标的不断推进，加之摩托车ABS制动性能的测试内容相对现行国标制动为全新内容。因此，摩托车ABS制动系统制动性能的考核，将成为摩托车制动性能重点考核项目，并被国内摩托车生产企业及检测机构所关注。
    ABS是防抱死制动系统（简称ABS系统）的英文缩写，其全称是Antilock Breaking System。ABS装置最早应用在铁路机车上。当时人们发现如果铁路机车的制动强度过大，车轮就会抱死并在道轨上滑行，由于道轨和车轮的磨擦，会在车轮外圆上磨出一些小平面，小平面产生后，车轮就不能平稳地旋转。为了防止这种现象的发生，1908年J.E.Francis设计了一种装置把它安装在机车上以后，意外发现制动距离也缩短了。
    车辆制动时，当车轮上的制动力达到路面极限附着力时，该车轮就被“抱死”不转。由于车辆惯性作用，抱死的车轮就在路面上滑移。容易发生侧滑或失去转向能力。ABS防抱死制动系统能把车轮的滑移率控制在一定范围内，可充分地利用轮胎和地面之间的附着力，有效地缩短制动距离，显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性，使制动器的效能发挥到最佳状态。

    2 (EU）No 168/2013关于摩托车L3e高级制动系统的要求
    （EU） No 168/2013关于摩托车Lie高级制动系统的要求如表1所示。


3 国内外摩托车ABS制动性能试验方法介绍
    在世界范围内的摩托车制动标准体系，主要有以
    a）中国GB 20073-2006 （（摩托车和轻便摩托车制动性能要求及试验方法》；
    b）欧洲指令93/14/EEC；
    c）欧洲经济委员会ECE R78.02法规（巴西、土耳其、中国等仍非等效采用）；
    d）欧洲经济委员会ECE R78.03法规（最新法规）；
    e）国际标准ISO 8710、8709（与ECE R78.03一致）；
    f）全球技术法规GTR3（与ECE R78.03一致）；
    g）美国联邦法规集（CFR）第49篇Part571.FMVSS 122（最新法规修订与GTR3一致）；
    h）加拿大法规CMVSS122（同美国法规）；
    i）日本标准JSS 12-61；
4 欧洲经济委员会ECE R78.03法规
    欧盟议会和理事会法规（（EU） No 168/2013是新版欧盟摩托车技术法规体系的核心和基础法规。（EU） No3/2014两轮或三轮车辆，以及四轮摩托车型式批准的车辆功能性安全要求，是对（（EU） No 168/2013体系的补充（EU） No 3/2014中ANNEX III规定了对L类摩托车制动性能的要求采用ECE R78.03法规。
    我国关于摩托车ABS制动系统的测试的新法规GB 20073-201 X《摩托车和轻便摩托车制动性能要求及试验方法（征求意见稿）》已于2015年8月份提出。对比国内外现行法规来看，多与ECE R78.03测试要求，判定限值等同或近似。因此，对于摩托车ABS制动系统测试技术的研究集中在ECE R78.03法规。
    现对ECE R78.03法规关于摩托车ABS制动测试要求及关注问题进行详细介绍。
    4.1术语及解释
    4.1.1防抱死制动系统Antilock brake system （ABS）
    监控车轮的滑移程度，同时自动调节压力以控制车轮处的制动力，以限制车轮滑移程度的系统。
    4.1.2轻负载Lightly loaden
    车辆基准质量加上测试设备质量（15吨），与满载
质量相比的较小者。
    在低摩擦路面上进行ABS试验时，测试设备质量（包括保护支架）增加至30 kg。
    4.1.3制动初始温度Initial brake temperature
    实施任何制动前，制动器的最高温度。
    4.1.4附着系数
    附着系数，是附着力与车轮法向（与路面垂直的方向）压力的比值。它可以看成是轮胎和路面之间的静摩擦系数。这个系数越大，可利用的附着力就越大，汽车就越不容易打滑。附着系数的大小，主要取决于路面的种类和干燥状况，并且和轮胎的结构、胎面花纹以及行驶速度都有关系。
    4.1.5车轮锁止Wheel lock
    当车轮滑移率为1.00时发生的情况。
    4.1.6滑移率
    车辆在制动过程中，车轮在路面的运动是一个边滚动边滑动的过程。车轮未制动时，车轮可认为是纯滚动状态。当车轮抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态，滑移率是定量描述车轮的运动状态，表示车轮滑动成分的多少。
公式

式中：v0----车轮中心的速度，车速
      r----车轮的滚动半径
      ω----车轮的角速度
    举例：车轮未制动时，车轮可认为是纯滚动状态，v0=w×r。滑移率为0；当车轮抱死在路面拖滑时ω=0，滑移率为100%
    4.1.7  ABS系统处于全循环状态
    指ABS防抱死制动系统反复调节制动力，以防止直接控制车轮抱死。即ABS防抱死系统启动发挥作用。
    4.2摩托车ABS制动性能试验项目
    适用范围：安装有防抱死制动系统的L1和L3类车辆。
    整个试验包含下列多个独立的试验，在进行摩托车防抱死制动系统性能试验前，应首先完成4.2.1项目路面峰值制动力系数的确认，其余4.2.2～4.2.7试验项目，法规没有试验顺序具体要求，可以按任意顺序进行具体试验项目如表2所示。

4.2.1路面峰值制动力系数PBC （Peak Braking Coefficient）的确认
    4.2.1 ．1方法一ASTM法
    使用美国材料与试验协会（ASTM）的E1136-93 （Reapproved 2003）标准中规定的测试轮胎，以40 mph的车速，按ASTM E1337-90（Reapproved 2002）中规定的方法进行测试。
    测试车以40 mph （64 km/h）±0.5 mph （0.8 km/h）保持匀速，放下标准轮胎，渐进的增大制动力直至车轮将要抱死，产生的最大制动力。路面峰值制动系数PBC由制动力在车轮抱死之前所能达到的最大值与该瞬间车轮上的垂直载荷之比确定。
    该方法使用专用测试车，选用标准测试轮胎对路面进行附着系数的确认，确认频次通常为：1次／年。该方法通过对试验路面PBC进行测算，认为被测路面峰值制动力系数PBC为该路面的固定属性，不必再在每次试验前进行对路面的反复确认。因此，很大程度的提高了试验效率。但通过该试验方法进行试验路面PBC的确认，目前国内尚无广泛认可的检验能力。
    4.2.1.2方法二
    峰值制动力系数（PBC）为车辆的最大制动速率，计算公式如下：
                          PBC=0.566/t
式中：t----车速由40 km/h降到20 km/h时所测定的时
            间，单位为s
    如果车速达不到50 km/h，应以车速从0.8Vmax降到（0.8Vmax----20）时所测定的时间来确定制动速率（见表3）。

表3最大制动率计算
    对于PBC的确认方法二，关于PBC的理解：
    a） PBC（峰值制动力系数）：基于滚动轮胎最大减速度测得的轮胎与道路表面的摩擦力，即车辆从制动开始到制动停车的最大制动速率。为达到该最大值。可以通过改变制动控制力进行一系列制动试验来找到所有车轮同时制动至抱死之前的临界点。最大减速度的获取是一个不断尝试的过程，由于驾驶人员的操作每次很难保持一致，并且摩托车质心位置高，制动时载荷由后向前转移很大，导致前、后轮制动力的分配等因素。因此，PBC的测取存在较大的变数，并且法规没有规定制动次数，驾驶员通过反复多次的尝试直到找到该极限制动状态。而且PBC在“4.2.3低摩擦系数路面制动试验”测试项目中参与到测试车辆合格与否的判定。所以PBC的确认是摩托车ABS测试中的一个重点也是难点。
    b）车辆因素、轮胎因素及制动工况因素。以上参数在制动全过程中随时变化，会导致不同车辆、不同时间、不同人员在同一条路面上所测得的PBC值不一致，为特定车辆在该路面上测试的特定属性（参数）。从该角度讲认为PBC为变值。因此车辆在ABS制动试验开始前都需测量车辆与路面的PBC。
4.2.2高摩擦系数路面制动试验
    高摩擦系数路面制动试验如表4所示。

ABS （Antilock Breaking System）它通过调节制动压力，自动控制车轮制动力矩的大小，使车轮制动力与路况相适应，将滑移率控制在最优范围内，最大限度的缩短制动距离，提高制动时车辆行驶的稳定性同时防止车辆产生侧滑及甩尾现象。它是车辆常规制动装置基础上的改进型技术，它既有普通机械制动系统的制动功能，又能防止车轮抱死。本文所列的ABS子试验项目4.2.2～4.2.6全部需要ABS装置处于全循环状态，即ABS制动装置在工作状态下，进行测试，即考核的是ABS装置防抱死的制动性能，而非普通机械制动系统的制动性能，因此对该部分的试验需要逐次进行对ABS的工作状态进行确认。
    在具体试验中对ABS装置的工作状态的确认是通过监控摩托车轮速变化和制动器卡钳上的压力变化，间接的反应出ABS制动装置的工作状态。
    从图1可以看到，普通的制动过程车速降低，轮速随车速一同降低，并且车速和轮速基本一致。而通过ABS制动，车辆的速度是一个恒定减速的过程，轮速是一个反复增减的过程且随着车辆速度降低而逐渐降低。（也可同时监控制动卡钳的制动压力变化及制动主缸压力，当ABS制动装置工作时，制动卡钳的制动压力处于反复增减的状态，主缸的压力基本恒定。）对比以上两幅图可以清楚的判定ABS是否处于工作状态。由于单从制动减速度或制动距离判定并不能说明反应的是ABS制动装置的制动性能，并且空载状态下前后同时制动减速度MFDD≥6.17 m/s对于普通机械制动系统也不是十分严格的要求。图一

4.2.3低摩擦系数路面制动试验
    低摩擦系数路面制动试验如表5所示。


此处的P值为4.2.1中所测得的低摩擦系数路面的路面峰值制动力系数PBC值。对于路面峰值制动力系数PBC的确认，关系到低摩擦系数路面制动试验车辆制动性能符合与否。因此，4.2.1路面峰值制动力系数的确认同样是摩托车ABS制动性能重点考察内容之一。
    4.2.4在高、低两种摩擦系数路面上的车轮抱死检查
    两种摩擦系数路面上的车轮抱死检查如表6所示。

制动控制器作用力应在0.2～0.5 s内起作用（最表6两种摩擦系数路面上的车轮抱死检查新标准修订为0.1～0.5 s）；该条款考核的是ABS制动装置系统制动效率要求。制动触发开始，反应在制动器卡钳上全段的制动力的峰值力应出现在制动触发后算起的0.2～0.5 s内（见图2）。考核的是ABS制动装置系统对制动的快速响应。

4.2.5由高至低摩擦系数路面过渡时的车轮抱死检查
    由高至低摩擦系数路面过渡时的车轮抱死检查如表7所示。

在实际试验中，通过记录低、高摩擦系数路面前后全段过程的车速，考核后轮通过对接线即整车全部上到高附路面前后1秒内的车速变化，反应出整车的减速度变化。以图3为例，车辆后轮在通过低、高附路面对接线时，车速猛然下降斜率增大，即可判定车辆的制动减速度增加。
图三
4.2.6由低至高摩擦系数路面过渡时的车轮抱死检查
    由低至高摩擦系数路面过渡时的车轮抱死检查如表8所示。

从控制的角度来讲，由于路面的情况非常复杂并且是时时变化的，车辆防抱死系统需要具备对路面情况进行快速识别并快速响应的能力。车辆在低附到高附路面的试验中，法规要求后轮通过低、高附路面对接线时，1秒内标准要求整车减速度增加。

    4.2.7防抱死制动系统电气故障的制动性能
    防抱死制动系统电气故障的制动性能如表9所示。

拧动钥匙，车辆进行白检时该指示灯会亮起，启动汽车后指示灯自动熄灭。如汽车自检时指示灯不亮，或启动汽车后指示灯常亮，均表示ABS系统存在故障。前文介绍ABS制动装置，它是车辆常规制动装置基础上的改进型技术，它既有普通机械制动系统的制动功能，又能防止车轮抱死。该项目考核的是ABS制动装置不工作的状态下，即普通机械制动系统的制动性能，当防抱死装置失效时，满载车辆的最低制动性能不能低于该类型车在满载状态下后轮单独制动时所要求的最低制动性能，两轮轻便摩托车最低减速度为2.7 m/S2，两轮摩托车最低减速度为2.9 m/S2；法规要求ABS装置失效状态下的制动测试与现行GB 20073-2006标准内容一致。

    5 结束语
    总体来说，ECE R78.03该版制动法规关于摩托车ABS路试试验具体条款要求条理更清晰，显得十分简洁，但具体要求的内容并不简单，相对国标来讲试验过程更加复杂，需要监测的过程参数明显增多。
    ECE R78.03明确了试验场地及环境条件要求、试验前车辆的磨合要求、车辆加载要求、制动器初始温度的要求等方面，对比GB 20073-2006及旧版ECER78.02版更加严谨、操作性更强确保了制动数据的准确性和复现性。
    世界范围内关干摩托车制动标准体系的不同版本实际内容多数接近或等同ECE R78.03，该法规规定的试验项目和性能指标均代表了当今摩托车制动系统测试的最新要求。

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EMC（电磁兼容性）的全称是Electro Magnetic Compatibility， 其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力” 该定义包含两个方面的意思，首先，该设备应能在一定的电磁环境下正常工作， 即该设备应具备一定的电磁抗扰度(EMS)； 其次，该设备自身产生的电磁骚扰不能对其他电子产品产生过大的影响，即电磁骚扰(EMI)。

随着电气电子技术的发展，电器产品日益普及和电子化，广播电视、邮电通讯和计算机网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化，使得电气电子产品的电磁兼容性(EMC电磁干扰EMI与电磁抗EMS)问题也受到各国政府和生产企业的日益重视。电子、电器产品的电磁兼容性（EMC）是一项非常重要的质量指标，它不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作，关系到电磁环境的保护问题。 为了规范电子产品的电磁兼容性，所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准。电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求。之所以称为基本要求，也就是说，产品即使满足了电磁兼容标准，在实际使用中也可能会发生干扰问题。大部分国家的标准都是基于国际电工委员会（IEC）所制定的标准。
欧共体政府规定，从1996年1月1起，所有电气电子产品必须通过EMC认证，加贴CE标志后才能在欧共体市场上销售。此举在世界上引起广泛影响，各国政府纷纷采取措施，对电气电子产品的EMC性能实行强制性管理。国际上比较有影响的，例如欧盟2004/108/EC指令（即EMC指令）、美国联邦法典 CFR 47/FCC Rules等都对电磁兼容认证提出了明确的要求。

定义
电磁兼容性EMC是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受电磁骚扰的能力。传感器电磁兼容性是指传感器在电磁环境中的适应性，保持其固有性能、完成规定功能的能力。它包含两个方面要求：一方面要求传感器在正常运行过程中对所在环境产生电磁干扰不能超过一定限值;另一方面要求传感器对所在环境中存在电磁干扰具有一定程度抗扰度。
电磁兼容(Electro magnetic Compatibility)简写为Emc,并非指电与磁之间的兼容，电与磁是不可分割，相互共存的一种物理现象、物理环境。国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是:指在不损害信号所含信息的条件下，信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力，以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理和预防措施。

各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。
20世纪80年代兴起的电磁兼容EMC学科以研究和解决这一问题为宗旨，主要是研究和解决干扰的产生、传播、接收、抑制机理及其相应的测量和计量技术，并在此基础上根据技术经济最合理的原则，对产生的干扰水平、抗干扰水平和抑制措施做出明确的规定，使处于同一电磁环境的设备都是兼容的，同时又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。


使产品具有良好的电磁兼容性，需要专门考虑与电磁兼容相关的设计内容。电磁兼容设计一般包含以下几个方面的内容。
地线设计
许多电磁干扰问题是由地线产生的，因为地线电位是整个电路工作的基准电位，如果地线设计不当，地线电位就不稳，就会导致电路故障。地线设计的目的是要保证地线电位尽量稳定，从而消除干扰现象。
线路板设计
无论设备产生电磁干扰发射还是受到外界干扰的影响，或者电路之间产生相互干扰，线路板都是问题的核心，因此设计好线路板对于保证设备的电磁兼容性具有重要的意义。线路板设计的目的就是减小线路板上的电路产生的电磁辐射和对外界干扰的敏感性，减小线路板上电路之间的相互影响。
滤波设计
对于任何设备而言，滤波都是解决电磁干扰的关键技术之一。因为设备中的导线是效率很高的接收和辐射天线，因此，设备产生的大部分辐射发射都是通过各种导线实现的，而外界干扰往往也是首先被导线接收到，然后串入设备的。滤波的目的就是消除导线上的这些干扰信号，防止电路中的干扰信号传到导线上，借助导线辐射，也防止导线接收到的干扰信号传入电路。
屏蔽与搭接设计
对于大部分设备而言，屏蔽都是必要的。特别是随着电路工作的频率日益提高，单纯依靠线路板设计往往不能满足电磁兼容标准的要求。机箱的屏蔽设计与传统的结构设计有许多不同之处，一般如果在结构设计时没有考虑电磁屏蔽的要求，很难将屏蔽效果加到机箱上。所以，对于现代电子产品设计，必须从开始就考虑屏蔽的问题。
检验项目
电磁发射（EMI）的检验项目有：
电磁发射（EMI）的检验项目有：
①. 传导（CE）（150kHz～30MHz）;
②. 断续干扰电压（喀呖声）（150kHz、500kHz、1.4 MHz和30MHz）;
③. 干扰功率（30MHz～300MHz）
④．谐波电流（2～40次谐波）
闪烁Flicker
电磁抗扰度（EMS）的检验项目有：
①. 静电放电抗扰度;
②. 辐射电磁场（80MHz～1000 MHz）抗扰度;
③. 电快速瞬变/脉冲群抗扰度;
④. 浪涌（雷击）抗扰度;
⑤. 注入电流（150kHz～230MHz）抗扰度;
⑥. 电压暂降和短时中断抗扰度

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