CN103047126A

CN103047126A - 一种新型的esp/abs泵的测试装置及方法

Info

Publication number: CN103047126A
Application number: CN2012105854004A
Authority: CN
Inventors: 陈刚; 苏干厅; 阎平; 单东升
Original assignee: Wanxiangqianchao (shanghai) Hitachi Automotive Systems Ltd; Wanxiang Group Corp
Current assignee: Wanxiangqianchao (shanghai) Hitachi Automotive Systems Ltd; Wanxiang Group Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103047126B

Abstract

本发明涉及汽车领域的测试装置，旨在提供一种新型的ESP/ABS泵的测试装置及方法，该装置包括被测试泵单元，被测试泵单元还相连着油泵进油部分、可调节出油压力部分、流量测量部分和工控机部分；可进行测试ABS油泵和ESP油泵在不同入口压力、不同电源电压、不同出口压力下的流量Q1和容积效率u。通过本发明装置进行单个油泵的单元测试，无需再像以前用总成做测试件，因此可对ABS泵和蓄能器零件的失效作提前预测，降低了失效风险，也降低了软硬件的复杂度，进而降低成本；本发明简化了测试过程，缩短测试周期，降低测试难度，并且采集的数据更加可靠，测试准确性更高。

Description

一种新型的ESP/ABS泵的测试装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车领域的测试装置，具体地说，是一种新型的ESP/ABS泵的测试装置及方法。

背景技术

ABS(Anti-locked Braking System防抱死刹车系统)是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统；ESP(ElecronicStability Program电子稳定系统)是车辆主动安全系统的一部分，是一种防侧滑的软件。汽车防抱死制动系统/汽车电子稳定程序(ESP/ABS)具有增加汽车制动稳定性，缩短制动距离，改善轮胎磨损状态等优点，极大提高了汽车制动的安全性。其中泵是该系统的关键部件，是实现车轮制动压力调节的执行结构；通过泵的动作，能够实现车轮制动压力的降低，防止车轮的抱死。在ESP/ABS系统的失效模式中，油泵失效的几率比较大，出现失效的后果严重，因此对于油泵的性能和可靠性要求更高。

在ESP/ABS的开发中油泵的设计和试验验证至关重要，对于ESP/ABS油泵的性能和试验测试要求目前还没有国际、国内标准，这无疑对于设计和制作这样的试验装置带来了难度。目前在设计试验台架中，主要参考的是液压泵的技术规范，譬如GB/T17491《液压泵、马达和整体传动装置稳定性能的测定》以及GB7936-87《液压泵、马达空载排量测定方法》等，但这些测量方法只适用于大排量的液压泵，而ESP/ABS泵具有排量小、流量输出难以精确获得、同时电机转速不稳定且不容易精确测量等缺陷存在。目前主流的ESP/ABS厂家均为国外少数几家公司主导，譬如BOSCH、Continental、TRW等，它们的设计验证均在国外进行，国内很少有文献提及它们的ESP/ABS泵的设计验证方案，同时国内自主厂家通常只对ESP/ABS总成作性能测试，对ABS泵只是进行简单的性能测试。目前相关的专利文献有：CN202330028“ABS/ESP耐久性试验装置”；专利ZL200620163902.8“汽车ABS动态模拟试验台”；专利ZL200420025738.5“汽车ABS性能测试台”等，但这些专利中的测试台都还存在以下缺点：

1.这些试验台价格昂贵、使用和维护成本高、同时也难以满足测试单个油泵单元的要求。譬如油泵的耐久性测试中，需要在不同的入口压力、不同的油泵出口压力下进行几十万次的测试、这种情况下很容易损坏试验台架。

2.被测试件需要使用ESP/ABS总成，需要在ESP/ABS总成开发完成后才能对其泵进行测试，浪费了宝贵的开发时间。

3.测试台需要的软件、硬件复杂、成本高，台架开发难度大。

4.对泵的测试数据有很多都是通过间接测试得到，受到中间过程变量，采集装置数据转换等的影响，测试结果准确性不高。

5.测试过程耗时过多，操作复杂，增加了测试的难度。

6.在测试泵的效率中的入油口压力需要在-1.0～6.0Bar的范围连续可调，而一般的ESP/ABS总成测试台架均需要从蓄能器抽制动液，但ABS油泵的入油口压力却无法满足-1.0～6.0Bar的范围连续可调。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种新型的ESP/ABS泵的测试装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一种新型的ESP/ABS泵的测试装置，包括被测试泵单元，每个单元包含2个油泵和1个驱动电机，所述被测试泵单元还相连着油泵进油部分；可调节出油压力部分；流量测量部分和工控机部分；

所述油泵进油部分：包括相连的气压调压阀、密闭储液桶、减压阀、压力传感器、手动截止阀、节流阀和液压换向阀；用于模拟ABS/ESP油泵实际的入油压力；

所述可调节出油压力部分：包括依次相连的液压调压阀、压力传感器、安全阀；用于连续地调节出油口压力；

所述流量测量部分：包括用于模拟ABS蓄能器的带有位移传感器的模拟容腔和复位机构；通过检测位移传感器的读数乘以模拟蓄能器的面积就可以得到油泵输出的实时流量；

所述工控机部分：包括计算机、显示器、数据采集卡、ABS ECUCAN通信卡；用于对试验台架上的各个电磁阀进行控制，对各个传感器进行数据采集和处理，对测试台架进行监控，以及和ECU进行通信；

作为一种优选，所述油泵进油部分的进油压力可调范围在-1.0～6.0bar(相对压力)。

作为一种优选，所述可调节出油压力部分的出油压力可调范围在0～250bar(相对压力)。

作为一种优选，所述流量测量部分的复位机构为弹簧机构；所述位移传感器为可读负数的高精度位移传感器。

本发明还公开了一种所述新型的ESP/ABS泵的测试装置进行测试的方法，目的是测试ABS油泵在不同入口压力(0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的流量Q1和容积效率u，包括以下步骤：

(a)将车间气源经气压调压阀2进入密闭储液桶，使得桶内油液达到6bar的压力；

(b)将换向阀断电，然后关闭手动阀并打开手动阀，使油液从手动阀和压力传感器进入被测试泵单元；

(c)通过减压阀来调节被测试泵单元中的2个油泵的入口压力，并通过压力传感器读取压力值大小；

(d)ABS自带的电机驱动油泵将油液泵送到手动溢流阀的入口，事先调节好手动溢流阀的溢流压力，也就是设置好油泵的出口压力；如果油泵正常工作，当油泵的出口压力超过溢流压力时，油泵将油液泵到2个带有位移传感器的模拟容腔中；2个模拟容腔完全一样，是一个形状像注射器的圆筒状，内部装配有活塞，活塞上安装有位移传感器；如果活塞面积为A，通过对位移传感器进行读数为s(t)，可以得出瞬时流量Q₁＝Ads(t)；由于油泵的理论流量可以计算得出Q₀，所以可以得出油泵的容积效率

u = \frac{Q_{1}}{Q_{0}}

本发明还公开了另一种所述新型的ESP/ABS泵的测试装置进行测试的方法，目的是测试ESP油泵在不同入口压力(-1.0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的排量和容积效率，包括以下步骤：

(a)将车间气源经气压调压阀进入密闭储液桶，使得桶内油液达到6bar的压力；

(b)将换向阀断电，然后关闭手动阀并打开手动阀，使油液从手动阀、节流阀和压力传感器进入被测试泵单元；

(c)通过节流阀用于模拟ESP泵在减压阀不动作，油泵需要从油壶吸油的情况；节流阀调节被测试泵单元中的2个油泵的入口压力在-150～-350mbar，通过压力传感器读取压力值大小；

u = \frac{Q_{1}}{Q_{0}} .

除了能测试效率之外，本发明还能测试ESP/ABS泵的其他性能，譬如泵的响应时间、泵的耐久性等。

本发明实现了ESP/ABS泵性能的直接、准确、快速测试，相比现有技术，本发明带来的有益效果有：

(1)采用本技术方案后，无需用总成做测试件，对ABS泵和蓄能器零件件的失效能提前预测，降低失效风险。

(2)简化了测试过程，缩短测试周期，降低测试难度。

(3)降低了软硬件的复杂度，降低了成本。

(4)采集的数据更加可靠，测试准确性更高。

附图说明

图1为本发明ESP/ABS泵的测试装置的三维布置图；

图2为图1中的测试逻辑框图；

图3为图1中的测试原理图；

图4为图1中的电气控制原理图。

图中：1密闭储液桶(油箱)；2气体调压阀；3气压压力表；4回油过滤器；5单向阀；6吸油过滤器；7减压阀；8、9手动阀；10节流阀；11、12压力传感器；13换向阀；14电机电流传感器；15被测试泵单元(每一个总成包含2个油泵单元和1个驱动电机)；16模拟钢瓶；17、18压力传感器；19模拟钢瓶；20手动阀；21压力表；22、23手动溢流阀；24、25带有位移传感器的模拟容腔；26手动开关阀；27电动开关阀；28手动放油阀。

具体实施方式：

下面结合附图1、2、3、4与实施例对本发明进行详细的描述

本发明的ESP/ABS泵的测试装置，包括被测试泵单元15，每个单元包含2个油泵和1个驱动电机，被测试泵单元15还相连着油泵进油部分；可调节出油压力部分；流量测量部分和工控机部分。

进油压力可以调节(相对压力-1.0～6.0bar)的ABS/ESP油泵进油部分，它用于模拟ABS/ESP油泵实际的入油压力。在制动过程中ABS油泵工作、参与制动液压力调节的时候，油泵需要将制动液从ABS蓄能器中抽空，此时油泵入口的压力为2～4Bar，所以在油泵入油口回路上选择了一个减压阀7，用于将6Bar的从密闭储液桶1出来的液压力调节至理想的范围之中；在制动过程中ESP发挥作用的时候，油泵需要从主缸油壶吸制动液，由于油液的流动阻尼作用，此时阻尼系数随着每一种汽车的管路的复杂程度的不同而不同，油液到ABS/ESP油泵入油口的时候的压力相对大气压力在-0.1bar～-0.25bar之间，所以在油泵入油口选择了一个节流阀10，用于调节油泵入油口的液压力为负。

出油压力(可调范围0～250bar)可以调节的部分，在制动过程中ABS油泵工作、参与制动液压力调节的时候，油泵需要将制动液从ABS蓄能器中抽出到主缸出油口的回路上，此时油泵出油口的压力一般小于250bar；在本发明装置中选择了一个液压调压阀，用于连续的调节出油口压力。

流量测量部分包括用于模拟ABS蓄能器的由储液器、高精度位移传感器和复位机构组成的一种带有位移传感器的模拟容腔24和25，2个模拟容腔完全一样，是一个形状像注射器的圆筒状，内部装配有活塞，活塞上安装有位移传感器；通过检测位移传感器的读数乘以模拟蓄能器的面积就可以得到油泵输出的实时流量。

工控机部分计算机、显示器、数据采集卡、ABS ECU CAN通信卡；用于对试验台架上的各个电磁阀进行控制，控制ABS/ESP HCU油泵的驱动电机的启动、停止和按照设定的转速运转；用于和ECU进行通讯，对各个传感器进行数据采集和处理，对测试台架进行监控。

通常ESP/ABS油泵测试项目有油泵的效率、流量、响应时间等，下面简要地说明本发明装置如何进行ESP/ABS油泵的性能测试：

(一)ABS油泵在不同入口压力(0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的流量Q1和容积效率u的测试。

测试的目的：

验证油泵能否满足ABS系统的最低排量要求，能否及时的将蓄能器中的油液抽走。

测试方法：

(a)将车间气源经气压调压阀2进入密闭储液桶1，使得桶内油液达到6bar的压力；

(b)将换向阀13断电，然后关闭手动阀8并打开手动阀9，使油液从手动阀9和压力传感器12进入被测试泵单元15；

(e)通过减压阀7来调节被测试泵单元15中的2个油泵的入口压力，并通过压力传感器12读取压力值大小；

(f)ABS自带的电机驱动油泵将油液泵送到手动溢流阀22和23的入口，事先调节好手动溢流阀的溢流压力，也就是设置好油泵的出口压力；如果油泵正常工作，当油泵的出口压力超过溢流压力时，油泵将油液泵到带有位移传感器的模拟容腔24和25中；24和25都是一个形状像注射器的圆筒状，内部装配有活塞，活塞上安装有位移传感器；如果活塞面积为A，通过对位移传感器进行读数为s(t)，可以得出瞬时流量Q₁＝Ads(t)；由于油泵的理论流量可以计算得出Q₀，所以可以得出油泵的容积效率

u = \frac{Q_{1}}{Q_{0}} .

(二)ESP油泵在不同入口压力(-1.0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的排量和容积效率的测试。

测试的目的：

验证油泵能否满足ESP系统的最低排量要求，能否及时的将蓄能器中的油液抽走。

测试方法：

(b)将换向阀13断电，然后关闭手动阀9并打开手动阀8，使油液从手动阀8、节流阀10和压力传感器11进入被测试泵单元15；

(e)通过节流阀10用于模拟ESP泵在减压阀不动作，油泵需要从油壶吸油的情况；节流阀10调节被测试泵单元15中的2个油泵的入口压力在-150～-350mbar，通过压力传感器11读取压力值大小；

u = \frac{Q_{1}}{Q_{0}} .

最后，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其流程、技术内容所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型的ESP/ABS泵的测试装置，包括被测试泵单元(15)，每个单元包含2个油泵和1个驱动电机，其特征在于，所述被测试泵单元(15)还相连着油泵进油部分；可调节出油压力部分；流量测量部分和工控机部分；

所述油泵进油部分：包括相连的气压调压阀(2)、密闭储液桶(1)、减压阀(7)、压力传感器(11、12)、手动截止阀(8、9)、节流阀(10)和液压换向阀(13)；用于模拟ABS/ESP油泵实际的入油压力；

所述可调节出油压力部分：包括依次相连的液压调压阀(22、23)、压力传感器(17、18)、安全阀(29)；用于连续地调节出油口压力；

所述流量测量部分：包括用于模拟ABS蓄能器的带有位移传感器的模拟容腔(24、25)和复位机构；通过检测位移传感器的读数乘以模拟蓄能器的面积就可以得到油泵输出的实时流量；

所述工控机部分：包括计算机、显示器、数据采集卡、ABS ECU CAN通信卡；用于对试验台架上的各个电磁阀进行控制，对各个传感器进行数据采集和处理，对测试台架进行监控，以及和ECU进行通信。

2.根据权利要求1所述新型的ESP/ABS泵的测试装置，其特征在于，所述油泵进油部分的进油压力可调范围在-1.0～6.0bar(相对压力)。

3.根据权利要求1所述新型的ESP/ABS泵的测试装置，其特征在于，所述可调节出油压力部分的出油压力可调范围在0～250bar(相对压力)。

4.根据权利要求1所述新型的ESP/ABS泵的测试装置，其特征在于，所述流量测量部分的复位机构为弹簧机构；所述位移传感器为可读负数的高精度位移传感器。

5.一种利用权利要求1所述新型的ESP/ABS泵的测试装置进行测试的方法，其特征在于，测试ABS油泵在不同入口压力(0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的流量Q1和容积效率u，包括以下步骤：

(a)将车间气源经气压调压阀(2)进入密闭储液桶(1)，使得桶内油液达到6bar的压力；

(b)将换向阀(13)断电，然后关闭手动阀(8)并打开手动阀(9)，使油液从手动阀(9)和压力传感器(12)进入被测试泵单元(15)；

(c)通过减压阀(7)来调节被测试泵单元(15)中的2个油泵的入口压力，并通过压力传感器(12)读取压力值大小；

(d)ABS自带的电机驱动油泵将油液泵送到手动溢流阀(22)和(23)的入口，事先调节好手动溢流阀的溢流压力，也就是设置好油泵的出口压力；如果油泵正常工作，当油泵的出口压力超过溢流压力时，油泵将油液泵到带有位移传感器的模拟容腔(24)、(25)中；(24)和(25)完全一样，是一个形状像注射器的圆筒状，内部装配有活塞，活塞上安装有位移传感器；如果活塞面积为A，通过对位移传感器进行读数为s(t)，可以得出瞬时流量Q₁＝Ads(t)；由于油泵的理论流量可以计算得出Q₀，所以可以得出油泵的容积效率

6.一种利用权利要求1所述新型的ESP/ABS泵的测试装置进行测试的方法，其特征在于，测试ESP油泵在不同入口压力(-1.0～4.0bar)、不同电源电压、不同出口压力下的排量和容积效率，包括以下步骤：

(b)将换向阀(13)断电，然后关闭手动阀(9)并打开手动阀(8)，使油液从手动阀(8)、节流阀(10)和压力传感器(11)进入被测试泵单元(15)；

(c)通过节流阀(10)用于模拟ESP泵在减压阀不动作，油泵需要从油壶吸油的情况；节流阀(10)调节被测试泵单元(15)中的2个油泵的入口压力在-150～-350mbar，通过压力传感器(11)读取压力值大小；

(d)ABS自带的电机驱动油泵将油液泵送到手动溢流阀(22)和(23)的入口，事先调节好手动溢流阀的溢流压力，也就是设置好油泵的出口压力；如果油泵正常工作，当油泵的出口压力超过溢流压力时，油泵将油液泵到带有位移传感器的模拟容腔(24)、(25)中；(24)和(25)完全一样，是一个形状像注射器的圆筒状，内部装配有活塞，活塞上安装有位移传感器；如果活塞面积为A，通过对位移传感器进行读数为s(t)，可以得出瞬时流量Q₁=Ads(t)；由于油泵的理论流量可以计算得出Q₀，所以可以得出油泵的容积效率