[发明专利]汽车制动系统高速开关阀开发测试方法

说明书

本发明公开了一种汽车制动系统高速开关阀开发测试方法。高低温环境箱内固定安装有高速开关阀的测试工装、油箱和温度传感器，油箱经入口过滤器和变量泵的入口连接，变量泵的出口经节流阀和测试工装的入口连接，节流阀和变量泵的出口之间的管路上连接安装有溢流阀和蓄能器，节流阀测试工装入口之间的管路上连接安装有压力传感器和流量传感器，测试工装的出口依次经气动球阀、出口过滤器后连接回到油箱。本发明提高了高速开关阀开发测试的灵活性，扩宽了测试范围，降低了测试成本；测试方法简单可行，调试工作量小，测试效率高，为电液控制系统算法开发提供数据参考，对提升压力控制精度，降低产品噪音有重要意义。

技术领域

本发明涉及汽车制动系统开发测试技术领域的一种部件开发测试方法，尤其是设计了一种汽车制动系统高速开关阀开发测试方法。

背景技术

近年来，随着主动安全技术的不断发展，电液控制制动系统(如ABS、ESC、EHB等)在汽车制动系统中得到了广泛的应用。高速开关阀因其结构简单、成本低廉的特点，成为了电液制动控制系统的核心元件之一。以往高速开关阀都是采用低频PWM控制方式，通过阀芯频繁的开启和关闭来调节通过阀口的流量，这种压力控制方式简单，但是精度不高；而且阀芯频繁开启关闭会在管路产生液压冲击，导致系统产生较大噪音，引发使用者抱怨。

为了提高电液控制系统压力控制精度，降低噪音，各厂商逐步采用高速开关阀的高频PWM控制方式替代原先的低频PWM控制。在高频PWM控制下，高速开关阀阀芯可以实现悬浮，通过调节占空比改变阀口开度的方式，高速开关阀具备了类似比例阀的比例调节特性，即比例流量特性和比例压力特性，可以实现对轮缸压力和高速开关阀流量的连续线性控制。例如，在车辆轮缸增压调节中，可以应用高速开关阀的比例流量特性，通过调节线圈电流控制高速开关阀的流量，保证了轮缸增压速率平稳；在ESC主动增压过程中，应用高速开关阀的比例压力特性来调节隔离阀(也称限压阀或USV阀)，使其实现类似溢流阀功能，保证了轮缸压力增长不过量。

此外，高速开关阀开发设计时还必须考虑环境温度对于产品性能的影响。在低温环境下，由于制动液的低温性能影响，通常低温下(-40℃)制动液的运动粘度比常温下高几百倍，与常温相比，低温下制动管路中的流速变慢，导致流过高速开关阀的流量变小，影响了高速开关阀的比例流量特性。在高温环境下，由于线圈电磁阻值随环境温度上升而增大，与常温相比，相同PWM占空比控制下的电流值更小，影响了高速开关阀的比例压力特性。

为了拓宽高速开关阀的应用范围，研究高频PWM控制下高速开关阀的比例调节特性，提高比例控制精度，需要对高速开关阀进行大量开发试验，获得大量试验数据，最终才能拟合出不同压差、占空比、PWM频率、线圈以及环境温度下的高速开关阀的流量曲线及压力曲线，为高速开关阀高频PWM控制提供参考，这就需要应用专业的汽车制动系统高速开关阀开发测试系统。

然而，目前无专门的汽车制动系统高速开关阀开发测试系统，现有高速开关阀开发试验多采用以下几种方式：

1、借用高速开关阀生产线中的气压检测系统进行测试，而实际使用中，流经高速开关阀的测试介质是制动液；由于气体与液体作为测试介质的不同特性，气压检测系统难以模拟出实际液压使用环境中高速开关阀的性能，极大降低了试验数据可靠性；

2、将待验证性能的高速开关阀铆压到HCU(液压控制单元)总成中，再在专业的HCU测试系统上进行试验；由于单一高速开关阀和HCU总成的测试需求差异，通常需要对HCU总成测试设备改造，延长了试验开发周期；其次，由于此试验方法只能以铆压成HCU总成形式的高速开关阀方式进行测试，不能以单个高速开关阀的方式进行试验，增加了试验开发成本；此外，由于HCU总成测试设备缺乏专业的单一高速开关阀测试程序，测试时只能由试验人员根据试验目标、试验条件反复修改测试软件代码进行试验，劳动强度极大，降低了测试效率；