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技术领域

本发明涉及一种汽车制动系统中零部件的性能测试方法，特别是关于一种汽车制 动系统中液压控制单元的性能测试方法。

背景技术

目前乘用车普遍装备液压制动系统，特别在装备了电子稳定性控制系统(ESC)和 轮胎制动防抱死系统(ABS)的汽车中，液压控制单元(HCU)是其制动系统最主要的 功能执行器。液压控制单元由高速开关电磁阀、柱塞泵和蓄能器等连接组装而成。其 中，高速开关电磁阀的响应性能、柱塞泵的增压能力、蓄能器的容积等，都会对液压 控制单元的性能造成影响。因此，在液压控制单元的开发、设计、优化和制造过程中， 对液压控制单元的性能进行全面测试是很有必要的。

目前，主要在生产线中对液压控制单元进行检测，其检测内容单一，检测方法粗 暴，并且不能良好的反应液压控制单元的整体性能，部分测试手段还会对液压控制单 元造成不可逆的破坏。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够进行安全、可靠地进行全面测试且 能够减小测试强度的汽车制动系统中液压控制单元的性能测试方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车制动系统中液压控制单元 的性能测试方法，其包括以下步骤：1)设置一汽车制动系统中液压控制单元的性能测 试系统，其包括压力提升装置、液压管路系统、控制测量装置和环境模拟装置；压力 提升装置包括油箱、变量泵、稳压蓄能器、伺服比例阀、以及第一和第二气动球阀； 油箱通过工作管路与变量泵的入口连接，变量泵的出口通过工作管路分别与稳压蓄能 器和伺服比例阀的入口连接，伺服比例阀的出口通过工作管路分别与第一气动球阀和 第二气动球阀连接，第一气动球阀和第二气动球阀均通过工作管路与液压管路系统连 接；液压管路系统包括第一和第二模拟主缸、第一和第二油壶、第三至第十二气动球 阀、液压控制单元、第一至第四液压钢瓶、排气定量泵，第一模拟主缸的后腔进油口 通过工作管路与第一气动球阀连接，其后腔出油口通过排气管路依次与第三气动球阀 和油箱连接，其前腔进油口通过工作管路依次与第四气动球阀和第一油壶连接，其前 腔出油口通过工作管路依次与第五气动球阀和液压控制单元的第一进油口连接；第二 模拟主缸的后腔进油口通过工作管路与第二气动球阀连接，其后腔出油口通过排气管 路依次与第三气动球阀和油箱连接，其前腔进油口通过工作管路依次与第六气动球阀 和第二油壶连接，其前腔出油口通过工作管路依次与第七气动球阀和液压控制单元的 第二进油口连接；液压控制单元的第一至第四出油口通过工作管路分别依次与第八至 第十一气动球阀以及第一至第四液压钢瓶连接；第一至第四液压钢瓶的进油口通过排 气管路均与排气定量泵的进油口连接，排气定量泵的出油口通过排气管路与第十二气 动球阀连接，第十二气动球阀通过排气管路分别与第一和第二模拟主缸的前腔进油口 连接；控制测量装置包括工控机和传感器；工控机包括主控单元和数据采集单元；传 感器包括第一位和第二位移传感器、第一至第六压力传感器、电流传感器和振动传感 器，第一和第二位移传感器分别固定连接在第一和第二模拟主缸的活塞上，第一和第 二压力传感器分别固定连接在液压控制单元的第一和第二进油口处，第三至第六压力 传感器分别固定连接在液压控制单元的第一至第四出油口处，电流传感器设置在液压 控制单元的控制电路内，振动传感器设置在液压控制单元的壳体上；第一和第二位移 传感器、第一至第六压力传感器、电流传感器和振动传感器分别通过工控机的输入端 与PXI总线连接，变量泵、伺服比例阀、第一至第五气动球阀、液压控制单元、第六 至第十一气动球阀、排气定量泵和第十二气动球阀分别通过工控机的输出端与PXI总 线连接；环境模拟装置采用高低温试验箱，工控机通过RS232串口与环境模拟装置连 接，液压管路系统设置在环境模拟装置内；2)对液压控制单元中柱塞泵不同背压、压 力和温度下的流量和主动增压性能分别进行测试；3)对液压控制单元中电磁阀的密封 性和响应时间分别进行测试；4)对液压控制单元中蓄能器的容积进行测试；5)重复 步骤2)～步骤4)，完成对汽车制动系统中液压控制单元的性能测试。

所述步骤2)中，对液压控制单元中柱塞泵在不同背压、压力和温度下的流量分 别进行测试，其包括以下步骤：(1)对柱塞泵在不同背压下的流量进行测试，其具体 包括：①工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工控机 通过PXI总线控制打开第一、第二和第五气动球阀以及第七至第十一气动球阀，工控 机控制打开液压控制单元中的限压电磁阀和减压电磁阀，并控制关闭吸入电磁阀、增 压电磁阀和柱塞泵的电机，建立测试用液压通道；②工控机控制压力提升装置产生所 需的目标背压；③第一和第二压力传感器分别将采集到的液压控制单元进油口处制动 液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制开启液压控制单元中 柱塞泵的电机，柱塞泵吸入第一至第四液压钢瓶中的油，此过程中，第一位移传感器 采集第一模拟主缸的活塞位移量，第二位移传感器采集第二模拟主缸的活塞位移量， 第一位移传感器和第二位移传感器分别将采集到的位移量传输至工控机；④工控机根 据接收到的位移量、活塞面积和位移量采集时间计算得到液压控制单元的柱塞泵在该 目标背压下的流量；(2)对柱塞泵在不同压力下的流量进行测试，其具体包括：①工 控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工控机通过PXI总 线控制打开第一、第二和第五气动球阀以及第七至第十一气动球阀，工控机控制打开 液压控制单元中的限压电磁阀和增压电磁阀，并控制关闭吸入电磁阀、减压电磁阀和 柱塞泵的电机，建立测试用液压通道；②工控机控制压力提升装置产生所需的目标压 力；③第一和第二压力传感器分别将采集到的液压控制单元进油口处制动液的压力值 传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压控制单元中的限压电磁 阀和增压电磁阀，以实现对柱塞泵入口的压力进行保压，第一至第四液压钢瓶的压力 稳定；④卸去压力提升装置作用在第一和第二模拟主缸上的压力，其具体方法为：工 控机通过PXI总线控制关闭第一和第二气动球阀，工控机通过PXI总线控制打开第三 气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的限压电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电 机，柱塞泵对第一至第四液压钢瓶进行减压吸油，此过程中，第一位移传感器采集第 一模拟主缸的活塞位移量，第二位移传感器采集第二模拟主缸的活塞位移量，第一位 移传感器和第二位移传感器分别将采集到的位移量传输至工控机；⑤工控机根据接收 到的位移量、活塞面积和位移量采集时间计算得到液压控制单元的柱塞泵在该目标压 力下的流量；(3)对柱塞泵在不同温度下的流量进行测试，其具体包括：①工控机通 过RS232串口通信设置高低温试验箱内的温度；②采用与步骤(1)与步骤(2)相同 的方法分别对某一温度时不同背压或不同压力下液压控制单元中柱塞泵的流量进行测 试。

所述步骤2)中，对液压控制单元中柱塞泵在不同背压、压力和温度下的主动增 压性能分别进行测试，其包括以下步骤：(1)对柱塞泵在不同背压下的主动增压能力 进行测试，其具体包括：①工控机通过PXI总线控制打开第一、第二和第五气动球阀 以及第七至第十一气动球阀，工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十 二气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的限压电磁阀和增压电磁阀，并控制关 闭吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，建立测试用液压通道；②工控机控制压 力提升装置产生所需的目标背压；③第一和第二压力传感器分别将采集到的液压控制 单元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关 闭液压控制单元中的限压电磁阀，第一至第四液压钢瓶的压力稳定；④卸去压力提升 装置作用在第一和第二模拟主缸上的压力，其具体方法为：工控机通过PXI总线控制 关闭第一和第二气动球阀，工控机通过PXI总线控制打开第三气动球阀；然后，工控 机通过PXI总线控制打开第四和第六气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的吸 入电磁阀和柱塞泵的电机，柱塞泵进行吸油增压；⑤在一定时间内，第三至第六压力 传感器分别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，根据测量得到的压力绘 制压力-时间曲线，该曲线即反应不同背压下柱塞泵的主动增压能力；(2)对柱塞泵在 不同压力下的主动增压能力进行测试，其具体包括：①工控机通过PXI总线控制打开 第一、第二和第五气动球阀以及第七至第十一气动球阀，工控机通过PXI总线控制关 闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工控机控制关闭液压控制单元中的限压电磁 阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，并控制打开吸入电磁阀和增压电磁阀，建立测试用 液压通道；②工控机控制压力提升装置产生所需的目标压力；③第一和第二压力传感 器分别将采集到的液压控制单元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压 力值稳定后，工控机控制打开液压控制单元中柱塞泵的电机，柱塞泵吸油，对第一至 第四液压钢瓶增压；④在一定时间内，第三至第六压力传感器分别对液压控制单元出 油口处制动液的压力进行测量，根据测量得到的压力绘制压力-时间曲线，该曲线即反 应不同压力下柱塞泵的主动增压能力；(3)对柱塞泵在不同温度下的主动增压能力进 行测试，其具体包括：①工控机通过RS232串口通信设置高低温试验箱内的温度；② 采用与步骤(1)与步骤(2)相同的方法分别对某一温度时不同背压或不同压力下液 压控制单元中柱塞泵的主动增压能力进行测试。

所述步骤3)中，对液压控制单元中电磁阀的密封性进行测试，其具体包括：(1) 对液压控制单元中增压电磁阀的密封性进行测试，其具体测试过程为：①工控机通过 PXI总线控制打开第一、第二和第五气动球阀、第七至第十一气动球阀，工控机通过 PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工控机控制打开液压控制单 元中的限压电磁阀，并控制关闭吸入电磁阀、增压电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电 机，建立测试用液压通道；②工控机控制压力提升装置产生一定压力；③第一和第二 压力传感器分别将采集到的液压控制单元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接 收到的压力值稳定后，工控机控制压力提升装置保持产生的压力；④在一定时间内， 第一位移传感器测量第一模拟主缸的活塞位移，第二位移传感器测量第二模拟主缸的 活塞位移，第一位移传感器和第二位移传感器分别将测得的位移信号传输至工控机， 工控机根据接收到的位移信号判断增压电磁阀的密封性；(2)如果增压电磁阀的密封 性良好，则对液压控制单元中限压电磁阀和减压电磁阀的密封性进行测试；否则，测 试结束；其具体测试过程为：①工控机通过PXI总线控制打开第一、第二和第五气动 球阀、第七至第十一气动球阀，工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第 十二气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的限压电磁阀和增压电磁阀，并控制 关闭吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，建立测试用液压通道；②工控机控制 压力提升装置产生一定工作压力，第一和第二压力传感器分别将采集到的液压控制单 元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关闭 液压控制单元中的限压电磁阀，第一至第四液压钢瓶保压；③在一定时间内，第三至 第六压力传感器分别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，根据测量得到 的压力绘制压力-时间曲线，如果该压力-时间曲线的下降幅度在标准范围内，则液压 控制单元中限压电磁阀和减压电磁阀的密封性良好；(3)如果限压电磁阀和减压电磁 阀的密封性良好，则对液压控制单元中吸入电磁阀的密封性进行测试，否则，测试结 束；其具体测试过程为：①工控机控制打开第一、第二和第五气动球阀、第七至第十 一气动球阀，工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工 控机控制打开液压控制单元中的减压电磁阀、增压电磁阀，关闭液压控制单元中限压 阀、吸入阀、柱塞泵电机，建立测试液压通道；②工控机控制压力提升装置产生一定 压力，通过液压控制单元中的限压电磁阀旁通的单向阀向第一至第四液压钢瓶增压； ③第三至第六压力传感器分别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，并将 测得的压力信号传输至工控机，测得的压力信号稳定后，撤去液压提升装置作用在第 一和第二模拟主缸上的压力，其具体方法为：工控机通过PXI总线控制关闭第一和第 二气动球阀，并控制打开第三气动球阀；④在一定时间内，第三至第六压力传感器分 别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，根据测量得到的压力绘制压力- 时间曲线，如果该压力-时间曲线的下降幅度在标准范围内，则液压控制单元中吸入电 磁阀的密封性良好。

所述步骤3)中，对液压控制单元中电磁阀的响应时间进行测试，其具体包括：(1) 对液压控制单元中增压电磁阀开启的响应时间进行测试，其具体过程为：①工控机通 过PXI总线控制打开第一、第二、第五和第七气动球阀，工控机通过PXI总线控制关 闭第三、第四和第六气动球阀以及第八至第十二气动球阀，工控机控制关闭液压控制 单元中的限压电磁阀、吸入电磁阀、增压电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机,建立测 试用液压通道；②工控机控制压力提升装置产生一定的压力，第一和第二压力传感器 分别将采集到的液压控制单元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力 值稳定后，工控机控制打开液压控制单元中的增压电磁阀；③液压控制单元中的增压 电磁阀开启时，电流传感器测量流过液压控制单元中各电磁阀的电流，第三至第六压 力传感器分别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，电流信号明显跳变的 时刻与压力信号明显跳变的时刻的时间差即是增压电磁阀阀开启的响应时间；测试完 毕后，气动球阀和电磁阀恢复初始状态；(2)对液压控制单元中增压电磁阀关闭的响 应时间进行测试，其具体过程为：①工控机通过PXI总线控制打开增压电磁阀；②工 控机依次控制关闭各增压电磁阀，电流传感器测量流过增压电磁阀的电流，振动传感 器测量阀芯落座产生的振动信号，电流信号明显跳变的时刻和振动信号明显跳变的时 刻的时间差即增压阀关闭响应时间；(3)对液压控制单元中减压电磁阀开启的响应时 间进行测试，其具体过程为：①工控机通过PXI总线控制打开第一、第二和第五气动 球阀以及第七至第十一气动球阀，工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和 第十二气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的限压电磁阀和增压电磁阀，控制 关闭吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机,建立测试用液压通道；②工控机控制压 力提升装置产生一定的压力，第一和第二压力传感器分别将采集到的液压控制单元进 油口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压 控制单元中的限压电磁阀，关闭第一至第四液压钢瓶的油路通道，进行保压；③工控 机控制打开液压控制单元中的减压电磁阀，电流传感器测量流过减压电磁阀的电流， 第三至第六压力传感器分别对液压控制单元出油口处制动液的压力进行测量，电流信 号明显跳变的时刻和压力信号明显跳变的时刻的时间差即减压阀开启的响应时间；(4) 对液压控制单元中减压电磁阀关闭的响应时间进行测试，其具体过程为：①工控机通 过PXI总线控制打开第一、第二和第五气动球阀、第七至第十一气动球阀，工控机通 过PXI总线控制关闭第三、第四、第六和第十二气动球阀，工控机控制打开液压控制 单元中的减压电磁阀，工控机依次控制关闭减压电磁阀,建立测试用液压通道；②电流 传感器测量流过减压电磁阀的电流，振动传感器测量阀芯落座产生的振动信号，电流 信号明显跳变的时刻和振动信号明显跳变的时刻的时间差即减压电磁阀关闭的响应时 间。

所述步骤4)中，对液压控制单元中蓄能器的容积进行测试，其具体测试过程为： ①工控机通过PXI总线控制关闭第三、第四和第六气动球阀以及第八至第十二气动球 阀，工控机通过PXI总线控制打开第一、第二、第五和第七气动球阀，工控机控制打 开液压控制单元中的限压阀、增压阀和减压阀，工控机控制关闭吸入阀和柱塞泵的电 机,建立测试用液压通道；②工控机控制压力提升装置产生一定的压力，第一和第二压 力传感器分别将采集到的液压控制单元进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收 到的压力值稳定后，保持一段时间，使蓄能器内充满制动液；工控机控制关闭液压控 制单元中的限压阀、吸入阀、增压阀、减压阀和柱塞泵的电机，使得蓄能器中的制动 液被封存；③撤去压力提升装置作用在第一和第二模拟主缸上的压力，具体方法为： 工控机通过PXI总线控制关闭第一和第二气动球阀，工控机通过PXI总线控制打开第 三气动球阀，工控机控制打开液压控制单元中的限压阀和柱塞泵的电机，使两蓄能器 中的制动液泵分别入第一和第二模拟主缸；④在抽取蓄能器制动液时，第一位移传感 器测量第一模拟主缸的活塞位移，第二位移传感器测量第二模拟主缸的活塞位移，第 一位移传感器和第二位移传感器分别将测得的位移信号传输至工控机，工控机利用接 收到的位移信号乘以模拟主缸腔体截面积，计算得到第一和第二模拟主缸的容积改变 量，该容积改变量对应蓄能器的容积。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了一包括压 力提升装置、液压管路系统、控制测量装置和环境模拟装置的汽车制动系统中液压控 制单元的性能测试系统，通过控制测量装置中的工控机将液压控制单元的测试方法进 行了标准化，因此采用本发明能够安全、可靠地对液压控制单元进行全面测试，且能 够显著减小测试强度。2、本发明由于控制测量装置中的工控机通过PXI总线分别与压 力提升装置、液压管路系统和传感器连接，这种连接方式具有精度高、响应频率快、 可靠性高等特点，因此采用本发明能够保证液压控制单元性能测试的实时性和可靠性。 3、本发明由于采用模拟主缸和液压钢瓶来代替实车主缸和实车轮缸对液压控制单元的 性能进行测试，因此本发明能够避免实车主缸和实车轮缸因制造偏差可能对液压控制 单元性能测试造成的误差，从而能够保证整体测试精度。4、本发明由于设置了环境模 拟装置，将液压管路系统设置在环境模拟装置内，通过工控机控制、监测环境模拟装 置内的温度，因此本发明能够对液压控制单元在不同环境温度和制动液温度下的性能 参数进行测试。基于以上优点，本发明可以广泛应用于液压控制单元的测试中。

附图说明

图1是汽车制动系统中液压控制单元的性能测试系统的组成结构示意图

图2是HCU中柱塞泵的流量测试流程图

图3是HCU中柱塞泵的主动增压性能测试流程图

图4是HCU中电磁阀密封性能测试流程图

图5是HCU中电磁阀响应时间测试流程图

图6是HCU中增压阀开启响应时间示意图

图7是HCU中增压阀关闭响应时间示意图

图8是HCU中蓄能器容积测试流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明汽车制动系统中液压控制单元的性能测试方法包括以下步骤：

1)如图1所示，设置一汽车制动系统中液压控制单元的性能测试系统，其包括压 力提升装置、液压管路系统、控制测量装置和环境模拟装置。

压力提升装置包括油箱1、变量泵2、稳压蓄能器3、伺服比例阀4、第一气动球 阀5以及第二气动球阀6。油箱1通过工作管路与变量泵2的入口连接，变量泵2的 出口通过工作管路分别与稳压蓄能器3和伺服比例阀4的入口连接，伺服比例阀4的 出口通过工作管路分别与第一气动球阀5和第二气动球阀6连接，第一气动球阀5和 第二气动球阀6均通过工作管路与液压管路系统连接。变量泵2从油箱1中抽取制动 液，对制动液进行增压后并依次通过伺服比例阀4、第一气动球阀5和第二气动球阀6 后送至液压管路系统。稳压蓄能器3用于稳定变量泵2出口制动液的压力，消除压力 波动。

液压管路系统包括第一模拟主缸7、第三气动球阀8、第四气动球阀9、第一油壶 10、第五气动球阀11、液压控制单元12、第二模拟主缸13、第六气动球阀14、第二 油壶15、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第一液压钢瓶18、第九气动球阀19、 第二液压钢瓶20、第十气动球阀21、第三液压钢瓶22、第十一气动球阀23、第四液 压钢瓶24、排气定量泵25、第十二气动球阀26。第一模拟主缸7的后腔进油口通过 工作管路与第一气动球阀5连接，其后腔出油口通过排气管路依次与第三气动球阀8 和油箱1连接，其前腔进油口通过工作管路依次与第四气动球阀9和第一油壶10连接， 其前腔出油口通过工作管路依次与第五气动球阀11和液压控制单元12的第一进油口 连接。第二模拟主缸13的后腔进油口通过工作管路与第二气动球阀6连接，其后腔出 油口通过排气管路依次与第三气动球阀8和油箱1连接，其前腔进油口通过工作管路 依次与第六气动球阀14和第二油壶15连接，其前腔出油口通过工作管路依次与第七 气动球阀16和液压控制单元12的第二进油口连接。液压控制单元12的第一出油口通 过工作管路依次与第八气动球阀17和第一液压钢瓶18连接，液压控制单元12的第二 出油口通过工作管路依次与第九气动球阀19和第二液压钢瓶20连接，液压控制单元 12的第三出油口通过工作管路依次与第十气动球阀21和第三液压钢瓶22连接，液压 控制单元12的第四出油口通过工作管路依次与第十一气动球阀23和第四液压钢瓶24 连接。第一液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24的进 油口通过排气管路均与排气定量泵25的进油口连接，排气定量泵25的出油口通过排 气管路与第十二气动球阀26连接，第十二气动球阀26通过排气管路分别与第一模拟 主缸7的前腔进油口和第二模拟主缸13的前腔进油口连接。

控制测量装置包括工控机(图中未示出)和传感器。其中，工控机包括主控单元 和数据采集单元。传感器包括第一位移传感器27、第二位移传感器28、第一压力传感 器29、第二压力传感器30、第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感 器33、第六压力传感器34、电流传感器(图中未示出)和振动传感器(图中未示出)。 其中，第一位移传感器27固定连接在第一模拟主缸7的活塞上，用于测量第一模拟主 缸7的活塞位移，第二位移传感器28固定连接在第二模拟主缸13的活塞上，用于测 量第二模拟主缸13的活塞位移。

第一压力传感器29和第二压力传感器30分别固定连接在液压控制单元12的第一 进油口和第二进油口处，用于测量液压控制单元12进油口处制动液的压力。第三压力 传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33、第六压力传感器34分别固定连 接在液压控制单元12的第一至第四出油口处，用于测量液压控制单元12出油口处制 动液的压力。电流传感器设置在液压控制单元12的控制电路内，用于测量流过液压控 制单元12中各电磁阀的电流。振动传感器设置在液压控制单元12的壳体上，用于测 量液压控制单元12内电磁阀阀芯落座的振动，从而判断电磁阀的闭合时刻。

第一位移传感器27、第二位移传感器28、第一压力传感器29、第二压力传感器 30、第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33、第六压力传感器 34、电流传感器和振动传感器分别通过工控机的输入端连接到PXI(PCI eXtensionsfor  Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)总线上，变量泵2、伺服比例阀4、第一 气动球阀5、第二气动球阀6、第三气动球阀8、第四气动球阀9、第五气动球阀11、 液压控制单元12、第六气动球阀14、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动 球阀19、第十气动球阀21、第十一气动球阀23、排气定量泵25和第十二气动球阀26 分别通过工控机的输出端连接到PXI总线上。

环境模拟装置(图中未示出)采用高低温试验箱，工控机通过RS232串口与环境 模拟装置连接，用于控制、监测环境模拟装置内的温度，使温度在-40℃～70℃之间任 意调节。液压管路系统设置在环境模拟装置内，通过改变高低温试验箱内的温度可以 对液压控制单元12在不同环境温度和制动液温度下的性能参数进行测试。

2)对液压控制单元12中柱塞泵的流量和主动增压性能分别进行测试；

如图2所示，分别对液压控制单元12中柱塞泵在不同背压、压力和温度下的流量 进行测试，其具体包括以下步骤：

(1)如图(a)所示，对柱塞泵在不同背压下的流量进行测试，其具体包括：

①工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第六气动球阀 14和第十二气动球阀26，工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球 阀6、第五气动球阀11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第 十气动球阀21和第十一气动球阀23。工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀和减压电磁阀，并控制关闭液压控制单元12中的吸入电磁阀、增压电磁阀和柱塞泵 的电机，建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生所需的目标背压。

③第一压力传感器29和第二压力传感器30分别将采集到的液压控制单元12进油 口处制动液的压力值(即柱塞泵的出口压力)传输至工控机，接收到的压力值稳定后， 工控机控制开启液压控制单元12中柱塞泵的电机，柱塞泵吸入第一液压钢瓶18、第 二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24中的油，此过程中，第一位移传 感器27采集第一模拟主缸7的活塞位移量，第二位移传感器28采集第二模拟主缸13 的活塞位移量，第一位移传感器27和第二位移传感器28分别将采集到的位移量传输 至工控机。

④工控机根据接收到的位移量、活塞面积和位移量采集时间计算得到液压控制单 元12的柱塞泵在该目标背压下的流量。

(2)如图(b)所示，对柱塞泵在不同压力下的流量进行测试，其具体包括：

①工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第六气动球阀 14、第十二气动球阀26和，工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动 球阀6、第五气动球阀11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、 第十气动球阀21和第十一气动球阀23。工控机控制打开液压控制单元12中的限压电 磁阀和增压电磁阀，并控制关闭液压控制单元12中的吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞 泵的电机，建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生所需的目标压力。

③第一压力传感器29和第二压力传感器30分别将采集到的液压控制单元12进油 口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压控 制单元12中的限压电磁阀和增压电磁阀，以实现对柱塞泵入口的压力进行保压，第一 液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24的压力稳定。

④卸去压力提升装置作用在第一模拟主缸7和第二模拟主缸13上的压力，其具体 方法为：工控机通过PXI总线控制关闭第一气动球阀5和第二气动球阀6，工控机通 过PXI总线控制打开第三气动球阀8。工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，柱塞泵对第一液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三 液压钢瓶22和第四液压钢瓶24进行减压吸油。第一位移传感器27采集第一模拟主缸 7的活塞位移量，第二位移传感器28采集第二模拟主缸13的活塞位移量，第一位移 传感器27和第二位移传感器28分别将采集到的位移量传输至工控机。⑤工控机根据 接收到的位移量、活塞面积和位移量采集时间计算得到液压控制单元12的柱塞泵在该 目标压力下的流量。

(3)对柱塞泵在不同温度下的流量进行测试，其具体包括：

①工控机通过RS232串口通信调整高低温试验箱内的温度。

②采用与步骤(1)与步骤(2)相同的方法分别对某一温度时不同背压或不同压 力下液压控制单元12中柱塞泵的流量进行测试。

如图3所示，对液压控制单元12中柱塞泵在不同背压、压力和温度下的主动增压 性能分别进行测试，其具体包括以下步骤：

(1)如图(a)所示，对柱塞泵在不同背压下的主动增压能力进行测试，其具体 包括：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26，工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀和增压电磁阀，并控制关闭液压控制单元12中的吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵 的电机，建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生所需的目标背压。

③第一压力传感器29和第二压力传感器30分别将采集到的液压控制单元12进油 口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压控 制单元12中的限压电磁阀，第一液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22 和第四液压钢瓶24的压力稳定。

④卸去压力提升装置作用在第一模拟主缸7和第二模拟主缸13上的压力，其具体 方法为：工控机通过PXI总线控制关闭第一气动球阀5和第二气动球阀6，工控机通 过PXI总线控制打开第三气动球阀8。然后，工控机通过PXI总线控制打开第四气动 球阀9和第六气动球阀14，工控机控制打开液压控制单元12中的吸入电磁阀和柱塞 泵的电机，柱塞泵进行吸油增压。

⑤在一定时间内，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33 和第六压力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，根据 测量得到的压力绘制压力-时间曲线，该曲线即反应不同背压下柱塞泵的主动增压能力。

(2)如图(b)，对柱塞泵在不同压力下的主动增压能力进行测试，其具体包括：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26，工控机控制关闭液压控制单元12中的限压电磁 阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，并控制打开液压控制单元12中的吸入电磁阀和增压 电磁阀，建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生所需的目标压力。

③第一压力传感器29和第二压力传感器30分别将采集到的液压控制单元12进油 口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制打开液压控 制单元12中柱塞泵的电机，柱塞泵吸油，对第一液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第 三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24增压。

④在一定时间内，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33 和第六压力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，根据 测量得到的压力绘制压力-时间曲线，该曲线即反应不同压力下柱塞泵的主动增压能力。

(3)对柱塞泵在不同温度下的主动增压能力进行测试，其具体包括：

①工控机通过RS232串口通信设置高低温试验箱内的温度。

②采用与步骤(1)与步骤(2)相同的方法分别对某一温度时不同背压或不同压 力下液压控制单元12中柱塞泵的主动增压能力进行测试。

3)对液压控制单元12中电磁阀的密封性和响应时间分别进行测试；

如图4所示，分别对液压控制单元12中增压电磁阀、限压电磁阀、减压电磁阀和 吸入电磁阀的密封性进行测试，其具体包括：

(1)对液压控制单元12中增压电磁阀的密封性进行测试，其具体测试过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26，工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀，并控制关闭吸入电磁阀、增压电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，建立测试用 液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定压力。

③第一压力传感器29和第二压力传感器30分别将采集到的液压控制单元12进油 口处制动液的压力值传输至工控机，接收到的压力值稳定后，工控机控制压力提升装 置保持产生的压力。

④在一定时间内，第一位移传感器27测量第一模拟主缸7的活塞位移，第二位移 传感器28测量第二模拟主缸13的活塞位移，第一位移传感器27和第二位移传感器 28分别将测得的位移信号传输至工控机，工控机根据接收到的位移信号判断增压电磁 阀的密封性。

(2)如果增压电磁阀的密封性良好，则对液压控制单元12中限压电磁阀和减压 电磁阀的密封性进行测试；否则，测试结束；其具体测试过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26，工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀和增压电磁阀，并控制关闭吸入电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机，建立测试用 液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定工作压力，第一压力传感器29和第二压力传 感器30分别将采集到的液压控制单元12进油口处制动液的压力值传输至工控机，接 收到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压控制单元12中的限压电磁阀，第一液压钢 瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24保压。

③在一定时间内，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33 和第六压力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，根据 测量得到的压力绘制压力-时间曲线，如果该压力-时间曲线的下降幅度在标准范围内， 例如30s内压力下降小于0.5Mpa，则液压控制单元12中限压电磁阀和减压电磁阀的 密封性良好。

(3)如果限压电磁阀和减压电磁阀的密封性良好，则对液压控制单元12中吸入 电磁阀的密封性进行测试，否则，测试结束；其具体测试过程为：

①工控机控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀11、第七气 动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十一气动球阀 23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第六气动球阀 14和第十二气动球阀26，工控机控制打开液压控制单元12中的减压电磁阀、增压电 磁阀，关闭液压控制单元12中限压阀、吸入阀、柱塞泵电机，建立测试液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定压力，通过液压控制单元12中的限压电磁阀 旁通的单向阀向第一液压钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢 瓶24增压。

③第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33和第六压力传感 器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，并将测得的压力信号 传输至工控机，测得的压力信号稳定后，撤去液压提升装置作用在第一模拟主缸7和 第二模拟主缸13上的压力，其具体方法为：工控机通过PXI总线控制关闭第一气动球 阀5和第二气动球阀6，并控制打开第三气动球阀8。

④在一定时间内，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33 和第六压力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，根据 测量得到的压力绘制压力-时间曲线，如果该压力-时间曲线的下降幅度在标准范围内， 例如30s内压力下降在0.5MPa内，则液压控制单元12中吸入电磁阀的密封性良好。

如图5所示，对液压控制单元12中电磁阀的响应时间进行测试，其具体包括：

(1)对液压控制单元12中增压电磁阀开启的响应时间进行测试，其具体过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11和第七气动球阀16，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀 9、第六气动球阀14、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23和第十二气动球阀26。工控机控制关闭液压控制单元12中的限压电磁 阀、吸入电磁阀、增压电磁阀、减压电磁阀和柱塞泵的电机,建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定的压力，第一压力传感器29和第二压力传感 器30分别将采集到的液压控制单元12进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收 到的压力值稳定后，工控机控制打开液压控制单元12中的增压电磁阀。

③液压控制单元12中的增压电磁阀开启时，电流传感器测量流过液压控制单元12 中各电磁阀的电流，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33和 第六压力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，如图6 所示，电流信号明显跳变的时刻与压力信号明显跳变的时刻的时间差即是增压电磁阀 阀开启的响应时间。测试完毕后，气动球阀和电磁阀恢复初始状态。

(2)对液压控制单元12中增压电磁阀关闭的响应时间进行测试，其具体过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开增压电磁阀。

②工控机依次控制关闭各增压电磁阀，电流传感器测量流过增压电磁阀的电流， 振动传感器测量阀芯落座产生的振动信号，如图7所示，电流信号明显跳变的时刻和 振动信号明显跳变时刻的时间差即增压阀关闭响应时间。

(3)对液压控制单元12中减压电磁阀开启的响应时间进行测试，其具体过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26。工控机控制打开液压控制单元12中的限压电磁 阀和增压电磁阀，工控机控制关闭液压控制单元12中的吸入电磁阀、减压电磁阀和柱 塞泵的电机,建立测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定的压力，第一压力传感器29和第二压力传感 器30分别将采集到的液压控制单元12进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收 到的压力值稳定后，工控机控制关闭液压控制单元12中的限压电磁阀，关闭第一液压 钢瓶18、第二液压钢瓶20、第三液压钢瓶22和第四液压钢瓶24的油路通道，进行保 压。

③工控机控制打开液压控制单元12中的减压电磁阀，电流传感器测量流过减压电 磁阀的电流，第三压力传感器31、第四压力传感器32、第五压力传感器33和第六压 力传感器34分别对液压控制单元12出油口处制动液的压力进行测量，电流信号明显 跳变的时刻和压力信号明显跳变的时刻的时间差即减压阀开启的响应时间。

(4)对液压控制单元12中减压电磁阀关闭的响应时间进行测试，其具体过程为：

①工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、第五气动球阀 11、第七气动球阀16、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十 一气动球阀23，工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第 六气动球阀14和第十二气动球阀26。工控机控制打开液压控制单元12中的减压电磁 阀，工控机依次控制关闭液压控制单元12中的减压电磁阀,建立测试用液压通道。

②电流传感器测量流过减压电磁阀的电流，振动传感器测量阀芯落座产生的振动 信号，电流信号明显跳变的时刻和振动信号明显跳变的时刻的时间差即减压电磁阀关 闭的响应时间。

4)如图8所示，对液压控制单元12中蓄能器的容积进行测试，其具体测试过程 为：

①工控机通过PXI总线控制关闭第三气动球阀8、第四气动球阀9、第六气动球阀 14、第八气动球阀17、第九气动球阀19、第十气动球阀21和第十一气动球阀23和第 十二气动球阀26，工控机通过PXI总线控制打开第一气动球阀5、第二气动球阀6、 第五气动球阀11和第七气动球阀16，工控机控制打开液压控制单元12中的限压阀、 增压阀和减压阀，工控机控制关闭液压控制单元12中的吸入阀和柱塞泵的电机,建立 测试用液压通道。

②工控机控制压力提升装置产生一定的压力，第一压力传感器29和第二压力传感 器30分别将采集到的液压控制单元12进油口处制动液的压力值传输至工控机，接收 到的压力值稳定后，保持一段时间，使蓄能器内充满制动液。工控机控制关闭液压控 制单元12中的限压阀、吸入阀、增压阀、减压阀和柱塞泵的电机，使得蓄能器中的制 动液被封存。

③撤去压力提升装置作用在第一模拟主缸7和第二模拟主缸13上的压力，具体方 法为：工控机通过PXI总线控制关闭第一气动球阀5和第二气动球阀6，工控机通过 PXI总线控制打开第三气动球阀8。工控机控制打开液压控制单元12中的限压阀和柱 塞泵的电机，使两蓄能器中的制动液泵分别入第一模拟主缸7和第二模拟主缸13。

④在抽取蓄能器制动液时，第一位移传感器27测量第一模拟主缸7的活塞位移， 第二位移传感器28测量第二模拟主缸13的活塞位移，第一位移传感器27和第二位移 传感器28分别将测得的位移信号传输至工控机，工控机利用接收到的位移信号乘以模 拟主缸腔体截面积，计算得到第一模拟主缸7和第二模拟主缸13的容积改变量，该容 积改变量对应蓄能器的容积。

5)重复步骤2)～步骤4)，完成对汽车制动系统中液压控制单元的性能测试。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都 是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应 排除在本发明的保护范围之外。