双工位电动助力制动器功能验证测试装置的制作方法

本实用新型涉及汽车领域，尤其是双工位电动助力制动器功能验证测试装置。

背景技术：

电动助力制动器用于为新能源汽车提供制动力。常规的电动助力制动器，如申请号为201710540139.9的中国专利，其是一种利用自身伺服电机，而不依赖发动机真空源的，可实现线控操作的机电伺服机构。

目前，只有少数几家大型外资公司推出了成熟的产品，但相关功能测试技术和测试设备对外是封闭的。而国内企业的相关产品大都还处于开发阶段，产品功能测试设备大都不成熟、不完善，目前主要是利用计算机仿真，而制动系统是汽车中涉及车辆安全的重要部分，如果仅通过仿真或简单测试，而不在实验室测试台上进行充分的各项功能验证测试，发现设计开发中的各种问题，就贸然进行实车测试，有很大的安全风险性。

也有在原有传统真空助力制动器测试设备的基础上，做一些简单的改造，然后进行测试。

而传统真空助力制动器和电动助力制动器有很大的功能差异性，例如制动助力踏板感的控制、自动主动建立制动压力、与驾驶员辅助系统的网络通讯等功能，是不能靠对传统设备做简单改造，来实现对电动助力制动器的各项功能做全面测试的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种双工位电动助力制动器功能验证测试装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

双工位电动助力制动器功能验证测试装置，包括

制动踏板，用于连接并驱动电动助力制动器；

电动推进装置，用于连接并驱动电动助力制动器；

两个制动主缸，用于分别连接一电动助力制动器，一个制动主缸与制动踏板匹配，另一个制动主缸与电动推进装置匹配；

液压输送控制器，其具有可通断的液压输送管路，所述液压输送管路的输入端通过可通断的第一管道、第二管道连接制动主缸；

abs系统，连接所述液压输送管路的输出端；

一组制动执行器，分别连接所述abs系统的输出端；

信息采集装置，具有一组采集电动推进装置的推进行程、推力大小，采集液压输送控制器的液压流量及液压力以及采集制动执行端液压压力的传感器；

控制装置，连接电动推进装置的动力源、液压输送控制器的通断阀及一组所述传感器。

优选的，所述电动推进装置包括伺服电机及由其驱动的电动推杆。

优选的，所述液压输送管路包括并联的第一支路、第二支路，所述第一支路分别通过管道连接三位四通电磁阀的输入端，所述三位四通电磁阀的输出端连接并联的第一输出支路和第二输出支路，所述第二输出支路上设置有制动器输出液压力传感器及制动器输出流量传感器。

优选的，所述第二输出支路上设置有常开电磁阀，且所述第二输出支路连接通过常闭电磁阀控制通断的排气支路，所述排气支路的输出端与第二输出支路的连接点位于所述制动器输出流量传感器的后方，所述排气支路的输入端与第二输出支路的连接点位于所述常开电磁阀的前方。

优选的，所述三位四通电磁阀、常开电磁阀、制动器输出液压力传感器、制动器输出流量传感器及常闭电磁阀设置于阀板的外部。

优选的，所述控制装置包括上位机、与上位机连接的信号采集发送电路板及与信号采集发送电路板通信的可编程逻辑控制器，所述信号采集发送电路板通过信号线连接所述可编程逻辑控制器及信息采集装置，所述可编程逻辑控制器通过信号线连接三位四通电磁阀、常开电磁阀、常闭电磁阀及伺服电机。

优选的，还包括可连接上位机和电动助力制动器的can网络。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，构建了一套具备人工测试和自动测试的双工位测试平台，人工测试能够有效满足驾驶员对制动踏板感调试的测试需要，自动测试满足了制动测试过程的对制动输入力和行程的精确控制与监测，液压回路设计合理，工位切换方便，管路连接简便，整个装置集成度高，应用灵活性好，适于推广应用。

利用液压阀板集成液压力传感器、流量传感器、三位四通电磁阀、常开两通电磁阀和常闭两通电磁阀，结构紧凑，节省了空间，简化了管路的连接。

通过一个三位四通电磁阀来切换油路，实现了对电动助力制动器双路输出压力和流量分别测试，而无需安装两套液压力和流量传感器，节约了成本，也简化了系统复杂性。

通过2个两通电磁阀开关组合，有效解决排气过程中，因为流量传感器自身内部结构原因导致的残余空气排不干净，而影响测试精度的问题。

利用上位机和can网络通讯卡，模拟车辆制动过程中，与电动助力制动器进行can信号交互，也可以满足对电动助力制动器对自动主动制动功能测试的要求。

本方案采用可调直流电源为电动助力制动器供电，从而可以根据不同的制动器调整供电，适用范围广，应用灵活。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的液压输送控制器的立体图；

图3是本实用新型的液压输送控制器的内部管路示意图；

图4是本实用新型的电气机构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的双工位电动助力制动器功能验证测试装置进行阐述，如附图1、附图4所示，所示，其包括

制动踏板1，用于连接并驱动电动助力制动器2；

电动推进装置3，用于连接并驱动电动助力制动器2；

两个制动主缸4，用于分别连接一电动助力制动器2，一个制动主缸4与制动踏板1匹配，另一个制动主缸4与电动推进装置3匹配；

液压输送控制器5，其具有可通断的液压输送管路51，所述液压输送管路51的输入端通过可通断的第一管道6、第二管道7连接制动主缸4；

abs系统8，连接所述液压输送管路51的输出端；

一组制动执行器9，分别连接所述abs系统的输出端；

信息采集装置，具有一组采集电动推进装置的推进行程、推力大小，采集液压输送控制器5的液压流量及液压力以及采集制动执行端液压压力的传感器；

控制装置，连接电动推进装置的动力源、液压输送控制器的通断阀及一组所述传感器。

在进行测试时，只要将待测试的电动助力制动器连接制动踏板1与制动主缸或连接电动推进装置与主缸即可进行人工或自动测试，具体的测试过程将在下文阐述，此处不作描述。

其中，所述制动踏板1可以是现行的各种已知的刹车踏板，其具体结构为已知技术，并不是本方案的设计要点，此处不作赘述。

所述电动推进装置3可以是已知的各种能够向与其连接的电动助力制动器施加推力的装置或机构，例如，其可以是与油缸的伸缩轴连接的推杆或与电缸的滑动块连接的推杆等结构，如附图1所示，优选其包括伺服电机31及由其驱动的电动推杆32，所述电动推杆32上设置有行程传感器33及推力传感器34。

实际使用时，所述制动踏板1和电动推进装置3分别与一制动主缸4相对设置，并且，所述制动踏板1和电动推进装置3与制动主缸4之间预留有用于安装待测的电动助力制动器2的空间。

如附图1所示，所述制动主缸4和液压输送控制器5连接的第一管道6和第二管道7的结构相同，第一管道6包括两条并行的输液管61、62，第二管道7包括两条并行的输液管71、72，四条上所述输液管可以采用硬塑料管或金属管，且每条输液管61、62、71、72上设置有手动阀63、64、73、74，所述手动阀例如为闸阀或者其他可行的阀体，此时需要人工手动控制阀的打开和关闭。

当然在其他实施例中，所述手动阀也可以由电磁阀等自动阀进行替换，各电磁阀连接控制装置，从而可以通过控制装置自动控制各电磁阀的打开和关断以进一步提高自动化效率。

如附图1所示，所述液压输送控制器5用于控制刹车油的输送以进行相应的液压数据测量，其上的液压输送管路51包括并联的第一支路511、第二支路512，所述第一支路511与第一管道6的一条输液管61及第二管道7的一条输液管71的输出端连接，所述第二支路512与第一管道6的另一条输液管62及第二管道7的一条输液管72的输出端连接，所述第一支路511、512分别通过管道513、514连接三位四通电磁阀515的输入端，所述三位四通电磁阀515的输出端连接有并联的第一输出支路516和第二输出支路517，所述第一输出支路516的输出端连接所述abs系统8，所述第二输出支路517上设置有制动器输出液压力传感器52及制动器输出流量传感器53以测量刹车油的液压和流量数据，且所述第二输出支路517的输出端连接所述abs系统8。

进一步，为了避免刹车油输送管路内的残留气体影响液压力值，还需要对管路内的气体进行排除，并且，为了避免所述制动器输出流量传感器53内部齿轮结构，而存在残余空气排不干净问题，在所述液压输送控制器5上还设置有用于短路所述制动器输出流量传感器53以实现排气的管路。

如附图1所示，即在所述第二输出支路517上设置有常开电磁阀518，且所述第二输出支路517连接通过常闭电磁阀55控制通断的排气支路54，所述排气支路54的输出端与第二输出支路517的连接点位于所述制动器输出流量传感器53的后方；所述排气支路54的输入端与第二输出支路517的连接点位于所述常开电磁阀518的前方，从而在排气时，可以通过关断常开电磁阀518，开启常闭电磁阀55，从而使刹车油不经过制动器输出流量传感器53。

如附图2所示，所述液压输送控制器5的具体包括阀板56，所述阀板56优选为长方体，当然也可以采用其他的形状，所述阀板56的内部形成有用于刹车油输送及连接各阀门及传感器的管道，其中，如附图3所示，所述第一支路511包括两条输入管道561、562，所述第二支路512包括两条输入管道563、564，四条所述输入管道的一端分别延伸到所述阀板56的同一侧表面，从而可以与第一管道6和第二管道7的输出端进行连接；而所述输入管道561、563的另一端连接管道513，所述输入管道562、564的另一端连接管道514。

如附图3所示，所述管道513、514分别连接阀连接管565、566的一端，所述阀连接管565、566的另一端均延伸到所述阀板56的同一侧表面，以与固定于阀板56外部的三位四通电磁阀515的输入端连接，所述三位四通电磁阀515通过螺钉固定在所述阀板56的外部，其两个输出端分别通过阀输出管567、568连接第一输出支路516的输入端和第二输出支路517的输入端，所述第一输出支路516的输出端延伸到所述阀板56的一侧表面，从而便于后续连接外部管路，所述第二输出支路517连接有液压传感器连接管569、位于所述液压传感器连接管569后方的常开阀连接管5610及位于所述常开阀连接管5610后方的流量传感器连接管5611；所述第二输出支路517上位于所述液压传感器连接管569及常开阀连接管5610之间位置连接一排气管道5612的一端，所述排气管道5612的另一端连接在所述流量传感器连接管5611的后方，所述排气管道5612上设置有常闭阀连接管5613。

如附图2、附图3所示，所述液压传感器连接管569连接位于所述阀板56外部的制动器输出液压力传感器52，并且所述制动器输出液压力传感器52通过其外壳上自带的螺纹连接在所述阀板的外部；所述常开阀连接管5610连接所述阀板56外部的常开电磁阀518；所述流量传感器连接管5611连接所述制动器输出流量传感器53，并且，所述制动器输出流量传感器53通过螺钉固定在所述阀板56上；所述常闭阀连接管5613连接螺接在所述阀板56外部的常闭电磁阀55。所述阀板56上的各工艺孔通过密封堵头封堵。

如附图1所示，所述液压输送控制器5通过两路输液管10连接所述abs系统8，所述abs系统8为已知技术，并不是本方案的重点，此处不作赘述；所述abs系统8通过四路输液管20分别连接一制动执行器9,并且，每个输液管20上连接有制动液压力传感器90。

整个油路的各管道之间采用油管接头连接。

所述控制装置用于采集各种传感器的数据以进行处理和显示以及对各种阀门、电机等电子部件进行控制，如附图4所示，其包括上位机30、与上位机30连接的信号采集发送电路板40及与信号采集发送电路板40通信的可编程逻辑控制器50，所述上位机30可以是各种工业电脑，所述信号采集电路板40通过上位机主板上的卡槽与上位机30连接通信，同时，所述信号采集发送电路板40通过信号线连接所述可编程逻辑控制器50，所述可编程逻辑控制器50通过信号线连接三位四通电磁阀515、常开电磁阀518、常闭电磁阀55及伺服电机31。

并且，为了能够便于实现自主制动模式下的测试，所述的双工位电动助力制动器功能验证测试装置，还包括可连接上位机和电动助力制动器的can网络，所述can网络包括can通讯卡，所述can通讯卡通过网线与上位机30及待测电动助力制动器连接，并且所述电动助力制动器上的传感器连接所述信号采集发送电路板40。

进一步，所述的双工位电动助力制动器功能验证测试装置还包括

可调低压直流电源60，用于为电动助力制动器供电的，其通过电源线连接电动助力制动器，

开关电源70，其通过电源线与各类传感器连接并为它们供电；

线性电源80，通过电源线与各类电磁阀连接供电。

此处，所述可调低压直流电源、开关电源、线性电源的具体结构为已知技术，此处不作赘述。

在使用上述的双工位电动助力制动器功能验证测试装置进行测试时，其包括多个测试模式，具体的，包括人工模式、自动模式、自动主动制动测试模式。

下面详细说明，每个测试模式下的操作过程

s1，提供所述的双工位电动助力制动器功能验证测试装置及电动助力制动器。

s2,在人工模式下，其包括如下步骤：

s21，将电动助力制动器与制动踏板1连接，

s22，将第一管道6导通，第二管道7关断，通过上位机使常开电磁阀保持打开状态，使常闭电磁阀保持关断状态，并控制三位四通电磁阀保持导通状态；

s23，实验员踩动制动踏板1进行测试；

具体的，人工手动打开制动踏板1所连接的第一管道6上的手动阀63、64，保持第二管道7上的手动阀处于关闭状态，保持常开电磁阀518处于打开状态，常闭电磁阀55处于关断状态，通过上位机30发送计算机指令给信号采集和发送电路板40，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器50，驱动位于液压输送控制器5上的三位四通电磁阀515处于左位或者右位导通。

测试开始，试验员踩踏制动踏板1，电动助力制动器2会通过制动踏板1给试验员反馈制动踏板感，同时电动助力制动器输出的制动液通过第一管道6进入液压输送控制器5，流经三位四通电磁阀515，以及制动器输出液压传感器52和流量传感器53，再经过abs系统8，流入制动执行器9，建立制动力。位于液压输送控制器5中的制动器输出压力传感器52采集液压力信号，流量传感器53采集刹车油的流量信号，4个制动执行器前端的制动压力传感器90采集制动执行器端的液压力信号，这些信号最后通过信号采集与发送电路板40传送到上位机30进行记录和显示。

在测试过程中，试验员可以用不同的速度和力踩踏制动踏板力，测试制动器输出流量和压力的响应情况。信号采集与发送电路板也可以实时采集和监测电动助力制动器上电机的工作电流大小，另外，上位机模拟车辆制动过程的信号，并通过can网路通讯卡传送给制动器，同时制动器也将自身的状态信息通过网络传送给上位机。

电动制动助力器有两路刹车油输出通道，如果需要测试另一路的输出液压力和流量数据，可以通过上位机发送计算机指令给信号采集和发送电路板，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器，驱动位于液压输送控制器5中的三位四通电磁阀，切换到右位或者左位导通。

s3，在自动模式下，包括如下步骤。

s31，将电动助力制动器2与电动推进装置3连接。

s32，将第一管道6关断，第二管道7导通，通过上位机使常开电磁阀保持打开状态，使常闭电磁阀保持关断状态，并控制三位四通电磁阀保持导通状态；

s33，通过上位机控制伺服电机启动驱动电动推缸向所述电动助力制动器施加推力；

具体的，手动打开第二管道7的两路手动阀，关闭第一管道6上的手动阀，保持常开电磁阀518处于打开状态，常闭电磁阀55处于关断状态，通过上位机发送计算机指令给信号采集和发送电路板，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器，驱动位于液压输送控制器5中的三位四通电磁阀处于左位或者右位导通。

测试开始，通过上位机发送计算机指令给信号采集和发送电路板，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器，驱动伺服电机31和电动推缸32，推动电动助力制动器，输出的制动液通过刹车管路进入阀板，再流经三位四通电磁阀，以及制动器输出液压力传感器和流量传感器，再经过abs，流入制动执行器，建立制动力。

这个过程中，位于电动推缸上的行程传感器和推力传感器分别采集电动推缸的行程和推力，位于液压输送控制器5中的制动器输出压力传感器采集液压力信号，流量传感器采集流量信号，4个制动执行器前端的压力传感器采集制动压力信号，这些信号最后通过信号采集与发送电路板，传送到上位机记录和显示。同样，如同人工测试，电动助力制动器的电流大小信号也会被监测采集，模拟的车辆信号以及制动器状态信号也由can网络通讯卡进行收发。

s4，在自动主动制动模式下。

s41，将电动助力制动器与电动推进装置2连接；

s42，将第一管道6关断，第二管道7导通；通过上位机使常开电磁阀保持打开状态，使常闭电磁阀保持关断状态，并控制三位四通电磁阀保持导通状态；

s43，通过上位机控制电动助力制动器自带的电机启动提供制动压力。

上位机将模拟汽车驾驶员辅助系统发送主动制动需求指令，经有can网络通讯卡发送给制动器，制动器内部集成的控制器收到制动需求命令以后，将驱动自身内部电机和传动机构工作，输出车辆系统所需要制动压力。

这个过程中，位于液压输送控制器5中的液压力传感器采集压力信号，流量传感器采集流量信号，4个制动执行器前端的压力传感器采集制动压力信号，这些信号最后通过信号采集与发送电路板，传送到上位机记录和显示。

进一步，为了避免管道内气体对检测值的影响，在进行首次测试，或者更换测试样品后，需要对管路内的气体进行清除，因此，在将电动助力制动器与双工位电动助力制动器功能验证测试装置连接后，进行s22或s32或s42步骤之前，还包括s5步骤，

s51,打开与电动助力制动器连接的制动主缸4所连接的第一管道或第二管道；

s52，通过上位机使常开电磁阀保持关断状态，使常闭电磁阀保持导通状态，使三位四通电磁阀保持导通状态；

s53,踩动踏板或通过上位机启动伺服电机，进行排气；

s54,至制动执行器的出液孔流出的制动液不再出现气泡时，完成排气。

具体的，如果采用制动踏板操作，此时，导通第一通道6的两路手动阀，保持第二通道7的两路手动阀保持关闭状态；通过上位机发送计算机指令给信号采集和发送电路板，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器，驱动位于液压输送控制器5中的常开两通电磁阀关闭，常闭两通电磁阀导通，三位四通电磁阀工作在导通位，从而短路制动器输出流量传感器，防止因为流量传感器内部齿轮结构，而存在残余空气排不干净问题。

接着试验员通过往复多次踩踏制动踏板，使得制动器中的刹车油输入液压回路，由于制度器输出的刹车油具有较高压力，可以逐步地将液压回路中的残余空气经过制动执行器的排气孔压出。当排气孔处流出的刹车油，不再出现气泡时，可以认为排气完成。

若是自动排气，则手动打开第二管道7的两路手动阀，关闭第一管道的手动阀，保持常开两通电磁阀关闭，常闭两通电磁阀导通，开始排气时，通过上位机发送计算机指令给信号采集和发送电路板，再由电路板发信号传送给可编程逻辑控制器，驱动伺服电机和电动推缸，推动电动助力制动器，压出刹车油，剩余过程与人工排气相同。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。