汽车电动助力转向系统性能测试台架装置制造方法
【专利摘要】一种汽车电动助力转向系统性能测试台架装置，它由机架底座、机架、左右液压千斤顶、左右称重传感器、左右托盘、悬挂装置、电源开关、车速信号发生器、数据采集器、计算机组成，液压千斤顶安装在机架底座上，称重传感器安装在液压千斤顶上面，托盘放置在称重传感器上面；被测汽车电动助力转向系统经悬挂装置连接在机架上；称重传感器、计算机等通过信号线分别与被测汽车电动助力转向系统控制单元相连；本实用新型结构简单,操作方便，安全实用性强；有助于电动助力转向系统的优化设计，提高产品质量，最大限度地缩短电动助力转向系统开发周期，降低开发成本，可有效的避免实车实验带来的意外交通事故的发生，保证人们的生命财产安全。
【专利说明】汽车电动助力转向系统性能测试台架装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车电动助力转向系统性能测试台架装置，可以在台架试验情况下完成不同汽车电动助力转向系统的软硬件性能测试及调试，能在车载试验前，对汽车电动助力转向系统进行参数优化匹配。
【背景技术】
[0002]目前，在研发汽车电动助力转向系统时，为了保证汽车驾驶的舒适性、安全性和可靠性，在开发前常需进行大量的实车试验，以便将电动助力转向系统性能调整到最佳工作状态。而在实车试验中会消耗大量的人力、物力和财力。另外，如果开发的电动助力转向系统软件、硬件中存在某些不足或错误，在进行实车试验时还会导致意外交通事故的发生，危及到人们的生命财产的安全。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种汽车电动助力转向系统性能测试台架装置，能够模拟汽车驾驶员操纵方向盘转向阻力的大小，能模拟出汽车行驶的不同车速信号，能实现数据的实时采集，提供人机交互界面，通过计算机可以分析出电动助力转向系统的助力规律，据此可为评价汽车电动助力转向系统性能的优劣提供依据。
[0004]实现本实用新型目的所采用的技术方案是:它由机架底座、机架、左右液压千斤顶、左右称重传感器、左右托盘、悬挂装置、电源开关、车速信号发生器、数据采集器、计算机组成，液压千斤顶安装在机架底座上，称重传感器安装在液压千斤顶上面，托盘放置在称重传感器上面，托盘内铺设有水泥块或浙青块；悬挂装置安装在机架上部中间的上横梁上，被测汽车电动助力转向系统经悬挂装置连接在机架上；称重传感器、车速信号发生器、数据采集器、计算机通过信号线分别与被测汽车电动助力转向系统控制单元相连；车速信号发生器、数据采集器、计算机通过电源线分别与电源开关相连。
[0005]悬挂装置包括悬挂连接架、U型卡及固定螺母，汽车辅助装置经U型卡由固定螺母连接在悬挂连接架上；在上横梁和悬挂连接架上均设有轴承孔座，将被测汽车电动助力转向系统方向盘转向柱与滚动轴承装配在一起后，分别安装在上横梁和悬挂连接架上的轴承孔座内。
[0006]本实用新型的积极效果是:结构简单，操作方便，安全实用性强；在实车实验之前，利用本装置对汽车电动助力转向系统进行台架试验，可对电动助力转向系统的助力规律、助力控制程序的运行效果以及电动助力转向系统对汽车转向轻便性与路感的影响的实验分析，在产品的开发初期就能发现电动助力转向系统存在的问题并及时解决，有助于电动助力转向系统的优化设计，提高产品质量，最大限度地缩短电动助力转向系统开发周期，降低开发成本，可有效的避免实车实验带来的意外交通事故的发生，确保人们生命财产安全。【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1是本实用新型装置使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0008]本实用新型如图1所示，它由机架8，机架底座1，左右液压千斤顶2、26，左右称重传感器3、27，左右托盘4、28，左右车轮组件5、29，悬挂架6，U型卡21、24，U型卡固定螺母17、19，滚动轴承12、16，万向节23、转向机构组件20、电源开关30、车速信号发生器32、数据采集器33、计算机34组成，机架8由方扁钢管焊接而成，安装在机架8上面的上横梁9和悬挂连接架18上加工有轴承孔座，汽车悬挂装置组件6中的悬挂架22通过U型卡21、24连接在悬挂连接架18上并用固定螺母17、19加以固定，以便承受液压千斤顶2、26作用在左右车轮组件5、29中车轮上的加载载荷；左右液压千斤顶2、26分别安装固定在机架底座I上，左右称重传感器3、27固定安装在液压千斤顶2、26与左右托盘4、28之间，以便实现对左右车轮组件5、29的加载以及读取加载载荷的大小，左右托盘4、28托盘中铺设有水泥或浙青块；左右车轮组件5、29中的两个车轮分别安放在左右托盘4、28中的水泥或浙青块上，当车轮转向时来模拟不同的路面，汽车悬挂装置组件6与右车轮组件5、29连接，转向机构20与左右车轮组件5、29连接，以便通过转向机构组件20带动左右车轮组件5、29转动；称重传感器3、车速信号发生器32、数据采集器33、计算机34通过信号线与被测电动助力转向系统控制单元31分别相连，以便进行信号之间的传递、采集、分析；车速信号发生器32、数据采集器33、计算机34通过电源线分别与电源开关30相连，以便给实验仪器设备供电。
[0009]被测电动助力转向系统主要由方向盘10、转向柱11、扭矩传感器13、助力电机7、电磁离合器14、减速机构15、控制单元31、蓄电池25组成。方向盘10与转向柱11相连，扭矩传感器13安装在转向柱11上，助力电机7与电磁离合器14、减速机构15相连，减速机构15安装在转向柱11上。
[0010]辅助装置主要由汽车左右车轮组件5、29，转向机构组件20，汽车悬挂装置组件6组成。
[0011]汽车电动助力转向系统只有汽车转向时才向汽车方向盘转向柱提供助力，而当汽车直线行驶时不提供助力，为此，下面仅简述汽车转向时该试验台架装置的测试机理:
[0012]实验前应首先分别向左右托盘4、28内铺设模拟路况的水泥或浙青块，将被测电动助力转向系统方向盘转向柱11与滚动轴承12、16装配在一起后，分别安装在悬挂连接架18和上横梁9的轴承孔座内，使得方向盘转向柱固定的同时又保证方向盘转动灵活；再将方向盘10与方向盘转向柱11连接，方向盘转向柱11通过万向节23与转向机构20连接，将扭矩传感器13、助力电机7、电磁离合器14、控制单元31、称重传感器3通过电源线分别与蓄电池25相连,将扭矩传感器13、助力电机7、电磁离合器14、称重传感器3通过信号线与被测电动助力转向系统控制单元31相连。
[0013]当上述准备工作完成后，接通蓄电池25与控制单元31，扭矩传感器13，称重传感器3、27，电磁离合器14，助力电机7之间的连接，按下电源开关30，接通车速信号发生器32、数据采集器33、计算机34之间的电源，操作左右液压千斤顶2、26分别给左右车轮组件
5、29加载，加载载荷根据转向阻力的大小确定，加载数据通过左右称重传感器3、27读取。
[0014]实验时，当实验人员操纵方向盘10模拟汽车转向时,方向盘柱11通过万向节23与转向机构组件6带动左右车轮组件5、29转动，由此产生的转动阻力矩施加到扭矩传感器13上，扭矩传感器13产生的扭矩信号通过信号线传送给控制单元31，同时车速信号发生器32也向向制单元31输入不同的车速信号，控制单元31通过计算分析扭矩信号的大小、方向和车速信号的高低，通过信号线向助力电机7发出控制指令，控制助力电机7助力电流的大小与方向，助力电机7通过电磁离合器14、减速机构15向汽车转向系统提供助力,通过数据采集器33将采集到助力电机7的助力规律信号传送给计算机34，由计算机34计算分析后显示出助力电机7随左右车轮组件5、29转动的阻力的大小以及车速信号发生器32输入的车速高低而提供的助力规律，来评价汽车电动助力转向系统对汽车驾驶转向轻便性及路感性，若左右车轮组件5、29转动的阻力大且车速低时，则助力电机7提供的助力也大；若左右车轮5、29转动的阻力小且车速高时，则助力电机7提供的助力也小，则说明汽车电动助力转向系统转向轻便性、路感好，否则差。
[0015]附:本实验装置主要仪器设备的选用:
[0016]1、控制单元:MC68HC9S12DP256单片机，它内置BMD背景调试模式，只需要6根线即可进行在线调试，FLASH可以重复擦写10万次以上。
[0017]2、助力电机:永磁有刷直流电动机，技术成熟、控制器结构简单、成本低，额定电压12v,额定转矩0.78Nm，额定转速为1050rad/min、额定输出功率170W。
[0018]3、扭矩传感器:JN338型扭杆式传感器，量程为50Nm，精度为0.5%，性能稳定，
可靠性高。
[0019]4、称重传感器:CZL轮辐式称重传感器，安装容易、使用方便。量程1000kg-2500kg，灵敏度:2±0.02。
[0020]5、数据采集器:MAX197多量程，8通道，12位高精度的A/D转换器，转换速率为100k，与其他数据采集器相 比具有极好的性价比，且外围电路简单。
[0021]6、车速信号发生器:AFG3000C任意波形和脉冲车速信号发生器，经济性好，直观性强，分辨率14位，有效模拟带宽50MHz。
[0022]7、液压千斤顶:TDYG50-200型同步液压千斤顶，同步误差≤0.1%。
[0023]8、电磁离合器:干式单片电磁离合器，高速响应，耐久性强，组装维护容易，电极吸引时间0.020S。
【权利要求】
1.一种汽车电动助力转向系统性能测试台架装置，其特征在于:它由机架底座、机架、左右液压千斤顶、左右称重传感器、左右托盘、悬挂装置、电源开关、车速信号发生器、数据采集器、计算机组成，液压千斤顶安装在机架底座上，称重传感器安装在液压千斤顶上面，托盘放置在称重传感器上面，托盘内铺设有水泥块或浙青块；悬挂装置安装在机架上部中间的上横梁上，被测汽车电动助力转向系统经悬挂装置连接在机架上，两个车轮放置在两个托盘上；称重传感器、车速信号发生器、数据采集器、计算机通过信号线分别与被测汽车电动助力转向系统控制单元相连；车速信号发生器、数据采集器、计算机通过电源线分别与电源开关相连。
2.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向系统性能测试台架装置，其特征在于:悬挂装置包括悬挂连接架、U型卡及固定螺母，汽车辅助装置经U型卡由固定螺母连接在悬挂连接架上；在上横梁和悬挂连接架上均设有轴承孔座，将被测汽车电动助力转向系统方向盘转向柱与滚动轴承装配在一起后，分别安装在上横梁和悬挂连接架上的轴承孔座内。
【文档编号】G01M17/06GK203432809SQ201320531224
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】吉文哲, 李伟, 朱群峰, 张佳佳, 常征, 王守忠 申请人:吉文哲, 李伟, 朱群峰, 张佳佳, 常征, 王守忠