一种电动助力转向系统综合性能测控台及测控方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电动助力转向系统测控技术领域，特别是指一种电动助力转向系统综合性能测控台及测控方法。
【背景技术】
[0002]电动助力转向系统(EPS，Electrical Power Steering)是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统。不同类型的EPS基本原理是相同的:转矩传感器与转向轴连接一起，当转动方向盘使得转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动位移变成电信号传给EPS控制器，EPS控制器根据车速传感器和转矩传感器的信号决定助力电机的旋转方向和助力电流大小，从而完成实时控制助力转向。因此它可以实现随速助力功能，保证汽车在低速行驶时轻便灵活，高速行驶时稳定可靠。
[0003]现在助力电机分为有刷电机和无刷电机。一般的EPS正常工作需要的主要的条件:控制器的供电电源、点火信号、车速、发动机转速、转矩信号等。EPS与通讯常见的两种:硬线通讯、CAN通讯；一般诊断诊断模块通讯为CAN通讯。
[0004]EPS能节约燃料，提高主动安全性，且有利于环保，是一项紧扣现代汽车发展主题的新技术，有逐步取代传统液压动力转向(HPS)的趋势。
[0005]EPS的特点如下:1、EPS的助力大小可控。可通过设置不同的转向手力(驾驶员或操作人员施加在方向盘上的转向力)特性来满足不同使用对象的需要；2、EPS只在转向时电动机才提供助力，能提高燃料的经济性；3、EPS的质量更轻，结构更紧凑，在安装位置选择方面也更容易，并且能降低噪声；4、EPS没有液压回路，比HPS更容易调整和检测，装配自动化程度更高，且可以通过设置不同的程序，能快速与不同车型匹配，因而能缩短生产和开发周期。5、EPS不存在渗油问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染。
[0006]现技术的汽车电动助力转向系统仿真测试装置，阻力伺服电机用于模拟车轮对转向输出轴的阻力，其扭矩型号传送到数据采集卡。计算机通过数据采集卡采集相关数据和发送相关信号，并通过数据的处理，得到测试结果，可在仿真环境下对EPS进行调试和性能测试。现有的一些电动助力转向系统的测控台方案，未能集成硬件在仿真环境、性能测试及故障模拟测试功能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种电动助力转向系统的综合性能测控台，可以实现EPS的故障模拟测试、性能测试及硬件在环仿真功能，更方便应用于EPS的测试及研发。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0009]—种电动助力转向系统综合性能测控台，包括有待测试的EPS、固定装置、负载转矩系统、稳压电源、数据交换模块、工控机、方向盘、转角传感器及相应的线束接插件；
[0010]所述待测试的EPS包括有转矩传感器、助力电机及EPS控制器；
[0011]所述负载转矩系统包括有伺服电机及伺服电机控制器；
[0012]所述待测试的EPS固定于所述固定装置上；所述负载转矩系统与所述待测试的EPS连接；
[0013]所述转角传感器设置于所述方向盘与所述待测试的EPS之间；
[0014]所述稳压电源的输出端与所述待测试的EPS电连接；
[0015]所述数据交换模块分别与所述转角传感器、所述EPS控制器、所述稳压电源及所述工控机连接。
[0016]所述稳压电源为可编程直流稳压电源。
[0017]所述数据交换模块包括有数据采集卡和CAN通讯卡。
[0018]所述助力电机为有刷电机，所述数据采集卡分别与所述可编程直流稳压电源的I/O 口、所述EPS控制器的I/O 口及所述伺服电机控制器的I/O 口连接；
[0019]所述CAN通讯卡与所述转角传感器的输出端连接。
[0020]所述助力电机为无刷电机，所述数据采集卡分别与所述可编程直流稳压电源的I/O 口、所述EPS控制器的I/O 口及所述伺服电机控制器的I/O 口连接；
[0021]所述CAN通讯卡分别与所述转角传感器的输出端、所述EPS控制器的I/O 口及所述伺服电机控制器的I/o 口连接。
[0022]进一步的，还包括有显示器，所述显示器与所述工控机连接。
[0023]—种电动助力转向系统综合性能测控方法，
[0024]设置EPS控制器工作所需要的模拟信号；
[0025]所述模拟信号通过数据交换模块直接或间接发送给所述EPS控制器；
[0026]所述EPS控制器输出相应的反馈信号。
[0027]所述测控方法包括有故障模拟测控方法、助力特性测控方法、空载转动力矩特性测控方法、逆向冲击测控方法及环境仿真测控方法。
[0028]所述模拟信号包括有电源信号、点火信号、车速信号、发动机转速信号及转矩信号中的一种或两种及以上的组合。
[0029]本发明的有益效果是:
[0030]本发明通过EPS控制器对虚拟的整车模型来模拟真实车辆和行驶路况，实现对EPS在虚拟整车环境下的测试评价；性能测试则对EPS本身的性能参数比如助力特性，空载力矩性能、逆向冲击等进行测试；故障模拟则是为验证EPS控制器的故障容错策略及指导EPS控制器故障诊断程序的开发，同时便于整车EPS发生故障时的问题排查和评估提供了很好的手段。
【附图说明】
[0031]图1为有刷助力电机故障模拟测控原理图；
[0032]图2为无刷助力电机故障模拟测控原理图；
[0033]图3为有刷助力电机助力特性测控原理图；
[0034]图4为有刷助力电机助力转矩特性关系曲线；
[0035]图5为有刷助力电机助力电流特性关系曲表；
[0036]图6为有刷助力电机空载转动力矩测控原理图；
[0037]图7为有刷助力电机空载力矩随转角变化特性的曲线；
[0038]图8为有刷助力电机逆向冲击测控原理图；
[0039]图9为环境仿真测控原理图。
[0040]附图标记说明
[0041]I方向盘，2转角传感器，3待测试的EPS，4数据采集卡，5CAN通讯卡，6工控机，7显示器，8可编程直流稳压电源。
【具体实施方式】
[0042]以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
[0043]本发明提供一种电动助力转向系统综合性能测控台，如图1所示，包括有待测试的EPS3、固定装置、负载转矩系统、可编程直流稳压电源8、数据交换模块、工控机6、方向盘
1、转角传感器2及相应的线束接插件。
[0044]还包括有显示器7，所述显示器7与所述工控机6连接；在本申请中，工控机可以根据需要为计算机、工作站或单片机等。
[0045]所述数据交换模块包括有数据采集卡4和CAN通讯卡5，用来实现兼顾硬线和CAN信号的通讯，在本实施例中，采用NI公司的数据采集卡PCIe-6323和CAN通讯卡PC1-8512。
[0046]数据采集卡PCIe-6323主要用来实现转矩信号采集和输出、可编程直流稳压电源电压电流信号采集和输出、伺服电机转矩转速信号采集和输出、EPS系统点火信号输出、EPS系统故障灯输出控制及整车车速、发动机转速等信号的输出等。
[0047]CAN卡PC1-8512用来转角传感器的采集通讯以及无刷EPS的CAN通讯，无刷EPS通过CAN卡实现工控机与EPS控制器之间的所有信号通讯，主要包括构建同EPS诊断单元的通讯连接、接收EPS单元工作参数、CAN转角传感器工作参数、模拟发送车速、发动机转速、ABS轮