一种电动助力转向控制单元的耐久测试装置及方法与流程

1.本发明涉及电动汽车转向系统领域，特别涉及一种电动助力转向装置控制单元的耐久测试装置及方法。


背景技术：

2.近年来在国内外大环境的促进下，汽车电动助力转向技术得到了日新月异的发展。电动助力转向技术现已经逐步取代传统的纯液压助力转向技术及电控液压助力转向技术成为行业发展的风向标，电动助力转向装置为机电一体化产品，其主要由控制单元、传感器、机械执行元件组成。在电动助力转向装置中如果把控制单元(以下简称ecu)、传感器与执行元件的功能用人体来比喻，可以说控制单元就相当于人脑，其重要性不言而喻，在全国标准化汽车委员会提出的qc/t 1083-2017中，对汽车转向装置控制单元的测试做出了要求，需要在25℃条件下完成125000个循环共7750000个电流输出周期。由于测试次数多、耗时长，常用实车测试无法实现，而台架测试同样存在成本高、测试复杂的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动助力转向控制单元的耐久测试装置及方法，用于解决现有技术电子转向ecu测试方案复杂、成本高的缺陷，提供一种可以简单、成本低的实现测试的装置。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动助力转向控制单元的耐久测试装置，包括微处理器单元、can收发单元、显示单元、启动按钮，所述启动按钮与微处理器单元连接，用于启动微处理器单元的工作；所述微处理器单元通过can收发单元与电动助力转向的控制单元ecu连接，用于将测试过程中的控制信号发送至控制单元ecu；所述微处理单元的输出端与显示单元连接，用于在控制单元ecu执行完一次控制信号后记录并显示测试的次数。
5.所述微处理单元与状态灯单元连接，所述微处理器单元用于根据控制单元反馈的状态信号来驱动状态指示灯点亮多种颜色以指示对应的控制单元ecu的工作状态。
6.所述微处理器单元在启动测试后，按照测试标准中要求的一次循环中对应需要输出的电流值及输出时间来输出控制信号至控制单元ecu，从而驱动控制单元ecu按照测试要求来输出电流以完成一次测试循环。
7.所述微处理器单元与手动存储按键连接，当手动存储按键按下后微处理器单元将测试次数进行存储，同时微控制器单元按照每隔设置时间周期自动存储一次测试次数数据。
8.所述微处理器单元与eeprom连接，用于存储测试次数。
9.所述状态灯单元包括红色led灯珠以及绿色led灯珠，所述微处理器单元输出端分别连接红色led灯珠以及绿色led灯珠，根据控制单元ecu反馈的ecu的正常工作状态、热保护状态、其他故障状态来驱动控制红色led灯珠以及绿色led灯珠的点亮。
10.所述装置还包括电源模块、供电插座，所述供电插座一端用于接入市电，另一端连接至电源模块，所述电源模块用于将市电转换成装置中用电元件所需供电电压并为其供电。
11.所述微处理器单元与电流采集单元连接，所述电流采集单元用于采集控制单元的电流输出值，所述微处理器单元用于记录当实时采集的电流实际输出值与微控制器单元控制信号对应要求输出的电流值不同时的测试次数及对应的电流数据。
12.一种电动助力转向控制单元的耐久测试装置的测试方法，包括如下方法：
13.将ecu正常通电，将该装置的供电插座接入家用220v交流电源，将can收发单元的引脚与待测试的控制单元ecu相连接；
14.按下装置的启动按钮，装置开始正常工作；微处理器单元与待测的控制单元ecu建立通信，此时微处理器单元会先接收到ecu的反馈当前状态的can报文；如果ecu反馈的当前状态是正常工作模式，控制盒会根据按照预先设置的循环测试表来确认当前ecu需要输出的电流并通过can总线发送对应的can控制信号至控制单元ecu，控制单元ecu在接收到该装置发出的can控制信号后根据报文内容来输出指定的电流；在完成can控制信号中的一个电流循环周期后，微控制器单元驱动显示单元更新当前的循环次数并显示；当操作者按下存储按钮或者时间每经过设定的循环时间周期后，微处理器单元记录当前的循环次数并存储。
15.本发明的优点在于：实现了自动化测试ecu耐久性，并且能够根据ecu当前的反馈状态来进行相应的控制，具有自动存储实验循环次数的功能，有效的提高了ecu耐久测试的准确率和效率；整个测试装置结构简单、成本低、测试操作简单不复杂，使用方便。
附图说明
16.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
17.图1为本发明的电动助力转向装置控制单元的耐久测试装置原理示意图；
18.图2为本发明的测试原理流程图。
具体实施方式
19.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
20.本技术主要是实现一种简单、成本低的自动化的电动转向控制单元ecu的耐久测试装置，包括微处理器单元、can收发单元、显示单元、启动按钮；启动按钮与微处理器单元连接，用于启动微处理器单元的工作；
21.微处理器单元采用一枚32位的单片机，具有成本低、资源丰富、开发烧录简单等优点。微处理器单元通过can收发单元与电动助力转向装置的控制单元ecu连接，用于将测试过程中的控制信号发送至控制单元ecu；通过can收发器实现待测的电动转向单元ecu和微处理器单元之间的通信连接，可以在测试时对ecu进行控制和获取ecu反馈的运行信号，微处理单元的输出端与显示单元连接，用于在控制单元ecu执行完一次控制信号后记录并显示测试的次数，显示单元主要是采用显示器或数码管等成本低，价格便宜的显示器件，主要是显示测试次数。微处理器单元在启动测试后，按照测试标准中要求的一次循环中对应需
要输出的电流值来输出控制信号至控制单元ecu，从而驱动控制单元ecu按照测试要求来输出电流以完成一次测试循环。在本技术中在单片机中烧录耐久测试程序，其测试程序包括的逻辑是测试启动后循环以can通信报文的方式向ecu发送电流信号信号，控制ecu按照要求进行电流的输出，当按照单片机的测试要求完成一个完整的电流输出后就算做一次测试，单片机计数加一并循环往复进行电流控制循环，其中控制ecu电流输出的要求参考qc/t 1083-2017中的要求并将其中要求的输出电流转换成对应的控制信号，然后循环控制ecu输出电流，循环一次计数一次。
22.微处理单元与状态灯单元连接，微处理器单元用于根据控制单元反馈的状态信号来驱动状态指示灯点亮多种颜色以指示对应的控制单元ecu的工作状态。状态灯单元包括红色led灯珠以及绿色led灯珠，所述微处理器单元输出端分别连接红色led灯珠以及绿色led灯珠，根据控制单元ecu反馈的ecu的正常工作状态、热保护状态、其他故障状态来驱动控制红色led灯珠以及绿色led灯珠的点亮。ecu反馈的状态结合指示灯可以为测试人员提供指示，方便及时了解测试进度及情况。
23.针对测试次数的存储，本技术设置两种存储方式：微处理器单元与手动存储按键连接，当手动存储按键按下后微处理器单元将测试次数进行存储和或微控制器单元按照每隔设置时间周期存储一次测试次数数据。这样可以保证自动或半自动的计数存储，避免因装置供电突然中断等意外因素导致的实验次数存储失败。当然本技术存储次数采用eeprom，也是为了防止测试数据丢失，这样即使中间停止测试，也可以恢复重新启动测试。微处理器单元与eeprom连接，用于存储测试次数。
24.本装置采用电源模块供电，具体包括电源模块、供电插座，供电插座一端用于接入市电，另一端连接至电源模块，所述电源模块用于将市电转换成装置中用电元件所需供电电压并为其供电；电源模块包括整流器、dcdc转换器、稳压芯片等，市电依次经过整流器进行交直流转换，然后再经过dcdc转换器得到电压满足供电要求的电压值，然后通过稳压芯片避免电压波动造成的供电风险，最终输出满足单片机等用电模块需求的电压进行供电。
25.当然在测试时，本技术不仅记录次数还进一步对电流进行采集，微处理器单元与电流采集单元连接，电流采集单元用于采集控制单元输出的电流值，微处理器单元用于记录实时采集的电流值与微控制器单元控制信号对应要求输出的电流信号不同时的测试次数及对应的电流数据。电流采集单元采用电流传感器或互感器，用于采集ecu在测试过程中输出电流的变化，实际上，测试要求ecu输出的电流都是有要求的，如果ecu没有按要求输出电流，则此时ecu也可能存在一定的寿命或性能上的缺陷，这对于生产企业来说十分重要，可以根据这些数据进行产品的改进，因此，实时监测输出的电流大小然后单片机将其与要求输出的电流进行比较，当出现不同时，对电流数据进行记录并记录此时对应的测试次数，然后将数据进行存储，为后续的测试报告和分析提供数据基础。
26.该装置主要由如图1所示的四个部分组成，下面将依次对其进行介绍。
27.一、控制单元
28.控制单元集成了一枚32位的单片机，用于对整个装置的逻辑控制。
29.控制单元能够按照qc/t 1083-2017中的测试步骤，生成控制信号，经由can收发单元发送至ecu，并控制显示单元和状态灯单元。此外，由于qc/t1083-2017中的耐久测试循环次数较多，测试时间较长，控制单元为此准备了两种循环次数存储方式：1、手动存储：按下
装置上的按钮，控制单元检测到按下的动作后会进行一次次数存储。2、自动存储：控制单元每间隔30分钟自动进行一次次数存储。以上两种方式并行存在，能够避免意外断电以及人员误操作导致的实验测试次数丢失。
30.二、can收发单元
31.can收发单元主要作用是实现ecu与本装置的通讯连接，主要包含一枚can收发芯片以及与ecu的连接线束。该单元能够将控制单元的控制信号发送给ecu并接收ecu的反馈信号。
32.三、显示单元
33.显示单元包含四块数码管，主要对当前已完成的循环次数进行显示，以便于实验人员的观测以及记录。
34.四、状态灯单元
35.状态灯单元包含一枚红色的led灯珠以及一枚绿色的led灯珠，负责反馈ecu当前的状态。由于在qc/t 1083-2017中，允许ecu进入设计商制造的热保护模式。故在耐久测试过程，ecu有三种工作状态，分别为:1、正常工作状态，2、热保护状态，3、其他严重故障。以上三种状态是由ecu发出，经由can收发单元传送至控制单元，控制单元通过对状态灯单元的控制来直观的显示ecu当前状态。绿色灯珠亮：表示进入热保护模式，红色灯珠亮：表示进入其他严重故障，两枚灯珠都不亮：表示ecu在正常工作模式下。
36.本装置的工作原理包括：将ecu正常通电，将该装置的供电插座接入家用220v交流电源，白色接插件引出的can-h与can-l信号线与ecu相连接，按下装置的启动按钮，装置开始正常工作。此时装置会先接收到ecu的反馈can报文，如果ecu反馈的当前状态是正常工作模式，控制盒会根据qc/t 1083-2017的循环测试表来确认当前ecu需要输出的电流并通过can总线发送至ecu，ecu在接收到该装置发出的can信号便会根据报文内容来输出指定的电流。完成一个电流循环周期后，装置会在数码管显示屏上更新当前的循环次数。当操作者按下存储按钮或者时间每经过30分钟，装置会记录当前的循环次数并存储下来，之后若重新启动装置，都会以存储的循环次数作为初始的循环次数，操作者也可以按下次数清零按钮来清空存储的次数用来重新开始新的实验。如果ecu并未工作在正常工作状况或装置未连接至ecu，则停止发送电流控制can信号，此时根据具体情况，点亮指定状态灯，若ecu在热保护状态下，绿色状态灯亮，ecu在严重故障或未连接状态下，红色状态灯亮。其中，由于在qc/t 1083-2017中，允许ecu进入设计商制造的热保护模式，绿色状态灯会在ecu状态恢复到正常工作状态时熄灭，并重新发送电流控制can信号。红色状态灯不能在ecu恢复正常工作状态时熄灭，只有在操作人员重启装置后方能熄灭，以达到故障警示的作用。
37.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。