[發(fā)明專利]汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110178707.8
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102298333A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊其華;田芳怡;劉鋼海
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學(xué)院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置。

背景技術(shù)

汽車助力轉(zhuǎn)向總成是汽車重要的安全部件，有動力源的助力轉(zhuǎn)向總成主要有液壓助力和電動助力兩大類。電動助力轉(zhuǎn)向（Electrical?Power?Steering,?簡稱EPS）總成由機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)、轉(zhuǎn)向檢測用傳感器、轉(zhuǎn)向助力電動機和電機控制器單元等部分組成，各部分互相配合協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)汽車駕駛時的方向盤轉(zhuǎn)向按需助力。

為評價汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成的性能，通常采用總成試驗臺架進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的總成性能相關(guān)試驗。由于電動助力轉(zhuǎn)向總成是一個多部件組合的機電一體化裝置，總成的性能表現(xiàn)并不能真實全面地反映包含控制器在內(nèi)的各部件性能優(yōu)劣。

作為總成核心部件的控制器是一個純電單元，其性能表現(xiàn)與作為其負(fù)載的助力電機存在關(guān)聯(lián)，而控制器單元的控制模式、輸入輸出信號響應(yīng)速度、輸出驅(qū)動能力、接口保護(hù)、故障自診斷、電磁兼容性等性能是自身獨有。構(gòu)建專門針對控制器的獨立試驗系統(tǒng)，既要兼顧控制器的輸出端關(guān)聯(lián)負(fù)載對其性能評價的影響，也要考慮到其標(biāo)準(zhǔn)化試驗條件建立對性能評價的合理性問題。

由于電動助力轉(zhuǎn)向總成組成結(jié)構(gòu)的多樣性，助力電機和機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)等特性存在較大差異，但按電動助力轉(zhuǎn)向總成的幾種分類，可以建立起數(shù)字化的分類模型特性庫，在明確匹配參數(shù)以后，可以成為控制器試驗中的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載庫?？刂破鞯闹饕斎胙b置是轉(zhuǎn)向檢測用扭矩傳感器和車速傳感器，模擬傳感器的標(biāo)準(zhǔn)化輸入信號可以由嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生。在這些有關(guān)控制器的輸入輸出端標(biāo)準(zhǔn)試驗條件構(gòu)建思想下，就可以設(shè)計實現(xiàn)汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置。

本發(fā)明的汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置，包括一臺助力電機和一臺伺服電機構(gòu)成的力學(xué)動態(tài)平衡系統(tǒng)。主動的助力電機由受試電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器驅(qū)動，從動的伺服電機由具有特定伺服控制規(guī)律的伺服驅(qū)動器驅(qū)動。模擬傳感器輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號由嵌入式系統(tǒng)發(fā)出給受試控制器；伺服控制規(guī)律源自對總成的機械助力機構(gòu)、總成外延關(guān)聯(lián)負(fù)載的軟件模擬。

一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向總成用控制器半物理仿真試驗裝置包括待測EPS控制器、助力電機、扭矩限制器、扭矩傳感器、伺服電機、電流傳感器、伺服驅(qū)動器、第一嵌入式系統(tǒng)；待測EPS控制器與嵌入式系統(tǒng)連接，助力電機、扭矩限制器、扭矩傳感器、伺服電機順次連接；助力電機、電流傳感器、嵌入式系統(tǒng)順次連接；第一嵌入式系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器、伺服電機順次連接；扭矩傳感器與第一嵌入式系統(tǒng)連接；第一嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生扭矩模擬信號、角度模擬信號、車速脈沖信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入至待測EPS控制器；第一嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生伺服控制信號輸入至伺服驅(qū)動器用于控制伺服電機的扭矩；待測EPS控制器輸出電壓控制信號帶動助力電機轉(zhuǎn)動；伺服電機用于模擬助力電機輸出軸負(fù)載扭矩的加載；扭矩傳感器用于檢測試驗進(jìn)程中助力電機的的輸出轉(zhuǎn)矩；電流傳感器用于采集試驗進(jìn)程中助力電機電源線上的工作電流；扭矩限制器是為防止直流電動機和作為其負(fù)載的伺服電機工作時出現(xiàn)的狀態(tài)不匹配現(xiàn)象，避免發(fā)生可能的某一端力矩過大而損壞系統(tǒng)的情況。?

所述的第一嵌入式系統(tǒng)包括微處理器、輸入輸出模塊、存儲顯示模塊；微處理器分別與輸入輸出模塊和存儲顯示模塊連接；所述嵌入式系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心控制單元；所述輸入輸出模塊用于向待測EPS控制器輸出扭矩、角度、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等標(biāo)準(zhǔn)信號，同時采集電流傳感器輸出的電流傳感器信號和扭矩傳感器輸出的扭矩傳感器信號；所述存儲顯示模塊用于存儲各種試驗數(shù)據(jù)、顯示試驗結(jié)果。