[發明專利]一種汽車電動助力轉向系統性能測試系統

在審

• 申請號: 201610240949.8
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105758655A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 郭應時;李星星;白艷;齊超飛;張名芳;任肖
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01M17/06
• 分類號: G01M17/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于汽車動力轉向技術領域，具體涉及一種用于汽車電動助力轉向系統性能測試系統。

背景技術

電動助力轉向系統是在汽車轉向時，能夠提供助力并協助駕駛員完成轉向的功能。電動助力轉向器的動力來源是蓄電池，當駕駛員轉動轉向盤，助力轉向器的控制單元根據車速、發動機轉速、轉矩等信號來控制助力電機輸出力的大小，與助力電機相連的小齒輪帶動轉向齒條移動，減輕轉向阻力，推動轉向輪轉動，車輪進入轉向狀態。

電動助力轉向器的工作穩定性和操縱特性關乎到駕駛的安全和整車性能，因此必須對各項性能和可靠性進行有效的檢測。但近年來的轉向系統的測試大多依賴于實車實驗，這樣不僅增加了開發的成本，還浪費了寶貴的開發時間。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術存在的缺陷和不足，提供一種用于汽車電動助力轉向系統性能測試的實驗系統，通過本系統能在室內完成對電動助力轉向系統的性能測試，從而省去實車實驗，有效降低成本。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種汽車電動助力轉向系統性能測試系統，包括試驗臺基座、用于提供實驗模擬動能輸入的運動控制機構和用于進行實驗數據檢測、采集的測控系統；所述試驗臺基座包括水平支撐架和雙層支撐架，所述水平支撐架的一端與雙層支撐架的下層支撐板相連，所述雙層支撐架的上層支撐板外側設置有轉向盤，內側設置有皮帶輪；所述轉向盤通過轉矩連接件與皮帶輪相連接；所述水平支撐架上設置有ESP總成，所述ESP總成通過轉向柱與皮帶輪相連接；所述測控系統包括實時控制器、傳感器單元和數據采集模塊；所述傳感器單元通過數據采集模塊與實時控制器相連接；所述實時控制器與上位機相連接。

進一步的，所述轉矩連接件包括依次連接的轉向軸、伸縮式萬向節和梅花形聯軸器；所述轉向軸的一端與轉向盤連接，梅花形聯軸器的一端與皮帶輪連接。

進一步的，所述數據采集模塊包括數字信號采集模塊和模擬信號采集模塊；

所述傳感器單元包括用于檢測轉向盤的轉角信號和旋轉方向信號的轉角傳感器、用于檢測轉向盤轉向力矩的力矩傳感器、用于采集ESP總成齒條拉力信號的拉壓力傳感器、用于采集ESP總成齒條位移的直線位移傳感器、用于檢測ESP總成電流消耗的霍爾電流傳感器；

所述轉角傳感器與數字信號采集模塊相連接；所述力矩傳感器、拉壓力傳感器分別通過放大器與模擬信號采集模塊相連接；直線位移傳感器、霍爾電流傳感器連接至模擬信號采集模塊。

進一步的，所述轉角傳感器設置在轉向軸上，力矩傳感器兩端與梅花型聯軸器相聯接；所述拉壓力傳感器設置在負載伺服電機總成和ESP總成之間。

進一步的，所述運動控制機構包括伺服電機運動控制模塊、輸入伺服電機總成和負載伺服電機總成；所述輸入伺服電機總成和負載伺服電機總成分別依次連接伺服電機驅動模塊和伺服電機運動控制模塊后與實時控制器相連接；

所述輸入伺服電機總成設置在下層支撐板上，并通過皮帶與皮帶輪相連接；所述負載伺服電機總成與ESP總成相連接，負載伺服電機總成通過設置有安裝件的水平固定板上固定在水平支撐架上。

進一步的，所述輸入伺服電機總成和負載伺服電機總成分別連接有減速機。

進一步的，所述ESP總成的轉向輔助控制單元通過CAN通信模塊與實時控制器相連接。

進一步的，所述雙層支撐架的上層支撐板通過轉軸連接有轉向軸總成固定板；所述轉向盤設置在轉向軸總成固定板上，皮帶輪設置在上層支撐板上；所述上層支撐板和下層支撐板通過對稱設置的4根豎直方向的支撐梁固定；相鄰的兩個支撐梁之間還設置有加強梁。

進一步的，所述EPS總成通過EPS總成工裝固定在水平支撐架上。

進一步的，系統還包括電源模塊和蓄電池，所述EPS總成與蓄電池相連接；所述運動控制機構、測控系統與電源模塊相連接。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：通過設置試驗臺基座，在水平支撐架上安裝待測ESP總成，并通過設置運動控制系統提供實驗過程中動能輸入，并通過測控系統內的傳感器單元對實驗過程中的數據進行檢測，通過數據采集模塊采集數據，通過實時控制器進行控制并傳輸至上位機，進行數據的整合、分析，從而在室內完成對汽車電動助力轉向系統的性能測試，免去了實車實驗，從而大大減少了開發和研究成本和時間。并且本系統結構簡單，可靠性高。