[發明專利]汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201710076177.3
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106774284B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張成才;余奎;過學迅;潘浩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

1.一種利用汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統的汽車EPS控制器助力特性自動化測試方法，所述汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統包括穩壓電源(1)、信號調理板(2)、數據采集板卡(4)、信號生成板卡(5)、工控機(6)、EPS控制器(9)、轉向電機(10)、上位機(11)和電流傳感器(12)；

所述工控機(6)的上位機通信接口連接上位機(11)的通信接口，工控機(6)的信號生成板卡接線端連接信號生成板卡(5)的信號輸入端，工控機(6)的數據采集板卡接線端連接數據采集板卡(4)的電流信號輸出端，信號生成板卡(5)的電動助力轉向系統原始控制信號輸出端連接信號調理板(2)的電動助力轉向系統原始控制信號輸入端，信號調理板(2)電動助力轉向系統控制信號輸出端連接EPS控制器(9)的控制信號輸入端，EPS控制器(9)的PWM控制信號輸出端連接轉向電機(10)的控制信號輸入端，穩壓電源(1)的供電端向轉向電機(10)供電，轉向電機(10)的電流檢測端口連接電流傳感器(12)的信號輸入端，電流傳感器(12)的信號輸出端連接信號調理板(2)的原始電流信號輸入端，信號調理板(2)的調理后電流信號輸出端連接數據采集板卡(4)的電流信號輸入端；

其特征在于，汽車EPS控制器助力特性自動化測試方法，包括如下步驟：

步驟1：對汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統進行初始化，工控機(6)從上位機(11)中讀取預存的對應EPS控制器(9)的控制器參數；

步驟2：工控機(6)根據EPS控制器(9)外接的故障顯示燈的狀態判斷EPS控制器(9)有無故障，有故障則通過再次點火進行故障清除，無故障則進行后續測試；

步驟3：上位機(11)對工控機(6)進行配置，使信號生成板卡(5)輸出EPS控制器(9)正常工作所需的信號，該信號包括發動機轉速信號、車速信號、轉向電機扭矩主輔路信號和汽車點火信號，EPS控制器(9)收到上述發動機轉速信號、車速信號、轉向電機扭矩主輔路信號和汽車點火信號后，對這些信號進行處理，向轉向電機(10)輸出電機PWM控制信號和EPS故障燈信號，然后通過上位機(11)改變EPS控制器(9)內的轉向電機扭矩主輔路信號，使EPS控制器(9)接收到一個變化的扭矩信號，此時工控機(6)通過電流傳感器(12)采集轉向電機(10)的工作電流，并將采集的轉向電機工作電流傳輸給上位機(11)；

步驟4：上位機(11)通過控制工控機(6)進行EPS控制器(9)的最大轉向助力電流測試，當轉向電機輸入轉矩達到預設值后，EPS控制器(9)控制轉向電機(10)的電流不會隨轉向電機輸入轉矩的繼續增大而增大，上述預設值能使轉向電機(10)的轉向助力電流能夠達到最大值，

此時的轉向電機電流即為最大轉向助力電流，在最大轉向助力電流測試中，轉向電機(10)的輸入轉矩為扭矩傳感器主路信號輸入達到最大時所對應的轉矩值Tdmax；

進行最大轉向助力電流測試時，先給EPS控制器(9)一個轉矩值Tdmax，然后將車速信號的頻率由零逐漸增大到120km/h所對應的車速方波信號的頻率為止，同時不斷采集轉向電機(10)的電流信號，采集到的轉向電機電流信號即為不同車速下的最大轉向助力電流，然后在上位機(11)中繪制出車速與轉向電機電流曲線圖，即最大轉向助力電流曲線；

步驟5：上位機(11)通過控制工控機(6)進行EPS控制器(9)轉向助力特性的測試，同最大轉向助力電流測試一樣，上位機(11)對工控機(6)進行配置，使信號生成板卡(5)輸出EPS控制器(9)正常工作所需的信號，使EPS控制器(9)正常工作，然后保持車速方波信號的頻率不變，改變轉向電機扭矩主輔路信號，同時通過電流傳感器(12)對轉向電機(10)的電流進行采集，得到當前車速方波信號的頻率下轉向助力特性曲線，當該車速方波信號的頻率下轉向助力特性曲線測試完成之后，采用上述的方法，再測得兩組不同車速方波信號頻率下的轉向電機(10)電流，并得到兩組不同車速方波信號的頻率下的對應的轉向助力特性曲線；

步驟6：對步驟5采集的三組轉向電機(10)電流進行處理，得到三組轉向助力特性曲線的轉向助力電流起始點和起始值、轉向助力電流飽和點和飽和值、轉向助力特性曲線梯度k(v)和轉向助力特性曲線對稱度，上位機(11)對曲線對稱度的計算方法進行優化，結合了如下經驗公式(1)和公式(2)，取兩者較小值作為轉向助力特性曲線對稱度，并根據公式(4)得到轉向助力特性曲線梯度k(v)：

D＝min(D₁,D₂) (3)

式中，S₁，S₂分別表示每個轉向助力特性曲線的左、右側與轉向助力電流飽和值、轉向助力特性曲線縱軸所圍面積，縱軸為轉向助力特性曲線上扭矩為零時對應的垂直直線，i_1n表示轉向助力特性曲線縱軸左側電流累加值與右側累加值較小側電機電流采樣值，i_2n表示轉向助力特性曲線縱軸左側電流累加值與右側累加值較大側電機電流采樣值，max表示轉向助力特性曲線縱軸左側曲線和右側曲線的電流采樣數，D表示轉向助力特性曲線的對稱度值，I₁為轉向助力電流起始值、T₁為轉向助力電流起始值對應的轉向電機轉矩值、I₂為轉向助力電流飽和值、T₂為轉向助力電流飽和值對應的轉矩值。