[发明专利]一种电动助力转向试验台数据采集装置及网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集装置，尤其涉及用于电动助力转向试验台的数据采集装置及嵌入了CAN总线功能实现电动助力转向试验台数据采集的网络系统。

背景技术

     汽车电动助力转向系统(EPS)是近年来发展起来的一种新型转向系统，该系统是由电子控制单元根据传感器采集到的信号来控制电机的运转，从而实现助力转向的功能。EPS不仅具备液压动力转向器的转向轻便等优点，它还具有转向平稳、节能、环保，大幅度提高汽车经济性、动力性和机动性，同时增加驾驶人员的操纵性和安全性。因此，EPS成为了汽车领域研究和开发的热点之一。

研究开发具有自主知识产权EPS的过程，一般先在实验室利用电动助力转向试验台对EPS的性能和控制策略进行检测，针对检测出的功能、逻辑、精度、安全保护等方面的问题，修改EPS的硬件和软件，进行下一轮的试验台架试验，经这样的反复试验修改，当EPS达到预期的要求后，再装车进行实车试验。采用这样的方法开发EPS，可以节省大量的人力、物力和财力，而且可以缩短EPS的研发周期。

EPS产生的转向柱辅助转矩和助力电机所需的电流的大小，取决于车速信号及转向盘的转角信号。试验过程中，车速信号、转向盘的转角信号、转向柱辅助转矩信号和助力电机电流信号实时采集、合理储存和适时显示是试验成败的关键。使用万用表和示波器为获取试验数据是常用的方法，这种方法存在如下的问题：第一、数据获取速度慢。这种方法需要人工在试验过程中对各个信号进行逐个测量、记录，而且需要测量每个信号不同时间点的值，工作量大，速度慢。第二、所获数据同步性差。由于是人工逐个信号测量，不能对各个信号同时测量，因而影响了所获数据的同步性。第三、人工测量容易出错、效率低。第四、采集得到的数据由人工输入计算机后进行处理，需要大量的人工输入数据的时间。另一种获取实验数据的方法是在PC计算机中安装数据采集板及相应的驱动程序，用数据采集板来对各种传感器的信号进行采集。这种方法虽然可大大提高数据的采集效率和采集精度，但存在以下一些问题：第一、数据采集板要具有与PC计算机主板相对应的总线接口。第二、每个传感器和数据采集板间都需要有相应的连接导线，致使试验台与计算机间有很多的导线。第三、数据采集程序要基于数据采集板的驱动程序编写，会使数据显示程序和数据储存程序等在逻辑结构上不是很清晰。第四、假如要对两个或两个以上试验台进行数据采集，则需要两套或两套以上的数据采集板和PC计算机。

综上所述，需要一种新的数据采集装置，对试验台架上的EPS在试验过程中产生的各种信号进行准确实时的获取，通过对试验台架上EPS的电路和程序参数的调整，得到在不同车速下所需的助力电流和相应的转向盘辅助转矩。调整后的电路参数作为EPS硬件设计的依据，调整后的程序参数和相应的车速存入EPS的ROM作为EPS产生助力大小的依据。汽车在行驶过程中，EPS根据车速传感器信号，从ROM中查找对应于车速的产生相应助力电流的参数，并用该参数控制助力电机驱动电路，在驱动电路相应电流驱动下，助力电机产生所需大小的助力。同时，可有效地克服上述两种数据采集方法的不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种对电动助力转向试验台进行实时数据采集的采集装置。

本发明的另一目的是提供一种嵌入了CAN总线功能，实现了对多个电动助力转向试验台实时数据采集的网络系统。

本发明的技术方案为：一种电动助力转向试验台数据采集装置，包括主扭矩传感器、辅扭矩传感器、电流传感器、车速传感器、转角传感器、数据采集MCU和CAN发送接收器；所述主扭矩传感器和辅扭矩传感器分别与数据采集MCU的内嵌A/D转换通道ADC0、ADC1连接；所述电流传感器经采样电阻后与数据采集MCU 的内嵌A/D转换通道ADC2连接；所述车速传感器和转角传感器分别连接到数据采集MCU的脉冲捕捉T1、T2接口；所述数据采集MCU内嵌的CAN控制器与所述CAN发送接收器相连；所述数据采集MCU中设有连接模块、数据采集模块和CAN驱动模块；所述数据采集模块用于对传感器的数据采集和与连接模块的联络工作；所述CAN驱动模块用于所述CAN发送接收器的数据发送接收和与连接模块的联络工作；所述连接模块用于数据采集MCU的数据传送、命令解释工作。

进一步，所述数据采集MCU6通过串行接口与数据处理计算机连接，所述数据处理计算机包括数据通信模块、数据库模块、用户界面模块和中介模块；所述中介模块用于将数据通信模块、数据库模块、用户界面模块连接起来，通过通信协议进行数据通信。