[发明专利]汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置。

背景技术

汽车助力转向总成是汽车重要的安全部件，有动力源的助力转向总成主要有液压助力和电动助力两大类。电动助力转向（Electrical Power Steering, 简称EPS）总成由机械转向机构、转向检测用传感器、转向助力电动机和电机控制器单元等部分组成，各部分互相配合协调工作，实现汽车驾驶时的方向盘转向按需助力。

为评价汽车电动助力转向总成的性能，通常采用总成试验台架进行相关标准规定的总成性能相关试验。由于电动助力转向总成是一个多部件组合的机电一体化装置，总成的性能表现并不能真实全面地反映包含控制器在内的各部件性能优劣。

作为总成核心部件的控制器是一个纯电单元，其性能表现与作为其负载的助力电机存在关联，而控制器单元的控制模式、输入输出信号响应速度、输出驱动能力、接口保护、故障自诊断、电磁兼容性等性能是自身独有。构建专门针对控制器的独立试验系统，既要兼顾控制器的输出端关联负载对其性能评价的影响，也要考虑到其标准化试验条件建立对性能评价的合理性问题。

由于电动助力转向总成组成结构的多样性，助力电机和机械转向机构等特性存在较大差异，但按电动助力转向总成的几种分类，可以建立起数字化的分类模型特性库，在明确匹配参数以后，可以成为控制器试验中的标准负载库。控制器的主要输入装置是转向检测用扭矩传感器和车速传感器，模拟传感器的标准化输入信号可以由嵌入式系统产生。在这些有关控制器的输入输出端标准试验条件构建思想下，就可以设计实现汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置。

本发明的汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置，包括一台助力电机和一台伺服电机构成的力学动态平衡系统。主动的助力电机由受试电动助力转向总成用控制器驱动，从动的伺服电机由具有特定伺服控制规律的伺服驱动器驱动。模拟传感器输入的标准信号由嵌入式系统发出给受试控制器；伺服控制规律源自对总成的机械助力机构、总成外延关联负载的软件模拟。

一种汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置包括待测EPS控制器、助力电机、扭矩限制器、扭矩传感器、伺服电机、电流传感器、伺服驱动器、第一嵌入式系统；待测EPS控制器与嵌入式系统连接，助力电机、扭矩限制器、扭矩传感器、伺服电机顺次连接；助力电机、电流传感器、嵌入式系统顺次连接；第一嵌入式系统、伺服驱动器、伺服电机顺次连接；扭矩传感器与第一嵌入式系统连接；第一嵌入式系统产生扭矩模拟信号、角度模拟信号、车速脉冲信号、发动机转速脉冲信号输入至待测EPS控制器；第一嵌入式系统产生伺服控制信号输入至伺服驱动器用于控制伺服电机的扭矩；待测EPS控制器输出电压控制信号带动助力电机转动；伺服电机用于模拟助力电机输出轴负载扭矩的加载；扭矩传感器用于检测试验进程中助力电机的的输出转矩；电流传感器用于采集试验进程中助力电机电源线上的工作电流；扭矩限制器是为防止直流电动机和作为其负载的伺服电机工作时出现的状态不匹配现象，避免发生可能的某一端力矩过大而损坏系统的情况。 

所述的第一嵌入式系统包括微处理器、输入输出模块、存储显示模块；微处理器分别与输入输出模块和存储显示模块连接；所述嵌入式系统是整个嵌入式系统的核心控制单元；所述输入输出模块用于向待测EPS控制器输出扭矩、角度、车速、发动机转速等标准信号，同时采集电流传感器输出的电流传感器信号和扭矩传感器输出的扭矩传感器信号；所述存储显示模块用于存储各种试验数据、显示试验结果。