本发明专利技术公开了一种汽车电动助力转向总成用半物理仿真试验装置。它包括待测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4、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。本发明专利技术适用于汽车电动助力转向总成用控制器静动态性能试验，构建控制器性能定量化评价体系；可用于控制器与助力电机间的匹配选型，还可为控制器控制模式快速设计提供支持。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。另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、第二嵌入式系统；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、第二嵌入式系统顺次连接；助力电机与第二嵌入式系统连接；第二嵌入式系统、伺服驱动器、伺服电机顺次连接； 扭矩传感器与第二嵌入式系统连接；第二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；第二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；第二嵌入式系统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。所述的第二嵌入式系统包括微处理器、输入输出模块、存储显示模块、通用EPS控制器模块；微处理器分别与输入输出模块、存储显示模块、通用EPS控制器模块连接；输入输出模块与通用EPS控制器模块连接；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通用控制器模块输出扭矩模拟信号、角度模拟信号、车速脉冲信号、发动机转速脉冲信号，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；所述通用EPS控制器模块内置可下载标准控制模式的通用控制器，与实际助力电机连接，实现半物理仿真试验。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果①本专利技术中受试控制器配接助力电机，在对总成的部分部件进行数学建模基础上设计控制算法，通过控制伺服电机系统实现对助力电机输出轴的标准化加载，并且这种加载是可通过嵌入式系统数据库进行配置的；②加在控制器输入端的传感器信号，是由嵌入式系统模拟给定的，是可改变信号形式和信噪比参数的；③试验装置依托嵌入式系统及其数据库，在可选配置传感器输入、电机负载特性仿真模块基础上，连接实际受试控制器和实际选用助力电机，或利用嵌入式系统通用控制器模块连接实际选用助力电机，实现半物理仿真试验；④本专利技术将半物理仿真技术与汽车电动助力转向总成试验技术相结合，构建了汽车电动助力转向总成用控制器的静动态性能试验平台，可用于外接受试控制器的性能评价，可用于控制器与助力电机之间的匹配选型，还可为控制器控制模式快速设计提供支持。本专利技术由于是半物理的仿真试验装置，可以大大缩小试验台体积，节省试验成本，缩短相关产品开发和试验周期。附图说明图1是本专利技术提供的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的结构示意图2是本专利技术的第一嵌入式系统的结构示意图； 图3为图1的信号传输示意图4是本专利技术提供的另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的结构示意图5是本专利技术的第二嵌入式系统的结构示意图中，1、待测EPS控制器，2、助力电机，3、扭矩限制器，4、扭矩传感器，5、伺服电机，6、 电流传感器，7、伺服驱动器，8、嵌入式系统，9、扭矩模拟信号，10、角度模拟信号，11、车速脉冲信号，12、发动机转速脉冲信号，13、伺服控制信号，14、电流传感器信号，15、扭矩传感器信号，16、电压控制信号。具体实施例方式如图1、3所示，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1、助力电机2、扭矩限制器3、扭矩传感器4、伺服电机5、电流传感器6、伺服驱动器7、第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种汽车电动助力转向总成用控制器半物理仿真试验装置，其特征在于它包括待测ＥＰＳ控制器（１）、助力电机（２）、扭矩限制器（３）、扭矩传感器（４）、伺服电机（５）、电流传感器（６）、伺服驱动器（７）、第一嵌入式系统（８）；待测ＥＰＳ控制器（１）与嵌入式系统（８）连接，助力电机（２）、扭矩限制器（３）、扭矩传感器（４）、伺服电机（５）顺次连接；助力电机（２）、电流传感器（６）、嵌入式系统（８）顺次连接；第一嵌入式系统（８）、伺服驱动器（７）、伺服电机（５）顺次连接；扭矩传感器（４）与第一嵌入式系统（８）连接；第一嵌入式系统（８）产生扭矩模拟信号（９）、角度模拟信号（１０）、车速脉冲信号（１１）、发动机转速脉冲信号（１２）输入至待测ＥＰＳ控制器（１）；第一嵌入式系统（８）产生伺服控制信号（１３）输入至伺服驱动器（７）用于控制伺服电机（５）的扭矩；待测ＥＰＳ控制器（１）输出电压控制信号（１６）带动助力电机（２）转动；伺服电机（５）用于模拟助力电机（２）输出轴负载扭矩的加载；扭矩传感器（４）用于检测试验进程中助力电机的的输出转矩；电流传感器（６）用于采集试验进程中助力电机（２）电源线上的工作电流；扭矩限制器（３）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。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨其华，田芳怡，刘钢海，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86
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