汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統及測試方法技術方案

本發明專利技術涉及一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，它的工控機連接上位機，工控機的信號生成板卡接線端連接信號生成板卡，工控機的數據采集板卡接線端連接數據采集板卡，信號生成板卡的原始控制信號輸出端連接信號調理板的輸入端，信號調理板電動助力轉向系統控制信號輸出端連接EPS控制器，該控制器的控制信號輸出端連接轉向電機，穩壓電源給轉向電機供電，轉向電機的電流檢測端口連接電流傳感器的信號輸入端，電流傳感器的信號輸出端連接信號調理板，信號調理板的調理后電流信號輸出端連接數據采集板卡。本發明專利技術可明顯提高汽車EPS控制器助力特性測試的準確性和效率。

Automatic test system and test method for assisting characteristics of automobile EPS controller

The invention relates to an automobile EPS controller power characteristic automatic testing system, the IPC connected PC, IPC signal generation card terminal connection signal generation card, data acquisition card terminal computer terminal is connected with the data acquisition card, the original control signal output signal generation card is connected with the input signal conditioning board the end, signal conditioning board of electric power steering system control signal output terminal is connected with the EPS controller, the control signal output of the controller is connected to the power supply to the motor, steering motor power supply, signal input to current detection port of the electric motor is connected with the current sensor signal, the output of the current sensor is connected with the signal conditioning board, signal conditioning board after adjusting the current signal output terminal is connected with the data acquisition card. The invention can obviously improve the accuracy and efficiency of the automobile EPS controller assistance characteristic test.

【技術實現步驟摘要】
汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統及測試方法
本專利技術涉及電動汽車的電動助力轉向系統(EPS)控制器的性能測試
，具體涉及一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統及測試方法。
技術介紹
汽車電動助力轉向系統(ElectricPowerSteeringSystem，簡稱EPS)作為輔助汽車轉向的一種裝置，因其具有節能、環保，且能提高汽車的操縱性和穩定性等特點，成為動力轉向技術的發展方向。控制器作為EPS的核心部件，它對汽車的安全行駛起到了重要的作用。因此控制器在出廠前必須經過嚴格的測試。目前，國內對EPS控制器的測試主要包括三個方面：實車測試，對EPS的回正特性、機械特性等進行主觀判定；功能測試，對控制器的引腳信號、CAN通信功能等進行測試；性能測試，對控制器的助力特性進行臺架測試。針對EPS控制器的性能測試，傳統的測試方法是：設置好EPS控制器的參數，給控制器上電，開始測試某一車速下的助力特性曲線；更改車速，再測試兩組其他車速下的助力特性曲線；若曲線走勢正確，則將測試的助力特性曲線通過截圖軟件保存在指定目錄下，否則查明原因。傳統的測試方法不僅效率低，而且容易出錯，測試成本也十分昂貴。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統及測試方法，該系統及方法的可明顯提高汽車EPS控制器助力特性測試的準確性和效率。為解決上述技術問題，本專利技術公開的一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它包括穩壓電源、信號調理板、數據采集板卡、信號生成板卡、工控機、EPS控制器、轉向電機、上位機和電流傳感器；所述工控機的上位機通信接口連接上位機的通信接口，工控機的信號生成板卡接線端連接信號生成板卡的信號輸入端，工控機的數據采集板卡接線端連接數據采集板卡的電流信號輸出端，信號生成板卡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的電動助力轉向系統原始控制信號輸入端，信號調理板電動助力轉向系統控制信號輸出端連接EPS控制器的控制信號輸入端，EPS控制器的PWM控制信號輸出端連接轉向電機的控制信號輸入端，穩壓電源的供電端向轉向電機供電，轉向電機的電流檢測端口連接電流傳感器的信號輸入端，電流傳感器的信號輸出端連接信號調理板的原始電流信號輸入端，信號調理板的調理后電流信號輸出端連接數據采集板卡的電流信號輸入端。一種利用上述系統的汽車EPS控制器助力特性自動化測試方法，其特征在于，它包括如下步驟：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，工控機從上位機中讀取預存的對應EPS控制器的控制器參數；步驟2：工控機根據EPS控制器外接的故障顯示燈的狀態判斷EPS控制器有無故障，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：上位機對工控機進行配置，使信號生成板卡輸出EPS控制器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，向轉向電機輸出電機PWM控制信號和EPS故障燈信號，然后通過上位機改變EPS控制器內的轉向電機扭矩主輔路信號，使EPS控制器接收到一個變化的扭矩信號，此時工控機通過電流傳感器采集轉向電機的工作電流，并將采集的轉向電機工作電流傳輸給上位機；步驟4：上位機通過控制工控機進行EPS控制器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控制器控制轉向電機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：上位機通過控制工控機進行EPS控制器轉向助力特性的測試，同最大轉向助力電流測試一樣，上位機對工控機進行配置，使信號生成板卡輸出EPS控制器正常工作所需的信號，使EPS控制器正常工作，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對轉向電機的電流進行采集，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，i1n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，i2n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。本專利技術在很大程序上簡化了EPS控制器助力特性測試過程，能夠精確、快速地對EPS控制器的轉向助力性能進行測試。另外，本專利技術具有很強的適用性，能對不同類型的EPS控制器進行轉向助力性能測試，顯著提高了EPS控制器的轉向助力性能測試效率。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術中EPS控制器最大電流曲線；圖3為本專利技術中EPS控制器助力特性測試曲線；圖4為本專利技術中助力特性曲線對稱度計算圖。其中，1—穩壓電源、2—信號調理板、3—板卡接線盒、4—數據采集板卡、5—信號生成板卡、6—工控機、7—顯示器、8—掃碼槍、9—EPS控制器、10—轉向電機、11—上位機、12—電流傳感器。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步的詳細說明：本專利技術的汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，它包括穩壓電源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(直流有刷電機)、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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它包括穩壓電源(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。

【技術特征摘要】
1.一種汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它包括穩壓電源(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。2.根據權利要求1所述的汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它還包括掃碼槍(8)，所述掃碼槍(8)用于掃描EPS控制器(9)上的二維碼標簽，掃碼槍(8)的信號輸出端連接工控機(6)的二維碼識別信號輸入端。3.根據權利要求1所述的汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它還包括板卡接線盒(3)，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通過板卡接線盒(3)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；所述信號調理板(2)的調理后電流信號輸出端也通過板卡接線盒(3)連接數據采集板卡(4)的電流信號輸入端。4.根據權利要求1所述的汽車EPS控制器助力特性自動化測試系統，其特征在于：它還包括顯示器(7)，所述工控機(6)的顯示信號輸出端連接顯示器(7)的顯示信號輸入端。5.一種利用權利要求1所述系統的汽車EPS控制器助力特性自動化測試方法，其特征在于，它包括如下步驟：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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張成才，余奎，過學迅，潘浩，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42