CN105675314A - 电动助力转向控制器产品自动检测台 - Google Patents

Abstract

电动助力转向控制器产品自动检测台，包括汽车转向系统和前行驶系统、支撑台架、负载变换装置、车用蓄电池、EPS助力电机、减速器、扭矩传感器、EPS控制器、功能检测和保护系统及打印机，所述的汽车转向系统和前行驶系统包括转向操纵机构、齿轮齿条转向器、转向传动机构、前悬挂系统、转向桥和前轮，所述的功能检测和保护系统包括PC机、CAN-Bus通讯模块、信号采集模块、控制模块、信号发生模块、EPS供电模块、温度监测模块、故障记录模块和故障保护模块。本发明搭建了接近实车环境的检测台，保证了检测的可靠性，检测过程中无需转动方向盘，实现了对EPS控制器产品的自动检测，降低了劳动强度和提高了检测效率。

Description

电动助力转向控制器产品自动检测台

技术领域

本发明涉及一种批量产品的自动检测装置，特别涉及一种用于电动助力转向系统控制器产品的自动检测装置。

背景技术

电动助力转向系统(EPS)与传统助力转向系统相比具有结构简单、便于安装维护、节能环保、转向特性优良等特点。近年来许多高校和相关企业投入大量资金和人力开展研发并取得了丰厚的成果，国内已有许多车型装配有EPS并成为销售卖点。EPS控制器作为EPS的核心部件，影响着EPS的整体性能，所以EPS控制器在出厂之前需要经过严格检验。目前，EPS控制器的性能检测一般通过搭建实车台架或模拟汽车转向台架进行，实车台架更接近EPS控制器的实际工作环境，具有较高的检测可靠性，模拟汽车转向台架的成本低，实现起来较为容易。在台架检测过程中依靠操作人员转动方向盘或使用单独电机直接驱动转向柱来检测EPS控制器的性能参数。前者增加了操作人员的劳动强度，后者增加了检测成本且不易在模拟实车装配结构的台架上实现。随着汽车EPS的装配率不断提高，生产厂商对EPS控制器出厂检测设备的自动化程度和检测可靠性的要求也变得愈越来越高。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种电动助力转向控制器产品自动检测台，以解决上述技术背景中存在的缺点，满足EPS控制器对检测自动化程度和可靠性的要求。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种电动助力转向控制器产品自动检测台包括汽车转向系统和前行驶系统、支撑台架、负载变换装置、车用蓄电池、EPS助力电机、减速器、扭矩传感器、EPS控制器、功能检测和保护系统及打印机，所述的汽车转向系统和前行驶系统包括转向操纵机构、齿轮齿条转向器、转向传动机构、前悬挂系统、转向桥和前轮，所述的功能检测和保护系统包括PC机、CAN-Bus通讯模块、信号采集模块、控制模块、信号发生模块、EPS供电模块、温度监测模块、故障记录模块和故障保护模块。

所述的汽车转向系统和前行驶系统按照实车构造和角度进行装配，转向操纵机构、转向桥、前悬挂系统和负载变换装置直接固定在支撑台架上，齿轮齿条转向器通过与转向桥连接间接固定在支撑台架上，前轮置于负载变换装置之上，通过调节负载变换装置中液压缸的高度来改变系统的转向阻力矩。扭矩传感器、EPS助力电机和减速器集成为一个整体安装在转向柱上。EPS控制器与扭矩传感器、功能检测和保护系统、蓄电池和EPS助力电机通过导线连接，打印机与PC机相连用于打印检测报告。

所述的CAN-Bus通讯模块通过USB转CAN口转换工具分别与PC机和EPS控制器相连，传输点火信号、发动机转速信号和车速信号；信号采集模块通过型号为PCI-1710U的数据采集卡采集扭矩传感器的主副信号，通过型号为WCS1600的霍尔电流传感器和数据采集卡采集吸收电流和助力电机电流信号，数据采集卡通过PCI接口与PC机相连；信号发生模块通过数据采集卡与EPS控制器相连，发送采集到的扭矩主副信号给EPS控制器，降低系统转向阻力矩后使系统在EPS助力电机的单独作用下运转。

所述的EPS供电模块与数据采集卡的输出端口相连，使型号为KSR-1550ZDN的继电器断开与闭合，实现车用蓄电池与EPS控制器的关断和连通。温度监测模块型号为IPAM-6505，一端与PCI-1710U数据采集卡相连，一端通过热电偶与EPS控制器相连，热电偶通过耐高温胶带固定在EPS控制器上；EPS控制器的故障输出端与PCI-1710U数据采集卡相连，数据采集卡与故障保护模块相连控制供电回路中KSR-1550ZDN继电器的断开与闭合。

与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明搭建的自动检测台最大程度的接近EPS控制器的实车工作环境，保证了检测结果的可靠性。利用采集到的扭矩信号和改变转向阻力矩之后的平台可使整个系统在EPS助力电机的单独作用下运行，实现了对批量生产的EPS控制器产品的自动检测，降低了操作人员的劳动强度，提高了批量产品的检测效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的功能检测和保护系统框图。

其中：1.转向操纵机构，2.EPS助力电机，3.扭矩传感器，4.减速器，5.支撑台架，6.前悬挂系统，7.前轮，8.负载变换装置，9.转向传动机构，10.齿轮齿条转向器，11.转向桥，12.汽车转向系统和前行驶系统，13.车用蓄电池，14.EPS控制器，15.功能检测和保护系统，16.打印机，17.PC机，18.控制模块，19.PCI-1710U数据采集卡，20.WCS1600霍尔电流传感器，21.信号采集模块，22.KSR-1550ZDN继电器，23.EPS供电模块，24.故障保护模块，25.故障记录模块，26.IPAM-6505温度传感器，27.热电偶，28.温度监测模块，29.信号发生模块，30.USB转CAN口转换工具，31.CAN-Bus通讯模块

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述，使本发明的技术手段、创作特征和实现效果更加明了。

参见图1，一种电动助力转向控制器产品自动检测台包括汽车转向系统和前行驶系统(12)、支撑台架(5)、负载变换装置(8)、车用蓄电池(13)、EPS助力电机(2)、扭矩传感器(3)、减速器(4)、EPS控制器(14)、功能检测和保护系统(15)及打印机(16)。

所述的汽车转向系统和前行驶系统(12)包括转向操纵机构(1)、齿轮齿条转向器(10)、转向传动机构(9)、前悬挂系统(6)、转向桥(11)和前轮(7)，按照实车构造和角度进行装配，转向操纵机构(1)、转向桥(11)、前悬挂系统(6)和负载变换装置(8)直接固定在支撑台架(5)上，齿轮齿条转向器(10)通过与转向桥(11)连接间接固定在支撑台架(5)上，前轮(7)置于负载变换装置(8)之上，通过调节负载变换装置(8)中液压缸的高度来改变系统的转向阻力矩。扭矩传感器(3)、EPS助力电机(2)和减速器(4)集成为一个整体安装在转向柱上。EPS控制器(14)与扭矩传感器(3)、EPS助力电机(2)、蓄电池(13)和EPS控制器(14)通过导线连接，打印机(16)与PC机(17)相连用于打印检测报告。

所述的扭矩传感器(3)发出的主副信号是模拟电压信号，电压值变换范围为0至扭矩传感器(3)的供电电压值，静态值为扭矩传感器(3)供电电压值的二分之一。扭矩传感器(3)接口与EPS控制器(14)和PCI-1710U数据采集卡(19)的信号采集端口连接，EPS控制器(14)正常工作后将方向盘按照一定速度先向左后向右转动到极限位置，在方向盘转动的时间周期内同时利用数据采集卡(19)采集扭矩信号并存储在PC机(17)内。然后将扭矩传感器(3)接口与EPS控制器(14)的连接断开，使用数据采集卡(19)向EPS控制器(14)提供扭矩信号，此时由于不施加方向盘转向力矩，整个系统不能运转或不能达到之前的转动速度，不断调整负载变换装置(8)改变系统转向阻力矩的大小，来抵消方向盘转向力矩的作用，最终使整个系统运转速度达到之前的转动速度。即在不施加操作人员外力且不影响检测结果可靠性的情况下实现对EPS控制器(14)性能的自动检测。

参见图2，电动助力转向控制器产品自动检测台的功能检测和保护系统(15)包括PC机(17)、CAN-Bus通讯模块(31)、信号采集模块(21)、控制模块(18)、信号发生模块(29)、EPS供电模块(23)、温度监测模块(28)、故障记录模块(25)和故障保护模块(24)。

所述的CAN-Bus通讯模块(31)通过USB转CAN口转换工具(30)分别与PC机(17)和EPS控制器(14)相连，传输点火信号、发动机转速信号和车速信号。发动机转速信号和车速信号值的大小是在实车实验中采集到的，将车速在0、15、45、60、80状态下的车速信号和发动机转速信号分时发送给EPS控制器(14)来检测其在不同车速下的工作性能。

所述的信号采集模块(21)通过型号为PCI-1710U的数据采集卡(19)采集扭矩传感器(3)的主副信号，通过型号为WCS1600的霍尔电流传感器(20)和数据采集卡(19)采集吸收电流和助力电机电流信号，数据采集卡(19)通过PCI接口与PC机(17)相连，采集的信号存储在PC机内，吸收电流和助力电机电流特性曲线显示在PC机(17)显示屏上。

所述的信号发生模块(29)通过型号为PCI-1710U的数据采集卡(19)的信号输出端与EPS控制器(14)相连，发送之前采集到的扭矩主副信号给EPS控制器(14)，降低系统转向阻力矩后使系统在EPS助力电机(2)的单独作用下运转。

所述的EPS供电模块(23)与数据采集卡(19)的输出端口相连，使型号为KSR-1550ZDN的继电器(22)闭合与断开，实现车用蓄电池(13)和EPS控制器(14)的连通和关断。

所述的温度监测模块(28)通过型号为IPAM-6505温度传感器(26)，一端与PCI-1710U数据采集卡(19)相连，一端通过热电偶(27)与EPS控制器(14)相连，热电偶(27)通过耐高温胶带固定在EPS控制器(14)上，控制器的温度被实时采集显示在PC机(17)显示屏上。

所述的故障记录和故障保护模块(24)中，EPS控制器(14)的故障输出端与PCI-1710U数据采集卡(19)相连，数据采集卡(19)与故障保护模块(24)相连控制供电回路中KSR-1550ZDN继电器(22)的开关来保护控制器。

所述的控制模块(18)是基于Labview建立的，保证系统按照一定顺序工作。扭矩信号采集完成之后的工作过程为：切断扭矩传感器(3)与EPS控制器(14)之间的连接，数据采集卡(19)通过USB转CAN口转换工具(30)向EPS控制器(14)发送点火信号、发动机转速信号和车速信号，EPS控制器(14)进行自检，无故障后向数据采集卡(19)发送传感器供电电压信号，数据采集卡(19)接收到信号后向EPS控制器(14)发送之前采集到的扭矩传感器(3)主副信号，此时EPS控制器(14)工作，通过调整负载变换装置(8)降低系统的转向阻力矩，用来抵消方向盘转向力矩的作用，使整个系统运转速度达到扭矩信号采集过程中的转动速度。然后发送不同车速信号重复上述过程。整个过程的吸收电流、助力电机电流、温度信号和EPS控制器(14)故障信号实时采集并存储在PC机(17)上，采集到故障信号后利用故障保护模块(24)切断EPS控制器(14)的供电电源来保护控制器。扭矩信号采集和负载变换装置(8)调整至合适位置的过程只进行一次，利用采集到的扭矩信号和改变转向阻力矩之后的平台即可实现对批量EPS控制器(14)的自动检测，此时系统在EPS助力电机(2)的单独作用下运转，无需操作人员再操纵方向盘。

Claims (6)

1.电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，包括汽车转向系统和前行驶系统、支撑台架、负载变换装置、车用蓄电池、EPS助力电机、减速器、扭矩传感器、EPS控制器、功能检测和保护系统及打印机，所述的汽车转向系统和前行驶系统包括转向操纵机构、齿轮齿条转向器、转向传动机构、前悬挂系统、转向桥和前轮，所述的功能检测和保护系统包括PC机、CAN-Bus通讯模块、信号采集模块、控制模块、信号发生模块、EPS供电模块、温度监测模块、故障记录模块和故障保护模块。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，所述的汽车转向系统和前行驶系统按照实车构造和角度进行装配，转向操纵机构、转向桥、前悬挂系统和负载变换装置直接固定在支撑台架上，齿轮齿条转向器通过与转向桥连接间接固定在支撑台架上，前轮置于负载变换装置之上，通过调节负载变换装置中液压缸的高度来改变系统的转向阻力矩。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，所述的CAN-Bus通讯模块通过USB转CAN口转换工具分别与PC机和EPS控制器相连，传输点火信号、发动机转速信号和车速信号；信号采集模块通过数据采集卡采集扭矩传感器的主副信号，通过霍尔电流传感器和数据采集卡采集吸收电流和助力电机电流信号，数据采集卡通过PCI接口与PC机相连；信号发生模块通过数据采集卡与EPS控制器相连，断开扭矩传感器与EPS控制器之间的连接，发送采集到的扭矩主副信号给EPS控制器，降低系统转向阻力矩后使系统在EPS助力电机的单独作用下运转。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，所述的EPS供电模块与数据采集卡的输出端口相连，使EPS控制器电源供电回路中的继电器闭合与断开，实现车用蓄电池和EPS控制器的连通和关断。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，所述的温度监测模块一端与数据采集卡相连，一端通过热电偶与EPS控制器相连，热电偶通过耐高温胶带固定在EPS控制器上。

6.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器产品自动检测台，其特征在于，所述的故障记录模块中，EPS控制器的故障输出端与数据采集卡相连，数据采集卡与故障保护模块相连控制供电回路中继电器的闭合与断开。