CN107117205A - 一种具有故障诊断的电动助力转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有故障诊断的电动助力转向系统，包括：电机、蜗轮杆减速机构和转向器，电机产生的扭矩通过蜗轮杆减速机构减速放大后，传递给转向器，使车辆左右轮转向；还包括：微处理器、主扭矩传感器、副扭矩传感器、电机驱动模块、CAN通讯模块及车载远程终端。主扭矩传感器和副扭矩传感器分别用于采集转向盘的主、副扭矩信号。微处理器根据主扭矩信号控制电机驱动模块输出的电流大小，使电机产生相应的扭矩。在主扭矩信号和副扭矩信号的占空比之和大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时，微处理器通过CAN通讯模块发送扭矩故障报文给车载远程终端，车载远程终端根据扭矩故障报文上报相应的故障代码。本发明能降低车辆使用者的维护成本。

Description

一种具有故障诊断的电动助力转向系统
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种具有故障诊断的电动助力转向系统。
背景技术
电动助力转向系统(Electricial Power Steering System，EPS)在汽车中应用越来越广泛，相比传统的液压助力转向系统，具有结构简单、布置方便、节油、噪音小的优点，电动助力转向系统能改善车辆操作性能，提高转向系统的轻便性。但现有车辆在使用中，并不能实时检测电动助力转向系统发生的故障，且汽车维修人员对EPS进行故障诊断时需使用主机厂专用的故障诊断仪来完成。常造成维修人员无法准确找出故障原因，只能更换整个系统，造成维修成本增大。
发明内容
本发明提供一种具有故障诊断的电动助力转向系统，解决现有系统不能实时检测故障，使维修人员无法准确找到故障原因的问题，可降低车辆使用者的维护成本，提高车辆安全性。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种具有故障诊断的电动助力转向系统，包括：电机、蜗轮杆减速机构和转向器，所述电机产生的扭矩通过所述蜗轮杆减速机构减速放大后，传递给所述转向器，使车辆左右轮转向；还包括：微处理器、主扭矩传感器、副扭矩传感器、电机驱动模块、CAN通讯模块及车载远程终端；
所述微处理器的第一输入端与所述主扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第二输入端与所述副扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第一输出端与所述电机驱动模块的控制端相连，所述微处理器的第二输出端与所述CAN通讯模块的输入端相连，所述CAN通讯模块的输出端与所述车载远程终端的输入端相连；
所述主扭矩传感器用于采集转向盘的主扭矩信号，所述副扭矩传感器用于采集转向盘的副扭矩信号；
所述微处理器用于根据所述主扭矩信号控制所述电机驱动模块输出的电流大小，使所述电机产生对应的扭矩；并且在在所述主扭矩信号和所述副扭矩信号的占空比之和大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送扭矩检测故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述扭矩检测故障报文上报扭矩信号的占空比之和超出范围的故障代码，其中，所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值。
优选的，所述微处理器还用于在所述主扭矩信号的占空比大于第三设定阈值或小于第四设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送主扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述主扭矩超范围故障报文上报主扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第三设定阈值大于所述第四设定阈值。
优选的，所述微处理器还用于在所述副扭矩信号的占空比大于第五设定阈值或小于第六设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送副扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述副扭矩超范围故障报文上报副扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第五设定阈值大于所述第六设定阈值。
优选的，还包括：电压传感器，所述电压传感器的输出端与所述微处理器的第三输入端相连；所述电压传感器用于采集所述电动助力转向系统使用的电源电压；
所述微处理器还用于在所述电源电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，通过所述CAN通讯模块发送电压故障报文给所述车载远程终端，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；
所述车载远程终端根据所述电压故障报文上报过压或欠压的故障代码。
优选的，还包括：车速传感器，所述车速传感器的输出端与所述微处理器的第四输入端相连，所述车速传感采集车辆的行驶车速，并向所述微处理器发送所述行驶车速的信号值；
所述微处理器还用于在接收到的所述行驶车速的信号值无效时，通过所述CAN通讯模块发送信号无效故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述信号无效故障报文上报信号无效的故障代码。
优选的，还包括：后台服务器；
所述后台服务器与所述车载远程终端通过移动通讯网络连接，所述后台服务器实时接收所述车载远程终端的上报的故障代码，并根据故障代码存储故障记录。
优选的，所述移动通讯网络为3G通讯网络或4G通讯网络。
本发明提供一种具有故障诊断的电动助力转向系统，通过车载远程终端实时将故障代码上报，解决现有系统不能实时检测故障，使维修人员无法准确找到故障原因的问题，可降低车辆使用者的维护成本，提高车辆安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种具有故障诊断的电动助力转向系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前车辆在使用中，并不能实时检测电动助力转向系统发生的故障，且汽车维修人员进行故障诊断时需使用主机厂专用的故障诊断仪来完成，常造成维修人员无法准确找出故障原因，只能更换整个系统，造成维修成本增大。本发明提供一种具有故障诊断的电动助力转向系统，通过车载远程终端实时将故障代码上报，解决现有系统不能实时检测故障，使维修人员无法准确找到故障原因的问题，可降低车辆使用者的维护成本，提高车辆安全性。
如图1所示，一种具有故障诊断的电动助力转向系统，包括：电机、蜗轮杆减速机构和转向器，所述电机产生的扭矩通过所述蜗轮杆减速机构减速放大后，传递给所述转向器，使车辆左右轮转向；还包括：微处理器、主扭矩传感器、副扭矩传感器、电机驱动模块、CAN通讯模块及车载远程终端。所述微处理器的第一输入端与所述主扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第二输入端与所述副扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第一输出端与所述电机驱动模块的控制端相连，所述微处理器的第二输出端与所述CAN通讯模块的输入端相连，所述CAN通讯模块的输出端与所述车载远程终端的输入端相连。所述主扭矩传感器用于采集转向盘的主扭矩信号，所述副扭矩传感器用于采集转向盘的副扭矩信号。所述微处理器用于根据所述主扭矩信号控制所述电机驱动模块输出的电流大小，使所述电机产生对应的扭矩。并且在所述主扭矩信号和所述副扭矩信号的占空比之和大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时，所述微处理器通过所述CAN通讯模块发送扭矩检测故障报文给所述车载远程终端，所述车载远程终端根据所述扭矩检测故障报文上报扭矩信号的占空比之和超出范围的故障代码，其中，所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值。
具体地，主扭矩传感器检测车辆方向盘的扭矩的大小和方向，并将主扭矩信号传递给微处理器。微处理器还接收车速和点火信号，使其成为整个系统产生转向助力的条件，依据当前的输入信号行分析和判断，微处理器控制电机驱动模块的输出的电流大小；使电机产生的扭矩通过蜗轮蜗杆减速机构减速放大后，传递给转向器从而带动左右轮转向。
为了准确采集方向盘的扭矩信号，常设置副扭矩传感器对方向盘进行副扭矩信号进行检测，如果主扭矩信号和副扭矩信号的占空比之和超出设定范围，则表征对方向盘折扭矩检测不准确，在实际应用中，常采用主扭矩信号占容比与副扭矩信号占空比之和大于110％或小于90％时，为方向盘采集的扭矩不准确，需上报扭矩故障。
进一步，所述微处理器在所述主扭矩信号的占空比大于第三设定阈值或小于第四设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送主扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端，所述车载远程终端根据所述主扭矩超范围故障报文上报主扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第三设定阈值大于所述第四设定阈值。
同样地，所述微处理器在所述副扭矩信号的占空比大于第五设定阈值或小于第六设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送副扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端，所述车载远程终端根据所述副扭矩超范围故障报文上报副扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第五设定阈值大于所述第六设定阈值。
在实际应用中，常对主扭矩信号或副扭矩信号的占空比设定范围为12.5～87.5％，在其占空比大于87.5％或小于12.5％时，表征主扭矩信号或副扭矩信号检测不准确，需上报超出范围故障。
如图1所示，该系统还包括：电压传感器，所述电压传感器的输出端与所述微处理器的第三输入端相连；所述电压传感器用于采集输入的电源电压，所述微处理器在所述电源电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，通过所述CAN通讯模块发送电压故障报文给所述车载远程终端，所述车载远程终端根据所述电压故障报文上报过压或欠压的故障代码。
在实际应用中，当电源电压大于17.5V时，微处理器通过CAN通讯模块上报过压故障；在电源电压小于7.8V时，微处理器通过CAN通讯模块上报欠压故障。
该系统还包括：车速传感器，所述车速传感器的输出端与所述微处理器的第四输入端相连，所述车速传感采集车辆的行驶车速，并向所述微处理器发送所述行驶车速的信号值。所述微处理器还用于在接收到的所述行驶车速的信号值无效时，通过所述CAN通讯模块发送信号无效故障报文给所述车载远程终端，所述车载远程终端根据所述信号无效故障报文上报信号无效的故障代码。
进一步，该系统还包括：后台服务器；所述后台服务器与所述车载远程终端通过移动通讯网络连接，所述后台服务器实时接收所述车载远程终端的上报的故障代码，并根据故障代码存储故障记录。其中，所述移动通讯网络可为3G通讯网络或4G通讯网络。
在实际应用中，在微处理器中常预设一组数组，此组数组与事先约定的故障分类一一对应。如数组A1～A10对应01～10故障代码。相应地，车载远程终端T-BOX具有与微处理器预设有相同的故障代码；远程终端T-BOX通过3G/4G网络将故障代码实时传输给后台服务器中，后台服务器根据相应的故障代码，存储故障记录。维修人员或售后人员可通过后台服务器下载故障记录。获取该车辆电动助力转向系统实时的故障记录，以分析故障原因，能准确确认该系统的故障类型。
可见，本发明提供一种具有故障诊断的电动助力转向系统，通过车载远程终端实时将故障代码上报，解决现有系统不能实时检测故障，使维修人员无法准确找到故障原因的问题，可降低车辆使用者的维护成本，提高车辆安全性。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有故障诊断的电动助力转向系统，包括：电机、蜗轮杆减速机构和转向器，所述电机产生的扭矩通过所述蜗轮杆减速机构减速放大后，传递给所述转向器，使车辆左右轮转向；其特征在于，还包括：微处理器、主扭矩传感器、副扭矩传感器、电机驱动模块、CAN通讯模块及车载远程终端；
所述微处理器的第一输入端与所述主扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第二输入端与所述副扭矩传感器的输出端相连，所述微处理器的第一输出端与所述电机驱动模块的控制端相连，所述微处理器的第二输出端与所述CAN通讯模块的输入端相连，所述CAN通讯模块的输出端与所述车载远程终端的输入端相连；
所述主扭矩传感器用于采集转向盘的主扭矩信号，所述副扭矩传感器用于采集转向盘的副扭矩信号；
所述微处理器用于根据所述主扭矩信号控制所述电机驱动模块输出的电流大小，使所述电机产生对应的扭矩；并且在在所述主扭矩信号和所述副扭矩信号的占空比之和大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送扭矩检测故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述扭矩检测故障报文上报扭矩信号的占空比之和超出范围的故障代码，其中，所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述微处理器还用于在所述主扭矩信号的占空比大于第三设定阈值或小于第四设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送主扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述主扭矩超范围故障报文上报主扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第三设定阈值大于所述第四设定阈值。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述微处理器还用于在所述副扭矩信号的占空比大于第五设定阈值或小于第六设定阈值时，通过所述CAN通讯模块发送副扭矩超范围故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述副扭矩超范围故障报文上报副扭矩信号的占空比超出范围的故障代码，其中，所述第五设定阈值大于所述第六设定阈值。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，还包括：电压传感器，所述电压传感器的输出端与所述微处理器的第三输入端相连；所述电压传感器用于采集所述电动助力转向系统使用的电源电压；
所述微处理器还用于在所述电源电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，通过所述CAN通讯模块发送电压故障报文给所述车载远程终端，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；
所述车载远程终端根据所述电压故障报文上报过压或欠压的故障代码。
5.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，还包括：车速传感器，所述车速传感器的输出端与所述微处理器的第四输入端相连，所述车速传感采集车辆的行驶车速，并向所述微处理器发送所述行驶车速的信号值；
所述微处理器还用于在接收到的所述行驶车速的信号值无效时，通过所述CAN通讯模块发送信号无效故障报文给所述车载远程终端；
所述车载远程终端根据所述信号无效故障报文上报信号无效的故障代码。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电动助力转向系统，其特征在于，还包括：后台服务器；
所述后台服务器与所述车载远程终端通过移动通讯网络连接，所述后台服务器实时接收所述车载远程终端的上报的故障代码，并根据故障代码存储故障记录。
7.根据权利要求6所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述移动通讯网络为3G通讯网络或4G通讯网络。
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