CN109634264B - 一种eps控制器老化检测系统及其控制方法 - Google Patents

一种eps控制器老化检测系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种EPS控制器老化检测系统及其控制方法属于控制器检测领域；现有的检测设备不能满足消费者对EPS控制器检测中自动化程度和可靠性的要求；系统包括EPS控制器通过各种信号线束与接线端子连接，接线端子分别与12V开关电源、5V开关电源、信号发生器、电感线圈、一号从机开发板模块、用户操作窗口MCGS触摸屏、指示灯和继电器连接，指示灯和继电器分别连接EPS控制器，用户操作窗口MCGS触摸屏与主机开发板模块连接；方法包括用户操作窗口MCGS触摸屏实时控制EPS控制器的点火信号的接通和断开、EPS控制器老化时间、扭矩信号和工作时间间歇；本发明实现了对批量生产的EPS控制器产品的自动老化，降低了操作人员的劳动强度，提高了批量产品的检测效率。

Description

一种EPS控制器老化检测系统及其控制方法
技术领域
本发明属于控制器检测领域，尤其涉及一种EPS控制器老化检测系统及其控制方法。
背景技术
电动助力转向系统(EPS)与液压助力转向系统相比具有结构简单、安装空间紧凑、节能环保和转向路感强等优点。近年来国内外企业和高校在电动助力转向系统控制器研究方面取得了突破性进展，电动助力转向系统已经成为车辆的主要零部件。EPS控制器作为EPS系统的核心部件，其工作稳定性影响整个系统的工作稳定性，所以EPS控制器在出厂前需要严格检验。
目前，EPS控制器的老化检测一般通过搭建模拟试验台进行，通过模拟EPS控制器正常工作时的输入信号，可以模仿EPS控制器的实际工作环境。在模拟试验台老化过程中，通过模拟实车EPS控制器的工作环境，使EPS控制器进入工作状态，在老化试验达到设定时间后，老化台自动使EPS控制器进入不工作状态。随着消费者对转向舒适性和稳定性关注度的日益提升和汽车主机厂对零部件可靠性要求的不断提高，EPS控制器的生产厂商对EPS控制器出厂老化设备的自动化程度和检测可靠性的要求也变得愈来愈高，但是现有的检测设备不能满足消费者对EPS控制器检测中自动化程度和可靠性的要求。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种EPS控制器老化检测系统及其控制方法，通过用户操作窗口MCGS触摸屏能够实时控制EPS控制器的工作状态，能够满足消费者对EPS控制器检测中自动化程度和可靠性的要求。
本发明的技术方案：
技术方案一
一种EPS控制器老化检测系统，包括主体框架，所述主体框架上设置有EPS控制器、12V开关电源、5V开关电源、信号发生器、主机开发板模块、一号从机开发板模块、二号从机开发板模块、三号从机开发板模块、接线端子、电感线圈、用户操作窗口MCGS触摸屏、电源插口线束、电机插口线束、传感器插口线束、车体信号线束、指示灯和继电器；
所述EPS控制器的电源插口、电机插口、传感器插口和车体信号分别与电源插口线束输入端、电机插口线束输入端、传感器插口线束输入端和车体信号线束输入端连接；所述电源插口线束输出端、电机插口线束输出端、传感器插口线束输出端和车体信号线束输出端分别与接线端子连接，所述接线端子分别与12V开关电源、5V开关电源、信号发生器、电感线圈、一号从机开发板模块、用户操作窗口MCGS触摸屏、指示灯和继电器连接，所述指示灯和继电器分别连接EPS控制器，所述接线端子与一号从机开发板模块之间还分别传输5V电源和扭矩主辅信号，所述用户操作窗口MCGS触摸屏与一号从机开发板模块连接；
所述用户操作窗口MCGS触摸屏与主机开发板模块连接，所述主机开发板模块与一号从机开发板模块、二号从机开发板模块、三号从机开发板模块和接线端子连接。
进一步地，还包括分流器和数显表头，所述分流器和数显表头数量为若干，所述电感线圈与分流器连接，所述分流器与5V开关电源连接，所述数显表头与分流器连接，所述数显表头与5V开关电源连接。
进一步地，所述主体框架包括1块顶盖板、1块中层板、2个折弯板I、2个折弯板II、2根侧梁I、2个侧梁II和4个立柱；所述顶盖板的四周下边缘分别垂直固定有2个折弯板I和2个折弯板II，所述中层板的四周下边缘分别垂直固定有2根侧梁I和2个侧梁II，所述顶盖板和中层板通过4个立柱支撑，且顶盖板位于中层板的上方；
所述顶盖板上安装有信号发生器、主机开发板模块、一号从机开发板模块、二号从机开发板模块、三号从机开发板模块、用户操作窗口MCGS触摸屏和控制开关；所述2个折弯板I和2个折弯板II的向外侧面开口处均设置有数显表头和指示灯；所述中层板上设置有EPS控制器、12V开关电源、5V开关电源、接线端子、电感线圈、分流器和继电器。
进一步地，所述主体框架形状为四边形，设置有16个测试工位，所述主机开发板模块、一号从机开发板模块、二号从机开发板模块和三号从机开发板模块分别控制4个测试工位。
进一步地，所述主机开发板模块控制1-4号工位点火和位扭矩信号、一号从机开发板模块控制5-8号工位点火和位扭矩信号、二号从机开发板模块控制9-12号工位点火和位扭矩信号、三号从机开发板模块控制13-16号工位点火和位扭矩信号。
进一步地，所述16个测试工位安装在顶盖板上。
技术方案二
一种基于技术方案一所述一种EPS控制器老化检测系统实现的控制方法，包括下列步骤：
步骤a、接通12V开关电源和5V开关电源；
步骤b、通过用户操作窗口MCGS触摸屏设置扭矩传感器占空比的上限和下限，设置各工位中工作时间，点击开关按钮；
步骤c、用户操作窗口MCGS触摸屏通过MODBUS协议向主机开发板模块发送点火指示信号，主机开发板模块的P2端输出高电平使继电器触点吸合，继电器触点吸合后，使12V开关电源与EPS控制器点火信号端连通；
步骤d、用户操作窗口MCGS触摸屏还通过MODBUS协议向主机开发板模块发送扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇信号，主机开发板模块通过CAN总线将扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇传递给一号从机开发板模块、二号从机开发板模块和三号从机开发板模块；
步骤e、所述一号从机开发板模块将扭矩传感器占空比的信号依次通过接线端子和传感器插口线束传输到EPS控制器，信号发生器将车速信号或发动机转速信号依次通过接线端子和车体信号线束传输至EPS控制器，EPS控制器依次通过电机插口线束和接线端子将电机信号传输至电感线圈，实现助力电机的功能；
步骤f、根据扭矩传感器占空比和时间间歇信号，持续运行，当预设的定时时间归零时，继电器断开，关闭点火信号，当EPS控制器出现故障时，依次通过车体信号线束和接线端子将故障信号传输指示灯，指示灯变亮，显示EPS控制器出现故障，反之，指示灯没有变化。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明提供了一种EPS控制器老化检测系统及其控制方法，通过用户操作窗口MCGS触摸屏能够实时控制EPS控制器的工作状态，包括点火信号的接通和断开、EPS控制器老化时间、扭矩信号和EPS控制器工作的时间间歇，实现了对批量生产的EPS控制器产品的自动老化，降低了操作人员的劳动强度，提高了批量产品的检测效率，能够满足消费者对EPS控制器检测中自动化程度和可靠性的要求。
本发明能够最大程度的接近EPS控制器实车工作环境，保证了检测结果的可靠性。
附图说明
图1是本发明单工位连接关系框图；
图2是用户操作窗口MCGS触摸屏、主机开发板模块与从机开发板模块的连接关系框图；
图3是主体框架主视图；
图4是主体框架侧视图；
图5是主体框架俯视图；
图6是单工位接线端子连接图；
图7是用户操作窗口MCGS触摸屏工作界面图；
图8是本发明流程图。
图中：1-主体框架、2-EPS控制器、3-12V开关电源、4-5V开关电源、5-信号发生器、6-主机开发板模块、7-一号从机开发板模块、8-二号从机开发板模块、9-三号从机开发板模块、10-接线端子、11-电感线圈、12分流器、13-用户操作窗口MCGS触摸屏、14-电源插口线束、15-电机插口线束、16-传感器插口线束、17-车体信号线束、18数显表头、19-指示灯、20-继电器、1-1-顶盖板、1-2-中层板、1-3-折弯板I、1-4-折弯板II、1-5-侧梁I、1-6-侧梁II、1-7-立柱。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式一
一种EPS控制器老化检测系统，如图3、图4和图5所示，包括主体框架1，所述主体框架1上设置有EPS控制器2、12V开关电源3、5V开关电源4、信号发生器5、主机开发板模块6、一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8、三号从机开发板模块9、接线端子10、电感线圈11、用户操作窗口MCGS触摸屏13、电源插口线束14、电机插口线束15、传感器插口线束16、车体信号线束17、指示灯19和继电器20；
如图1所示，所述EPS控制器2的电源插口、电机插口、传感器插口和车体信号分别与电源插口线束14输入端、电机插口线束15输入端、传感器插口线束16输入端和车体信号线束17输入端连接；所述电源插口线束14输出端、电机插口线束15输出端、传感器插口线束16输出端和车体信号线束17输出端分别与接线端子10连接，所述接线端子10分别与12V开关电源3、5V开关电源4、信号发生器5、电感线圈11、一号从机开发板模块7、用户操作窗口MCGS触摸屏13、指示灯19和继电器20连接，所述指示灯19和继电器20分别连接EPS控制器2，所述接线端子10与一号从机开发板模块7之间分别传输5V电源和扭矩主辅信号，所述用户操作窗口MCGS触摸屏13与一号从机开发板模块7连接；
电源插口线束14输出端通过接线端子10与12V开端电源3相连；电机插口线束15输出端通过接线端子10与电感线圈11相连；传感器插口线束16输出端通过接线端子10与一号从机开发板模块7的模拟PWM信号端相连；车体信号线束17输出端通过接线端子10与信号发生器5相连；继电器20电源端与12V开关电源3通过接线端子10相连，继电器20触点控制端与一号从机开发板模块7控制端相连，继电器20输出端通过接线端子10与ECU控制器2点火信号端相连；
指示灯19电源端通过接线端子10与5V开关电源4的+5V端相连，指示灯19的输入端通过接线端子4与ECU控制器2的故障诊断端相连。
如图2所示，所述用户操作窗口MCGS触摸屏13与主机开发板模块6连接，所述主机开发板模块6与一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8、三号从机开发板模块9和接线端子10连接。
具体地，所述用户操作窗口MCGS触摸屏13包括MCGS触摸屏硬件设备和上位机操作软件系统；所述上位机操作软件系统为现有技术，如工业自动化控制领域实现人机交互，通过MCGS组态软件编写的上位机操作界面完成扭矩传感器信号占空比上下限阈值设置，修改此参数可实时模拟转向盘的转动特性调整EPS控制器2老化试验的强度；通过上位机操作界面设置EPS控制器2老化间歇时间可调整EPS控制器2的老化试验模式；通过上位机操作界面设置EPS控制器2老化时间可调整EPS控制器的老化试验强度；通过上位机操作界面设置EPS控制器点火信号可实现继电器20的导通与关断实现EPS控制器2点火的接入与断开；
所述主机开发板模块6、一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8和三号从机开发板模块9均包括型号为MC9S12XS128的单片机；扭矩传感器信号由一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8和/或三号从机开发板模块9的PWM输出端产生模拟扭矩信号。
本实施方式采用电感线圈11模拟电机负载，通过改变电感线圈11的匝数能够调整负载的强弱，所述车体信号线束17传输的信号包括点火信号、故障诊断信号和车速信号/发动机转速信号。
具体地，所述EPS控制器2的工作原理为接通12V开关电源3开关当继电器20触点接通时即点火信号接通，由主机MC9S12XS128单片机开发板6产生的扭矩信号，EPS控制器2接收到扭矩信号，根据预先设置的算法输出助力电流到助力电机，所述预先设置的算法为现有技术，如株洲易立达机电有限公司生产的EPS控制器皆采用此控制策略，本发明的助力电机由电感线圈11代替。
具体地，用户操作窗口MCGS触摸屏13作为上位机与主机开发板模块6构成的下位机通过RS232串口端连接，通过MODBUS通讯协议实时通讯，上位机将占空比信号、老化时间信号、时间间歇信号和点火信号传递给下位机。主机开发板模块6与从机开发板模块通过CAN总线实现实时通讯，主机开发板模块6将接收到的用户操作窗口MCGS触摸屏13发出的占空比信号、老化时间信号、时间间歇信号和点火信号发送给三个从机开发板模块，所述主机开发板模块6、一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8和三号从机开发板模块9均通过接线端子10与5V开关电源4的+5V端连接，闭合5V开关电源电闸。
具体地，如图6所示，接线端子10上具有电源正极接口，电源负极接口，点火开关接口、发动机/车速信号接口、主扭矩信号接口、副扭矩信号接口、故障码信号接口、5V正极接口、5V负极接口、电机输出正极接口、电机输出负极接口和地线；还包括分流器12和数显表头18，所述分流器12和数显表头18数量为若干，所述电感线圈11与分流器12连接，所述分流器12与5V开关电源4连接，所述数显表头18与分流器12连接，所述数显表头18与5V开关电源4连接。
具体地，如图3、图4和图5所示，所述主体框架1包括1块顶盖板1-1、1块中层板1-2、2个折弯板I1-3、2个折弯板II1-4、2根侧梁I1-5、2个侧梁II1-6和4个立柱1-7；所述顶盖板1-1的四周下边缘分别垂直固定有2个折弯板I1-3和2个折弯板II1-4，所述中层板1-2的四周下边缘分别垂直固定有2根侧梁I1-5和2个侧梁II1-6，所述顶盖板1-1和中层板1-2通过4个立柱1-7支撑，且顶盖板1-1位于中层板1-2的上方；
所述顶盖板1-1上安装有信号发生器5、主机开发板模块6、一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8、三号从机开发板模块9、用户操作窗口MCGS触摸屏13和控制开关；所述2个折弯板I1-3和2个折弯板II1-4的向外侧面开口处均设置有数显表头18和指示灯19；所述中层板1-2上设置有EPS控制器2、12V开关电源3、5V开关电源4、接线端子10、电感线圈11、分流器12和继电器20，所述接线端子10通过螺丝紧固在中层板1-2上。
具体地，所述主体框架1形状为四边形，设置有16个测试工位，所述主机开发板模块6、一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8和三号从机开发板模块9分别控制4个测试工位。
具体地，所述主机开发板模块6控制1-4号工位点火和位扭矩信号、一号从机开发板模块7控制5-8号工位点火和位扭矩信号、二号从机开发板模块8控制9-12号工位点火和位扭矩信号、三号从机开发板模块9控制13-16号工位点火和位扭矩信号。
具体地，所述16个测试工位安装在顶盖板1-1上。
具体实施方式二
一种基于所述一种EPS控制器老化检测系统实现的控制方法，如图8所示，包括下列步骤：
步骤a、接通12V开关电源3和5V开关电源4；
步骤b、如图7所示，通过用户操作窗口MCGS触摸屏13设置扭矩传感器占空比的上限和下限，设置各工位中工作时间，点击开关按钮；
步骤c、用户操作窗口MCGS触摸屏13通过MODBUS协议向主机开发板模块6发送点火指示信号，主机开发板模块6的P2端输出高电平使继电器20触点吸合，继电器20触点吸合后，使12V开关电源3与EPS控制器2点火信号端连通；
步骤d、用户操作窗口MCGS触摸屏13还通过MODBUS协议向主机开发板模块6发送扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇信号，主机开发板模块6通过CAN总线将扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇传递给一号从机开发板模块7、二号从机开发板模块8和三号从机开发板模块9；
步骤e、所述一号从机开发板模块7将扭矩传感器占空比的信号依次通过接线端子10和传感器插口线束16传输到EPS控制器2，信号发生器5将车速信号或发动机转速信号依次通过接线端子10和车体信号线束17传输至EPS控制器2，EPS控制器2依次通过电机插口线束15和接线端子10将电机信号传输至电感线圈11，实现助力电机的功能；
步骤f、根据扭矩传感器占空比和时间间歇信号，持续运行，当预设的定时时间归零时，继电器20断开，关闭点火信号，当EPS控制器2出现故障时，依次通过车体信号线束17和接线端子10将故障信号传输指示灯19，指示灯19变亮，显示EPS控制器2出现故障，反之，指示灯19没有变化。

Claims (2)

1.一种EPS控制器老化检测系统，其特征在于，包括主体框架(1)，所述主体框架(1)上设置有EPS控制器(2)、12V开关电源(3)、5V开关电源(4)、信号发生器(5)、主机开发板模块(6)、一号从机开发板模块(7)、二号从机开发板模块(8)、三号从机开发板模块(9)、接线端子(10)、电感线圈(11)、用户操作窗口MCGS触摸屏(13)、电源插口线束(14)、电机插口线束(15)、传感器插口线束(16)、车体信号线束(17)、指示灯(19)和继电器(20)；
所述EPS控制器(2)的电源插口、电机插口、传感器插口和车体信号分别与电源插口线束(14)输入端、电机插口线束(15)输入端、传感器插口线束(16)输入端和车体信号线束(17)输入端连接；所述电源插口线束(14)输出端、电机插口线束(15)输出端、传感器插口线束(16)输出端和车体信号线束(17)输出端分别与接线端子(10)连接，所述接线端子(10)分别与12V开关电源(3)、5V开关电源(4)、信号发生器(5)、电感线圈(11)、一号从机开发板模块(7)、用户操作窗口MCGS触摸屏(13)、指示灯(19)和继电器(20)连接，所述指示灯(19)和继电器(20)分别连接EPS控制器(2)，所述接线端子(10)与一号从机开发板模块(7)之间还分别传输5V电源和扭矩主辅信号，所述用户操作窗口MCGS触摸屏(13)与一号从机开发板模块(7)连接；
所述用户操作窗口MCGS触摸屏(13)与主机开发板模块(6)连接，所述主机开发板模块(6)与一号从机开发板模块(7)、二号从机开发板模块(8)、三号从机开发板模块(9)和接线端子(10)连接；
还包括分流器(12)和数显表头(18)，所述分流器(12)和数显表头(18)数量为若干，所述电感线圈(11)与分流器(12)连接，所述分流器(12)与5V开关电源(4)连接，所述数显表头(18)与分流器(12)连接，所述数显表头(18)与5V开关电源(4)连接；
所述主体框架(1)包括1块顶盖板(1-1)、1块中层板(1-2)、2个折弯板I(1-3)、2个折弯板II(1-4)、2根侧梁I(1-5)、2个侧梁II(1-6)和4个立柱(1-7)；所述顶盖板(1-1)的四周下边缘分别垂直固定有2个折弯板I(1-3)和2个折弯板II(1-4)，所述中层板(1-2)的四周下边缘分别垂直固定有2根侧梁I(1-5)和2个侧梁II(1-6)，所述顶盖板(1-1)和中层板(1-2)通过4个立柱(1-7)支撑，且顶盖板(1-1)位于中层板(1-2)的上方；
所述顶盖板(1-1)上安装有信号发生器(5)、主机开发板模块(6)、一号从机开发板模块(7)、二号从机开发板模块(8)、三号从机开发板模块(9)、用户操作窗口MCGS触摸屏(13)和控制开关；所述2个折弯板I(1-3)和2个折弯板II(1-4)的向外侧面开口处均设置有数显表头(18)和指示灯(19)；所述中层板(1-2)上设置有EPS控制器(2)、12V开关电源(3)、5V开关电源(4)、接线端子(10)、电感线圈(11)、分流器(12)和继电器(20)；
所述主体框架(1)形状为四边形，设置有16个测试工位，所述主机开发板模块(6)、一号从机开发板模块(7)、二号从机开发板模块(8)和三号从机开发板模块(9)分别控制4个测试工位；
所述主机开发板模块(6)控制1-4号工位点火和位扭矩信号、一号从机开发板模块(7)控制5-8号工位点火和位扭矩信号、二号从机开发板模块(8)控制9-12号工位点火和位扭矩信号、三号从机开发板模块(9)控制13-16号工位点火和位扭矩信号；
所述16个测试工位安装在顶盖板(1-1)上。
2.一种基于权利要求1所述一种EPS控制器老化检测系统实现的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤a、接通12V开关电源(3)和5V开关电源(4)；
步骤b、通过用户操作窗口MCGS触摸屏(13)设置扭矩传感器占空比的上限和下限，设置各工位中工作时间，点击开关按钮；
步骤c、用户操作窗口MCGS触摸屏(13)通过MODBUS协议向主机开发板模块(6)发送点火指示信号，主机开发板模块(6)的P2端输出高电平使继电器(20)触点吸合，继电器(20)触点吸合后，使12V开关电源(3)与EPS控制器(2)点火信号端连通；
步骤d、用户操作窗口MCGS触摸屏(13)还通过MODBUS协议向主机开发板模块(6)发送扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇信号，主机开发板模块(6)通过CAN总线将扭矩传感器占空比、定时时间和时间间歇传递给一号从机开发板模块(7)、二号从机开发板模块(8)和三号从机开发板模块(9)；
步骤e、所述一号从机开发板模块(7)将扭矩传感器占空比的信号依次通过接线端子(10)和传感器插口线束(16)传输到EPS控制器(2)，信号发生器(5)将车速信号或发动机转速信号依次通过接线端子(10)和车体信号线束(17)传输至EPS控制器(2)，EPS控制器(2)依次通过电机插口线束(15)和接线端子(10)将电机信号传输至电感线圈(11)，实现助力电机的功能；
步骤f、根据扭矩传感器占空比和时间间歇信号，持续运行，当预设的定时时间归零时，继电器(20)断开，关闭点火信号，当EPS控制器(2)出现故障时，依次通过车体信号线束(17)和接线端子(10)将故障信号传输指示灯(19)，指示灯(19)变亮，显示EPS控制器(2)出现故障，反之，指示灯(19)没有变化。
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