CN211652091U - 一种电动助力转向系统的测试设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种电动助力转向系统的测试设备。该测试设备包括上位机系统、仿真机和电动助力转向系统总成；上位机系统与仿真机通信连接，仿真机与电动助力转向系统总成通信连接；所述上位机系统，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机发出控制指令；所述仿真机，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；所述电动助力转向系统总成，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。本实用新型实施例的技术方案，以实现测试系统能够自动运行不同测试工况，测试结果更加真实可靠，且测试系统搭建简单，能够快速实现。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及智能驾驶汽车自动化测试技术，尤其涉及一种电动助力转向系统的测试设备。
背景技术
目前，随着汽车智能驾驶技术的不断发展，电动助力转向(Electrical PowerSteering，简称EPS)系统作为智能驾驶汽车的一个重要组成部分，对于智能驾驶汽车的设计开发，针对EPS系统进行充分的性能测试和验证是必不可少的环节，其不仅需要能够为转向系统提供辅助扭矩，更加需要能够满足智能驾驶控制器不同工况下的转向扭矩请求。
现有技术中，对EPS系统的测试和验证方法大部分仍然采用在EPS系统装车后进行实车试验，测试可重复性差，且难于完成危险极限工况的测试验证。有一部分即使采用硬件在环的自动化测试设备，但其测试系统十分复杂，搭建测试系统和测试环境的周期很长。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种电动助力转向系统的测试设备，以实现测试系统能够自动运行不同测试工况，测试结果更加真实可靠，且测试系统搭建简单，能够快速实现。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种电动助力转向系统的测试设备，该测试设备包括上位机系统、仿真机和电动助力转向系统总成；所述上位机系统与所述仿真机通信连接，所述仿真机与所述电动助力转向系统总成通信连接；其中，
所述上位机系统，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机发出控制指令；
所述仿真机，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；
所述电动助力转向系统总成，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。
可选的，所述上位机系统包括测试序列模块、自动化测试模块及测试管理模块；
所述测试管理模块分别与所述测试序列模块以及所述自动化测试模块相连。
可选的，所述仿真机包括实时处理器、硬件板卡和模拟负载模块；
所述实时处理器通过所述硬件板卡与所述模拟负载模块以及所述电动助力转向系统总成相连。
可选的，所述实时处理器用于加载驾驶员模型、车辆动力学模型和转向系统模型；
所述驾驶员模型分别与所述车辆动力学模型以及所述转向系统模型相连，所述驾驶员模型、所述车辆动力学模型和所述转向系统模型分别与硬件板卡相连。
可选的，所述硬件板卡包括IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、第一故障注入板卡和第二故障注入板卡；
所述IO板卡与所述信号调理板卡相连，所述信号调理板卡与所述第一故障注入板卡相连，所述第一故障注入板卡与所述模拟负载模块相连，所述CAN板卡与所述第二故障注入板卡相连，所述第二故障注入板卡与所述电动助力转向系统总成相连。
可选的，所述模拟负载模块包括负载电机控制器、负载电机和扭矩传感器；
所述硬件板卡与所述负载电机控制器相连，所述负载电机控制器与所述负载电机相连，所述负载电机通过电机连轴器与所述电动助力转向系统总成相连，所述扭矩传感器与所述硬件板卡相连，所述扭矩传感器与所述电机连轴器机械连接。
可选的，所述电动助力转向系统总成包括控制器和助力电机；
所述控制器与所述助力电机相连，所述控制器与所述硬件板卡相连，所述助力电机与所述模拟负载模块相连。
可选的，所述驾驶员模型分别与所述车辆动力学模型以及所述转向系统模型相连，所述驾驶员模型和所述车辆动力学模型分别与所述CAN板卡相连，所述转向系统模型与所述IO板卡相连；
所述IO板卡与所述信号调理板卡相连，所述信号调理板卡与所述第一故障注入板卡相连，所述第一故障注入板卡与所述负载电机控制器相连，所述CAN板卡与所述第二故障注入板卡相连，所述第二故障注入板卡与所述控制器相连；
所述负载电机控制器与所述负载电机相连，所述负载电机通过电机连抽器与所述助力电机相连，所述扭矩传感器与所述信号调理板卡相连，所述扭矩传感器与所述电机连轴器机械连接。
可选的，所述上位机系统与仿真机通过以太网通信连接。
可选的，所述仿真机为硬件在环仿真机柜。
本实用新型实施例的技术方案，该测试设备包括上位机系统、仿真机和电动助力转向系统总成；所述上位机系统与所述仿真机通信连接，所述仿真机与所述电动助力转向系统总成通信连接；其中，所述上位机系统，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机发出控制指令；所述仿真机，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；所述电动助力转向系统总成，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。解决现有技术中对EPS系统的测试和验证方法测试可重复性差，且难于完成危险极限工况的测试验证，以及测试系统十分复杂，搭建测试系统和测试环境的周期很长的问题。以实现测试系统能够自动运行不同测试工况，测试结果更加真实可靠，且测试系统搭建简单，能够快速实现。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种电动助力转向系统的测试设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的上位机系统的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的仿真机和电动助力转向系统总成的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。
图1为本实用新型实施例提供的一种电动助力转向系统的测试设备的结构示意图，本实施例可适用于对智能驾驶汽车EPS系统进行自动化测试验证的情况，该电动助力转向系统的测试设备具体结构包括：
上位机系统110、仿真机120和电动助力转向系统总成130；所述上位机系统110与所述仿真机120通信连接，所述仿真机120与所述电动助力转向系统总成130通信连接；其中，
所述上位机系统110，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机120发出控制指令；
所述仿真机120，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；
所述电动助力转向系统总成130，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。
其中，所述上位机系统与仿真机通过以太网通信连接。可选的，仿真机可以为HIL仿真机柜，即所述仿真机为硬件在环仿真机柜。所述的上位机系统与HIL仿真机柜通过以太网通信连接。
进一步地，所述的上位机系统通过向仿真机发送命令控制整个电动助力转向系统的测试设备的工作流程，如对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告等工作内容。
在上述实施例的基础上，所述上位机系统包括测试序列模块、自动化测试模块及测试管理模块；所述测试管理模块分别与所述测试序列模块以及所述自动化测试模块相连。
所述仿真机包括实时处理器、硬件板卡和模拟负载模块，所述模拟负载模块包括负载电机控制器、负载电机和扭矩传感器，所述实时处理器经过硬件板卡与负载电机控制器和扭矩传感器硬线连接，所述负载电机控制器与负载电机硬线连接。所述的电动助力转向系统总成包括EPS控制器和EPS助力电机，所述EPS助力电机与所述负载电机通过电机联轴器机械连接，所述扭矩传感器与所述电机联轴器机械连接。
与现有技术相比较，本实用新型直接用一个负载电机模拟EPS系统的真实负载，然后在电机联轴器上加装的扭矩传感器，同时结合仿真机加载仿真模型，以及用于控制仿真机、模拟故障和自动化测试的上位机系统及相应的控制软件，通过控制负载电机，从而模拟EPS系统工作的不同工况，该电动助力转向系统的测试设相对简单，测试环境搭建容易，能够快速实现，同时不仅能够模拟各类故障及极限工况，并且能够实现对EPS系统的自动化测试，其试验周期短，可重复性好。
图2为本发明实施例提供的上位机系统的结构示意图，请参阅图2，所述的上位机系统包括：测试序列模块210、自动化测试模块220及测试管理模块230；上位机系统中的测试序列模块210用于构建可执行的测试序列；自动化测试模块220用于执行自动化测试过程，并且生成自动化测试报告；测试管理模块230用于对测试需求、测试计划、测试用例和测试报告进行管理，可以对测试序列进行参数化。
图3为本实用新型实施例提供的仿真机和电动助力转向系统总成的结构示意图，请参阅图3。所述的HIL仿真机柜包括实时处理器、硬件板卡和模拟负载模块；所述实时处理器上加载包括驾驶员模型、车辆动力学模型和转向系统模型；所述的硬件板卡包括IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡和故障注入板卡；所述的模拟负载模块包括负载电机控制器、负载电机、扭矩传感器和电机连轴器；所述的EPS总成包括EPS控制器和EPS助力电机。
在上述实施例的基础上，所述仿真机包括实时处理器、硬件板卡和模拟负载模块；所述实时处理器通过所述硬件板卡与所述模拟负载模块以及所述电动助力转向系统总成相连。
在上述实施例的基础上，所述实时处理器用于加载驾驶员模型、车辆动力学模型和转向系统模型；所述驾驶员模型分别与所述车辆动力学模型以及所述转向系统模型相连，所述驾驶员模型、所述车辆动力学模型和所述转向系统模型分别与硬件板卡相连。
在上述实施例的基础上，所述硬件板卡包括IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、第一故障注入板卡和第二故障注入板卡；所述IO板卡与所述信号调理板卡相连，所述信号调理板卡与所述第一故障注入板卡相连，所述第一故障注入板卡与所述模拟负载模块相连，所述CAN板卡与所述第二故障注入板卡相连，所述第二故障注入板卡与所述电动助力转向系统总成相连。
在上述实施例的基础上，所述模拟负载模块包括负载电机控制器、负载电机和扭矩传感器；所述硬件板卡与所述负载电机控制器相连，所述负载电机控制器与所述负载电机相连，所述负载电机通过电机连轴器与所述电动助力转向系统总成相连，所述扭矩传感器与所述硬件板卡相连，所述扭矩传感器与所述电机连轴器机械连接。
在上述实施例的基础上，所述电动助力转向系统总成包括控制器和助力电机；所述控制器与所述助力电机相连，所述控制器与所述硬件板卡相连，所述助力电机与所述模拟负载模块相连。
其中，控制器可以为EPS控制器，助力电机可以为EPS助力电机。
在上述实施例的基础上，所述驾驶员模型分别与所述车辆动力学模型以及所述转向系统模型相连，所述驾驶员模型和所述车辆动力学模型分别与所述CAN板卡相连，所述转向系统模型与所述IO板卡相连；所述IO板卡与所述信号调理板卡相连，所述信号调理板卡与所述第一故障注入板卡相连，所述第一故障注入板卡与所述负载电机控制器相连，所述CAN板卡与所述第二故障注入板卡相连，所述第二故障注入板卡与所述控制器相连；所述负载电机控制器与所述负载电机相连，所述负载电机通过电机连抽器与所述助力电机相连，所述扭矩传感器与所述信号调理板卡相连，所述扭矩传感器与所述电机连轴器机械连接。
结合图2和图3，实时处理器中实时加载运行转向系统模型、驾驶员模型和车辆动力学模型，实时处理器分别与IO板卡、CAN板卡硬线连接，IO板卡分别与信号调理板卡、故障注入板卡、负载电机控制器、负载电机硬线连接，CAN板卡分别与故障注入板卡、EPS控制器、EPS助力电机硬线连接，负载电机与EPS助力电机通过电机连轴器机械连接，扭矩传感器与信号调理板卡硬线连接，同时扭矩传感器与电机连轴器机械连接。
扭矩传感器通过机械连接分别与负载电机和EPS助力电机的电机连轴器连接，并检测电机连轴器上的力矩信号，该力矩信号为EPS系统的助力力矩，扭矩传感器输出的助力力矩信号通过信号调理板卡以及IO板卡传输给转向系统模型，同时，驾驶员模型输出方向盘转角信号内部传输给转向系统模型。转向系统模型根据方向盘转角信号和助力力矩信号输出负载电机的目标转矩信号，并将此目标转矩信号通过IO板卡、信号调理板卡及故障注入板卡传输给负载电机控制器，负载电机控制器基于目标转矩信号产生相应的PWM控制信号，对负载电机进行力矩控制，以完成对EPS系统负载的模拟。
驾驶员模型输出油门踏板信号内部传输给车辆动力学模型，车辆动力学模型内部计算得到车速信号，驾驶员模型输出的方向盘转角信号以及车辆动力学模型输出的车速信号通过CAN板卡及故障注入板卡传输给待测的电动助力转向系统总成中的EPS控制器，待测的EPS控制器根据驾驶员模型输出的方向盘转角信号以及车辆动力学模型输出的车速信号计算输出EPS系统的目标助力力矩信号，并对EPS助力电机进行力矩控制，以实现EPS助力电机的目标助力力矩输出。
本实用新型实施例的技术方案，该测试设备包括上位机系统、仿真机和电动助力转向系统总成；所述上位机系统与所述仿真机通信连接，所述仿真机与所述电动助力转向系统总成通信连接；其中，所述上位机系统，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机发出控制指令；所述仿真机，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；所述电动助力转向系统总成，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。现有技术中，对EPS系统的测试和验证方法测试可重复性差，且难于完成危险极限工况的测试验证，以及测试系统十分复杂，搭建测试系统和测试环境的周期很长的问题。本实施例中，电动助力转向系统的测试设备自动化测试相对简单，测试环境搭建容易，能够快速实现，同时不仅能够模拟汽车电动助力转向系统各类故障及极限工况，并且能够实现对EPS系统的自动化测试，其试验周期短，可重复性好，以实现测试系统能够自动运行不同测试工况，测试结果更加真实可靠，且测试系统搭建简单，能够快速实现。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电动助力转向系统的测试设备，其特征在于，包括上位机系统、仿真机和电动助力转向系统总成；所述上位机系统与所述仿真机通信连接，所述仿真机与所述电动助力转向系统总成通信连接；其中，
所述上位机系统，用于对测试序列进行参数化，以及管理测试需求、测试计划、测试用例和测试报告；还用于向所述仿真机发出控制指令；
所述仿真机，用于在接收到所述控制指令后，搭建测试模型并控制所述测试模型输出测试信号；
所述电动助力转向系统总成，用于根据接收到的所述测试信号确定所述电动助力转向系统的工作性能。
2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述上位机系统包括测试序列模块、自动化测试模块及测试管理模块；
所述测试管理模块分别与所述测试序列模块以及所述自动化测试模块相连。
3.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述仿真机包括实时处理器、硬件板卡和模拟负载模块；
所述实时处理器通过所述硬件板卡与所述模拟负载模块以及所述电动助力转向系统总成相连。
4.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述实时处理器用于加载驾驶员模型、车辆动力学模型和转向系统模型；
所述驾驶员模型分别与所述车辆动力学模型以及所述转向系统模型相连，所述驾驶员模型、所述车辆动力学模型和所述转向系统模型分别与硬件板卡相连。
5.根据权利要求4所述的测试设备，其特征在于，所述硬件板卡包括IO 板卡、CAN板卡、信号调理板卡、第一故障注入板卡和第二故障注入板卡；
所述IO板卡与所述信号调理板卡相连，所述信号调理板卡与所述第一故障注入板卡相连，所述第一故障注入板卡与所述模拟负载模块相连，所述CAN板卡与所述第二故障注入板卡相连，所述第二故障注入板卡与所述电动助力转向系统总成相连。
6.根据权利要求5所述的测试设备，其特征在于，所述模拟负载模块包括负载电机控制器、负载电机和扭矩传感器；
所述硬件板卡与所述负载电机控制器相连，所述负载电机控制器与所述负载电机相连，所述负载电机通过电机连轴器与所述电动助力转向系统总成相连，所述扭矩传感器与所述硬件板卡相连，所述扭矩传感器与所述电机连轴器机械连接。
7.根据权利要求6所述的测试设备，其特征在于，所述电动助力转向系统总成包括控制器和助力电机；
所述控制器与所述助力电机相连，所述控制器与所述硬件板卡相连，所述助力电机与所述模拟负载模块相连。
8.根据权利要求7所述的测试设备，其特征在于，所述驾驶员模型和所述车辆动力学模型分别与所述CAN板卡相连，所述转向系统模型与所述IO板卡相连；
所述第一故障注入板卡与所述负载电机控制器相连，所述第二故障注入板卡与所述控制器相连；
所述负载电机通过电机连抽器与所述助力电机相连，所述扭矩传感器与所述信号调理板卡相连。
9.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述上位机系统与仿真机通过以太网通信连接。
10.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述仿真机为硬件在环仿真机柜。
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| CN201922467177.3U CN211652091U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种电动助力转向系统的测试设备 |
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Cited By (3)
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| CN112904830A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种汽车氛围灯控制系统的自动化测试设备及其控制方法 |
| CN114895644A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-08-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆测试仿真系统 |
| CN117949181A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 常州星宇车灯股份有限公司 | 基于hil台架的汽车氛围灯测试验证方法 |
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