CN211978101U - 一种汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车管柱式电动助力转向系统(CD‑EPS)噪音测试装置，具有机械夹持机构、测试机构、控制机构。其中，机械夹持机构包括基座，设置在基座上的CD‑EPS悬挂组件和负载安装调节组件，设置在基座底端的高度水平调节组件。CD‑EPS悬挂组件包括管柱悬挂接口组件以及接口安装调节组件；负载安装调节组件设置在基座的侧端，安装与中间轴连接的负载提供机构并对其进行调节，包括位置调节组件、角度调节组件、高度调节组件以及安装在高度调节组件上的负载安装板。测试机构包括多个安装在被测试转向样件总成上的测试组件以及对测试组件的信号进行采集的数据采集器。控制机构同时与电动助力转向管柱、数据采集器以及负载提供机构电连接。

Description

一种汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置

技术领域

本实用新型属于管柱式电动助力转向系统噪音测试技术领域，具体涉及一种汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置。

背景技术

管柱式电动助力转向系统(CD-EPS)将最新的电机技术和高性能的电子控制技术应用于汽车转向系统，从而显著改善汽车转向的动态和静态特性，大大提高了车辆行驶过程中驾驶员的舒适性和安全性。

然而，管柱式电动助力转向系统也并非完美无缺，如工作时依然会产生各种各样的噪音(比如电机持续运行时的工作噪音)，使驾驶员产生了不舒适感，因此，在开发CD-EPS的过程中需要对噪音进行各种评估及优化，以便开发出令乘客满意的产品。

现有技术中，转向噪声评估要么只能在整车开发出来之后才能进行，要么测试工况与整车实际操作工况相差甚远，如测试时不能便捷快速地自动调节负载，转向系统上助力电机的转速采集对后期分析非常重要，但却采集困难等。因此，设计一款能够模拟整车状况的噪音测试装置实属必要。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述问题而进行的，提供了一种能够使转向产品按整车坐标布置，且可以适配不同的项目产品并进行负载调节的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置。为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，具有这样的技术特征：具有对被测试转向样件总成进行安装的机械夹持机构、对其进行测试和数据采集的测试机构、以及对被测试转向样件总成进行负载调节和电源控制的控制机构。

其中，机械夹持机构包括基座，设置在基座上的CD-EPS悬挂组件和负载安装调节组件，设置在基座底端的高度水平调节组件。CD-EPS悬挂组件包括管柱悬挂接口组件以及接口安装调节组件；负载安装调节组件设置在基座的侧端，安装与中间轴连接的负载提供机构并对其进行调节，包括位置调节组件、角度调节组件、高度调节组件以及安装在高度调节组件上的负载安装板。

测试机构包括多个安装在被测试转向样件总成上的测试组件以及对测试组件的信号进行采集的数据采集器。

控制机构同时与电动助力转向管柱、数据采集器以及负载提供机构电连接。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，基座包括支撑座以及固定安装在该支撑座上的安装座，安装座包括两片对称设置的安装板，CD-EPS悬挂组件被设置在该两片安装板上。支撑座呈四腿桌型，包括用于承载安装座的支撑面以及带有四根支撑腿的支撑架，该支撑架的内侧端对称设置两条支撑面安装块。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，管柱悬挂接口组件包括连接板以及固定安装在连接板底端的第一悬挂接口和第二悬挂接口。第一悬挂接口下端部分设置有U形卡槽；第二悬挂接口包括内侧端设置有阶梯状卡槽的接口块以及对该接口块进行紧固的紧固块。

接口安装调节组件包括两端通过轴承安装在安装板上的安装轴、设置在安装板外侧壁上的安装轴固定块、与安装轴连接的角度调节杆以及设置在安装板上的角度调节槽。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，负载安装调节组件设置在支撑架靠近中间轴的两根支撑腿上，包括分别安装在该两条支撑腿上的两个固定块，该两个固定块之间设置所述位置调节组件。

位置调节组件包括两端转动安装在固定块内的丝杆轴、安装在该丝杆轴上的滑块、两端固定安装在固定块上的导向轴以及安装在该导向轴上的导向块，该导向块同时与滑块固定连接；角度调节组件包括固定设置在滑块底端的角度调节块以及设置在角度调节块内的角度调节杆，角度调节块左右两端设置有弧形调节槽，角度调节杆安装在该弧形调节槽内；高度调节组件包括顶端与角度调节杆固定连接的高度调节板、设置在高度调节板上的两条高度调节槽以及多个固定螺栓；负载安装板呈L形，竖直板上设置有两条与高度调节槽相同的的贯穿条孔，水平板设置有让负载提供机构穿过的贯穿孔以及环绕设置在该贯穿孔周边的固定孔。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，负载提供机构为磁粉制动器，其上半部分穿过贯穿孔并通过C点连接头与中间轴连接。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，高度水平调节组件共四组，分别安装在四条支撑腿上，包括垂直安装在支撑腿上的调节块、贯穿调节块的螺纹调节杆、安装在调节杆上并且分别位于调节块上下两端的固定螺栓、设置在螺纹调节杆底端的水平支撑块。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，测试组件包括安装在被测样件电机端部的加速度计传感器、佩戴在测试人员耳部的头戴式双耳麦克风、安装在方向盘下端的光电编码器、安装在CD-EPS悬挂组件连接板上的模拟仪表盘。数据采集器通过电气线缆与上述测试组件连接。此外，测试机构还包括显示屏幕和可调节座椅，显示屏幕与数据采集器连接，对数据采集器采集到的数据进行显示。

优选的，在本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置中，控制机构包括与负载提供机构电连接的负载力大小调节组件，以及同时与电动助力转向管柱、数据采集仪器电连接的电源控制组件。

实用新型的作用与效果

本实用新型提供的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置具有如下技术效果：

首先，本实用新型机械夹持机构中的CD-EPS悬挂组件包括管柱悬挂接口组件以及接口安装调节组件。管柱悬挂接口组件与管柱支架匹配，实现管柱安装，通过适配悬挂接口，可以适配不同类型的电动助力转向管柱，高效，利用率高；接口安装调节组件能够对管柱的角度进行调节，保证与整车角度一致，实现待测转向产品按整车坐标布置。

其次，负载安装调节组件用于安装与中间轴连接的负载提供机构并对其进行位置、角度和高度三个自由度调节，确保了中间轴的角度与整车设计角度保持一致，与CD-EPS悬挂组件一同实现模拟CD-EPS在整车中的实际安装位置。

第三，测试机构包括多个安装在被测试转向样件总成上的测试组件以及对测试组件的信号进行采集的数据采集器，控制机构同时与电动助力转向管柱、数据采集器以及负载提供机构电连接，既实现了负载调节快速便捷，又拥有良好的人机交互界面，使测试评估人员如驾驶真车般轻松操作，进行振动、噪音、实时转动速度与角度等数据的采集，与整车情况进行对标，进而实现了在开发阶段即可以进行转向噪音的评估，有利于前期开发，正向开发；同时在测试过程中，测试人员处于驾驶员位置，有利于开展主观评价工作。

附图说明

图1是本实用新型实施例中汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置被置于消声室内的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置的框图结构示意图；

图3是本实用新型实施例中汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置的立体结构示意图；

图4是图3的主视图；

图5是本实用新型实施例中汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置的侧视图；

图6是本实用新型实施例中管柱悬挂接口组件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例中负载安装调节组件的结构示意图；

图8是本实用新型实施例中加速度计传感器安装在被测样件电机端部的结构示意图；

图9是本实用新型实施例中模拟仪表盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细描述。但下列实施例不应看作对本实用新型范围的限制。

如图1所示，本实施例中的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置100被置于半消声或全消声室200中。消声室背景噪声水平低于25dB(A)，内部空间的体积大于4000×4000×4000mm。

根据图2～图4，汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置100用于对被测试转向样件总成300进行机械安装调节并进行测试，包括对被测试转向样件总成300进行安装的机械夹持机构1、对其进行测试和数据采集的测试机构2、以及对被测试转向样件总成进行负载调节和电源控制的控制机构3。被测试转向样件总成300包括方向盘301、电动助力转向管柱302及中间轴303。

如图3和图5所示，机械夹持机构1包括基座11、CD-EPS悬挂组件12、负载安装调节组件13、高度水平调节组件14。其中，CD-EPS悬挂组件12安装在基座11的上端面上，负载安装调节组件13安装在基座11的侧端，高度水平调节组件14安装在基座11的底端。

基座11包括支撑座111以及固定安装在该支撑座上的安装座112。支撑座111呈四腿桌型，包括用于承载安装座的支撑面111a以及带有四根支撑腿的支撑架111b，该支撑架的内侧端对称设置两条支撑面安装块111c，支撑面111a通过螺栓固定安装在安装块111c上。安装座112包括两片对称设置的安装板112a，CD-EPS悬挂组件被设置在该两片安装板上。

CD-EPS悬挂组件12包括管柱悬挂接口组件以及接口安装调节组件两部分。管柱悬挂接口组件用于电动助力转向管柱302的安装，接口安装调节组件用于悬挂接口的角度调节，保证与整车角度一致。管柱悬挂接口组件包括连接板121、固定安装在连接板底端的第一悬挂接口122和第二悬挂接口123；接口安装调节组件包括安装轴124、安装轴固定块125、角度调节杆126以及角度调节槽127。

连接板121上端部分固定安装在安装轴124上，第一悬挂接口122和第二悬挂接口123前后设置在该连接板121上，与电动助力转向管柱302的支架适配连接，电动助力转向管柱302类型不同，两个悬挂接口的结构相应进行改变。图6所示的悬挂接口结构为较常用结构类型，第一悬挂接口122下端部分设置有U形卡槽，第二悬挂接口123包括内侧端设置有阶梯状卡槽的接口块123a以及对该接口块进行紧固的紧固块123b。

如图3和图5，安装轴124两端通过轴承安装在安装板112a上，位于两安装板之间，下端设置连接板121；安装轴固定块125设置在安装板外侧壁上，中间为安装轴穿过孔，四周设置有固定螺栓；角度调节杆126的内侧端固定设置在安装轴124上，外侧端设置在角度调节槽127内，该角度调节槽127设置在安装轴固定块125下端。

进行角度调节前，将安装轴固定块125拧松，然后调节角度调节杆126，安装轴124随着角度调节杆126的移动进行转动，实现管柱悬挂接口组件的位置变化，而后拧紧安装轴固定块125，对安装轴进行固定。

如图5和图7，负载安装调节组件13设置在支撑架111b靠近中间轴303的两根支撑腿上，包括分别安装在该两条支撑腿上的两个固定块131，位置调节组件132、角度调节组件133、高度调节组件134以及安装在高度调节组件上的负载安装板135。

两个固定块131通过螺栓固定安装在支撑腿上。位置调节组件132设置在该两个固定块之间，包括两端转动安装在固定块内的丝杆轴132a、安装在该丝杆轴上的滑块132b、导向轴132c以及安装在该导向轴上的导向块132d，该导向块132d同时与滑块132b固定连接。

角度调节组件133包括角度调节块133a、角度调节杆133b以及弧形调节槽内133c。角度调节块133a上端面中间部分固定安装在滑块132b上，角度调节杆133b设置在角度调节块133a内，调节头端设置在弧形调节槽内133c内。

高度调节组件134包括顶端与角度调节杆133b固定连接的高度调节板134a、设置在高度调节板上的两条高度调节槽以及多个固定螺栓134b。

负载安装板135呈L形，竖直板135a上设置有两条与高度调节槽相同的的贯穿条孔，水平板135b上设置有让负载提供机构穿过的贯穿孔135c以及环绕设置在该贯穿孔周边的固定孔135d。

本实施例中，负载提供机构4为磁粉制动器，其上端部分穿过贯穿孔135c并通过C点连接头5与中间轴303连接。

测试机构2包括多个安装在被测试转向样件总成上的测试组件21以及对测试组件的信号进行采集的数据采集器22、显示屏幕23和可调节座椅24。

测试组件21包括安装在被测样件电机端部的加速度计传感器211(图8)、佩戴在测试人员耳部的头戴式双耳麦克风212、安装在方向盘下端的光电编码器213、安装在CD-EPS悬挂组件连接板上的模拟仪表盘214(图9)。数据采集器22通过电气线缆与上述测试组件连接，还通过电气线缆与显示屏幕23，对数据采集器采集到的数据进行显示。

可调节座椅24用于测试人员测试时坐在上面，如图3所示，可上下前后调节，用来保证头戴麦克风具体位置符合测试要求。

控制机构3包括与负载提供机构4电连接的负载力大小调节组件31，以及同时与电动助力转向管柱302、数据采集器22电连接的电源控制组件32。

采用本实施例中的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置进行噪音测试时，待测管柱系统的安装和测试过程如下：

通过高度水平调节组件14对基座10的水平与高度进行调节。被测试转向样件总成300的电动助力转向管柱302下端通过花键与中间轴303连接，上端通过花键与光电编码器213和方向盘301连接；而后整个被测系统通过CD-EPS悬挂组件12被安装在基座11上，悬挂接口可以通过接口安装调节组件进行角度调节，保证与整车角度一致。

而后，将磁粉制动器4安装在负载安装板135上，并通过C点连接头5与中间轴303的下端连接。磁粉制动器4为转向系统提供负载，它通过负载安装调节组件13与基座11相连。负载安装调节组件13可提供左右调节，上下调节，与旋转调节三个自由度来保证中间轴的角度与整车设计角度保持一致。

安装调节完毕后，将测试组件21中的加速度计传感器211安装在被测样件电机端部，并确认数据采集器22已经与加速度计传感器211、头戴式双耳麦克风212、光电编码器213、模拟仪表盘214连接；同时将控制机构与负载提供机构4、助力转向管柱302、数据采集器22电连接，为其供电。

而后，调节座椅并将头戴式双耳麦克风212戴在头部，通过控制机构5中的负载力大小调节组件31控制磁粉制动器4在中间轴303的末端施加一个设定好的模拟的载荷。而后，测试人员按照规定的速度与角度操作方向盘301，模拟转向系统的各种工况。助力电机工作时，采集转速用的光电编码器213得到的数据通过模拟仪表盘214反馈给测试人员实时的转动速度与角度；安装电机端部的加速度传感器211和驾驶员头戴式双耳麦克风212采集被测样件的振动与噪声数据，这些数据通过数据采集器22显示在显示屏幕23上，并能够被保存于硬盘中。采集的数据可进行回放，也可以进行频谱分析，阶次分析等。对CD-EPS的噪音分析与优化起到了很好的作用。

由上可知，通过本实施例中的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，本实施例可实现如下功能：

(1)可以模拟CD-EPS在整车中的实际安装位置；(2)可以便捷记录助力电机的转速，除了进行频谱分析外，还能够进行噪音的阶次分析；(3)转向系统的自动负载调节提高了精度，大大提高了测试效率；(4)通过适配夹具模块，可以匹配不同项目的产品，高效，利用率高；(5)人机交互界面友好，实时反馈转向的速度和角度，有利于测试人员进行正确的操作；(6)可以通过控制系统进行转向速度与角度控制，可以完成一些高精确工况。(7)在开发阶段即可以进行转向噪音的评估，有利于前期开发，正向开发；(8)测试人员处于驾驶员位置，可以用于开展主观评价工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，对被测试转向样件总成进行噪音测试，该被测试转向样件总成包括方向盘、电动助力转向管柱及中间轴，其特征在于，具有：

对所述被测试转向样件总成进行安装的机械夹持机构、对其进行测试和数据采集的测试机构、以及对所述被测试转向样件总成进行负载调节和电源控制的控制机构，

其中，所述机械夹持机构包括基座，设置在所述基座上的CD-EPS悬挂组件和负载安装调节组件，设置在所述基座底端的高度水平调节组件，

所述CD-EPS悬挂组件包括管柱悬挂接口组件以及接口安装调节组件；所述负载安装调节组件设置在所述基座的侧端，安装与所述中间轴连接的负载提供机构并对其进行调节，包括位置调节组件、角度调节组件、高度调节组件以及安装在所述高度调节组件上的负载安装板，

所述测试机构包括多个安装在所述被测试转向样件总成上的测试组件以及对测试组件的信号进行采集的数据采集器，

所述控制机构同时与所述电动助力转向管柱、所述数据采集器以及所述负载提供机构电连接。

2.根据权利要求1所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述基座包括支撑座以及固定安装在该支撑座上的安装座，所述安装座包括两片对称设置的安装板，所述CD-EPS悬挂组件被设置在该两片安装板上，

所述支撑座呈四腿桌型，包括用于承载所述安装座的支撑面以及带有四根支撑腿的支撑架，该支撑架的内侧端对称设置两条支撑面安装块。

3.根据权利要求2所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述管柱悬挂接口组件包括连接板以及固定安装在所述连接板底端的第一悬挂接口和第二悬挂接口，所述第一悬挂接口下端部分设置有U形卡槽，所述第二悬挂接口包括内侧端设置有阶梯状卡槽的接口块以及对该接口块进行紧固的紧固块；

所述接口安装调节组件包括两端通过轴承安装在所述安装板上的安装轴、设置在所述安装板外侧壁上的安装轴固定块、与所述安装轴连接的角度调节杆以及设置在所述安装板上的角度调节槽。

4.根据权利要求2所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述负载安装调节组件设置在所述支撑架靠近所述中间轴的两根支撑腿上，包括分别安装在该两条支撑腿上的两个固定块，该两个固定块之间设置所述位置调节组件，

所述位置调节组件包括两端转动安装在所述固定块内的丝杆轴、安装在该丝杆轴上的滑块、两端固定安装在所述固定块上的导向轴以及安装在该导向轴上的导向块，该导向块同时与所述滑块固定连接，

所述角度调节组件包括固定设置在所述滑块底端的角度调节块以及设置在所述角度调节块内的角度调节杆，所述角度调节块左右两端设置有弧形调节槽，所述角度调节杆安装在该弧形调节槽内；

所述高度调节组件包括顶端与所述角度调节杆固定连接的高度调节板、设置在所述高度调节板上的两条高度调节槽以及多个固定螺栓，

所述负载安装板呈L形，竖直板上设置有两条与所述高度调节槽相同的贯穿条孔，水平板设置有让负载提供机构穿过的贯穿孔以及环绕设置在该贯穿孔周边的固定孔。

5.根据权利要求4所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述负载提供机构为磁粉制动器，其上半部分穿过所述贯穿孔并通过C点连接头与中间轴连接。

6.根据权利要求1所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述高度水平调节组件共四组，分别安装在四条支撑腿上，包括垂直安装在所述支撑腿上的调节块、贯穿所述调节块的螺纹调节杆、安装在所述调节杆上并且分别位于所述调节块上下两端的固定螺栓、设置在所述螺纹调节杆底端的水平支撑块。

7.根据权利要求1所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述测试组件包括安装在被测样件电机端部的加速度计传感器、佩戴在测试人员耳部的头戴式双耳麦克风、安装在方向盘下端的光电编码器、安装在CD-EPS悬挂组件连接板上的模拟仪表盘，

所述数据采集器通过电气线缆与所述测试组件连接，

所述测试机构还包括显示屏幕和可调节座椅，所述显示屏幕与所述数据采集器连接。

8.根据权利要求1所述的汽车管柱式电动助力转向系统噪音测试装置，其特征在于：

其中，所述控制机构包括与负载提供机构电连接的负载力大小调节组件，以及同时与电动助力转向管柱、数据采集仪器电连接的电源控制组件。

Images