[发明专利]汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统及测试方法

摘要

本发明涉及一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，它的工控机连接上位机，工控机的信号生成板卡接线端连接信号生成板卡，工控机的数据采集板卡接线端连接数据采集板卡，信号生成板卡的原始控制信号输出端连接信号调理板的输入端，信号调理板电动助力转向系统控制信号输出端连接EPS控制器，该控制器的控制信号输出端连接转向电机，稳压电源给转向电机供电，转向电机的电流检测端口连接电流传感器的信号输入端，电流传感器的信号输出端连接信号调理板，信号调理板的调理后电流信号输出端连接数据采集板卡。本发明可明显提高汽车EPS控制器助力特性测试的准确性和效率。

主权项

1.一种利用汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统的汽车EPS控制器助力特性自动化测试方法，所述汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统包括稳压电源(1)、信号调理板(2)、数据采集板卡(4)、信号生成板卡(5)、工控机(6)、EPS控制器(9)、转向电机(10)、上位机(11)和电流传感器(12)；所述工控机(6)的上位机通信接口连接上位机(11)的通信接口，工控机(6)的信号生成板卡接线端连接信号生成板卡(5)的信号输入端，工控机(6)的数据采集板卡接线端连接数据采集板卡(4)的电流信号输出端，信号生成板卡(5)的电动助力转向系统原始控制信号输出端连接信号调理板(2)的电动助力转向系统原始控制信号输入端，信号调理板(2)电动助力转向系统控制信号输出端连接EPS控制器(9)的控制信号输入端，EPS控制器(9)的PWM控制信号输出端连接转向电机(10)的控制信号输入端，稳压电源(1)的供电端向转向电机(10)供电，转向电机(10)的电流检测端口连接电流传感器(12)的信号输入端，电流传感器(12)的信号输出端连接信号调理板(2)的原始电流信号输入端，信号调理板(2)的调理后电流信号输出端连接数据采集板卡(4)的电流信号输入端；其特征在于，汽车EPS控制器助力特性自动化测试方法，包括如下步骤：步骤1：对汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统进行初始化，工控机(6)从上位机(11)中读取预存的对应EPS控制器(9)的控制器参数；步骤2：工控机(6)根据EPS控制器(9)外接的故障显示灯的状态判断EPS控制器(9)有无故障，有故障则通过再次点火进行故障清除，无故障则进行后续测试；步骤3：上位机(11)对工控机(6)进行配置，使信号生成板卡(5)输出EPS控制器(9)正常工作所需的信号，该信号包括发动机转速信号、车速信号、转向电机扭矩主辅路信号和汽车点火信号，EPS控制器(9)收到上述发动机转速信号、车速信号、转向电机扭矩主辅路信号和汽车点火信号后，对这些信号进行处理，向转向电机(10)输出电机PWM控制信号和EPS故障灯信号，然后通过上位机(11)改变EPS控制器(9)内的转向电机扭矩主辅路信号，使EPS控制器(9)接收到一个变化的扭矩信号，此时工控机(6)通过电流传感器(12)采集转向电机(10)的工作电流，并将采集的转向电机工作电流传输给上位机(11)；步骤4：上位机(11)通过控制工控机(6)进行EPS控制器(9)的最大转向助力电流测试，当转向电机输入转矩达到预设值后，EPS控制器(9)控制转向电机(10)的电流不会随转向电机输入转矩的继续增大而增大，上述预设值能使转向电机(10)的转向助力电流能够达到最大值，此时的转向电机电流即为最大转向助力电流，在最大转向助力电流测试中，转向电机(10)的输入转矩为扭矩传感器主路信号输入达到最大时所对应的转矩值Tdmax；进行最大转向助力电流测试时，先给EPS控制器(9)一个转矩值Tdmax，然后将车速信号的频率由零逐渐增大到120km/h所对应的车速方波信号的频率为止，同时不断采集转向电机(10)的电流信号，采集到的转向电机电流信号即为不同车速下的最大转向助力电流，然后在上位机(11)中绘制出车速与转向电机电流曲线图，即最大转向助力电流曲线；步骤5：上位机(11)通过控制工控机(6)进行EPS控制器(9)转向助力特性的测试，同最大转向助力电流测试一样，上位机(11)对工控机(6)进行配置，使信号生成板卡(5)输出EPS控制器(9)正常工作所需的信号，使EPS控制器(9)正常工作，然后保持车速方波信号的频率不变，改变转向电机扭矩主辅路信号，同时通过电流传感器(12)对转向电机(10)的电流进行采集，得到当前车速方波信号的频率下转向助力特性曲线，当该车速方波信号的频率下转向助力特性曲线测试完成之后，采用上述的方法，再测得两组不同车速方波信号频率下的转向电机(10)电流，并得到两组不同车速方波信号的频率下的对应的转向助力特性曲线；步骤6：对步骤5采集的三组转向电机(10)电流进行处理，得到三组转向助力特性曲线的转向助力电流起始点和起始值、转向助力电流饱和点和饱和值、转向助力特性曲线梯度k(v)和转向助力特性曲线对称度，上位机(11)对曲线对称度的计算方法进行优化，结合了如下经验公式(1)和公式(2)，取两者较小值作为转向助力特性曲线对称度，并根据公式(4)得到转向助力特性曲线梯度k(v)：D＝min(D1,D2)  (3)式中，S1，S2分别表示每个转向助力特性曲线的左、右侧与转向助力电流饱和值、转向助力特性曲线纵轴所围面积，纵轴为转向助力特性曲线上扭矩为零时对应的垂直直线，i1n表示转向助力特性曲线纵轴左侧电流累加值与右侧累加值较小侧电机电流采样值，i2n表示转向助力特性曲线纵轴左侧电流累加值与右侧累加值较大侧电机电流采样值，max表示转向助力特性曲线纵轴左侧曲线和右侧曲线的电流采样数，D表示转向助力特性曲线的对称度值，I1为转向助力电流起始值、T1为转向助力电流起始值对应的转向电机转矩值、I2为转向助力电流饱和值、T2为转向助力电流饱和值对应的转矩值。