汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车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。本发明专利技术可明显提高汽车EPS控制器助力特性测试的准确性和效率。

Automatic test system and test method for assisting characteristics of automobile EPS controller

The invention relates to an automobile EPS controller power characteristic automatic testing system, the IPC connected PC, IPC signal generation card terminal connection signal generation card, data acquisition card terminal computer terminal is connected with the data acquisition card, the original control signal output signal generation card is connected with the input signal conditioning board the end, signal conditioning board of electric power steering system control signal output terminal is connected with the EPS controller, the control signal output of the controller is connected to the power supply to the motor, steering motor power supply, signal input to current detection port of the electric motor is connected with the current sensor signal, the output of the current sensor is connected with the signal conditioning board, signal conditioning board after adjusting the current signal output terminal is connected with the data acquisition card. The invention can obviously improve the accuracy and efficiency of the automobile EPS controller assistance characteristic test.

【技术实现步骤摘要】
汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统及测试方法
本专利技术涉及电动汽车的电动助力转向系统(EPS)控制器的性能测试
，具体涉及一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统及测试方法。
技术介绍
汽车电动助力转向系统(ElectricPowerSteeringSystem，简称EPS)作为辅助汽车转向的一种装置，因其具有节能、环保，且能提高汽车的操纵性和稳定性等特点，成为动力转向技术的发展方向。控制器作为EPS的核心部件，它对汽车的安全行驶起到了重要的作用。因此控制器在出厂前必须经过严格的测试。目前，国内对EPS控制器的测试主要包括三个方面：实车测试，对EPS的回正特性、机械特性等进行主观判定；功能测试，对控制器的引脚信号、CAN通信功能等进行测试；性能测试，对控制器的助力特性进行台架测试。针对EPS控制器的性能测试，传统的测试方法是：设置好EPS控制器的参数，给控制器上电，开始测试某一车速下的助力特性曲线；更改车速，再测试两组其他车速下的助力特性曲线；若曲线走势正确，则将测试的助力特性曲线通过截图软件保存在指定目录下，否则查明原因。传统的测试方法不仅效率低，而且容易出错，测试成本也十分昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统及测试方法，该系统及方法的可明显提高汽车EPS控制器助力特性测试的准确性和效率。为解决上述技术问题，本专利技术公开的一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它包括稳压电源、信号调理板、数据采集板卡、信号生成板卡、工控机、EPS控制器、转向电机、上位机和电流传感器；所述工控机的上位机通信接口连接上位机的通信接口，工控机的信号生成板卡接线端连接信号生成板卡的信号输入端，工控机的数据采集板卡接线端连接数据采集板卡的电流信号输出端，信号生成板卡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的电动助力转向系统原始控制信号输入端，信号调理板电动助力转向系统控制信号输出端连接EPS控制器的控制信号输入端，EPS控制器的PWM控制信号输出端连接转向电机的控制信号输入端，稳压电源的供电端向转向电机供电，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的原始电流信号输入端，信号调理板的调理后电流信号输出端连接数据采集板卡的电流信号输入端。一种利用上述系统的汽车EPS控制器助力特性自动化测试方法，其特征在于，它包括如下步骤：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，工控机从上位机中读取预存的对应EPS控制器的控制器参数；步骤2：工控机根据EPS控制器外接的故障显示灯的状态判断EPS控制器有无故障，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：上位机对工控机进行配置，使信号生成板卡输出EPS控制器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，向转向电机输出电机PWM控制信号和EPS故障灯信号，然后通过上位机改变EPS控制器内的转向电机扭矩主辅路信号，使EPS控制器接收到一个变化的扭矩信号，此时工控机通过电流传感器采集转向电机的工作电流，并将采集的转向电机工作电流传输给上位机；步骤4：上位机通过控制工控机进行EPS控制器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控制器控制转向电机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：上位机通过控制工控机进行EPS控制器转向助力特性的测试，同最大转向助力电流测试一样，上位机对工控机进行配置，使信号生成板卡输出EPS控制器正常工作所需的信号，使EPS控制器正常工作，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对转向电机的电流进行采集，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。本专利技术在很大程序上简化了EPS控制器助力特性测试过程，能够精确、快速地对EPS控制器的转向助力性能进行测试。另外，本专利技术具有很强的适用性，能对不同类型的EPS控制器进行转向助力性能测试，显著提高了EPS控制器的转向助力性能测试效率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中EPS控制器最大电流曲线；图3为本专利技术中EPS控制器助力特性测试曲线；图4为本专利技术中助力特性曲线对称度计算图。其中，1—稳压电源、2—信号调理板、3—板卡接线盒、4—数据采集板卡、5—信号生成板卡、6—工控机、7—显示器、8—扫码枪、9—EPS控制器、10—转向电机、11—上位机、12—电流传感器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术的汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，它包括稳压电源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(直流有刷电机)、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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它包括稳压电源(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。

【技术特征摘要】
1.一种汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它包括稳压电源(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。2.根据权利要求1所述的汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它还包括扫码枪(8)，所述扫码枪(8)用于扫描EPS控制器(9)上的二维码标签，扫码枪(8)的信号输出端连接工控机(6)的二维码识别信号输入端。3.根据权利要求1所述的汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它还包括板卡接线盒(3)，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通过板卡接线盒(3)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；所述信号调理板(2)的调理后电流信号输出端也通过板卡接线盒(3)连接数据采集板卡(4)的电流信号输入端。4.根据权利要求1所述的汽车EPS控制器助力特性自动化测试系统，其特征在于：它还包括显示器(7)，所述工控机(6)的显示信号输出端连接显示器(7)的显示信号输入端。5.一种利用权利要求1所述系统的汽车EPS控制器助力特性自动化测试方法，其特征在于，它包括如下步骤：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成才，余奎，过学迅，潘浩，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42