汽车电动助力转向系统综合性能试验台技术方案

本发明专利技术提供了一种汽车电动助力转向系统综合性能试验台，包括台架部分、电气控制部分和计算机控制系统部分，台架部分包括底座、回转台、工装夹具板、C-EPS工装夹具、输入端驱动器、C-EPS输出端加载装置、P/R-EPS输出端加载装置、工装夹具台、逆向冲击部分。本发明专利技术所述的综合性能试验台，能对C-EPS、P-EPS、R-EPS三种类型的电动助力转向装置的性能进行全面测试。与现有电动助力转向试验台相比，控制系统实时性好，能提供实时的车辆动力学仿真环境，能够提供三类形式EPS全面高精度的多项性能试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车底盘性能测试设备
，具体涉及到一种汽车电动助力转向试验台。 
技术介绍
电动助力转向（Electric Power Steering，简称EPS）技术是近十年来汽车转向领域的新技术，在国外得到了长足的发展，EPS也是目前国内转向行业的研究热点。EPS作为汽车的安全件，其性能直接关系着汽车行驶的安全可靠性、驾驶人员的操纵轻便性与灵敏性。对该系统的各部件的性能进行全面测试是汽车电动助力转向系统装配、出厂检验和进行检修的重要环节。如何在实验室的环境下进行EPS系统性能的测试和EPS控制策略的评价，是研究者需要着重考虑的问题。合理的加载方式、逼真的仿真环境和实时的采样控制是EPS系统性能测试装置需要解决的关键问题。 目前，国内已有企业、高等院校开发了EPS性能测试装置,授权公告号为CN201594043U的技术专利，提供的“电动助力转向系统性能测试平台”，转向部分包括固定底座，固定底座上设置有通过转向齿条固定的转向器，转向齿条的两端连接有弹簧阻尼器，转向器和转向轴的一端相连接，转向轴的另一端和转向盘相连接，转向轴的中部通过固定支架固定在固定底座的两端，转向盘和转向器之间依次设置有转角传感器、减速机构、转矩传感器和万向节，控制部分包括电子控制单元，电子控制单元的输入端分别和蓄电池、转矩传感器、转角传感器及模拟信号发生器相连接，电子控制单元的输出端分别和减速机构、示波器相连接，模拟信号发生器还和示波器相连接。但国内EPS系统性能测试装置只能针对单个类型的EPS系统进行测试，大多为管柱式电动助力转向系统（简称C-EPS），随着电动助力转向迅速的发展，小齿轮式电动助力转向系统（简称P-EPS）和齿条式电动助力转向系统（简称R-EPS）也需要进行大量的性能试验。 
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能对C-EPS、P-EPS、R-EPS三种类型的电动助力转向装置的性能进行全面测试的汽车电动助力转向系统综合性能试验台。 本专利技术的技术方案是： 汽车电动助力转向系统综合性能试验台，包括台架部分、电气控制部分和计算机控制系统部分，其特征在于，台架部分包括底座、回转台，所述回转台能移动、能旋转的装配于底座上，回转台上装有俯仰角度、高度均可调的工装夹具板，所述工装夹具板上设有长度能够 伸缩的C-EPS工装夹具，所述C-EPS工装夹具可上下移动的装配在工装夹具板上；工装夹具板上固定有输入端驱动器，所述输入端驱动器包括依次连接的驱动伺服电机、第一行星齿轮减速机、第一扭矩-转角传感器和波纹管联轴器、带有万向节的连接管，所述连接管能够与C-EPS被测样机、P-EPS被测样机、R-EPS被测样机连接；C-EPS输出端加载装置、P/R-EPS输出端加载装置分布在回转台的两侧、并固定在底座上；C-EPS输出端加载装置为旋转加载器，包括依次连接的第二加载伺服电机、第二行星齿轮减速机、第二扭矩-转角传感器和第一弹性联轴器、第二弹性联轴器，所述C-EPS输出端加载装置角度可调地装配在底座上；P/R-EPS输出端加载装置为直线加载器，包括依次连接的第一加载伺服电机、电动伺服缸和拉压力传感器、横拉杆，所述横拉杆能够与P-EPS被测样机、R-EPS被测样机连接；底座上、P/R-EPS输出端加载装置一侧设置有工装夹具台；逆向冲击部分包括异步电机、摆锤、冲击块、C-EPS固定装置和P/R-EPS固定装置，异步电机通过支架固定在底座上，摆锤通过垂臂与异步电机的转轴连接，冲击块套在C-EPS测试样机的输入轴上，C-EPS固定装置和P/R-EPS固定装置分别固定在底座上；计算机控制系统部分包括工控机、多个采集板卡和与工控机连接的两个显示器，采集板卡和运动控制卡插于工控机的PCI插槽，采集板卡用来采集经信号调理板输出的数字信号，运动控制卡用来输出伺服驱动器的控制信号以及模拟的车速和发动机转速；电气控制部分包括为所述试验台提供电能的电源、信号调理板、伺服驱动器、电流传感器；所述电流传感器用来测量C-EPS、P-EPS或R-EPS被测样机ECU的总吸收电流和电机电流；所述信号调理板分别与第一扭矩-转角传感器、第二扭矩-转角传感器、拉压力传感器、电流传感器、采集板卡、运动控制卡相连，用于将转矩/转角、拉压力和电流信号进行信号调理和模/数转换后送到采集板卡、并把运动控制卡输出的车速和发动机转速数字信号转换模拟信号；所述第二加载伺服电机、第一加载伺服电机与运动控制卡相连，用来根据运动控制卡输出的控制信号为C-EPS、P-EPS或R-EPS被测样机提供加载载荷。 优选地，所述汽车电动助力转向系统综合性能试验台还包括手动输入装置，手动输入装置包括支座、汽车转向管柱、转向盘，支座放于地面，汽车转向管柱固定于支座上，转向盘与转向管柱的输入端连接，所述转向管柱的输出端通过带有万向节的连接管与C-EPS输出端加载装置的第一弹性联轴器相连，或者与P/R-EPS被测样机的输入轴相连。 优选地，所述回转台包括托板、第一旋转台、立柱，所述第一旋转台包括底板、转板、能够调节回转台绕竖轴旋转的第一涡轮蜗杆机构及第五手轮，所述底板与托板通过横向设置的第一滑轨相连，托板与底座通过纵向设置的第二滑轨连接，立柱固定在转板上，旋转台的底板上设置有横向螺母，与横向螺母装配的横向螺杆通过轴承固定在托板上、并与第六手轮相连，旋转台的托板上设置有纵向螺母，与纵向螺母装配的纵向螺杆通过轴承固定在底座上、 并与第七手轮相连。 优选地，所述工装夹具板通过第二旋转台与立柱相连，工装夹具板固定在第二旋转台的转板上，第二旋转台的底板通过第三滑轨与立柱连接，旋转台上设有调节工装夹具板的俯仰角度的第二涡轮蜗杆机构及第四手轮，工装夹具板上固定有竖向螺母，竖向螺母上装配有竖向螺杆，竖向螺杆与回转台顶部的举升电机的输出轴相连、并通过轴承与立柱固定。 优选地，所述C-EPS工装夹具包括导轨轨道、装配在导轨轨道上的固定块，所述固定块通过螺栓与C-EPS被测样机连接。 优选地，所述工装夹具板上设置有第四滑轨，C-EPS工装夹具通过第四滑轨与工装夹具板相连，工装夹具上固定有螺母，螺母上装配有螺杆，所述螺杆通过轴承固定在工装夹具板、并与第二手轮相连。 优选地，所述连接管与C-EPS被测样机、P-EPS被测样机、R-EPS被测样机及手动输入装置均通过花键连接。 优选地，C-EPS输出端加载装置通过C-EPS加载总成调整机构固定在底座上，所述C-EPS加载总成调整机构包括支架，设在支架上的第三旋转台，调节第三旋转台俯仰角度的第三涡轮蜗杆机构及第一手轮，能够调节第三旋转台水平面内360°内旋转的第四涡轮蜗杆机构及第三手轮。 优选地，所述横拉杆与P-EPS被测样机或R-EPS被测样机的齿条的连接。 本专利技术所述的综合性能试验台，能对C-EPS、P-EPS、R-EPS三种类型的电动助力转向装置的性能进行全面测试。C-EPS、P-EPS、R-EPS共用输入端驱动器。回转台位于底座中心，输入端驱动器固定于工装夹具板上，C-EPS输出端加载装置、P/R-EPS输出端加载装置分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车电动助力转向系统综合性能试验台，包括台架部分、电气控制部分和计算机控制系统部分，其特征在于，台架部分包括底座、回转台，所述回转台能移动、能旋转的装配于底座上，回转台（2）上装有俯仰角度、高度均可调的工装夹具板（18），所述工装夹具板（18）上设有长度能够伸缩的C‑EPS工装夹具（16），所述C‑EPS工装夹具（16）可上下移动的装配在工装夹具板（18）上；工装夹具板（18）上固定有输入端驱动器，所述输入端驱动器包括依次连接的驱动伺服电机（6）、第一行星齿轮减速机（5）、第一扭矩‑转角传感器（4）和波纹管联轴器（3）、带有万向节的连接管，所述连接管能够与C‑EPS被测样机、P‑EPS被测样机、R‑EPS被测样机连接；C‑EPS输出端加载装置、P/R‑EPS输出端加载装置分布在回转台的两侧、并固定在底座上；C‑EPS输出端加载装置为旋转加载器，包括依次连接的第二加载伺服电机（26）、第二行星齿轮减速机（25）、第二扭矩‑转角传感器（27）和第一弹性联轴器（28）、第二弹性联轴器（29），所述C‑EPS输出端加载装置角度可调地装配在底座上；P/R‑EPS输出端加载装置为直线加载器，包括依次连接的第一加载伺服电机（15）、电动伺服缸（11）和拉压力传感器（30）、横拉杆（33），所述横拉杆（33）能够与P‑EPS被测样机、R‑EPS被测样机连接；底座上、P/R‑EPS输出端加载装置一侧设置有工装夹具台（7）；逆向冲击部分包括异步电机（14）、摆锤、冲击块、C‑EPS固定装置（19）和P/R‑EPS固定装置（20），异步电机（14）通过支架固定在底座上，摆锤通过垂臂与异步电机（14）的转轴连接，冲击块套在C‑EPS测试样机的输入轴上，C‑EPS固定装置（19）和P/R‑EPS固定装置（20）分别固定在底座上；计算机控制系统部分包括工控机、多个采集板卡和与工控机连接的两个显示器，采集板卡和运动控制卡插于工控机的PCI插槽，采集板卡用来采集经信号调理板输出的数字信号，运动控制卡用来输出伺服驱动器的控制信号以及模拟的车速和发动机转速；电气控制部分包括为所述试验台提供电能的电源、信号调理板、伺服驱动器、电流传感器；所述电流传感器用来测量C‑EPS、P‑EPS或R‑EPS被测样机ECU的总吸收电流和电机电流；所述信号调理板分别与第一扭矩‑转角传感器（4）、第二扭矩‑转角传感器（27）、拉压力传感器（30）、电流传感器、采集板卡、运动控制卡相连，用于将转矩/转角、拉压力和电流信号进行信号调理和模/数转换后送到采集板卡、并把运动控制卡输出的车速和发动机转速数字信号转换模拟信号；所述第二加载伺服电机（26）、第一加载伺服电机（15）与运动控制卡相连，用来根据运动控制卡输出的控制信号为C‑EPS、P‑EPS或R‑EPS被测样机提供加载载荷。...

【技术特征摘要】
1.汽车电动助力转向系统综合性能试验台，包括台架部分、电气控制部分和计算机控制
系统部分，其特征在于，台架部分包括底座、回转台，所述回转台能移动、能旋转的装配于
底座上，回转台（2）上装有俯仰角度、高度均可调的工装夹具板（18），所述工装夹具板（18）
上设有长度能够伸缩的C-EPS工装夹具（16），所述C-EPS工装夹具（16）可上下移动的装
配在工装夹具板（18）上；工装夹具板（18）上固定有输入端驱动器，所述输入端驱动器包
括依次连接的驱动伺服电机（6）、第一行星齿轮减速机（5）、第一扭矩-转角传感器（4）和
波纹管联轴器（3）、带有万向节的连接管，所述连接管能够与C-EPS被测样机、P-EPS被测
样机、R-EPS被测样机连接；C-EPS输出端加载装置、P/R-EPS输出端加载装置分布在回转
台的两侧、并固定在底座上；C-EPS输出端加载装置为旋转加载器，包括依次连接的第二加
载伺服电机（26）、第二行星齿轮减速机（25）、第二扭矩-转角传感器（27）和第一弹性联轴
器（28）、第二弹性联轴器（29），所述C-EPS输出端加载装置角度可调地装配在底座上；P/R-EPS
输出端加载装置为直线加载器，包括依次连接的第一加载伺服电机（15）、电动伺服缸（11）
和拉压力传感器（30）、横拉杆（33），所述横拉杆（33）能够与P-EPS被测样机、R-EPS被
测样机连接；底座上、P/R-EPS输出端加载装置一侧设置有工装夹具台（7）；逆向冲击部分
包括异步电机（14）、摆锤、冲击块、C-EPS固定装置（19）和P/R-EPS固定装置（20），异
步电机（14）通过支架固定在底座上，摆锤通过垂臂与异步电机（14）的转轴连接，冲击块
套在C-EPS测试样机的输入轴上，C-EPS固定装置（19）和P/R-EPS固定装置（20）分别固
定在底座上；计算机控制系统部分包括工控机、多个采集板卡和与工控机连接的两个显示器，
采集板卡和运动控制卡插于工控机的PCI插槽，采集板卡用来采集经信号调理板输出的数字
信号，运动控制卡用来输出伺服驱动器的控制信号以及模拟的车速和发动机转速；电气控制
部分包括为所述试验台提供电能的电源、信号调理板、伺服驱动器、电流传感器；所述电流
传感器用来测量C-EPS、P-EPS或R-EPS被测样机ECU的总吸收电流和电机电流；所述信号
调理板分别与第一扭矩-转角传感器（4）、第二扭矩-转角传感器（27）、拉压力传感器（30）、
电流传感器、采集板卡、运动控制卡相连，用于将转矩/转角、拉压力和电流信号进行信号调
理和模/数转换后送到采集板卡、并把运动控制卡输出的车速和发动机转速数字信号转换模拟
信号；所述第二加载伺服电机（26）、第一加载伺服电机（15）与运动控制卡相连，用来根据
运动控制卡输出的控制信号为C-EPS、P-EPS或R-EPS被测样...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌，江浩斌，赵回，袁朝春，马世典，华一丁，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32