電動助力轉向控制器產品自動檢測臺的制作方法
【專利摘要】電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，包括汽車轉向系統和前行駛系統、支撐臺架、負載變換裝置、車用蓄電池、EPS助力電機、減速器、扭矩傳感器、EPS控制器、功能檢測和保護系統及打印機，所述的汽車轉向系統和前行駛系統包括轉向操縱機構、齒輪齒條轉向器、轉向傳動機構、前懸掛系統、轉向橋和前輪，所述的功能檢測和保護系統包括PC機、CAN-Bus通訊模塊、信號采集模塊、控制模塊、信號發生模塊、EPS供電模塊、溫度監測模塊、故障記錄模塊和故障保護模塊。本實用新型搭建了接近實車環境的檢測臺，保證了檢測的可靠性，檢測過程中無需轉動方向盤，實現了對EPS控制器產品的自動檢測，降低了勞動強度和提高了檢測效率。
【專利說明】電動助力轉向控制器產品自動檢測臺
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種批量產品的自動檢測裝置，特別涉及一種用于電動助力轉向系統控制器產品的自動檢測裝置。
【背景技術】
[0002]電動助力轉向系統(EPS)與傳統助力轉向系統相比具有結構簡單、便于安裝維護、節能環保、轉向特性優良等特點。近年來許多高校和相關企業投入大量資金和人力開展研發并取得了豐厚的成果，國內已有許多車型裝配有EPS并成為銷售賣點。EPS控制器作為EPS的核心部件，影響著EPS的整體性能，所以EPS控制器在出廠之前需要經過嚴格檢驗。目前，EPS控制器的性能檢測一般通過搭建實車臺架或模擬汽車轉向臺架進行，實車臺架更接近EPS控制器的實際工作環境，具有較高的檢測可靠性，模擬汽車轉向臺架的成本低，實現起來較為容易。在臺架檢測過程中依靠操作人員轉動方向盤或使用單獨電機直接驅動轉向柱來檢測EPS控制器的性能參數。前者增加了操作人員的勞動強度，后者增加了檢測成本且不易在模擬實車裝配結構的臺架上實現。隨著汽車EPS的裝配率不斷提高，生產廠商對EPS控制器出廠檢測設備的自動化程度和檢測可靠性的要求也變得愈越來越高。
【發明內容】
[0003]本實用新型所解決的技術問題在于提供一種電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，以解決上述技術背景中存在的缺點，滿足EPS控制器對檢測自動化程度和可靠性的要求。
[0004]本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:一種電動助力轉向控制器產品自動檢測臺包括汽車轉向系統和前行駛系統、支撐臺架、負載變換裝置、車用蓄電池、EPS助力電機、減速器、扭矩傳感器、EPS控制器、功能檢測和保護系統及打印機，所述的汽車轉向系統和前行駛系統包括轉向操縱機構、齒輪齒條轉向器、轉向傳動機構、前懸掛系統、轉向橋和前輪，所述的功能檢測和保護系統包括PC機、CAN-Bus通訊模塊、信號采集模塊、控制模塊、信號發生模塊、EPS供電模塊、溫度監測模塊、故障記錄模塊和故障保護模塊。
[0005]所述的汽車轉向系統和前行駛系統按照實車構造和角度進行裝配，轉向操縱機構、轉向橋、前懸掛系統和負載變換裝置直接固定在支撐臺架上，齒輪齒條轉向器通過與轉向橋連接間接固定在支撐臺架上，前輪置于負載變換裝置之上，通過調節負載變換裝置中液壓缸的高度來改變系統的轉向阻力矩。扭矩傳感器、EPS助力電機和減速器集成為一個整體安裝在轉向柱上。EPS控制器與扭矩傳感器、功能檢測和保護系統、蓄電池和EPS助力電機通過導線連接，打印機與PC機相連用于打印檢測報告。
[0006]所述的CAN-Bus通訊模塊通過USB轉CAN 口轉換工具分別與PC機和EPS控制器相連，傳輸點火信號、發動機轉速信號和車速信號；信號采集模塊通過型號為PC1-1710U的數據采集卡采集扭矩傳感器的主副信號，通過型號為WCS1600的霍爾電流傳感器和數據采集卡采集吸收電流和助力電機電流信號，數據采集卡通過PCI接口與PC機相連；信號發生模塊通過數據采集卡與控制器相連，發送采集到的扭矩主副信號給控制器，降低系統轉向阻力矩后使系統在助力電機的單獨作用下運轉。
[0007]所述的供電模塊與數據采集卡的輸出端口相連，使型號為1(1-1550208的繼電器斷開與閉合，實現車用蓄電池與控制器的關斷和連通。溫度監測模塊型號為I？八1-6505，一端與數據采集卡相連，一端通過熱電偶與控制器相連，熱電偶通過耐高溫膠帶固定在控制器上；2？3控制器的故障輸出端與數據采集卡相連，數據采集卡與故障保護模塊相連控制供電回路中1(1-155021^繼電器的斷開與閉口 0
[0008]與現有技術相比本實用新型的有益效果是:本實用新型搭建的自動檢測臺最大程度的接近控制器的實車工作環境，保證了檢測結果的可靠性。利用采集到的扭矩信號和改變轉向阻力矩之后的平臺可使整個系統在助力電機的單獨作用下運行，實現了對批量生產的控制器產品的自動檢測，降低了操作人員的勞動強度，提高了批量產品的檢測效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型的功能檢測和保護系統框圖。
[0012]其中:1.轉向操縱機構，2.2%助力電機，3.扭矩傳感器，4.減速器，5.支撐臺架，6.前懸掛系統，7.前輪，8.負載變換裝置，9.轉向傳動機構，10.齒輪齒條轉向器，11.轉向橋，12.汽車轉向系統和前行駛系統，13.車用蓄電池，14.2%控制器，15.功能檢測和保護系統，16.打印機，17.機，18.控制模塊，19.？01-1710口數據采集卡，20.呢31600霍爾電流傳感器，21.信號采集模塊，22.1(8^-155020^繼電器，23.2？8供電模塊，24.故障保護模塊，25.故障記錄模塊，26.1？八1-6505溫度傳感器，27.熱電偶，28.溫度監測模塊，29.信號發生模塊，30.^88轉0^ 口轉換工具，31.0^-0118通訊模塊
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖進一步闡述，使本實用新型的技術手段、創作特征和實現效果更加明了。
[0014]參見圖1，一種電動助力轉向控制器產品自動檢測臺包括汽車轉向系統和前行駛系統(12)、支撐臺架(5)、負載變換裝置(8)、車用蓄電池(13)3%助力電機(2^扭矩傳感器⑶、減速器(4)3%控制器(14)、功能檢測和保護系統(15)及打印機(16)。
[0015]所述的汽車轉向系統和前行駛系統(12)包括轉向操縱機構(1)、齒輪齒條轉向器
(10)、轉向傳動機構(9)、前懸掛系統(6)、轉向橋(11)和前輪(7),按照實車構造和角度進行裝配，轉向操縱機構轉向橋前懸掛系統(6)和負載變換裝置(8)直接固定在支撐臺架(5)上，齒輪齒條轉向器(10)通過與轉向橋(11)連接間接固定在支撐臺架(5)上，前輪(7)置于負載變換裝置(8)之上，通過調節負載變換裝置(8)中液壓缸的高度來改變系統的轉向阻力矩。扭矩傳感器(3)3%助力電機(2)和減速器(4)集成為一個整體安裝在轉向柱上。控制器(14)與扭矩傳感器⑶、助力電機(2^蓄電池(13)和控制器(14)通過導線連接，打印機(16)與PC機(17)相連用于打印檢測報告。
[0016]所述的扭矩傳感器(3)發出的主副信號是模擬電壓信號，電壓值變換范圍為O至扭矩傳感器(3)的供電電壓值，靜態值為扭矩傳感器(3)供電電壓值的二分之一。扭矩傳感器(3)接口與EPS控制器(14)和PC1-1710U數據采集卡(19)的信號采集端口連接，EPS控制器(14)正常工作后將方向盤按照一定速度先向左后向右轉動到極限位置，在方向盤轉動的時間周期內同時利用數據采集卡(19)采集扭矩信號并存儲在PC機(17)內。然后將扭矩傳感器(3)接口與EPS控制器(14)的連接斷開，使用數據采集卡(19)向EPS控制器(14)提供扭矩信號，此時由于不施加方向盤轉向力矩，整個系統不能運轉或不能達到之前的轉動速度，不斷調整負載變換裝置(8)改變系統轉向阻力矩的大小，來抵消方向盤轉向力矩的作用，最終使整個系統運轉速度達到之前的轉動速度。即在不施加操作人員外力且不影響檢測結果可靠性的情況下實現對EPS控制器(14)性能的自動檢測。
[0017]參見圖2，電動助力轉向控制器產品自動檢測臺的功能檢測和保護系統(15)包括PC機(17)、CAN-Bus通訊模塊(31)、信號采集模塊(21)、控制模塊(18)、信號發生模塊
(29)、EPS供電模塊(23)、溫度監測模塊(28)、故障記錄模塊(25)和故障保護模塊(24)。
[0018]所述的CAN-Bus通訊模塊(31)通過USB轉CAN 口轉換工具(30)分別與PC機(17)和EPS控制器(14)相連，傳輸點火信號、發動機轉速信號和車速信號。發動機轉速信號和車速信號值的大小是在實車實驗中采集到的，將車速在0、15、45、60、80狀態下的車速信號和發動機轉速信號分時發送給EPS控制器(14)來檢測其在不同車速下的工作性能。
[0019]所述的信號采集模塊(21)通過型號為PC1-1710U的數據采集卡(19)采集扭矩傳感器(3)的主副信號，通過型號為WCS1600的霍爾電流傳感器(20)和數據采集卡(19)采集吸收電流和助力電機電流信號，數據采集卡(19)通過PCI接口與PC機(17)相連，采集的信號存儲在PC機內，吸收電流和助力電機電流特性曲線顯示在PC機(17)顯示屏上。
[0020]所述的信號發生模塊(29)通過型號為PC1-1710U的數據采集卡(19)的信號輸出端與EPS控制器(14)相連，發送之前采集到的扭矩主副信號給EPS控制器(14)，降低系統轉向阻力矩后使系統在EPS助力電機(2)的單獨作用下運轉。
[0021]所述的EPS供電模塊(23)與數據采集卡(19)的輸出端口相連，使型號為KSR-1550ZDN的繼電器(22)閉合與斷開，實現車用蓄電池(13)和EPS控制器(14)的連通和關斷。
[0022]所述的溫度監測模塊(28)通過型號為IPAM-6505溫度傳感器(26)，一端與PC1-1710U數據采集卡(19)相連，一端通過熱電偶(27)與EPS控制器(14)相連，熱電偶
(27)通過耐高溫膠帶固定在EPS控制器(14)上，控制器的溫度被實時采集顯示在PC機
(17)顯示屏上。
[0023]所述的故障記錄和故障保護模塊(24)中，EPS控制器(14)的故障輸出端與PC1-1710U數據采集卡(19)相連，數據采集卡(19)與故障保護模塊(24)相連控制供電回路中KSR-1550ZDN繼電器(22)的開關來保護控制器。
[0024]所述的控制模塊(18)是基于Labview建立的，保證系統按照一定順序工作。扭矩信號采集完成之后的工作過程為:切斷扭矩傳感器(3)與EPS控制器(14)之間的連接，數據采集卡(19)通過USB轉CAN 口轉換工具(30)向EPS控制器(14)發送點火信號、發動機轉速信號和車速信號，EPS控制器(14)進行自檢，無故障后向數據采集卡(19)發送傳感器供電電壓信號，數據采集卡(19)接收到信號后向2？3控制器(14)發送之前采集到的扭矩傳感器(3)主副信號，此時即3控制器(14)工作，通過調整負載變換裝置(8)降低系統的轉向阻力矩，用來抵消方向盤轉向力矩的作用，使整個系統運轉速度達到扭矩信號采集過程中的轉動速度。然后發送不同車速信號重復上述過程。整個過程的吸收電流、助力電機電流、溫度信號和控制器(14)故障信號實時采集并存儲在？機(17)上，采集到故障信號后利用故障保護模塊(24)切斷控制器(14)的供電電源來保護控制器。扭矩信號采集和負載變換裝置(8)調整至合適位置的過程只進行一次，利用采集到的扭矩信號和改變轉向阻力矩之后的平臺即可實現對批量控制器(14)的自動檢測，此時系統在助力電機(2)的單獨作用下運轉，無需操作人員再操縱方向盤。
【權利要求】
1.電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，包括汽車轉向系統和前行駛系統、支撐臺架、負載變換裝置、車用蓄電池、EPS助力電機、減速器、扭矩傳感器、EPS控制器、功能檢測和保護系統及打印機，所述的汽車轉向系統和前行駛系統包括轉向操縱機構、齒輪齒條轉向器、轉向傳動機構、前懸掛系統、轉向橋和前輪，所述的功能檢測和保護系統包括PC機、CAN-Bus通訊模塊、信號采集模塊、控制模塊、信號發生模塊、EPS供電模塊、溫度監測模塊、故障記錄模塊和故障保護模塊。
2.根據權利要求1所述的電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，所述的汽車轉向系統和前行駛系統按照實車構造和角度進行裝配，轉向操縱機構、轉向橋、前懸掛系統和負載變換裝置直接固定在支撐臺架上，齒輪齒條轉向器通過與轉向橋連接間接固定在支撐臺架上，前輪置于負載變換裝置之上，通過調節負載變換裝置中液壓缸的高度來改變系統的轉向阻力矩。
3.根據權利要求1所述的電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，所述的CAN-Bus通訊模塊通過USB轉CAN 口轉換工具分別與PC機和EPS控制器相連，傳輸點火信號、發動機轉速信號和車速信號；信號采集模塊通過數據采集卡采集扭矩傳感器的主副信號，通過霍爾電流傳感器和數據采集卡采集吸收電流和助力電機電流信號，數據采集卡通過PCI接口與PC機相連；信號發生模塊通過數據采集卡與EPS控制器相連，斷開扭矩傳感器與EPS控制器之間的連接，發送采集到的扭矩主副信號給EPS控制器，降低系統轉向阻力矩后使系統在EPS助力電機的單獨作用下運轉。
4.根據權利要求1所述的電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，所述的EPS供電模塊與數據采集卡的輸出端口相連，使EPS控制器電源供電回路中的繼電器閉合與斷開，實現車用蓄電池和EPS控制器的連通和關斷。
5.根據權利要求1所述的電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，所述的溫度監測模塊一端與數據采集卡相連，一端通過熱電偶與EPS控制器相連，熱電偶通過耐高溫膠帶固定在EPS控制器上。
6.根據權利要求1所述的電動助力轉向控制器產品自動檢測臺，其特征在于，所述的故障記錄模塊中，EPS控制器的故障輸出端與數據采集卡相連，數據采集卡與故障保護模塊相連控制供電回路中繼電器的閉合與斷開。
【文檔編號】G01M17/06GK204202885SQ201420697004
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】李志鵬, 王猛, 史松卓, 那少聃 申請人:東北林業大學