[发明专利]一种汽车电动助力转向系统故障模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆故障模拟装置，特别是关于一种汽车电动助力转向系统故障模拟装置。

背景技术

对于传统的液压助力转向系统而言，汽车电动助力转向系统（EPS）依靠电机提供助力，具有助力特性可变、节省能源和结构简单等优点，在中小型汽车领域正逐渐取代传统的液压助力转向系统。EPS主要由控制器、转矩传感器、电机、减速器、机械转向系统等构成。作为汽车转向的控制装置，汽车电动助力转向系统的控制器（EPS控制器）除了控制电机提供转向助力的功能外，还比须同时具备故障诊断功能，以便在系统发生异常时，能够做出正确的响应，确保行车安全。现在一般通过在实车试验中人为制造故障来验证EPS控制器的故障诊断功能。这种研发方式不但需要人力、物力的投入，而且有些危险故障因其难度较大很难实现实车模拟。因此有必要开发一种能够方便地产生故障信号的模拟装置，借助该模拟装置，验证EPS控制器对各种故障信号的响应，以检查控制器的故障诊断功能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够在仿真环境下，模拟EPS可能遇到的各种故障，进而检验EPS控制器的故障诊断功能的汽车电动助力转向系统故障模拟装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车电动助力转向系统故障模拟装置，包括人机界面模块、故障信号生成模块和故障信号输出模块，其特征在于：人机界面模块包括矩阵键盘和显示设备；故障信号生成模块包括内置有故障信号模拟软件的单片机；故障信号输出模块包括转矩故障信号输出电路、车速和发动机转速故障信号输出电路、电机故障输出电路、控制器异常电压输出电路和EUC接口电路；矩阵键盘和显示设备连接单片机；单片机的输出端连接转矩故障信号输出电路和车速和发动机转速故障信号输出电路的输入端，将故障信号模拟软件生成的故障信号输出给转矩故障信号输出电路和车速和发动机转速故障信号输出电路；转矩故障信号输出电路、车速和发动机转速故障信号输出电路、电机故障输出电路和控制器异常电压输出电路的输出端通过EUC接口电路连接一汽车电动助力转向系统的控制器。

上述转矩故障信号输出电路包括数模转换器和运算放大器，将单片机输出的数字主、副扭矩故障信号转换成相应的模拟信号，放大后输出。

上述车速和发动机转速故障信号输出电路包括两晶体三极管，两晶体三极管分别放大单片机输出的两路方波信号功率，使其与实车产生的车速信号和发动机转速信号相同后输出。

上述电机故障输出电路通过在汽车电动助力转向系统的电机高端接口接入两继电器，在电机低端接口接入两继电器，以及在电机与EPS控制器的电机高、低端接口之间的回路上串联接入一继电器构成。

上述控制器异常电压输出电路包括电位器和运算放大器，通过用户调节电位器输出指定的异常电压信号。

上述控制器异常电压输出电路的输出端在通过EUC接口电路连接汽车电动助力转向系统控制器的模数采集端口的同时，还连接单片机。

本发明由于采取上述技术方案，具有以下优点：1、本发明由于采用内置故障模拟软件程序的单片机，根据用户输入的指令产生多种故障信号，模拟EPS系统可能遇到的故障，因此可以在仿真环境下，方便地进行EPS控制器故障诊断程序的开发和故障响应测试，从而能够降低开发成本，高效地评估EPS在遇到故障时的可靠性和安全性。2、本发明由于采用低耦合的模块化设计，可以根据需要再在故障信号输出模块中添设新的电路，配以相应的单片机程序模拟新的故障，因此具有较强的拓展能力。本发明可以广泛用于汽车电动助力转向系统的测试和研发。

附图说明

图1是本发明的组成示意图

图2是本发明的矩阵键盘电路示意图

图3是本发明的转矩故障信号输出电路示意图

图4是本发明的车速和发动机转速故障信号输出电路的晶体三级管示意图

图5为本发明的电机故障输出电路示意图

图6为本发明的控制器异常电压输出电路示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括一人机界面模块、一故障信号生成模块和一故障信号输出模块。人机界面模块包括矩阵键盘和显示设备，故障信号生成模块包括一内置有故障信号模拟软件的单片机，故障信号输出模块包括一转矩故障信号输出电路、一车速和发动机转速故障信号输出电路、一电机故障输出电路、一控制器异常电压输出电路和一EUC(Electronic Control Unit电子控制单元)接口电路。