[发明专利]一种汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统

说明书

技术领域

本发明属机电一体化传感器电子测量技术领域，涉及一种汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统。

背景技术

汽车空调步进电机产品由塑料壳体、步进马达、塑料齿轮组及输出轴组成；通过汽车空调 ECU给汽车步进电机内的步进马达加电旋转带动减速齿轮组和输出轴旋转一定角度的开环控制角度输出的器件，常用于汽车空调风门位置的开度大小的执行驱动；步进电机的力矩输出特性的大小与汽车空调箱体传动机构扭矩的正确匹配，关系到汽车空调系统可靠性。汽车步进电机输出力矩特性主要包括：牵入力矩、牵出力矩、堵转力矩、矩频曲线。

汽车空调步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的器件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进马达中的转子按设定的方向转动一个固定的角度，转子带动塑料齿轮组及输出轴就转动一个角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度（步距角）一步一步运行的。通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，即：运转角度=步距角×步进数。

带有汽车空调步进电机的车载电动空调和车载自动空调系统已成为满足驾乘舒适性的标准配置。当步进电机力矩输出特性小于空调箱体传动机构扭矩时，就会造成步进电机运转失步，即电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。空调箱体的风门就会关闭不到位出现漏风或达不到预定风门开度，从而影响空调系统舒适性；

以往的汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统是将被测步进电机固定在模拟特性力矩要求大小负载机上，根据其特性力矩参数定义去测试是否满足要求或手动绘制特征力矩曲线，如要测量具体的参数值，需手动多次重复测试，效率低，且因事后对模拟的负载还需用标准扭力计去核实具体的扭矩值，非实时状态环境的扭矩值，造成测量精度低，不能实现生产批量测量。

发明内容

一种汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统，其包括机械装置、控制装置和分析装置；所述机械装置与所述控制装置电连接；所述控制装置与所述分析装置电连接；

所述机械装置包括固定支架、扭矩传感器、负载机和角度传感器、联轴器；

所述扭矩传感器、负载机和角度传感器、联轴器均同轴固定于固定支架上；所述扭矩传感器通过所述联轴器与固定在固定支架上的被测件步进电机相连；所述扭矩传感器的另一端通过联轴器与负载机相连，所述负载机的另一端通过所述联轴器与所述角度传感器相连；所述机械装置用于接收所述控制装置的负载机控制信号和向所述控制装置发出扭矩传感器信号和角度传感器信号；

所述控制装置包括步进电机驱动器、扭矩传感器信号处理电路单元、角度传感器信号处理电路单元和负载机控制器；所述控制装置用于接收所述分析装置的被测步进电机驱动信号并将该信号发送到被测步进电机；还用于接收所述分析装置的负载机控制信号并将该信号发送到所述机械控制装置；还用于将所述机械装置的扭矩传感器信号和角度传感器信号分别转变为扭矩传感器处理信号和角度传感器处理信号并分别发送到所述分析装置；

所述分析装置包括标准通信接口、数据采集卡、测量程序软件单元、显示单元、存储单元、打印单元；所述分析装置用于分别向所述控制装置发送被测步进电机驱动信号和负载机控制信号，还用于接收所述控制装置发送的扭矩传感器处理信号和角度传感器处理信号，并对其分别加以分析、显示成被测步进电机力矩的输出特性参数：牵入力矩、牵出力矩、堵转力矩、矩频曲线。

本发明解决了以往需手动多次重复测试，效率低，且因事后对模拟的负载还需用标准扭力计去核实具体的扭矩值，非实时状态环境的扭矩值，造成测量精度低，不能实现生产批量测量的问题；提供了一种快速、精确的的汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统，可用于研究单位的技术测量和生产流水线的质量测量，并基于该系统拓展、开发其它的性能参数测量功能。

附图说明：

图1是汽车空调步进电机力矩输出特性的测量系统组成图

图2是图1中的机械装置部分结构图

图3是汽车空调步进电机力矩输出特性的测量方法总体流程图

图4是图3 中用于牵入力矩测量的流程图

图5 是图3中用于牵出力矩测量的流程图

图6是图3中用于堵转力矩测量的流程图

具体实施方式：