[发明专利]一种汽车电动助力转向系统性能检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种汽车电动助力转向系统性能检测系统及其检测方法，属于汽车转向系统性能检测领域。其中，汽车电动助力转向系统性能检测系统包括电动助力转向系统模块、车辆状态模拟模块以及上位机模块，电动助力转向系统模块包括：主控制器、助力转向机构以及信号传感单元，车辆状态模拟模块包括用于模拟方向盘转动的伺服电机、用于模拟车速的电动缸以及与中间传动轴连接的转向器，上位机模块包括运动控制卡、数据采集仪以及触摸屏模块。本发明采用模糊PID控制算法，解决系统响应时间长、超调量大以及系统不平稳的问题，同时简化电动助力转向系统的模型、解决搭建该系统造价昂贵以及研究经费巨大的难题。

技术领域

本发明属于汽车转向系统性能检测领域，尤其是一种汽车电动助力转向系统性能检测系统及其检测方法。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，汽车助力转向系统的技术也有了很大提升，从液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称HPS)发展到电控液压助力转向系统(Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS)，直至如今，电动助力转向系统(Electric Power Steering，缩写EPS)成为了研究的热点。相比于传统的机械液压式和电控液压式转向系统，电动助力转向系统具有节约能源、效率高、路感强、结构简单、成本低以及可控性高等显著的优点。

虽然目前电动式助力转向系统并未投入大量工业化生产，市场份额也不是很大，单是由于电动助力转向系统相比于传统转向系统具有明显的优势，很多学者与研究机构正不遗余力的致力于电动助力转向系统的开发研究。电动助力转向系统的研究进展在业内受到了广泛的关注，这给电动助力转向系统的研究带来了很大的动力。电动助力转向系统必将成为未来汽车转向系统的主流，因此，对电动助力转向的研究具有很高的理论价值和经济价值。

在电动助力转向系统的研究中，国内研究水平相较于国外发达国家还有一定的差距。在国内，现有的较为成熟的电动助力转向系统的控制电机电流的算法主要是单独PID控制和模糊控制。单独的PID控制和模糊控制有着明显的缺点，其存在响应速度慢，超调大，系统不平稳等问题；对于反映系统性能的助力性能的绘制，并未有成型的研究方案，不能快速，方便的建立助力性能曲线，这给电动助力转向系统的研究带来了一定的阻力。电动助力转向系统的研究更多的集中于企业内部研究，其研究设备造价昂贵，在学术研究方面需要有更为廉价有效的研究设备取而代之。

发明内容

发明目的：提供一种用于汽车电动助力转向系统性能检测的新型试验台，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：本发明提供一种汽车电动助力转向系统性能检测系统，包括：电动助力转向系统模块、车辆状态模拟模块以及上位机模块；所述电动助力转向系统模块包括：主控制器、助力转向机构以及信号传感单元，所述主控制器包括：主控制芯片、转矩信号处理电路、车速信号处理电路、电流采样电路、转速信号处理电路、PWM控制器以及H桥驱动电路，所述助力转向机构包括助力电机、离合器、减速机构、转向轴、中间传动轴，所述离合器的两端分别于助力电机和减速机构连接，所述减少机构和转向轴以及中间传动轴连接，所述转向轴和中间传动轴同轴连接，所述信号传感单元包括转矩传感器、车速传感器、电流传感器；所述车辆状态模拟模块包括：用于模拟方向盘转动的伺服电机、用于模拟车速的电动缸以及与中间传动轴连接的转向器；所述上位机模块包括运动控制卡、数据采集仪以及触摸屏模块。

进一步地，所述触摸屏模块包括电动助力转向系统工况控制模块和电动助力转向系统助力性能显示模块。

进一步地，所述上位机模块和电动助力转向系统模块通过数据采集仪建立通讯，所述数据采集仪采集电动助力转向系统返回的数据，通过触摸屏模块显示。

进一步地，所述触摸屏模块的软件设计采用易于设计且稳定性相对较高的MCGS嵌入版组态软件。

进一步地，所述上位机模块采用USB系列的数据采集仪和虚拟仪器开发平台Labview软件共同配合完成数据采集的任务