EPS实车试验辅助测试系统的设计
- 格式:pdf
- 大小:420.41 KB
- 文档页数:6
目录一、绪论1.1 前言 (1)1.2 EPS的特点 (2)1.3 EPS系统在国内外的应用状况 (3)二、 EPS的基本构造和工作原理2.1 EPS系统结构及其工作原理 (4)2.2 EPS的关键部件 (5)2.2.1 扭矩传感器 (5)2.2.2 电动机 (6)2.2.3 电磁离合器 (6)2.2.4 减速机构 (7)2.3 EPS的电流控制 (7)2.4 助力控制 (8)2.5 回正控制 (9)2.6 阻尼控制 (9)三、EPS系统电机驱动电路的设计3.1 微控制器的选择 (10)3.2 硬件电路总体框架 (10)3.3 电机控制电路设计 (11)3.3.1 H桥上侧桥MOSFET功率管驱动电路设计 (12)3.3.2 H桥下侧桥MOSFET功率管驱动电路设计 (13)3.4蓄电池倍压电源 (14)3.5电机驱动电路台架试验 (15)3.6 结论与展望 (16)四、电动助力转向系统故障自诊断的研究4.1 故障自诊断的基本原理 (17)4.2 电动助力转向系统故障自诊断 (17)4.2.1 系统各组成部件的故障辨识 (17)4.2.2 转矩传感器故障自诊断 (18)4.2.3 电机故障自诊断 (20)4.2.4 车速和发动机转速信号故障自诊断 (21)4.2.5 电磁离合器故障自诊断 (22)4.2.6 控制单元电源线路故障自诊断 (22)4.2.7 控制单元故障自诊断 (23)4.3 故障代码显示控制及安全防范措施 (23)4.4 实例分析 (26)4.5 结束语 (27)致谢 (27)汽车电动助力转向(EPS)系统的设计绪论1.1前言转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。
汽车助力转向依次经历了机械式转向系统、液压式转向系统、电控液压式转向系统等阶段,国际上已有一些大的汽车公司在探讨开发的下一代线控电动转向系统。
在国外,各大汽车公司对汽车电动助力转向系统(Electric power steering-EPS,或称Elec-tric Assisted Steering-EAS)的研究有20多年的历史。
汽车 EPS 试验台的设计及试验研究随着汽车行业的不断发展,其安全性越来越得到广泛的关注,电动助力转向系统(EPS)作为安全的重要保障,日益得到广泛的应用。
为了确保EPS在汽车中的稳定性和可靠性,在其研发和设计阶段需要进行严谨的试验和研究。
因此,本文设计了一种汽车EPS试验台,并进行了试验研究,旨在为EPS的研发提供可靠的基础数据。
一、汽车EPS试验台设计1.试验框架结构设计试验框架结构主要由试验用台架、试验悬挂系统、EPS测试系统组成。
台架为I型钢焊接而成,尺寸为1500mm*1500mm*1500mm。
试验悬挂系统采用四柱式气动拉杆,并配备防震圆片。
EPS测试系统由EPS测试台、EPS调制电源、电压表组成。
2.试验系统设计EPS测试台由测试工位,操纵机构,转向轮和传感器等组成。
测试工位上设有反力装置,可减小EPS系统的负荷。
操纵机构采用机械操纵和电子操纵两种方式,能够通过转向轮对EPS 进行控制。
传感器采用离子钠级别的压电传感器和光学传感器,可对试验数据进行采集和处理。
EPS调制电源主要是对EPS系统进行电气测试时所采用的电源,可承受EPS测试过程中的高电压电流。
电压表主要用于测试EPS系统的电压。
二、试验研究为了检测EPS系统在不同环境中的性能表现,我们针对EPS 的转弯力矩、电机功率、功率因数、噪音和振动等参数进行了试验研究。
1.转弯力矩试验通过对EPS系统进行不同强度的转弯,比较输出力矩,得到EPS的转弯力矩曲线。
测试结果表明,EPS的转弯力矩主要受到转弯角度和EPS系统的真实负载等因素的影响,实验数据可用于优化EPS转向系统的控制算法。
2.电机功率试验在不同的速度下,对EPS系统功率进行试验研究,掌握其转向过程中的功率消耗情况。
实验结果表明,EPS的运行效率受到不同运行状态、动力负载以及环境温度的影响,功率消耗也存在明显差异。
3.功率因数试验在不同电压下,对EPS系统的功率因数进行试验研究。
EPS控制器设计匹配及使用EPS(Electric Power Steering,电动助力转向)是现代汽车中常见的转向系统之一,使用电动机代替液压提供转向助力。
EPS控制器设计的目标是提供准确、稳定和安全的转向助力,并满足各种驾驶条件下的需求。
EPS控制器的设计首先需要考虑的是系统的传感器和执行器,它们用于感知车辆的转向状态和提供相应的助力输出。
常见的传感器包括转向角传感器、转向助力传感器、转向速度传感器等,而执行器则是电动助力转向电机。
这些传感器和执行器需要与EPS控制器进行匹配,在设计时需要考虑它们之间的兼容性和通信协议。
另外,EPS控制器还需要具备一定的控制策略,用于根据传感器的输入数据来实现转向助力的输出。
常见的控制策略包括基于模型的控制方法和基于经验的控制方法。
基于模型的控制方法使用数学模型描述转向系统的动态特性,通过调节控制器参数来实现期望的转向助力输出。
而基于经验的控制方法则是根据实际测试数据和经验公式来设计控制逻辑。
在设计控制策略时需要考虑车辆的稳定性、安全性以及驾驶员的操控感受。
此外,EPS控制器还需要考虑故障检测和容错机制。
由于EPS系统的重要性,一旦发生故障可能会对车辆的操控造成严重影响。
因此,EPS控制器需要具备故障检测和容错机制,能够及时检测系统故障并采取相应的措施来保证车辆的安全性。
最后,EPS控制器的设计还需要考虑系统的可扩展性和性能优化。
随着汽车技术的不断发展,EPS系统也在不断进化,新增了许多功能和特性。
因此,EPS控制器需要具备一定的可扩展性,能够适应新的需求和功能的添加。
此外,为了提高系统的性能,EPS控制器还需要对计算能力、响应时间等指标进行优化。
在使用EPS控制器时,需要根据车辆型号和具体需求进行配置和调试。
首先,需要根据车辆的驾驶条件选择合适的控制策略和参数设置。
然后,将EPS控制器与传感器和执行器进行连接,确保其正常工作。
最后,进行相关的调试和测试,包括转向助力输出的准确性、稳定性和安全性等方面的验证。
10.16638/ki.1671-7988.2019.13.036EPS跑偏补偿功能系统匹配实验研究周锦鸿,黄乾生(博世华域转向系统有限公司,上海201800)摘要:文章对电动助力转向系统(EPS)跑偏补偿功能(PDC)的系统匹配实验详尽研究,对相关实验方法、实验条件、实验流程以及接受标准进行分析,总结出了一系列符合开发需求的方法与标准。
对今后跑偏补偿功能乃至其它驾驶辅助高级功能的系统匹配实验具有借鉴意义。
关键词:EPS;跑偏补偿功能;系统匹配实验中图分类号:U463.4 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)13-104-02A study of system matching experiment for EPS Pull Drift Compensation functionZhou Jinhong, Huang Qiansheng(Bosch HUAYU Steering Systems Co., Ltd., Shanghai 201800 )Abstract:In this paper, the system matching experiment of the Pull Drift Compensation(PDC) function of Electric Power Steering(EPS) is studied in detail. The relevant experimental methods, experimental conditions, experimental process and acceptance criteria are analyzed, and a series of methods and standards that meet the development requirements are summarized. It can be used for reference in the future system matching experiments of Pull Drift Compensation function and other advanced driving assistance functions.Keywords: Electric power steering; Pull Drift Compensation; System matching experimentCLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)13-104-02引言现如今,为了便于道路积水的排出,道路设计通常是中间高而两边低。
10.16638/ki.1671-7988.2017.14.031双工位汽车EPS控制器性能测试台的设计阳鹏,王琳(中国汽车工程研究院重庆凯瑞汽车试验设备开发有限公司,重庆401122)摘要:针对汽车EPS控制器性能测试的需求,开发了一种双工位EPS控制器在线性能测试台。
基于NI公司的PCI控制卡及其LabVIEW 软件平台所设计的测控系统具有数据采集、信号发生、信号控制、数据分析、自动判断功能。
实现了EPS控制器的自动化高效在线检测。
该测试台成功地应用于多家公司的EPS控制器生产线,实际验证表明其性能好、功能全、效率高。
关键词: 电动助力转向系统;EPS控制器;性能测试台中图分类号:U462.1 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2017)14-90-03Design of performance test bench for EPS controller of duplex stationYang Peng, Wang Lin( China Automotive Engineering Research Institute, Chongqing CAERI Automobile Test EquipmentDevelopment Co.,td, Chongqing 401122 )Abstract: Aiming at the requirement of EPS controller performance test, a dual-position EPS controller on-line performance test bed was developed. Based on NI's PCI control card and its LabVIEW software platform designed and controlled system with data acquisition, signal generation, signal control, data analysis, automatic judgment function. To achieve the EPS controller automation and efficient on-line detection. The test bench successfully applied to a number of companies EPS controller production line, the actual verification shows that its performance is good, full-featured, high efficiency. Keywords: Electric power steering system; EPS controller; Performance test benchCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-90-03引言电动助力转向系统EPS(electric power steering)是一种机电一体化的智能转向助力系统,该系统能根据车辆的运动状况和驾驶员的要求实行多目标控制,能在各种行驶工况下提供最佳助力,改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性,其节能环保、安装布置灵活,已成为乘用车的主流配置。
ZT-EPSXASIV型汽车电动助力转向装置试验室综合性能试验台德州中泰华研电子科技有限公司2008年5月目录第一部分 公司简介 2第二部分 系统方案 3一、 适用范围 3二、 检测项目 3三、 设计精度要求与技术参数 4四、 技术要求 5五、 试验结果及指标评价 8六、 主要试验过程简介 9七、 系统结构 17八、 部分部件选型及明细 24九、 测控软件 25十、 部分功能界面 27十一、 系统性能 31十二、 服务保证 31十三、 技术情报的保密 31第三部分 附录1 打印报告样张 32附录2 试验台产品目录 34附录3 中泰华研公司的行业优势 35附录4 典型用户案例 36中泰工控简介德州市中泰华研电子科技有限公司创办于1998年,是一家专门从事汽车试验设备及自动化控制技术研发、设计、生产的现代化高科技民营企业。
公司创办之初,就秉承“诚信为本,科技为先”的经营理念,始终以客户需求为导向,以技术创新为动力,以“好的产品、好的价格、好的服务”,致力于工业自动化技术的研发制造。
在新产品开发上,公司以“快速设计、快速生产、快速创新、不可代替、不可模仿、不可超越”的核心竞争机制,快速响应顾客需求,为客户提供合作双赢的平台。
公司的主要产品有:汽车转向系、制动系、底盘系、发动机系等用于研发、教学生产领域的各类仿真试验平台。
高素质的人才队伍是中泰华研赖以生存与发展的基础,公司建立了高效、完善的人力资源管理体系。
一批拥有高、中级职称的专业技术人员、科技开发人员和项目管理人员,构成了本公司优良的人才骨架体系,他们具有扎实理论基础与丰富实践经验,是从事试验设备开发、软件设计、计算机工业控制、通讯网络等科研工作的优秀人才。
公司引进了先进的机械设备,产品遍布全国十几个省份,并在日本、欧洲、澳洲等占有一定的海外市场份额。
在产品质量控制方面,严格按照ISO9001:2000国际质量管理体系标准和客户要求生产,研发设计执行日本、欧洲等相关标准,产品性能及质量在国内同行业中居领先地位。
28软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering采集场所的可燃气体浓度值,与设定的预警值对比,一旦超出,第一时间将报警信息上传到消防安全员,这样实现24小时不间断监控,发生可疑泄漏时能及时采取措施,降低爆炸风险。
,确保人员安全。
针对火灾自动报警系统无法覆盖的部位,消防改造条件不具备的地方,可以设置无线火灾探测器。
无线独立式感烟和感温探测器安装方便,电池供电,采用三大运营商(移动/联通/电信)的NB 窄带物联网为传输载体,能实现区域自主管理,大局域全程监控。
一旦探测到火警,能及时推送给单位消防安全员。
由于使用了NB 网络,探测器的功耗较GPRS 和4G 大为降低,电池寿命能达到数年之久,维护性好。
4.2 数据处理系统针对物联网传感器上传的数据和火灾隐患信息进行处理,通过按区域、时段、部位和消防设施种类显示火灾隐患和报警事件的发生,能帮助单位消防管理人有针对性地开展专项治理,提高消防设施维护质量,确保消防设施完好有效。
通过计算消防设施完好率、巡查合格率、维修工单的完成率,能帮助单位消防管理人掌握消防安全员是否按时履行职责。
通过优化火灾风险评估指标体系,充分利用消防设施完好率、火灾隐患发生到解决的平均周期,巡查按时完成率等动态数据,能更准确地评估单位的火灾风险等级,帮助单位找出安全管理工作的短板,提出改进建议,促进单位提高消防安全管理能力。
5 结束语针对现阶段社会单位消防安全管理中遇到的责任分解落实难和整体状态难以掌握的问题,充分利用大数据、互联网+、物联网、数据处理等技术,建立单位智慧消防物联网系统。
通过自动采集各类消防设施的运行数据,接收火警、报警和故障数据,跟踪处理,实现火灾隐患的及时发现,督促责任人及时消除隐患。
通过对采集的消防管理动态数据进行分析研判,评估单位火灾风险状况,帮助持续改进单位的消防安全管理。
基于虚拟仪器的电动汽车EPS自动测试系统的设计摘要:本文基于LabVIEW图形化编程语言,设计了一套汽车电动助力转向系统自动测试系统,实现了电流信号和扭矩信号的采集。
系统包括硬件和软件两大部分:硬件由传感器、调理电路、数据采集卡和计算机组成;软件部分的相关程序包括对采集信号进行分析处理和存储显示两大部分。
通过对比验证,系统是稳定可靠的。
关键词:信号采集;电动助力转向;测试系统;LabVIEW0 引言电动助力转向系统(Electric Power Steering,缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,该系统可以大大的节约燃料,有利于能源的节约和环境保护,是一项紧扣现代汽车产业发展主题的高新技术,自出现后受到高度重视。
而且随着当代社会的发展,资源比较紧张,人们安全意识日益提高,所以为了保证电动转向系统的可靠新和稳定性,设计一种方便、快捷的EPS系统测试工具很有必要。
考虑到目前所采用的传统测试系统在便捷性、可靠性、可扩展性方面都具有一定的局限,本文基于LabVIEW虚拟仪器开发平台设计了一套汽车电动助力转向系统测试系统,很好的实现了电流信号和扭矩信号的采集及分析处理。
1 测试系统的硬件平台设计本文设计的虚拟测试系统的硬件平台包括以下几个部分:传感器,信号调理设备,数据采集卡,计算机。
1.1电流和扭矩传感器传感器是信号采集的第一个环节,也是决定测试系统性能的关键环节之一,所以要合理选取传感器。
电流传感器用来测量流过助力电机的电流大小,是进行反馈控制的关键信号[1]。
本系统选用KMC20电流传感器,内置永久磁铁,可以检测20A的电流。
扭矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对扭矩,以作为电动助力的依据之一[2]。
本系统选用无触点式扭矩传感器,其体积小,精度高。
1.2 信号调理设备从传感器得到的信号大多要经过调理才能进入数据采集设备,信号调理功能包括放大、隔离、滤波、激励、线性化等。
汽车 EPS 试验台的设计及试验研究胡延平;李友真;宋东奇;李亮;徐强【摘要】An automotive EPS resistance loading test-bench is designed and EPS ease of steering test and steering wheel reversal test are carried outon the test-bench after an EPS mathematical model is built, the rationality of this test bench design is verified. Test results show that the test-bench can be loaded with resistance of different sizes and different waveforms, it can reduce test cost of EPS in the early stage of development, improve development efficiency and achieve the effect of vehicle test.%在建立汽车电动助力转向系统(EPS)数学模型的基础上,设计了汽车EPS 阻力加载试验台,并在该试验台上进行了 EPS 的转向轻便性试验和转向盘转向回正试验,验证了试验台设计的合理性。
试验表明,该试验台可加载不同大小、不同波形的阻力,在模拟汽车全工况的同时可降低 EPS 研发初期的试验成本、提高开发效率,能够达到实车试验的效果。
【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】5页(P35-38,48)【关键词】EPS;试验台;阻力加载系统【作者】胡延平;李友真;宋东奇;李亮;徐强【作者单位】合肥工业大学;合肥工业大学;合肥工业大学;合肥工业大学;合肥工业大学【正文语种】中文【中图分类】U463.44汽车电动助力转向系统(EPS)能显著改善汽车动态性能和静态性能,提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性,减少环境污染,是当前汽车转向系统的研究重点。
汽车EPS虚拟测试系统研究陈雷【摘要】文中设计了基于LabVIEW的汽车EPS虚拟测试系统,该系统运用NI USB-6008数据采集卡采集EPS运行信号,利用Lab-VIEW软件来将各种信号进行相应的显示,通过对各种信号的处理,实现对EPS运行状况的分析和评价,并以此来达到对EPS实时检测的目的.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】2页(P63-64)【关键词】汽车;EPS;虚拟仪器;LabVIEW;数据采集【作者】陈雷【作者单位】黑龙江工程学院,黑龙江哈尔滨 150000【正文语种】中文汽车EPS即汽车的电动助力转向系统,它由电动机产生的电驱动力提供转向助力,以减轻驾驶员操纵转向盘的劳动强度。
电动助力转向装置相当于一个驾驶员转向盘操纵力放大器,它不仅可以使转向操纵灵活、轻便,增大了在汽车设计时对转向器结构形式选择的灵活性,而且能够吸收路面对前轮产生的冲击。
一些乘用车由于发动机前置及前轮驱动,使其前轴负荷增加,转向的轻便性就成了必须解决的问题,又因为汽车EPS具有重量轻,安装方便,工作特性好,系统安全可靠性强等诸多优点,所以许多乘用车都装备了电动助力转向系统。
为满足对数据的准确性需求,文中利用LabVIEW软件编写上位机界面,对EPS的各种物理信号进行实时测试及离线测试,实现了数据采集、显示存储等功能,使上位机界面更加友好。
电动式电子控制动力转向系统按电动式转向助力机构的位置不同分,有转向轴助力式,转向器小齿轮助力式和齿条助力式等几种形式。
转向助力装置的动力来自电动机,电子控制器根据相关传感器检测到的转向和车速参数来控制电动机转矩的大小和转动方向,并通过电磁离合器和减速机构使汽车转向机构能得到一个与行驶工况相适应的转向作用力[1]。
数据采集系统主要用于协助工程技术人员及时掌握汽车EPS的各项运行状况,因此上位机程序需满足:(1)简洁易读,并且界面友好、操作简捷;(2)在数字显示采集信息的同时,拥有辅助图像与表格,便于使用者观测;(3)及时准确的反应汽车EPS的各项指标的变化情况。
汽车EPS性能试验系统的设计与实现伍颖;马雨嘉;崔贵彪;宋康顿【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2014(000)014【摘要】汽车的转向性能与制动性能是主动安全技术的重要指标,动力转向器性能是汽车转向性能的关键技术,其中,轿车转向器的发展趋势为智能化的电动助力转向器即EPS。
国内外关于EPS动力转向器性能试验的标准与系统尚未成熟定型。
参照《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法》标准,采用交流伺服技术,设计了EPS性能试验系统。
调试与试验结果表明:该试验台有较好的控制精度,易操作,成本低,实用性较高。
%Steering performance and braking performance are important indicators to active safety technology. Power steering per-formance is the key technology of the automobile steering performance,the development trend of car steering is intelligent electric power steering EPS. It is not yet mature stereotyped about EPSperfor mance and system at home and abroad. Taking“Electric power steering apparatus and test methods of technical conditions”as a standard,adopting AC servo technology,the EPS performance test system was designed. Debugging and testing results show that the test bench has such advantages,including precise control,good maneuverability, low cost and high practicality.【总页数】4页(P14-17)【作者】伍颖;马雨嘉;崔贵彪;宋康顿【作者单位】中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】U467.3【相关文献】1.基于LabVIEW的EPS性能试验台测试系统的研发 [J], 刘明远;林慕义2.一种针对汽车PEPS系统的方案设计与实现 [J], 张晓杰;蒋铃鸽3.某型汽车发动机系统性能试验的设计与实现 [J], 桂树国;薛飞舞;汪涌;赵超;刘星4.基于LabVIEW的EPS性能试验台测控系统 [J], 李洪强; 孟建兵; 曲宝军; 董小娟; 娄广军; 黄丙琪5.汽车EPS性能试验与评价方法研究 [J], 杨其华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
EPS跑偏补偿功能系统匹配实验研究Zhou Jinhong;Huang Qiansheng【摘要】文章对电动助力转向系统(EPS)跑偏补偿功能(PDC)的系统匹配实验详尽研究,对相关实验方法、实验条件、实验流程以及接受标准进行分析,总结出了一系列符合开发需求的方法与标准.对今后跑偏补偿功能乃至其它驾驶辅助高级功能的系统匹配实验具有借鉴意义.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】2页(P104-105)【关键词】EPS;跑偏补偿功能;系统匹配实验【作者】Zhou Jinhong;Huang Qiansheng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U463.4现如今,为了便于道路积水的排出,道路设计通常是中间高而两边低。
当车辆行驶在这种倾斜路面上时,驾驶员通常需要施加一定的力使得车辆保持直线行驶,这样驾驶员容易疲劳,增加行车风险。
车辆的跑偏补偿功能(Pull Drift Compensation)是当今众多车型所使用的一种驾驶辅助高级功能,如上汽名爵HS,吉利帝豪GS等车型上都有采用。
PDC功能在工作时,对车速、转角、方向盘扭矩、横摆角速度等输入信号进行分析计算,通过EPS(Electric PowerSteering)输出一定补偿力矩,补偿驾驶员所需提供的力,缓解驾驶疲劳,保障行车安全。
本文对PDC开发过程中的系统匹配实验方法进行研究,总结出相关实验方法、实验条件、实验流程以及接受标准,对今后PDC功能的开发及验证工作具有重要的参考价值。
在评估PDC功能效果时,需要车辆有一定程度的跑偏。
通常在PDC匹配实验过程中,会采用如下三种方法。
进行PDC匹配实验时,可以行驶在倾斜路面,由于重力的分力会给车辆施加一个侧向力,车身会整体朝倾斜的一侧跑偏。
该方法对实验场地要求较高,需要一段较长的倾斜直线路。
目前国内有少数实验场有这样的倾斜直线路可供使用,如上汽通用广德实验场、中汽中心盐城汽车试验场等。