汽车电动助力转向控制器性能测试试验台研究

摘要

电动助力转向系统是一种直接依靠电机提供力矩，来辅助汽车转向的新型汽车转向助力系统。虽然机械助力转向系统和液压助力转向系统发展时间久远、技术已经成熟，但不能满足对汽车节能性和环保性的需求，也与现代微电子技术的发展不适应。电动助力转向系统具有能显著提高驾驶员操作方向盘的舒适性和汽车行驶的安全性、减少对环境污染等优点，符合现代汽车发展的需求，逐渐成为转向系统的主流。电动助力转向控制器是电动助力转向系统的重要组成部分，其性能决定了汽车行驶过程的操纵性、稳定性和安全性，因此随着电动转向系统的发展，电动转向控制器的质量越来越受到人们重视。
　　为检测电动助力转向控制器的质量，需使用电动助力性能测试试验台。使用传统性能检测试验台，检验工作量大、费时费力、成本高昂。本文研究的电动助力转向控制器性能测试试验台，是在以转向控制器的基本性能检测试验台的基础上，以简化结构、降低成本、方便测试、平台开放、降低试验安全隐患为原则，结合虚拟测试技术，利用Labview虚拟软件开发平台所构建。
　　针对转向轴助力式电动助力转向控制器的基本性能和待检参数，结合生产实际和实际测试需求，对电动助力转向控制器性能检测试验台的原理和设计要求进行分析讨论，确定试验台要完成的功能，确定试验台的组成和台架设计。
　　采用PLC的输出控制伺服电机转动来实现模拟驾驶员转动方向盘系统;通过磁粉制动器控制器来控制磁粉制动器模拟路面阻力系统;通过使用采集卡对数据进行采集和处理，完成数据采集系统;并且对试验台其他设备进行选择和配置。
　　利用Labview虚拟软件开发平台，使用新型模块编程技术，针对各个模块的功能进行设计，考虑数据采集中的环境干扰问题，对检测系统的前面板和后面板进行了总体规划，根据使用需求设计友好的人机界面。
　　确定电动助力转向控制器性能测试试验台测试流程，在试验台上对转向轴式电动助力转向器的控制器进行测试，通过与标准试验台的测试结果对比，验证试验台的可行性及产品的合格性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 汽车电动助力转向技术发展概况

1．1．1 国外电动助力转向系统发展概况

1．1．2 国内电动助力转向系统发展概况

1．2 汽车电动助力转向试验台研究现状

1．3 虚拟测试技术的发展概况

1．4 论文研究的目的、意义及主要内容

1．4．1 论文研究的目的

1．4．2 论文研究的意义

1．4．3 论文研究的主要内容

1．5 本章小结

2 汽车电动助力转向控制器测试试验台总体结构设计

2．1 传统电动助力转向测试试验台原理分析

2．2 汽车电动助力转向控制器测试试验台设计原则及要求

2．2．1 试验台设计原则

2．2．2 试验台设计要求

2．3 汽车电动助力转向控制器测试试验台设计方案及工作原理

2．3．1 试验台方案设计

2．3．2 试验台组成及工作过程

2．4 汽车电动助力转向控制器测试试验台结构设计

2．5 本章小结

3 汽车电动助力转向控制器测试试验台硬件设计

3．1 方向盘模拟系统设计

3．1．1 伺服电机及驱动器、减速器选型分析

3．1．2 伺服电机控制系统设计

3．1．3 PLC选型分析

3．1．4 光电轴角编码器的选型分析

3．1．5 扭矩传感器的选型分析

3．2 助力系统设计

3．2．1 电动助力转向控制器夹具设计

3．2．2 速度信号发生器选型分析

3．2．3 电流传感器的选型分析

3．3 路面阻力模拟系统设计

3．3．1 磁粉制动器及其控制器选型分析

3．3．2 磁粉制动器制动系统设计

3．4 数据采集卡选型分析

3．5 本章小结

4 汽车电动助力转向控制器测试试验台软件设计

4．1 PLC控制程序设计

4．2 试验台测试软件设计要求

4．3 试验台测试软件平台选择

4．3．1 虚拟仪器技术的应用原理

4．3．2 虚拟开发平台的选择

4．3．3 试验台测试软件开发任务

4．4 试验台测试软件系统设计

4．4．1 数据处理模块设计

4．4．2 数据采集模块设计

4．4．3 控制输出模块设计

4．4．4 人机交互界面设计

4．5 本章小结

5 汽车电动助力转向控制器测试试验台测试结果及分析

5．1 试验台搭建及调试

5．1．1 输入-输出扭矩曲线测试

5．1．2 输入扭矩-电机电流特性曲线测试

5．2 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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