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一种电动助力转向系统摩擦的测试方法

阅读：962发布：2024-02-21

专利汇可以提供一种电动助力转向系统摩擦的测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，所述的测试方法将车升起至车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的速度旋转方向盘，通过采集实时的方向盘力矩和转角数据，进而计算出相关力矩测试结果，其中，测试结果包括系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果，以及系统加速过程惯性力测试结果。与现有技术相比，本发明的数据采集准确，能够准确获取电动助力转向系统中转动过程的摩擦力矩、阻尼系数以及加速过程中的惯性力矩，为EPS 算法控制补偿提供了可靠的依据，同时为前期的助力校核提供了更为准确的输出力矩计算。，下面是一种电动助力转向系统摩擦的测试方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的测试方法将车升起至车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的速度旋转方向盘，通过采集实时的方向盘力矩和转角数据，进而计算出相关力矩测试结果，其中，测试结果包括系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果，以及系统加速过程惯性力测试结果。
2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果具体实现过程为，
1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的不同速度进行匀速左右旋转方向盘，实时采集转动过程中的方向盘力矩数据和方向盘转速数据；
2)数据处理：去除采集的数据中超过设定阈值的数据，计算方向盘力矩的平均值与方向盘转速的平均值，获取系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式，通过该关系式进一步确定系统转动过程的摩擦力矩与阻尼系数。
3.根据权利要求2所述的一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式为：系统转动力矩＝阻尼系数*方向盘转速+摩擦力矩。
4.根据权利要求1所述的一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的系统加速过程惯性力测试结果具体实现过程为，
1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的匀速向左或向右转动方向盘后，在设定时间内拉动方向盘，采集实时的扭矩和方向盘转速数据；
2)数据处理：去除采集数据中的超过设定阈值的数据，计算出初始平均扭矩、实测快速拉动平均扭矩、方向盘初始平均速度和快速拉动平均速度，并计算出考虑阻尼效果后的力矩，进一步获取系统快速加速过程中的惯性力矩。
5.根据权利要求4所述的一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的系统加速过程中的惯性力矩的表达式为，惯性力矩＝实测快速拉动平均扭矩-考虑阻尼效果后的力矩。
6.根据权利要求4所述的一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其特征在于，所述的设定时间为1s。

说明书全文

一种电动助力转向系统摩擦的测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车零部件新型试验方法领域，尤其是涉及一种电动助力转向系统摩擦的测试方法。

背景技术

[0002] 对于乘用车来说，传统的液压助力转向系统应用较为广泛，但液压助力转向需要持续的能量消耗，降低了汽车的燃油经济性，同时其复杂的液压系统具有助力特性不可调整、污染环境、维修不便等缺点。相比之下，以电能为动力的电动助力转向系统(EPS)除了具有传统液压助力转向系统的优点以外，还具有助力大小可调、路感可调、环保、能耗低、维修方便等优点，因此目前的乘用车大部分使用EPS电动助力转向系统。

[0003] EPS系统作为电子技术与转向系统相结和的产物，紧扣现代汽车发展的低碳、环保、安全三大主题。在提供助力，减轻驾驶员操纵负担的同时，也能够提高汽车的转向性能。

[0004] EPS系统增加了转向电机和减速机构，大幅度增加了转向系统的摩擦力，快速转动时的阻尼力，加速时的惯性力，这给驾驶员转向过程中带来更大的“粘滞”感觉，这种感觉的强弱可以通过对转向助力电机施加补偿力矩来调整，因此，一种科学的试验方法，准确的数据采集工作可以为EPS 算法控制补偿提供可靠地依据，同时为前期的助力校核提供更为准确的输出力矩计算。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动助力转向系统摩擦的测试方法。

[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0007] 所述的测试方法将车升起至车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的速度旋转方向盘，通过采集实时的方向盘力矩和转角数据，进而计算出相关力矩测试结果，其中，测试结果包括系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果，以及系统加速过程惯性力测试结果。

[0008] 所述的系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果具体实现过程为，[0009] 1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的不同速度进行匀速左右旋转方向盘，实时采集转动过程中的方向盘力矩数据和方向盘转速数据；

[0010] 2)数据处理：去除采集的数据中超过设定阈值的数据，计算方向盘力矩的平均值与方向盘转速的平均值，获取系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式，通过该关系式进一步确定系统转动过程的摩擦力矩与阻尼系数。

[0011] 所述的系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式为：系统转动力矩＝阻尼系数*方向盘转速+摩擦力矩。

[0012] 所述的系统加速过程惯性力测试结果具体实现过程为，

[0013] 1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的匀速向左或向右转动方向盘后，在设定时间内拉动方向盘，采集实时的扭矩和方向盘转速数据；

[0014] 2)数据处理：去除采集数据中的超过设定阈值的数据，计算出初始平均扭矩、实测快速拉动平均扭矩、方向盘初始平均速度和快速拉动平均速度，并计算出考虑阻尼效果后的力矩，进一步获取系统快速加速过程中的惯性力矩。

[0015] 所述的系统加速过程中的惯性力矩的表达式为，惯性力矩＝实测快速拉动平均扭矩-考虑阻尼效果后的力矩。

[0016] 所述的设定时间为1s。

[0017] 与现有技术相比，本发明的数据采集准确，并能够准确获取电动助力转向系统中转动过程的摩擦力矩、阻尼力矩以及加速过程中的惯性力矩，为EPS算法控制补偿提供了可靠的依据，同时为前期的助力校核提供了更为准确的输出力矩计算。附图说明

[0018] 图1为本发明的测试方法流程图；

[0019] 图2为系统转动过程方向盘平均力矩与平均转速的线性拟合图。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

[0021] 一种电动助力转向系统摩擦的测试方法，其流程图如图1所示，将车升起至车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的速度旋转方向盘，通过采集实时的方向盘力矩和转角数据，进而计算出相关力矩测试结果，其中，测试结果包括系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果，以及系统加速过程惯性力测试结果。

[0022] 系统转动过程摩擦力和阻尼力测试结果的具体实现步骤为，

[0023] 1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以设定的由快到慢的不同速度匀速左右旋转方向盘，实时采集转动过程中的方向盘力矩数据和方向盘转速数据；

[0024] 2)数据处理：去除采集数据中的超过设定阈值的数据，计算方向盘力矩的平均值与方向盘转速的平均值，获取系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式，通过该关系式进一步确定系统转动过程的摩擦力矩与阻尼系数。

[0025] 表1为去除部分数据后求取的方向盘力矩的平均值与方向盘转速的平均值，图2为方向盘平均力矩与方向盘平均转速的线性拟合图，根据平均值获取的EPS系统匀速转动时系统转动力矩和方向盘转速之间的关系式:Y＝0.00715x+4.418733，即系统静态摩擦力矩为4.4Nm，阻尼系数为0.00715。

[0026] 表1方向盘平均转速与平均力矩

[0027]

[0028] 系统加速过程惯性力测试结果的具体实现步骤为，

[0029] 1)数据采集：利用举升机将车升起，使得车轮脱离地面，在EPS不上电无助力的情况下，以一设定的匀速向左或向右转动方向盘后，在1s内尽最快速拉动方向盘，采集实时的扭矩和方向盘转速数据；

[0030] 2)数据处理：去除采集数据中的超过设定阈值的数据，计算出初始平均扭矩、快速拉动平均扭矩、方向盘初始平均速度和快速拉动平均速度，并通过计算阻尼力矩，进一步获取系统快速加速过程中的平均惯性力矩。

[0031] 对采集的数据去除部分超过设定阈值的数据后，求出初始平均扭矩、快速拉动平均扭矩、方向盘初始平均速度和快速拉动平均速度，并计算出考虑阻尼效果后的力矩，计算的数据结果如表2所示。

[0032] 表2转速平均值与力矩计算结果

[0033]/ 数值
初始平均速度(/s) 131
实测初始平均扭矩(N·m) 5.06
快速拉动平均速度(/s) 694.14
实测快速拉动平均扭矩(N·m) 22.86
考虑到阻尼后计算力矩(N·m) 9.38

[0034] 根据表2的计算数据，可求出惯性力的结果，即：

[0035] 惯性力矩＝实测快速拉动平均扭矩(N·m)-考虑到阻尼后力矩(N·m)[0036] 13.48＝22.86-9.38

[0037] 以此获取EPS系统快速加速过程中(人手动最快加速转动)，平均惯性力矩约为13Nm。

[0038] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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