汽车动力转向检测系统

目标:运用先进数据采集与处理分析技术,为用户产品质量严格把关

  汽车转向系统是指汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。动力转向器(转向助力器)作为汽车转向的动力源,是转向系统的"心脏"部位,其工作性能优劣直接关系到汽车的操控舒适度和安全性,因此需要对质量进行严格测试。目前汽车上配置的转向系统,大致可以分为三类:机械式液压动力转向系统、电子液压助力转向系统和电动助力转向系统。

  机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。无论车是否转向,这套系统都要工作,而且在大转向车速较低时,需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以,也在一定程度上浪费了资源。这样的车在低速转弯的时候,方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。还有,机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成,为保持压力,不论是否需要转向助力,系统总要处于工作状态,能耗较高,这也是耗资源的一个原因所在。一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。

  电子液压助力转向系统主要构件包括储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等,其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动,而是采用一个电动泵,它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说,在低速大转向时,电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率,使驾驶员打方向省力;汽车在高速行驶时,液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转,在不至于影响高速打转向的需要同时,节省一部分发动机功率。

  电动助力转向系统(Electronic Power Steering,EPS)利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。汽车在转向时,转矩(转向)传感器会"感觉"到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于休眠状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性,开这样的车方向感更好,高速时更稳,方向不发飘。又由于它不转向时不工作,所以,也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。

解决方案特点
功能需求
针对主流的三类转向器零部件,基于测试台(方向盘和紧固件)实时采集转向器的扭矩、压力、温度、电流、电压等数据;需要根据车间环境标定传感器,并采用滤波算法等软件技术提升系统抗干扰能力;对数据分两大类,一类为原始数据,用于工厂内部改进转向器生产加工工艺;一类为标准发布数据,即符合质检要求的数据。

技术创新
(1)采用高速、高分辨率模拟数据采集卡,基于.NET技术实现数据采集、滤波、绘图、分析、报表、存档、打印等基本功能;
(2)充分考虑环境温湿度对液压等参数的影响,实时修正工程转化系数;
(3)根据动力转向器性能特征运用不同的滤波方案,提升数据的有效性;
(4)基于RS485串行通讯对用户原有的测试台进行网络化改造,使系统的硬件部分升级成本降至最低;
(5)整个系统基于SQLite3进行参数化设计,通过实时监测生产环境与当前环境配置参数对比,实现传感器标定更新判断与报警。


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