1.一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)臺架,其特征在于,所述試驗(yàn)臺架結(jié)構(gòu)包括上下兩層,上層為主控模塊由ECU構(gòu)成,下層為轉(zhuǎn)向操縱模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊、阻力加載模塊和容錯模塊;轉(zhuǎn)向操縱模塊由方向盤、路感電機(jī)、電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器和電流傳感器構(gòu)成;轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊由轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、電機(jī)控制器、電流傳感器、線位移傳感器和拉壓力傳感器構(gòu)成;阻力加載模塊由阻力模擬電機(jī)、電機(jī)控制器和電流傳感器構(gòu)成;容錯模塊由RECU構(gòu)成,所述試驗(yàn)臺架系統(tǒng)采用12V的電源,包含為傳感器和控制芯片供電的12V轉(zhuǎn)5V的電源電路接口,車速信號由信號發(fā)生器提供;
所述SBW系統(tǒng)試驗(yàn)臺架的上層主控模塊ECU和容錯模塊RECU,包括一個16位微控制器、Flexray驅(qū)動電路;
本發(fā)明所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)即SBW試驗(yàn)臺架工作過程如下:
試驗(yàn)人員通過給定方向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角,ECU采集轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角傳感器信號以及信號發(fā)生器的隨機(jī)車速信號,通過ECU內(nèi)部的算法運(yùn)算,計(jì)算出驅(qū)動路感電機(jī)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、阻力模擬電機(jī)的PWM控制信號,通過Flexray總線傳輸?shù)较聦痈麟姍C(jī)控制板,路感電機(jī)控制板接收路感電機(jī)PWM控制信號實(shí)現(xiàn)路感模擬,轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊接收轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)PWM控制信號來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,反饋線位移信號實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向執(zhí)行閉環(huán)控制及反饋拉壓力信號用于主控模塊阻力及路感計(jì)算,阻力加載模塊接收阻力模擬電機(jī)PWM控制信號來實(shí)現(xiàn)阻力模擬;各電流傳感器反饋給ECU電流信號,用于電機(jī)閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)臺架,其特征在于,所述ECU和RECU采用嵌入式微控制器——飛思卡爾的16位單片機(jī)MC9S12XF512,該芯片增加了X-GATE協(xié)處理器,具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和控制功能;Flexray驅(qū)動電路以TJA1080為收發(fā)器;MC9S12XF512內(nèi)部集成2路Flexray控制器,F(xiàn)lexRay總線兩個信道上的數(shù)據(jù)速率最大達(dá)到10Mbps,總數(shù)據(jù)速率達(dá)到20Mbit/秒;S12 MCU 總線頻率為25MHz,方便實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的均衡控制算法和多總線通訊控制;在MCU外圍還通過IIC總線接入實(shí)時時鐘芯片和EEPROM存儲芯片,2路Flexray的RX和TX腳分別接TJA1080收發(fā)器構(gòu)成內(nèi)部和外部雙Flexray通訊網(wǎng)絡(luò);
所述下層轉(zhuǎn)向操縱模塊路感電機(jī)采用C-EPS方向機(jī),選用功率為150W—350W直流電機(jī)式C-EPS方向機(jī),采用MC9S12XF512作為電機(jī)控制板并設(shè)計(jì)以DRV8301為驅(qū)動芯片的電機(jī)驅(qū)動電路及以TJA1080為收發(fā)器的Flexray驅(qū)動電路;轉(zhuǎn)角傳感器采用光電編碼器,精度為0.5度左右;轉(zhuǎn)矩傳感器采用非接觸扭矩傳感器;電流傳感器采用霍爾式電流傳感器,轉(zhuǎn)向操縱模塊單獨(dú)使用鋁型材臺架搭建,下層設(shè)立隔板用來放置控制板及電源;
所述下層轉(zhuǎn)向操縱模塊轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)采用R-EPS或P-EPS方向機(jī),采用功率600W—900W直流電機(jī)式R-EPS或P-EPS方向機(jī);以MC9S12XF512作為電機(jī)控制板并設(shè)計(jì)以DRV8301為驅(qū)動芯片的電機(jī)驅(qū)動電路及以TJA1080為收發(fā)器的Flexray驅(qū)動電路;線位移傳感器采用拉桿式直線位移傳感器,拉壓力傳感器采用S型拉壓力傳感器;
所述下層阻力加載模塊由阻力模擬電機(jī)、電機(jī)控制器和電流傳感器構(gòu)成;阻力模擬電機(jī)也采用R-EPS或P-EPS方向機(jī),選用功率為150W—350W直流電機(jī)式R-EPS或P-EPS方向機(jī);以MC9S12XF512作為電機(jī)控制板并設(shè)計(jì)以DRV8301為驅(qū)動芯片的電機(jī)驅(qū)動電路及以TJA1080為收發(fā)器的Flexray驅(qū)動電路;
所述下層轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊與阻力加載模塊的連接方式為:將轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊中的拉壓力傳感器和阻力加載模塊中的阻力模擬電機(jī)的兩端用下述零件連接,該零件為一個套筒和一個雙頭螺柱,套筒左側(cè)為右旋螺紋,右側(cè)為左旋螺紋;雙頭螺柱左側(cè)為左旋螺紋,右側(cè)為右旋螺紋,套筒和雙頭螺柱中間留有凹槽,方便使用扳手等拆卸工具;該零件通過螺紋結(jié)構(gòu)保證轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊與阻力加載模塊的連接可靠性與水平度,同時可方便拆卸拉壓力傳感器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī);
所述轉(zhuǎn)向操縱模塊中方向盤、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置均為圓柱孔結(jié)構(gòu),直接安裝在C-EPS方向機(jī)柱管上,柱管頭部自帶有右旋螺紋,依次安裝轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、方向盤在C-EPS方向機(jī)柱管上并用螺母緊固,通過螺栓結(jié)構(gòu)將C-EPS方向機(jī)固定在鋁型材臺架上,轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和阻力模擬模塊中R-EPS或P-EPS方向機(jī)兩端均為右旋螺紋結(jié)構(gòu),R-EPS或P-EPS方向機(jī)通過螺栓結(jié)構(gòu)安裝在厚度適中的鐵板上并保證在一條直線上,阻力模擬模塊的R-EPS或P-EPS方向機(jī)右側(cè)右旋螺紋與連接零件套筒左側(cè)右旋螺紋連接,套筒右側(cè)左旋螺紋與雙頭螺柱左側(cè)左旋螺紋相連,雙頭螺柱右側(cè)右旋螺紋連接拉壓力傳感器,拉壓力傳感器再與轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)螺紋結(jié)構(gòu)相連;線位移傳感器通過螺栓結(jié)構(gòu)安裝在平行于R-EPS或P-EPS方向機(jī)的位置,其拉桿使用螺栓結(jié)構(gòu)緊固在一塊鐵片上,鐵片通過螺母固定在拉壓力傳感器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)之間,各個電機(jī)的電機(jī)控制板的兩路PWM信號輸出端用電線與電機(jī)正負(fù)極相連,F(xiàn)lexray驅(qū)動板的BP和BM端與主控模塊ECU的BP和BM端用電線相連,并接通12V電源,電流傳感器均接在電機(jī)正極;主控模塊的ECU的ECT模塊采集轉(zhuǎn)角傳感器的信號,A/D模塊采集轉(zhuǎn)矩傳感器、拉壓力傳感器、線位移傳感器、電流傳感器信號,各個傳感器和微控制器均需接5V的電源。