一种用于EPS蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统及控制方法与流程

本发明涉及电动助力性能适配磨合领域，尤其涉及一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统及控制方法。

背景技术：

1、eps电动助力转向广泛应用于各类车型，已经成为了当今车辆的标配。驾驶员手感是eps系统优劣的重要评价指标。参照图1，为eps系统的主流架构以及主要构成组件，包括方向盘9、与方向盘9连接的连杆91、与连杆91连接的车轮92。图中与方向盘9连接的连杆91上一般安装有蜗杆，蜗杆上则配合有蜗轮。

2、由于各传动零部件分开生产，尤其是蜗轮蜗杆传动机构未经过磨合，若直接安装于eps系统内，由于其中蜗轮与蜗杆的配合关系存在差异，可能存在空载时摩擦力矩大小过大、摩擦力矩波动较大的情况。若在eps系统总成完全装配完成后再进行相应的磨合，零件拆卸麻烦，费时费力，同时，由于摩擦力矩过大，会进一步挤占驱动电机的输出扭矩，导致某些极端工况力矩输出扭矩不足，造成相关风险。如果在选型时选择更大功率的电机，则会增加系统成本。

3、此外，由于蜗杆与方向盘9直连，故蜗轮与蜗杆之间的摩擦力会影响到方向盘9的手感，故出厂的蜗轮与蜗杆还需要保证摩擦力在设定范围内。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统及控制方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统及控制方法，包括夹持工装，用于对蜗轮和蜗杆进行夹持，并使蜗轮和蜗杆保持啮合状态；手力模拟模块，与蜗杆连接，以向蜗杆施加手力扭矩；负载模拟模块，与蜗杆连接，以向蜗杆施加负载扭矩；控制模块，与手力模拟模块和负载模拟模块均电连接；扭矩测量件，所述扭矩测量件的一端与手力模拟电机的输出端同轴连接，另一端与蜗杆同轴连接，所述扭矩测量件与控制模块电连接，以检测手力模拟模块向蜗杆施加的扭矩，并向控制模块实时反馈。

3、本发明的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，通过负载模拟模块和手力模拟模块能够对蜗轮蜗杆进行磨合，同时通过负载模拟模块模拟实车中eps系统的阻尼以及负载，通过手力模拟模块模拟方向盘所施加的扭矩，并通过扭矩测量件对蜗杆的扭矩进行检测，实现对方向盘手感的模拟和测量，进而更好地对蜗轮和蜗杆进行磨合，并能够有效对磨合程度进行检测判断，减少无效磨合，提升磨合效率，且保障磨合后的蜗轮和蜗杆的质量，降低了新车装配后的空载扭矩过大的装配问题以及方向盘手感不一致的问题，减少了批量生产的eps系统的返修概率。

4、进一步，所述手力模拟模块包括手力模拟控制器和手力模拟电机，所述手力模拟电机的输出端与蜗杆同轴连接，所述手力模拟控制器与模拟电机、控制模块电连接。

5、进一步，所述负载模拟模块包括负载模拟控制器和负载模拟电机，所述负载模拟电机的输出端与蜗轮同轴连接，所述负载模拟控制器与负载模拟电机、控制模块电连接。

6、进一步，还包括eps模拟模块，所述eps模拟模块与蜗轮连接，以向蜗轮施加助力扭矩。

7、进一步，所述eps模拟模块包括eps控制器和助力电机，所述助力电机的输出端与蜗轮同轴连接，所述eps控制器与助力电机、控制模块电连接。

8、进一步，所述控制模块采用上位机，所述上位机内写有需要装配的eps系统的最终释放软件，以模拟该eps系统的使用工况。

9、进一步，还包括冷却模拟装置，所述冷却模拟装置包括冷却系统控制器、第一冷却件和第一温度检测件，所述冷却系统控制器与第一冷却件、第一温度检测件和控制模块电连接，所述第一冷却件用于对手力模拟电机进行冷却，所述第一温度检测件用于对手力模拟电机的温度进行监测。

10、进一步，所述冷却模拟装置还包括第二冷却件和第二温度检测件，所述冷却系统控制器与第二冷却件和第二温度检测件电连接，所述第二冷却件用于对负载模拟电机进行冷却，所述第二温度检测件用于对负载模拟电机的温度进行监测。

11、进一步，所述冷却模拟装置还包括第三冷却件，所述第三冷却件用于对蜗轮和蜗杆进行冷却。

12、一种控制方法，基于上述的用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

13、s1、将蜗轮和蜗杆安装于夹持工装上，并通过夹持工装对蜗轮和蜗杆进行夹持，并使得蜗轮和蜗杆保持啮合状态；

14、s2、控制模块发出指令，控制负载模拟模块不工作，同时手力模拟模块对蜗轮施加恒定扭矩，扭矩测量件检测手力模拟模块向蜗杆施加的扭矩；

15、s3、当手力模拟模块达到极限位置时，手力模拟模块反向输出恒定扭矩；

16、s4、重复步骤s2和s3多次，计算手力模拟模块每次的平均功率，并判断平均功率是否在理想阈值范围内；

17、s5、若平均功率不在理想阈值范围内，则对蜗轮和蜗杆进行磨合操作，并重复步骤s2、s3和s4；

18、s6、若平均功率在理想阈值范围内，则控制模块提示工作人员更换新的蜗轮和蜗杆。

19、本发明的有益效果是，

20、1、通过负载模拟模块和手力模拟模块能够对蜗轮蜗杆进行磨合，同时通过负载模拟模块模拟实车中eps系统的阻尼以及负载，通过手力模拟模块模拟方向盘所施加的扭矩，并通过扭矩测量件对蜗杆的扭矩进行检测，实现对方向盘手感的模拟和测量，进而更好地对蜗轮和蜗杆进行磨合，并能够有效对磨合程度进行检测判断，减少无效磨合，提升磨合效率，且保障磨合后的蜗轮和蜗杆的质量，降低了新车装配后的空载扭矩过大的装配问题以及方向盘手感不一致的问题，减少了批量生产的eps系统的返修概率。

21、2、通过助力电机对蜗轮施加扭矩，相比于仅有蜗杆转动而言，蜗轮和蜗杆同时转动，能够大大增加磨合效率，同时能够减小手力模拟电机和负载模拟电机所需的功率；同时助力电机能够依据样件系统所标定获得的助力数据对本系统进行助力，即模拟实车运行中能够获得的助力扭矩。

22、3、通过冷却模拟装置对负载模拟电机和手力模拟电机的温度进行控制，进一步提升工况的真实性。

技术特征：

1.一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述手力模拟模块包括手力模拟控制器(1)和手力模拟电机(11)，所述手力模拟电机(11)的输出端与蜗杆(7)同轴连接，所述手力模拟控制器(1)与手力模拟电机(11)、控制模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述负载模拟模块包括负载模拟控制器(2)和负载模拟电机(21)，所述负载模拟电机(21)的输出端与蜗杆(7)同轴连接，所述负载模拟控制器(2)与负载模拟电机(21)、控制模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，还包括eps模拟模块，所述eps模拟模块与蜗轮(6)连接，以向蜗轮(6)施加助力扭矩。

5.如权利要求4所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述eps模拟模块包括eps控制器(3)和助力电机(31)，所述助力电机(31)的输出端与蜗杆(7)同轴连接，所述eps控制器(3)与助力电机(31)、控制模块电连接。

6.如权利要求1所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述控制模块采用上位机(8)，所述上位机(8)内写有需要装配的eps系统的最终释放软件，以模拟该eps系统的使用工况。

7.如权利要求4所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，还包括冷却模拟装置，所述冷却模拟装置包括冷却系统控制器(4)、第一冷却件(41)和第一温度检测件，所述冷却系统控制器(4)与第一冷却件(41)、第一温度检测件和控制模块电连接，所述第一冷却件(41)用于对手力模拟电机(11)进行冷却，所述第一温度检测件用于对手力模拟电机(11)的温度进行监测。

8.如权利要求7所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述冷却模拟装置还包括第二冷却件(42)和第二温度检测件，所述冷却系统控制器(4)与第二冷却件(42)和第二温度检测件电连接，所述第二冷却件(42)用于对负载模拟电机(21)进行冷却，所述第二温度检测件用于对负载模拟电机(21)的温度进行监测。

9.如权利要求8所述的一种用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，所述冷却模拟装置还包括第三冷却件(43)，所述第三冷却件(43)用于对蜗轮(6)和蜗杆(7)进行冷却。

10.一种控制方法，基于权利要求1-9任一项所述的用于eps蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及电动助力性能适配磨合领域技术领域，尤其涉及一种用于EPS蜗轮蜗杆机构磨合的控制系统及控制方法，控制系统包括用于对蜗轮和蜗杆进行夹持夹持工装、向蜗轮施加手力扭矩的手力模拟模块、向蜗轮施加负载扭矩的负载模拟模块、收集蜗轮所受扭矩的扭矩测量件和用于控制的控制模块。通过手力模拟模块、负载模拟模块充分模拟实际工作的工况，并通过扭矩测量件对蜗杆扭矩进行监测，提升控制模块的控制精度，更好地对蜗轮和蜗杆进行磨合，能够有效对磨合程度进行检测判断，减少无效磨合，提升磨合效率，保障磨合后的蜗轮和蜗杆的质量，提升方向盘手感一致性，降低了新车装配后的空载扭矩过大的装配问题，减少了批量生产的EPS系统的返修概率。技术研发人员：陈晨,徐兆峰,沈新悦,徐世锋,孙金一,葛旭峰,冒丁鹏,朱云翔,胥进扬,尹文飞,马志龙,程桐希,邹华涛受保护的技术使用者：坤泰车辆系统（常州）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14