申请/专利权人：济南大学;山东渔夫智能科技有限公司

申请日：2023-04-07

公开（公告）日：2024-03-08

公开（公告）号：CN116380502B

主分类号：G01M17/06

分类号：G01M17/06;G01H17/00;G01D21/02;B62D5/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.08#授权;2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明提供一种EPS系统多点同步NVH数据采集布局方法及系统，属于EPS系统的NVH技术领域，步骤一：根据NVH数据确定EPS系统部件在不同时速状态下，测试方式及多点同步测试点位图；步骤二：对NVH数据进行分类，并根据点位分布及分类结果，确定传感器安装规则以及布线方式，采集通道数和数据传输次序；步骤三：以分类后的采集数据作为输入，依照NVH数据反馈调整点位，并选择传感器安装规则以达到采样布局位置。本发明交叉融合了拓扑学与信息论，采取多状态点位分析及反馈优化布局策略，可以满足EPS系统NVH多点位同步采样要求。

主权项：1.一种EPS系统多点同步NVH数据采集布局方法，其特征在于，方法包括：步骤一：根据NVH数据确定EPS系统部件在不同时速状态下，测试方式及多点同步测试点位图；采用如下方式进行方向盘测试点位布置：根据方向盘结构，选取方向盘大圆弧12点方位、3点方位、5点方位、7点方位、9点方位为水平固有频率振动测试点，方向盘中轴为竖直固有频率振动测试点；采用如下方式进行转向管柱测试点位布置：将转向管柱与水平测试台呈30至45度放置，转向管柱的轴向固有频率振动测试点位置于管柱壳体中心凹槽处，径向固有频率测试方法采用锤击法，管柱壳体两端加载配重盘，壳体下边角两处放置振动加速度传感器；转向管柱带中间轴扭转输入-输出力矩特性输出轴端安装力矩传导齿轮，扭矩传感器连接相同力矩传导齿轮且尾端固定，传导齿轮相互啮合；设定不同车速信号，完成“中-左-右-中-右-中”的力矩输入，记录各车速下输入力矩与输出力矩关系曲线，此测试点位置于转向管柱末端，实现非拆卸测量，通过齿轮传动实现输出力矩数据收集；由赫兹公式： 得到齿轮在整个啮合过程中齿面接触应力σH变化的解析解，进而求得转换后的力矩；其中，ρ1、ρ2为两齿轮半径，此处ρ1＝ρ2；ρε为综合曲率半径，Fn为法向力，L为接触线长度；采用如下方式进行万向节测试点位布置：对万向节进行弯曲耐久性实验和冲击试验；弯曲耐久性实验选取点位为万向节右侧面中心位置，水平向该选取点位施加压力，记录压力大小与弯曲程度并绘制曲线，验证万向节弯曲耐久性极限寿命；冲击试验点位选择上侧面中心靠下位置，采用落锤式冲击方式，按照设定高度与角度利用落锤对万向节点位进行冲击，检测冲击过程中冲击力的大小并绘制曲线；助力电机测试点位布置方式为：助力电机噪声测试点位置于助力电机正上方与后端盖后方，振动测试点置于助力电机壳体侧正中间，设置不同车速信号，对采集到的信号进行阶次曲线分析，确定助力电机齿轮啮合是否满足预设条件；助力电流特性试验点位置于助力电机电极正负极端口线处，采用开合式直流霍尔电流传感器采样；匀速转动方向盘使输出达到额定载荷，设定不同车速，记录输入载荷与电流变化关系曲线，计算电流平均值电流最大值Imax、电流最小值Imin和电流波动值ΔI； ΔI＝Imax-Imin其中，n为采集点数，Imax为计算区间内所有采集点电流最大值，Imin为计算区间内所有采集点电流最小值；采用如下方式进行转向器测试点位布置：将转向器拉压传感器置于转向器齿条位于中位时左侧齿条末端处，将位移传感器置于转向器齿条位于中位时右侧齿条末端处，转向器输出端齿条通过左侧转向器拉压传感器与电缸相连接，电缸以0.1mms速度推拉齿条到左右极限，进行“中位-右极限-中位-左极限-中位”换向方式；记录换向拉压力与换向位移，绘制位移与拉压力曲线；其中，位移与拉压力曲线的X轴为位移，Y轴为拉压力，根据位移与拉压力曲线结合下述公式计算空载摩擦力平均值空载摩擦力最大值fmax、空载摩擦力最小值fmin和空载摩擦力波动值Δf； △f＝fmax-fmin其中，n为采集点数，fmax为计算区间内所有采集点拉压力最大值，fmin为计算区间内所有采集点拉压力最小值；采用如下方式对ECU单元测试点位进行布置：输出电流点位串联置于模拟负载线路中，温度采集点位置于ECU单元可调温度箱中；输入ECU单元点火信号、车速信号以及频率信号，实时采集ECU单元输出端电压与温度调节箱内温度，绘制箱体温度与输出电流的关系曲线；步骤二：对NVH数据进行分类，并根据点位分布及分类结果，确定传感器安装规则以及布线方式，采集通道数和数据传输次序；声振信号传感器安装规则为：在方向盘大圆弧的12点方位、3点方位、5点方位、7点方位、9点方位各放置一抱箍，抱箍锁紧后与方向盘处于同一水平面，将5个振动加速度传感器分别置于5个抱箍并用螺丝固定；振动加速度传感器垂直于方向盘面且线束位于方向盘下方，若出现斜度，调整卡箍与振动加速度传感器与卡箍固定的螺丝；将振动加速度传感器安装于方向盘中心，振动加速度传感器线束朝向方向盘6点方向，用于对方向盘固有频率振动测试点进行测试；转向管柱轴向固有频率测试振动加速度传感器置于管柱壳体中心凹槽处，并与凹槽底端采用螺丝连接形成内嵌，振动加速度传感器线束朝向与凹槽垂直并向外延伸；对于转向管柱径向固有频率测试，管柱壳体两端加载配重盘，壳体下边角两处放置振动加速度传感器，两处各用螺丝进行固定，振动加速度传感器线束朝向转向管柱底端方向；助力电机噪声传感器分别置于助力电机正上方与后端盖后方，振动测试点置于助力电机壳体侧正中间；三点传感器置于可调支架三端点，可调支架三端点分别靠近助力电机正上方、后端盖后方与助力电机壳体侧正中间，放置传感器后贴紧助力电机；力信号传感器安装规则为：扭矩传感器前端连接从动扭矩传导齿轮中心轴，后端处于固定状态；转向器拉压传感器为非固定点安装方式，转向器拉压传感器前端连接半圆连杆，后端连接电缸；半圆连杆与万向节接触并提供向左的水平力，半圆连杆、转向器拉压传感器和电缸置于可移动平台上，进行冲击试验时平台向右移动；对于冲击试验，首先在冲击试验测试点位上方焊接圆形槽，槽内放置冲击力传感器，冲击力传感器与圆形槽处于过渡配合，冲击力传感器上方安置冲击垫片；对于转向器拉压传感器安装，选择置于转向器齿条位于中位时左侧齿条末端处，转向器输出端齿条通过左侧转向器拉压传感器与电缸相连接，由电缸经过转向器拉压传感器带动齿条运动；确定传感器安装规则为：声振信号、力信号以及电信号以外的其他信号测试点位为转向器和ECU单元；转向器位移传感器的前端置于转向器齿条位于中位时右侧齿条末端处，转向器位移传感器的末端采用固定方式，电缸带动齿条运动时，转向器位移传感器的位移经由右端位移传感器测得；ECU单元温度传感器安装于ECU可调温度箱前侧内壁中，信号输出线束经由内壁小孔导出；电信号传感器安装规则为：电流传感器采用开合式直流霍尔电流传感器，将电流传感器开合式采集环分别置于助力电机正极线与ECU单元正极输出线上，并进行安装固定；步骤三：将分类后的NVH数据设置为输入量，基于NVH数据反馈的点位布局，选择传感器安装规则以实现采样布局的要求。

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