汽车行业 现代测试平台 的需求正在不断上升,例如 仿真和对驱动系的影响。典型的现实仿真包括在 驱动系上的震动,例如 耦合和开关过程,以及现代辅助驾驶系统 ABS 和 ESP 在不同表面和制动和刹车的动态过程。

所有这些过程影响车辆的 传动系统。为了了解这些影响,测试台 需要模拟这些动态过程并进行测量。这对测试台的部件的动态性能提出了很高的要求,包括扭矩传感器和转速测量设备。

集成扭矩和转速

TIM-EC 扭矩接口模块

除了标准的输出信号例如频率电压,HBM 扭矩传感器的定子上还带有 TMC (扭矩测量通讯) 数字接口。这使得扭矩传感器更具灵活性。其不仅可以通过电压或频率输出集成到自动化和控制环境中,还可以通过 基于以太网的总线技术 例如 EtherCAT 来实现。集成式通过模块化的 TIM-EC 接口模块 来实现的。

TIM-EC 是一款 双通道 EtherCAT 接口模块。除了 TMC 数字扭矩信号,T40B 带有磁极转速测量系统的数字扭矩传感器 RS-422 兼容转速信号 也可以连接以下测量值 可以通过 EtherCAT 总线获得:

  • 扭矩
  • 转速
  • 转角
  • 功率

上面的测量值在循环模式下被发送。两个低通滤波(TP1, TP2) 用于扭矩和转速测量值,他们可以彼此独立设定。

耦合器功能

TIM-EC 扭矩接口模块现在提供 耦合器功能。 T40 扭矩传感器的测量数据流可通过接口模块的s 背板总线 (10+2 接口) 获得。模块接管了 耦合器功能 能够使扭矩传感器的 测量数据流 用于 连接的其他扭矩接口模块

图. 1: 扭矩传感器技术 - 不同网络的耦合

传入的扭矩和转速值 可以在接口模块中进行独立 缩放, 滤波, 配置和参数化 。这种配置是非常有用的,例如扭矩传感器的测量值需要用于 不同网络, 用于不同的控制和自动化系统中。

这能够对测量值进行 优化,并使其适应不同的测量任务。这种设置是未来不同工业以太网混合使用 的前提条件。将来,这种配置允许扭矩传感器在 EtherCAT 和 PROFINET 总线网络下 同步操作 ,其可以确保在不同的网络下 实时通讯。最新集成的 互通功能i - 也称之为 TIM-to-TIM 通讯 - 为 通讯的 灵活性 设定了新的标准。

一个 内置的 web 服务器 用于EtherCAT 接口模块的参数化 - 无需再安装额外的软件。因此,可以采用 PC 连接 TIM-EC 进行设置,测试和分析。每个模块通过内置的 以太网接口 进行独立配置。所有的模块在工厂时均被设置为 '主机' 或者作为单独设备使用。接口模块需要 通过内置的 web 服务器配置 来使用互通模式或者相应的功能。

图 2: web 服务器参数配置

配置模式

主机模式 >>>>>> 默认

  1. 超级主机模式>>>>>>> 互通
  2. 从机模式 >>>>>>>> 互通

连接扭矩传感器的接口模块必须被配置为 '超级主机' (耦合器) ,无扭矩传感器的模块必须作为 '从机'.

超级主机 (耦合器) 在安装时 处理数据,并获取背板总线(10+2 总线) 的 测量数据流。另外,只有配置为 超级主机的终端才能 完全访问所连接的扭矩传感器 ,这意味着分流信号只有通过 超级主机 进行触发。

从机 听取超级主机(耦合器)和 扭矩传感器之间的通讯数据。可以认为其是一个 "监听器"。

结论

TIM-EC 扭矩接口模式是一个非常强大的系统,能够将 高动态的扭矩和转速信号 集成到工业以太网结构中。最新的 互通功能, 耦合不同的网络 例如 EtherCAT, 为扭矩测量技术的 灵活性 设定了新的标准。并为将来耦合不同的工业以太网 例如 EtherCat 和 Profinet 奠定了基础,有助于提高灵活性。

除了处理数据, 其还为客户提供完整的诊断信息。实时通讯是另外一大特色, TIM-EC 支持的 总线周期时间 ≤ 20 kHz 最大程度减降低了消息延迟时间。系统能提供 高动态驾驶和负载周期 所需的动态性。并且, 内置的 web 服务器 便于操作和参数设置,无需安装额外的软件。.

EtherCAT and torque measurement

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