一种混合动力控制器的测试系统

摘要

本发明公开了一种混合动力控制器测试系统，包括：被测控制器、小功率测试台架、电路/信号转换单元，其中小功率测试台架包括模拟被测的三相电机、直流电机、位置传感器及控制保护模块；电路/信号转换单元包括传感器信号检测单元、正/余弦转换模块及信号输出接口，负责将小功率测试台架的位置传感器信号、与保护信号相关的信号转换成被测控制器所需的输入。采用该系统，电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位置信号进入正/余弦转换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正/余弦信号，正/余弦转换模块将输入的两路信号存入存储器，通过查表将小功率测试台架的位置传感器信号转换成任何被测控制器所需的位置传感器信号输入被测控制器。

权利要求

1.一种混合动力控制器测试系统，包括：被测控制器、小功率测试台架、电路/信号转换单元，其中：

小功率测试台架包括：模拟被测的三相电机、作为小功率测试台架负载和发电驱动的直流电机、判断三相电机和直流电机位置的位置传感器以及控制保护模块；

电路/信号转换单元包括：传感器信号检测单元、正/余弦转换模块、以及信号输出接口，负责将小功率测试台架的位置传感器信号、与保护信号相关的信号转换成被测控制器所需的输入。

2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于：小功率测试台架中的直流电机、三相电机和位置传感器通过连轴器连接在一起并安装在一个金属底板上，直流电机能通过驱动三相电机从而使被测控制器工作在发电模式，被测控制器也能通过驱动三相电机来拖动直流电机来实现电动模式的模拟。

3.如权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于：混合动力控制器测试系统还包括电源系统，该电源系统提供作为小功率测试台架驱动所需的高压/大电流可切换小功率电源、以及小功率测试台架及被测控制器所需的12V供电电源。

4.如权利要求2所述的测试系统，其特征在于：直流电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位置信号进入正/余弦转换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正/余弦信号，正/余弦转换模块将输入的两路信号存入存储器，存储器中存有数据对应表格，通过查表的形式将小功率测试台架的位置传感器信号转换成任何被测控制器所需的位置传感器信号输入被测控制器。

5.如权利要求1、2、4任一项所述的测试系统，其特征在于：所述控制保护模块包括：过温保护模块、上电延迟模块、开关模块、紧急停机模块、开盖保护模块和电机接线模块。

6.如权利要求5所述的测试系统，其特征在于：开关模块包括由外部钥匙开关组成的安全回路，该安全回路能够将直流电机和三相电机的电源断开且把两个电机的线圈短接。

7.一种采用如权利要求4所述的测试系统进行测试的方法，其特征在于：直流电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位置信号进入正/余弦转换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正/余弦信号，正/余弦转换模块将输入的两路信号存入存储器，存储器中存有数据对应表格，通过查表的形式将小功率测试台架的位置传感器信号转换成任何被测控制器所需的位置传感器信号输入被测控制器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：当需要测试电流性能的时候，适当地提高电流到相应的电流值，而使用低电压的方式进行测量；当需要测试电压性能的时候，适当地提高控制电压的相应的电压值，而使用低电流的方式进行测试。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：当逻辑、高电压性能和大电流性能测试完成之后，使用大功率的电机台架进行被测控制器的测试。

说明书

技术领域

本发明是一种汽车控制器实验室测试装置，属于汽车控制装置技术领域。

背景技术

能源和环境与人类的生存和发展密切相关，能源短缺和环保的要求推动了混合动力汽车的发展。混合动力的最简单的概念是：装备了两种驱动装置(电机和发动机)并由两种能量源(汽油和电储能装置)，通过刹车制动能量回收和控制发动机在高效/低排放区等形式实现了高燃油经济性和清洁排放。在混合动力车上，电机及混合动力控制器性能将直接影响混合动力汽车动力性和燃油经济性。在控制器设计阶段需要不断地针对电机控制器进行针对逻辑和电机控制功能的检测来验证驱动器的设计是否满足基本的电机控制的要求。但是，因为混合动力汽车使用的驱动电机往往功率、电压、电流都偏高，需要专门的大功率、大电流、高电压的电机试验台架进行试验，试验准备时间长，需要专门的台架实验室，试验时具有安全隐患，试验成本高的缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种能够在实验室使用的混合动力控制器测试系统，该系统包括：被测控制器、小功率测试台架、电路/信号转换单元，其中：
小功率测试台架包括：模拟被测的三相电机、作为小功率测试台架负载和发电驱动的直流电机、判断三相电机和直流电机位置的位置传感器以及控制保护模块；
电路/信号转换单元包括：传感器信号检测单元、正/余弦转换模块、以及信号输出接口，负责将小功率测试台架的位置传感器信号、与保护信号相关的信号转换成被测控制器所需的输入。
该测试系统还包括电源系统，该电源系统提供作为小功率测试台架驱动所需的高压/大电流可切换小功率电源、以及小功率测试台架及被测控制器所需的12V供电电源。
小功率测试台架中的直流电机、三相电机和位置传感器通过连轴器连接在一起并安装在一个金属底板上，直流电机能通过驱动三相电机从而使被测控制器工作在发电模式，被测控制器也能通过驱动三相电机来拖动直流电机来实现电动模式的模拟。
所述控制模块包括：过温保护模块、上电延迟模块、开关模块、紧急停机模块、开盖保护模块和电机接线模块。这些模块为测试系统提供控制和保护。
采用该测试系统，能够对被测控制器进行测试，具体测试方法为：电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位置信号进入正/余弦转换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正/余弦信号，正余弦转换模块将输入的两路信号存入存储器，存储器中存有数据对应表格，通过查表的形式将小功率测试台架的位置传感器信号转换成任何被测控制器所需的位置传感器信号输入被测控制器。
该系统是低功率测试系统，当需要测试电流性能的时候，适当地提高电流到相应的电流值，而使用低电压的方式进行测量；当需要测试电压性能的时候，适当地提高控制电压的相应的电压值，而使用低电流的方式进行测试。只有当逻辑、高电压性能和大电流性能测试完成之后才使用大功率的电机台架进行控制器的测试。这样能节约90％以上的大功率台架的测试，大大地节约了成本、降低了开发过程中的风险和开发时间。

附图说明

图1：混合动力控制器测试系统结构框图；
图2：混合动力控制器测试系统电源连接框图；
图3：小功率测试台架内部线路原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，混合动力控制器测试系统主要包括四个部分：被测控制器、小功率测试台架、电路/信号转换单元以及电源系统。其中：
小功率测试台架包括：模拟被测的三相电机、作为小功率台架负载和发电驱动的直流电机、判断三相电机和直流电机位置的位置传感器以及控制模块，其中控制模块包括：过温保护模块、上电延迟模块、开关模块、紧急停机模块、开盖保护模块和电机接线模块。
电路/信号转换单元包括：传感器信号检测单元、信号转换器、以及信号输出接口，负责将小功率测试台架的位置传感器信号、保护信号等相关的信号转换成被测控制器所需的输入。
电源系统包括：作为小功率台架驱动所需的高压/大电流可切换小功率电源、小功率台架及被测控制器所需的12V供电电源。
图3示出了小功率测试台架内部线路原理。
下面描述该测试系统的工作过程。
小功率测试台架中的直流电机、三相电机和位置传感器通过连轴器连接在一起并安装在一个金属底板上。直流电机能通过驱动三相电机从而使被测控制器工作在发电模式，被测控制器也能通过驱动三相电机来拖动直流电机来实现电动模式的模拟。
电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位置信号进入正/余弦转换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正/余弦信号。正余弦转换模块将输入的两路信号存入存储器，存储器中存有数据对应表格，通过查表的形式将小功率台架的位置传感器信号转换成任何被测控制器所需的位置传感器信号输入被测控制器。转换模块也能被禁止，以便于直接将位置传感器的信号送入被测控制器。
所述测试系统是低功率系统。当需要测试控制器控制逻辑的时候，使用低压低电流的测试方式来进行电机控制逻辑的测试；当需要测试电流性能的时候，适当地提高电流到相应的电流值，而使用低电压的方式进行测量；当需要测试电压性能的时候，适当地提高控制电压的相应的电压值，而使用低电流的方式进行测试；只有当逻辑、高电压性能和大电流性能测试完成之后才使用大功率的电机台架进行控制器的测试。
在该系统中，一个由外部钥匙开关组成的安全回路能将直流电机和三相电机的电源断开且把两个电机的线圈短接，这样能在出现问题的情况下在短时间内对电机系统进行紧急刹车。很好地保证了系统的安全性。
为了检测直流侧的电压，专门配备了直流电压采集电路和电压表。
为了检测直流测电流，专门配备了电流采集电流和电流表。
为了保护系统不因过温而损坏，在安装基板及各电机处安装了温度传感器。
为了保护系统不因超速而损坏，配备了超速保护模块，当电机超速时自动关断系统并对电机进行刹车控制。
为了避免误操作，当有人打开小功率台架时，电机主回路将被关闭而导致该台架不能工作，直至关闭小功率台架上盖后才能重新运行系统。