CN101556308A - 一种混合动力电机的测试系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合动力电机的测试系统及其测试方法，在生产线上一次性把发动机、电机、变速箱动力总成装配好后，动力总成直接运往测试台架，首先进行电机位置传感器的标定工作，其次进行电机的可靠性试验，测试系统具有一标定控制器，其对电机位置传感器进行标定，还包括直流电源柜，PC机，三相转接盒，安全微控开关，其中，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒与标定控制器连接，标定控制器通过直流电源柜供电、通过CAN线与PC机通讯，PC机通过通讯线对电源柜进行控制，电源柜同时能通过安全回路及安全微控开关控制。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力电机可靠性测试领域，具体涉及一种混合动力电机的测试系统及其测试方法。
背景技术
进行混合动力电机的可靠性测试需要一个庞大的台架，并且需要测功机来辅助完成试验，ISG(integrated starter generator)电机需要控制系统，测功机同样也需要一套控制系统，这样就容易造成控制的复杂性，而且极易出错。在ISG电机可靠性测试完毕后需要重新把动力总成运到生产线，进行变速箱的装配，这样对物流、对生产线都是不合理的做法。
目前，在现有技术中，相关的技术材料有公开号为CN200610054022.1的专利文献，它主要的结构是发动机与ISG电机装配好后，直接进行可靠性测试，通过这个技术我们可以实现考核ISG电机的可靠性，但是它的缺点是：一、进行可靠性测试需要一个庞大的台架，并且需要测功机来辅助完成试验，ISG电机需要控制系统，测功机同样也需要一套控制系统，这样就容易造成测试台架的复杂性。二、每台电机在台架上测试完毕后，需要发动机和电机从台架上拆下运到生产线与变速箱装配在一起，电机是一个易损伤件，这样很难保证在拆装的过程不会损伤电机，同时动力总成的往返运输浪费了物流和生产线资源。
综上所述，现有技术中存在如下技术问题：(1)测试中物流等程序繁复，导致成本浪费；(2)测试台架及其相应测试流程复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力总成装配好后再进行可靠性测试的方法，且该方法程序简洁。
本发明是在生产线上一次性把发动机、电机、变速箱动力总成装配好后，动力总成直接运往测试台架，首先进行电机位置传感器的标定工作，其次进行电机的可靠性试验。目的是解决电机在装配完毕后，如何了解电机是否在装配过程中有碰伤，此时假如不对电机做可靠性测试，整个动力总成在装配好整车后，电机可能不运转，或者电机不能提供合适的辅助扭矩，导致混合动力整车前舱的重新装配，浪费人力物力。
具体技术方案如下：
一种混合动力电机的测试系统，具有一标定控制器，其对电机位置传感器进行标定。
还包括直流电源柜，PC机，三相转接盒，安全微控开关，其中，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒与标定控制器连接，标定控制器通过直流电源柜供电、通过CAN线与PC机通讯，PC机通过通讯线对电源柜进行控制，电源柜同时能通过安全回路及安全微控开关控制。
发动机与电机和变速箱连接，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒与标定控制器连接。
一种混合动力电机的测试方法，采用如下步骤：
(1)在生产线上装配发动机、电机、变速箱动力总成；
(2)将动力总成运往测试台架；
(3)进行电机位置传感器的标定工作；
(4)进行电机的可靠性试验。
步骤(3)中采用一位置传感器标定系统中的标定控制器对该电机位置传感器进行标定。
进行完步骤(3)的电机位置传感器的标定后，将标定控制器换为与动力总成对应的控制器，进行步骤(4)的电机的可靠性试验。
所述传感器标定系统还包括直流电源柜，PC机，三相转接盒，安全微控开关，其中，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒与标定控制器连接，标定控制器通过直流电源柜供电、通过CAN线与PC机通讯，PC机通过通讯线对电源柜进行控制，电源柜同时能通过安全回路及安全微控开关控制。
发动机与电机和变速箱连接，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒与标定控制器连接。
步骤(3)进一步包括如下步骤：
(a)装配发动机和电机两套冷却系统；
(b)利用电机的标定控制器启动发动机；
(c)发动机启动后，电机退出到空闲idle模式；
(d)当发动机转速稳定在800rpm左右时，电机控制器MCU进入标定Alignment模式；
(e)通过零点检测装置及电机控制器MCU中的算法实现位置传感器的Alignment标定，并将标定量通过CAN输出到PC机；
(f)在混合动力控制器HCU装在整车之前，将对应的电机位置传感器的标定值刷进混合动力控制器HCU，控制电机正常工作，同时在PC机中，保存电机零件的条形码和电机Alignment标定值一一对应的关系。
步骤(4)进一步包括如下步骤：
(g)电机启动后，利用电机启动发动机；
(h)按照预设工况对电机的工作情况进行各种需要的测试。
需要的测试包括：测试在400ms内电机启动发动机，和/或测试电机发电能力。
所述电机为ISG(integrated starter generator)电机。
传感器标定系统标定步骤如下：
(a)标定控制器上低压12V电，通过PC机控制高压供电电源上电，标定控制器发送诊断命令启动标定过程；
(b)电机利用经验值启动发动机，发动机运行在800rpm附近，每100ms通过PC机向标定控制器发送请求命令以获取标定结果；
(c)当标定控制器完成标定过程，PC机收到标定成功的应答消息，通过诊断命令读取需要标定的标定量；
(d)PC机判断标定量是否超出允许的范围；
(e)如果超出范围，PC机需发出提示信息；
(f)如果标定量符合要求，PC机通过诊断命令将标定量写入与动力总成对应的控制器中；
(g)关闭发动机，断开高压供电电源，将Alignment标定值输入给对应的控制器。
步骤(4)测试步骤如下：
(a)利用电机启动发动机，监测在发动机从0到怠速起动时间T1；
(b)如果T1＞400ms，则电机的启动时间过长，停止台架运行，检查电机的装配和电机位置传感器的标定值是否正确；
(c)如果T1＜400ms，则电机正常启动，继续进行后续测试。
后续测试包括如下步骤：
(a)启动后使电机系统处于正向额定转矩状态后将转矩切换至-Tp，稳定运行1min后再将转矩切换至-TN，进行电机的峰值发电和额定发电能力测试；
(b)-TN状态运行3min后完成整个循环测试，至此完成了一个测试循环，历时5min。
与目前现有技术相比，本发明对电机位置传感器的标定，并且把标定值与电机的条形码一一对应，方便了以后的维修；电机的可靠性测试，验证了电机的各种性能；两者可以在同一个台架上测试，节约了程序；提出了可靠性测试的工况，验证电机的起停、辅助驱动和发电能力。
附图说明
图1为电机位置传感器标定系统框图
图2为电机可靠性测试工况示意图
附图标记：
1-发动机
2-电机
3-变速箱
4-发动机管理系统
5-过零点检测设备
6-150V 60A电源柜
7-标定控制器
8-PC机，条形码打印和保存装置
9-三相接线盒
10-安全保护开关
11-CAN线
nN-电机的额定转速
np-电机的最高工作转速
TN-电机的额定转矩
Tp-电机的峰值转矩
A-转矩转速
B-起动转矩能力
C-发电能力
T-时间
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
首先对电机位置传感器进行标定，此时的装置装配好的动力总成放在发动机热试的小车上，发动机和电机两套冷却系统装配完毕，此时利用电机的标定控制器启动发动机，发动机启动后，ISG电机退出到空闲模式即idle模式，当发动机转速稳定在800rpm左右时，MCU(电机控制器)进入标定模式Alignmentmode，此时通过零点检测装置及MCU中的算法实现位置传感器的Alignment标定，并将标定量通过CAN输出到PC机。在混合动力控制器HCU装在整车之前，把对应的电机位置传感器的标定值刷进混合动力控制器HCU，控制电机正常工作。同时在PC机系统中，保存电机零件的条形码和电机Alignment值一一对应的关系，以便于以后的维修。
ISG电机能顺利启动后，利用ISG电机启动发动机，按照图2所示工况对电机的工作情况进行测试，
1.在400ms内保证ISG电机启动发动机
2.电机发电能力的测试
采用此种工况，降低电机的故障率、使电机在混合动力车上的安全可靠运行得到保证。
本实施例中，ISG电机装配到发动机后，进行飞轮、离合器变速箱的装配，同时要保证原起动机装配，整个动力总成装配完毕后，进入电机可靠性测试试验间，做电机位置传感器的标定。如图1为本发明的一个实施例中位置传感器标定系统连接图，发动机1与电机2和变速箱3连接，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒9与标定控制器7连接，标定控制器7通过直流电源柜6供电、通过CAN线与PC机8通讯，PC机8通过通讯线对电源柜6进行控制，电源柜6同时能通过安全回路及安全微控开关10控制。
系统按照连接图安装完成后，标定控制器7上低压12V电后，通过PC机8控制高压供电电源上电。标定控制器7发送诊断命令启动标定过程，电机利用经验值启动发动机；发动机运行在800rpm附近；每100ms通过PC机8向标定控制器7发送请求命令以获取标定结果。当标定控制器7完成标定过程后，PC机8会收到标定成功的应答消息，此时可以通过诊断命令读取需要标定的标定量；PC机8需判断标定量是否超出允许的范围，如果超出范围，PC机8需发出提示信息；当标定量符合要求时，PC机8通过诊断命令将标定量写入与此动力总成对应的控制器中。关闭发动机，断开高压供电电源。把Alignment值输入给对应的控制器。
进行完电机位置传感器的标定后，此时需要把标定控制器换成与动力总成相对应的控制器，进行电机的可靠性测试。
循环开始时，首先利用电机启动发动机，监测在发动机从0到怠速起动时间T1，如果T1＞400ms，说明电机的启动时间过长，此时需要停止台架运行，检查电机的装配和电机位置传感器的标定值是否正确；如果T1＜400ms，说明电机正常启动，则继续进行下面的循环试验。启动后使电机系统处于正向额定转矩状态后将转矩切换至-Tp，稳定运行1min后再将转矩切换至-TN，此过程主要是进行电机的峰值发电和额定发电能力测试，-TN状态运行3min后完成整个循环测试，至此完成了一个循环，历时5min。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1、一种混合动力电机的测试系统，其特征在于，具有一标定控制器(7)，其对电机位置传感器进行标定。
2、如权利要求1所述的混合动力电机的测试系统，其特征在于，还包括直流电源柜(6)，PC机(8)，三相转接盒(9)，安全微控开关(10)，其中，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒(9)与标定控制器(7)连接，标定控制器(7)通过直流电源柜(6)供电、通过CAN线与PC机(8)通讯，PC机(8)通过通讯线对电源柜(6)进行控制，电源柜(6)同时能通过安全回路及安全微控开关(10)控制。
3、如权利要求1或2所述的混合动力电机的测试系统，其特征在于，发动机(1)与电机(2)和变速箱(3)连接，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒(9)与标定控制器(7)连接。
4、一种使用如权利要求1-3所述的系统进行测试的混合动力电机的测试方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)在生产线上装配发动机、电机、变速箱动力总成；
(2)将动力总成运往测试台架；
(3)进行电机位置传感器的标定工作；
(4)进行电机的可靠性试验。
5、如权利要求4所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，步骤(3)中采用一位置传感器标定系统中的标定控制器(7)对该电机位置传感器进行标定。
6、如权利要求5所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，进行完步骤(3)的电机位置传感器的标定后，将标定控制器(7)换为与动力总成对应的控制器，进行步骤(4)的电机的可靠性试验。
7、如权利要求5所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，所述传感器标定系统还包括直流电源柜(6)，PC机(8)，三相转接盒(9)，安全微控开关(10)，其中，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒(9)与标定控制器(7)连接，标定控制器(7)通过直流电源柜(6)供电、通过CAN线与PC机(8)通讯，PC机(8)通过通讯线对电源柜(6)进行控制，电源柜(6)同时能通过安全回路及安全微控开关(10)控制。
8、如权利要求7所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，发动机(1)与电机(2)和变速箱(3)连接，电机三相a、b、c通过电机三相转接盒(9)与标定控制器(7)连接。
9、如权利要求4-8中任一项所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，步骤(3)进一步包括如下步骤：
(a)装配发动机和电机两套冷却系统；
(b)利用电机的标定控制器启动发动机；
(c)发动机启动后，电机退出到空闲idle模式；
(d)当发动机转速稳定在800rpm左右时，电机控制器MCU进入标定Alignment模式；
(e)通过零点检测装置及电机控制器MCU中的算法实现位置传感器的Alignment标定，并将标定量通过CAN输出到PC机；
(f)在混合动力控制器HCU装在整车之前，将对应的电机位置传感器的标定值刷进HCU，控制电机正常工作，同时在PC机中，保存电机零件的条形码和电机Alignment标定值一一对应的关系。
10、如权利要求4-8中任一项所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括如下步骤：
(g)电机启动后，利用电机启动发动机；
(h)按照预设工况对电机的工作情况进行各种需要的测试。
11、如权利要求10所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，需要的测试包括：测试在400ms内电机启动发动机，和/或测试电机发电能力。
12、如权利要求4-8中任一项所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，所述电机为ISG电机。
13、如权利要求7或8所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，传感器标定系统标定步骤如下：
(i)标定控制器(7)上低压12V电，通过PC机(8)控制高压供电电源上电，标定控制器(7)发送诊断命令启动标定过程；
(j)电机利用经验值启动发动机，发动机运行在800rpm附近，每100ms通过PC机(8)向标定控制器(7)发送请求命令以获取标定结果；
(k)当标定控制器(7)完成标定过程，PC机(8)收到标定成功的应答消息，通过诊断命令读取需要标定的标定量；
(l)PC机(8)判断标定量是否超出允许的范围；
(m)如果超出范围，PC机(8)需发出提示信息；
(n)如果标定量符合要求，PC机(8)通过诊断命令将标定量写入与动力总成对应的控制器中；
(o)关闭发动机，断开高压供电电源，将Alignment标定值输入给对应的控制器。
14、如权利要求4-8中任一项所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，步骤(4)测试步骤如下：
(p)利用电机启动发动机，监测在发动机从0到怠速起动时间T1；
(q)如果T1＞400ms，则电机的启动时间过长，停止台架运行，检查电机的装配和电机位置传感器的标定值是否正确；
(r)如果T1＜400ms，则电机正常启动，继续进行后续测试。
15、如权利要求14所述的混合动力电机的测试方法，其特征在于，后续测试包括如下步骤：
(s)启动后使电机系统处于正向额定转矩状态后将转矩切换至-Tp，稳定运行1min后再将转矩切换至-TN，进行电机的峰值发电和额定发电能力测试；
(t)-TN状态运行3min后完成整个循环测试，至此完成了一个测试循环，历时5min。
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