CN104914844A

CN104914844A - 燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统

Info

Publication number: CN104914844A
Application number: CN201410086746.9A
Authority: CN
Inventors: 何默; 郭敬爱
Original assignee: Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd; Shanghai General Motors Co Ltd
Current assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: CN104914844B

Abstract

本发明属于空调压缩机（Air Conditioner Compressor，ACC）控制器的测试技术领域，其提供一种燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统。该测试系统上位机、与所述上位机模块数据通信的检测功能模块、集成在所述检测功能模块中的用于模拟所述空调压缩机系统的模拟信号模块、用于与被测试的空调压缩机控制器耦接的第一接口以及用于与被测试的空调压缩机系统耦接的第二接口，所述测试系统可操作地工作于离线测试模式和在线测试模式。该测试系统可以在ACC控制器装入整车之前对其进行离线测试，减少对整车调试的影响，并且有利于提高燃料电池汽车的空调系统的可靠性。

Description

燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统

技术领域

本发明属于空调压缩机（Air Conditioner Compressor，ACC）控制器的测试技术领域，涉及燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试，尤其涉及可操作地工作在离线测试模式和在线测试模式的空调压缩机控制器的测试系统。

背景技术

汽车的空调系统通常包括空调压缩机（ACC）系统以及控制该ACC系统的运行的空调压缩机（ACC）控制器，ACC系统中集成有传感器和执行器，当然也包括相应的空调压缩机（ACC）、鼓风机、风门等。

在燃料电池汽车（也即电动汽车）中，燃料电池（也称为动力电池）主要为汽车提供驱动力，并且，其空调压缩机的动力源不是来自传统的皮带轮带动，而是通过燃料电池直接驱动空调压缩机，因此其工作电压较高，例如工作电压可达到285伏以上。

燃料电池汽车的空调压缩机控制器是一个复杂的模块，其软件和硬件的性能将直接影响空调压缩机运行的稳定性和可靠性。因此，需要对ACC控制器进行测试以保证空调系统运行的稳定性和可靠性。

通常地，ACC控制器作为一个独立模块装在燃料电池汽车的前仓中。当乘客在车内开启空调制冷开关后，ACC控制器开始控制压缩机运行。具体地，ACC控制器先发送启动信号给ACC系统的ACC执行器，ACC执行器收到信号后反馈启动成功/失败信号给ACC控制器；若启动成功，根据乘客选择的空调档位，ACC控制器输出相应的目标转速控制信号给ACC；若启动失败，根据ACC控制器反馈的故障码，人工解析出故障原因后再进行排查。由于ACC工作时采用高电压供电（燃料电池供电），导致其工作电流较大，并且整个燃料电池系统输出的电压很高，容易对ACC造成启动冲击，因此这种情况下，往往容易造成ACC控制器在ACC系统的启动过程中发生断路，从而导致空调系统的失效。

图1所示为现有技术的ACC控制器的测试系统结构示意图。如图1所示，该测试系统主要地包括工控机11、CAN分析仪12和示波器13，其中工控机11是CAN分析仪12的上位机。车身控制模块（BCM）99将控制信息通过低速CAN总线将控制信息发送到ACC控制器91，并且该控制信息被CAN分析仪12截取后传递至工控机11的相应接口；工控机11对控制信息进行解析，可以判断ACC控制器91所接收的控制信息；同时，通过示波器13监视ACC控制器91和ACC系统92的ACC之间的模拟信号；结合示波器13的显示以及工控机11的解析结果，可以判断出ACC工作的响应是否正常。

因此，现有技术的测试系统在对ACC控制器的故障进行检测时，必须结合ACC系统一起进行在线测试，因此，现有的测试系统并不能在ACC控制器装入整车前预先对ACC控制器进行离线式的综合性能测试。并且，在在线测试判断出ACC控制器的发生故障后，通常需要拆下ACC控制器进行离线调试分析，影响整车的验证过程。

发明内容

本发明的目的在于，实现在ACC控制器装入整车之前对其进行离线测试，并在ACC控制装入整车后能够在整车调试中对ACC控制器进行整车调试。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统，所述空调压缩机控制器用于控制燃料电池汽车的空调压缩机系统，所述空调压缩机系统由燃料电池驱动；所述测试系统包括：

上位机；

与所述上位机模块数据通信的检测功能模块；

集成在所述检测功能模块中的用于模拟所述空调压缩机系统的模拟信号模块；

第一接口，其用于与被测试的空调压缩机控制器耦接；以及

第二接口，其用于与被测试的空调压缩机系统耦接；

其中，所述测试系统可操作地工作于离线测试模式和在线测试模式;

在所述离线测试模式时，所述空调压缩机控制器通过所述第一接口与所述测试系统耦接，所述上位机激活所述模拟信号模块工作，并且所述检测功能模块检测所述空调压缩机控制器与所述模拟信号模块之间的第一通信信息、并检测所述模拟信号模块的第一状态信息，被检测的所述第一通信信息和第一状态信息被上送至所述上位机，所述上位机基于所述第一通信信息和第一状态信息进行分析诊断以至少获取所述空调压缩机控制器的性能和/或故障信息；

在所述在线测试模式时，所述空调压缩机控制器和空调压缩机系统分别通过所述第一接口和第二接口与所述测试系统耦接，所述上位机停止所述模拟信号模块工作，并且所述检测功能模块检测所述空调压缩机控制器与所述空调压缩机系统之间的第二通信信息、并检测所述空调压缩机系统的第二状态信息，被检测的所述第二通信信息和第二状态信息被上送至所述上位机，所述上位机基于所述第二通信信息和第二状态信息进行分析诊断以至少获取所述空调压缩机控制器的性能和/或故障信息。

按照本发明一实施例的测试系统，其中，所述模拟信号模块包括：

执行器模拟子模块，其用于模拟空调压缩机系统的压缩机的启动、正常工作、停机以及间歇性保护工作的状况；和

传感器模拟子模块，其用于模拟生成空调压缩机系统的实际工况中的温度、压力和电流信号。

优选地，所述上位机上对应设置有模式选择模块，其用于选择设置离线测试模式或在线测试模式。

优选地，在所述离线测试模式或在线测试模式下，可操作地工作于自动工作模式或手动工作模式。

按照本发明又一实施例的测试系统，其中，所述检测功能模块与所述上位机之间设置有USB-CAN转换模块，所述上位机通过USB信号线与所述USB-CAN转换模块耦接，所述检测功能模块通过CAN总线与所述USB-CAN转换模块耦接。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述第一接口通过CAN总线与所述USB-CAN转换模块耦接。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述第一接口和第二接口分别通过CAN总线与所述检测功能模块耦接。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述第一接口通过第一线束与所述空调压缩机控制器耦接，所述第二接口通过第二线束与所述空调压缩机系统耦接。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述上位机包括存储模块，其用于存储第一通信信息、第一状态信息和/或第二通信信息、第二状态信息。

按照本发明还一实施例的测试系统，其中，所述测试系统还可操作地工作于第三种测试模式，在所述第三种测试模式时，所述空调压缩机系统通过所述第二接口与所述测试系统耦接，所述模拟信号模块未被激活工作，并且所述检测功能模块监测所述空调压缩机系统的反馈信息并上送至所述上位机，所述上位机基于所述反馈信息进行分析诊断以至少获取所述空调压缩机系统的故障信息。

优选地，所述上位机预存有空调压缩机系统在正常工况下的响应参数信息，将所述反馈信息与所述响应参数信息进行比较分析以判断所述空调压缩机系统是否存在故障。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述第一通信信息和第二通信信息包括由所述空调压缩机控制器发出的PWM控制信号；所述第一状态信息或第二状态信息包括空调压缩机状态、空调压缩机消耗功率、空调压缩机消耗电流和压缩机转速。

在之前所述任一实施例的测试系统中，具体地，所述上位机和所述检测功能模块集成在一工控机中。

本发明的技术效果是，可以在ACC控制器装入整车之前对其进行离线测试，并在ACC控制装入整车后能够在整车调试中对ACC控制器进行整车调试，因此，不但能够对ACC控制器进行完整地测试，而且减少对整车调试的影响，有利于提高燃料电池汽车的空调系统的可靠性。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是现有技术的ACC控制器的测试系统结构示意图。

图2是按照本发明一实施例的燃料电池汽车的ACC控制器的测试系统结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

图2所示为按照本发明一实施例的燃料电池汽车的ACC控制器的测试系统结构示意图。在该实施例中，测试系统所测试的对象即ACC控制器91并没有发生改变，其与ACC系统92可以组成汽车的空调系统，并且，ACC系统92由燃料电池汽车的燃料电池提供驱动力。

如图2所示，测试系统主要地包括上位机20、USB-CAN转换模块31、检测功能模块32、内部接口一33和内部接口二34，USB-CAN转换模块31、检测功能模块32、内部接口一33和内部接口二34组成模块30。在该实施例中，上位机20与模块30之间以USB数据线41进行数据通信，USB数据线41的一端连接上位机20的USB接口，另一端连接USB-CAN转换模块31。USB-CAN转换模块31通过模块30中的CAN网络的CAN总线42和45，分别与检测功能模块32、内部接口一33连接；USB-CAN转换模块31可以将上位机20传输过来的数据转换成适于CAN网络传输的数据，以继续传输至内部接口和检测功能模块32，内部接口或检测功能模块32传输至USB-CAN转换模块31的数据可以被转换成适于USB数据线传输的数据，用于其接收到的数据格式；内部接口一33和内部接口二34也分别通过线束46和47与检测功能模块32连接。

优选地，上位机20与模块30集成在一起，例如，它们可以以工控机的形式实现，因此结果紧凑、使用方便。该工控机可以外接线束43和44，线束43用于连接内部接口一33和ACC控制器91，线束44用于连接内部接口二34和ACC系统92。

在该实施例中，测试系统可以分别工作于离线测试模式和在线测试模式；具体地，在上位机的界面选择所需测试的ACC控制器91的型号和ACC系统92的型号，然后选择确定，则测试系统进入测试界面。根据所连接的测试硬件是否同时测试ACC控制器91和ACC系统92，测试系统可选择地工作在离线测试模式和在线测试模式。

对于离线测试模式，在ACC控制器91通过线束43连接至测试系统的内部接口一33时，其可以通过设置在上位机20的模式选择模块可以选择离线测试模式。此时，整车上的ACC系统92并不需要通过线束44接入到测试系统。具体地，离线测试过程还可以通过手动或自动工作模式完成，因此，上位机20的模式选择模块进一步可以选择设置是手动工作模式还是自动工作模式。根据上位机20的模式选择模块选择的是手动模式还是自动模式，系统进入不同的工作模式。

以进入自动工作模式为例，上位机20的信息通过模块30的USB数据线41传输到模块30的USB-CAN转换模块32，上位机20发出的控制信息在USB-CAN转换模块32中被转换成CAN格式的信息（例如将上位机20发送的应用层的配置信息转换层物理层的信息），然后转换后的CAN格式信息通过内部CAN总线42发送给检测功能模块32，并且该CAN格式信息通过内部CAN总线45发送至内部接口一33从而通过线束43中的外部CAN总线发送至待测试的ACC控制器91；ACC控制器91基于该信息做出相应的响应，该响应对应的信号，即执行信号，通过线束43中的执行信号线传递到内部接口一33，进一步传递到模块30中的检测功能模块32，具体地，该执行信号可以为用于控制ACC系统的PWM控制信号。

在该实施例中，检测功能模块32中集成了用于模拟所述空调压缩机系统的模拟信号模块，该模拟信号模块可以包括执行器模拟子模块321和传感器模拟子模块322，执行器模拟子模块321在接收到执行信号(PWM控制信号)后可以模拟空调压缩机系统的压缩机的启动、正常工作、停机以及间歇性保护工作的状况，传感器模拟子模块322在接收到执行信号(PWM控制信号)后可以模拟生成空调压缩机系统的实际工况中的温度、压力和过电流信号（过电流是指超过正常工作最大电流的短时间电流）。传感器模拟子模块322模拟生成的信号可以被反馈回至ACC控制器91，从而ACC控制器91结合该反馈的信号，例如增压器的表面温度信号、增压后的压力信号等，进一步来调节PWM控制信号的脉冲宽度等参数。检测功能模块检测32一方面检测执行器模拟子模块321和传感器模拟子模块322的状态信息，另一方面ACC控制器91与执行器模拟子模块321和传感器模拟子模块322的通信信息（例如，传感器模拟子模块322所模拟的实际传感器工作范围内的输出以及ACC控制器的相应），诸如以上所述的执行信号、传感器模拟子模块322模拟生成的信号、基于反馈信号被调节的执行信号。以上检测功能模块检测32获得的状态信息和通信信息可以进过USB-CAN转换模块32上送至上位机20中，并临时存储在上位机20的存储模块中。上位机基于其得到的通信信息和状态信息进行分析诊断以至少获取ACC控制器91的性能和/或故障信息，具体地，上位机20可以基于存储的状态信息和通信信息与之前获取在正常状态下获取的相应的实际状态信息和通信信息进行学习比较，从而可以检测出ACC控制器91的性能和故障信息。在测试系统测试出ACC控制器91的故障时，上位机20可以显示故障发生时间和故障代码，通过对该故障代码进行解析，可以具体地获知发生该故障的原因，实现故障诊断。

因此，上述离线测试功能的实现，使该ACC控制器的测试并不依赖于整车上的ACC系统，从而可以不影响整车调试过程，并且其测试容易单独完成，例如，在ACC控制器装入整车前通过对其进行上述离线测试，全面掌握每个ACC控制器的性能（例如进行耐久性测试），有利于提高燃料电池汽车的空调系统的可靠性。

对于在线测试模式， ACC控制器91通过线束43连接至测试系统的内部接口一33，并且整车上的ACC系统92通过线束44连接至测试系统的内部接口二34，其可以通过设置在上位机20的模式选择模块可以选择在线测试模式。优选地，上位机20的模式选择模块进一步可以选择设置是手动工作模式还是自动工作模式。根据上位机20的模式选择模块选择的是手动模式还是自动模式，系统进入不同的工作模式。

以进入自动工作模式为例，上位机20的信息通过模块30的USB数据线41传输到模块30的USB-CAN转换模块32，上位机20发出的控制信息在USB-CAN转换模块32中被转换成CAN格式的信息（例如将上位机20发送的应用层的配置信息转换层物理层的信息），然后转换后的CAN格式信息通过内部CAN总线42发送给检测功能模块32，并且该CAN格式信息通过内部CAN总线45发送至内部接口一33从而通过线束43中的外部CAN总线发送至待测试的ACC控制器91。ACC控制器91基于该信息做出相应的响应，该响应对应的信号，即执行信号，通过线束43中的执行信号线传递到内部接口一33，进一步传递到模块30中的检测功能模块32，具体地，该执行信号可以为用于控制ACC系统的PWM控制信号。此时，检测功能模块32中模拟信号模块（例如执行器模拟子模块321和传感器模拟子模块322）停止工作（即未被激活），执行器模拟子模块321在接收到该执行信号(PWM控制信号)后，将其简单处理后通过内部接口二34、线束44转发给ACC系统92，ACC系统92作相应的响应。并且检测功能模块32监测ACC系统92反馈回的信号，其包括ACC系统92的状态信息（例如，压缩机状态、ACC消耗功率、ACC消耗电流、压缩机转速等）、ACC系统92发送至ACC控制器的通信信息。因此，检测功能模块32可以方便地获取ACC控制器91与ACC系统92之间的通信信息以及检测到的ACC系统92的状态信息，以上检测功能模块检测32获得的状态信息和通信信息可以进过USB-CAN转换模块32上送至上位机20中，并临时存储在上位机20的存储模块中。上位机基于其得到的通信信息和状态信息进行分析诊断以至少获取ACC控制器91的性能和/或故障信息。

因此，该测试系统在必要时还能够结合在整车调试中进行在线测试，诊断某些ACC控制器在整车上工作后的状态。其中，在线测试和离线测试是两种不同模式；离线测试主要是用来初期参数设置调试，分析不明原因故障件的原因，有利于控制器内部电路优化提供数据。

优选地，在必要时，测试系统可选择地工作在除离线测试模式和在线测试模式之外的第三种测试模式，例如，在以上在线测试模式后，诊断出故障，但是不能确认是由于ACC系统92还是ACC控制器91导致故障，需要进一步对ACC系统92进行第三种测试模式的测试。在该测试模式中， ACC系统92通过线束44与测试系统的内部接口二34连接（ACC控制器91并不与内部接口一33连接），测试系统可以通过设置在上位机20的模式选择模块可以选择第三种测试模式，此时，内部接口一33的输入输出功能禁止，检测功能模块32的传感器模拟子模块322和执行器模拟子模块321停止工作，上位机20输出的控制信息通过模块30的USB数据线41传输到模块30的USB-CAN转换模块32，进而通过检测功能模块32发送至ACC系统92，检测功能模块32监测ACC系统所反馈的信息，该反馈的信息通过检测功能模块32上送至上位机20中，并临时存储在上位机20的存储模块中。将该反馈信息与上位机20预先存储的ACC系统92正常工况下的响应参数信息进行比较分析，判断ACC系统92是否存在故障。

需要理解的是，不论在哪种测试模式或工作模式下，上位机20还可以生成测试报告并保存和/或打印该测试报告。

将理解，当据称将部件“连接”或“耦合”到另一个部件时，它可以直接连接或耦合到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接耦合”或“直接连接”到另一个部件时，则不存在中间部件。而且，如本文使用的“连接”或“耦合”可以包括以无线方式连接或耦合。

以上例子主要说明了本发明的燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

1.一种燃料电池汽车的空调压缩机控制器的测试系统，所述空调压缩机控制器用于控制燃料电池汽车的空调压缩机系统，所述空调压缩机系统由燃料电池驱动；其特征在于，所述测试系统包括：

上位机；

与所述上位机模块数据通信的检测功能模块；

第一接口，其用于与被测试的空调压缩机控制器耦接；以及

第二接口，其用于与被测试的空调压缩机系统耦接；

其中，所述测试系统可操作地工作于离线测试模式和在线测试模式；

2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述模拟信号模块包括：

3.如权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述上位机上对应设置有模式选择模块，其用于选择设置离线测试模式或在线测试模式。

4.如权利要求2所述的测试系统，其特征在于，在所述离线测试模式或在线测试模式下，可操作地工作于自动工作模式或手动工作模式。

5.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述检测功能模块与所述上位机之间设置有USB-CAN转换模块，所述上位机通过USB信号线与所述USB-CAN转换模块耦接，所述检测功能模块通过CAN总线与所述USB-CAN转换模块耦接。

6.如权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述第一接口通过CAN总线与所述USB-CAN转换模块耦接。

7.如权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述第一接口和第二接口分别通过CAN总线与所述检测功能模块耦接。

8.如权利要求1或5或6或7所述的测试系统，其特征在于，所述第一接口通过第一线束与所述空调压缩机控制器耦接，所述第二接口通过第二线束与所述空调压缩机系统耦接。

9.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述上位机包括存储模块，其用于存储第一通信信息、第一状态信息和/或第二通信信息、第二状态信息。

10.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还可操作地工作于第三种测试模式，在所述第三种测试模式时，所述空调压缩机系统通过所述第二接口与所述测试系统耦接，所述模拟信号模块未被激活工作，并且所述检测功能模块监测所述空调压缩机系统的反馈信息并上送至所述上位机，所述上位机基于所述反馈信息进行分析诊断以至少获取所述空调压缩机系统的故障信息。

11.如权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述上位机预存有空调压缩机系统在正常工况下的响应参数信息，将所述反馈信息与所述响应参数信息进行比较分析以判断所述空调压缩机系统是否存在故障。

12.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述第一通信信息和第二通信信息包括由所述空调压缩机控制器发出的PWM控制信号；所述第一状态信息或第二状态信息包括空调压缩机状态、空调压缩机消耗功率、空调压缩机消耗电流和压缩机转速。

13.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述上位机和所述检测功能模块集成在一工控机中。