CN204790552U - 电动摩托车路况仿真检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动摩托车路况仿真检测系统，包括磁粉制动器、有刷直流电机、无刷直流电机、电动车控制器、路况信息采集系统以及路况仿真系统控制核心板；无刷直流电机由系统所检测的电动车控制器进行驱动；磁粉制动器和无刷直流电机同轴安置；有刷直流电机与无刷直流电机通过皮带连接；路况仿真系统控制核心板分别与有刷直流电机、无刷直流电机、路况信息采集系统以及磁粉制动器电路连接。本实用新型可行程度高，可达到于路检相同的测试效果；系统可以在同样的路况下反复的做检测，可以复现电动摩托车控制器故障；更好的解决制约电动摩托车发展的问题，并为电动摩托车制造提供一个好的测试手段和标准。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电气、计算机仿真技术领域，尤其是一种电动摩托车路况仿真检测系统。
背景技术
目前，电动摩托车实验检测系统的关键两个因素是无法完全替代实际路检和无法复现控制器故障。一方面，因为这样的检测系统对实际行驶过程的仿真程度不够，也就无法获得跟实际路检一样的工况，导致其检测结果可信度低，往往只能起到辅助检测的作用，还必须配合实际路测才能实现可靠的质量检测。另一方面，电动摩托车控制器的故障往往是在一些特定环境中出现的，有时候是及其个别的、带有偶然性的，因此故障难以复现，检测系统同实际路检仿真程度的差距是导致这个问题的主要因素。因此，电动摩托车实验检测系统通常是作为辅助检测手段和在出厂单项指标检测中使用，无法全面指导电动摩托车的研发、评测、生产、维修等各个阶段，对电动摩托车质量控制的作用比较小。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种电动摩托车路况仿真检测系统，能够更好的解决制约电动摩托车发展的问题，并为电动摩托车制造提供一个好的测试手段和标准。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动摩托车路况仿真检测系统，包括磁粉制动器、有刷直流电机、无刷直流电机、电动车控制器、路况信息采集系统以及路况仿真系统控制核心板；所述的无刷直流电机由系统所检测的电动车控制器进行驱动；所述的磁粉制动器和无刷直流电机同轴安置，利用磁粉制动器实现对无刷直流电机的加载；所述的有刷直流电机与无刷直流电机通过皮带连接，实现对无刷直流电机的拖动模拟滑行实验；所述的路况仿真系统控制核心板分别与有刷直流电机、无刷直流电机、路况信息采集系统以及磁粉制动器电路连接。
进一步的说，本实用新型所述的路况仿真系统控制核心板包括数字信号处理器以及光耦隔离电路；所述的数字信号处理器为主控芯片；数字信号处理器与光耦隔离电路电路连接。
再进一步的说，本实用新型所述的磁粉制动器连接有驱动电路；所述的驱动电路包括驱动芯片、MOSFET管以及数字信号处理器；所述的驱动芯片驱动MOSFET管工作；所述的数字信号处理的输出端通过光耦器件连接驱动芯片的输入端；驱动芯片的输出端输出+15V的驱动信号。
再进一步的说，本实用新型所述的路况仿真系统控制核心板用于无刷直流电机驱动的逆变电路为三相全桥式逆变器。
本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，一是由于进行的仿真都基于真实路况信息，其可行程度高，理论上可达到于路检相同的测试效果；二是系统检测是可重复性的，也就是说可以在同样的路况下反复的做检测，可以复现电动摩托车控制器故障；更好的解决制约电动摩托车发展的问题，并为电动摩托车制造提供一个好的测试手段和标准。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构原理框图；
图2是本实用新型仿真检测系统控制核心板框图；
图3(a)-(b)是本实用新型光电耦合信号隔离电路；
图4是本实用新型霍尔位置检测电路；
图5是本实用新型磁粉制动器驱动电路；
图6是本实用新型逆变器驱动电路；
图7是本实用新型核心板电源电路；
图8是本实用新型电流采样电路。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的一种电动摩托车路况仿真检测系统，由磁粉制动器、有刷直流电机、无刷直流电机和控制核心板四个部分组成。无刷直流电机就是电动摩托车所用的电机，由系统所检测的对象控制器进行驱动；磁粉制动器和无刷直流电机同轴安置，利用磁粉制动器实现对无刷直流电机的加载；有刷直流电机与无刷直流电机通过皮带连接，实现对无刷直流电机的拖动模拟滑行实验。控制器在整个运行过程中的电流信号、电机的转速等等都由控制核心板检测，然后核心板根据一定的控制算法将这些信号处理，得到输出信号，利用输出信号控制磁粉制动器和有刷直流电机工作，形成一个闭环系统。利用电动摩托车仿真检测系统模拟电动车不同工况下的运行状态，进行反复的自动检测，可以复现并记录电动车在实际路况中遇到的故障，为分析和解决电动车故障率提供了依据。
路况仿真检测系统控制核心是系统的控制部件，用来驱动实验台工作，实现对电动摩托车实际路况的实验室内仿真，以替代实车路检，整个控制核心是依赖于实际路况信息数据库来运行的，控制核心首先根据实验人员的命令从EEPROM中读取想要进行检测的路况数据，并将其暂存到RAM区中，这样才能满足系统运行时候数据读取的速度要求，然后再根据实验人员的指令进行仿真检测实验。本控制核心板是由TI公司生产的TMS320LF2407A型DSP(数字信号处理器)芯片为主控芯片的，用于采集输入信息，计算和输出各路控制信号，核心板总体框图如图2。
核心板的驱动信号由DSP芯片输出，该驱动信号只有+3.3V的幅值，为弱电信号，要对实验台工作部件进行强电控制就需要进行隔离，以免造成电磁干扰甚至造成击穿，本核心板选用4504型高速光耦和PC817光电耦合器件，可以实现信号隔离，防止电磁干扰，同时还可以起到电平转换的调理作用。实现DSP电压的+3.3V同外围器件+5.0V的互相转换，既保证外围电路的正常工作，又保护DSP安全工作不被烧毁，信号隔离和调理电路如图3所示。
无刷直流电动机的位置信号是其控制的主要反馈信息，只有明确转子的当前位置状态，根据电动机的导通机制，才能决定下一步的转子三相绕组的导通逻辑，而且可以根据其变化计算电机转速。检测电路如图4所示。
控制核心板对磁粉制动器的驱动采用如图5所示的BUCK斩波变形电路，采用75N75型MOSFET管作为DC/DC变换器的开关管，利用IR2103芯片驱动MOSFET管，DSP输出的PWM信号通过光耦器件后送入IR2103的输入端，在IR2103的输出端就可以获得占空比相同，幅值为+15V的MOSFET管驱动信号，调节DSP输出PWM信号的占空比大小就可以调节磁粉制动器的制动力矩。
控制核心板用于无刷直流电机驱动的逆变电路为三相全桥式逆变器，采用75N75型MOSFET管作为降压驱动DC-DC变换器的开关器件，如图6所示，功率开关管VF1，VF2，VF3，VF4，VF5，VF6分别与直流无刷电动机的A，B，C三相绕组相连，VF1，VF3，VF5作为三相全桥的上管，VF2，VF4，VF6作为三相全桥的下管。来自DSP的输出信号通过驱动电路驱动各功率开关管的导通与关断，使转子各相绕组按一定次序导通，转子相电流随转子位置的变化按一定的逻辑换相。必须保证在功率管完好无损的前提下能够实现无刷直流电机的顺利换向，尤其在霍尔信号有一定的干扰的情况下能无差错的驱动。
控制核心板有2种电源信号由蓄电池或电源+48V产生，一种是霍尔传感器的+5V工作电压，另一种是DSP的及其外围器件的+3.3V电压，它们均使用如图7所示的电源电路来转换+48V电压产生：
利用电流传感器获得的电流信号并不能直接接入DSP进行使用，因为一方面直接得到的电流信号包含有很多的干扰信号，需要经过一套电路进行滤波才能获得清晰可用的电流信号，另一方面为了保证DSP安全，电流信号在送到DSP以前必须经过电压区域的映射，即将采样电阻获得的0-5V电压线性映射到0-3.3V之间，控制核心板的电流信号调理电路如图8所示。
以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
Claims (4)
1.一种电动摩托车路况仿真检测系统，其特征在于：包括磁粉制动器、有刷直流电机、无刷直流电机、电动车控制器、路况信息采集系统以及路况仿真系统控制核心板；所述的无刷直流电机由系统所检测的电动车控制器进行驱动；所述的磁粉制动器和无刷直流电机同轴安置，利用磁粉制动器实现对无刷直流电机的加载；所述的有刷直流电机与无刷直流电机通过皮带连接，实现对无刷直流电机的拖动模拟滑行实验；所述的路况仿真系统控制核心板分别与有刷直流电机、无刷直流电机、路况信息采集系统以及磁粉制动器电路连接。
2.如权利要求1所述的电动摩托车路况仿真检测系统，其特征在于：所述的路况仿真系统控制核心板包括数字信号处理器以及光耦隔离电路；所述的数字信号处理器为主控芯片；数字信号处理器与光耦隔离电路电路连接。
3.如权利要求1所述的电动摩托车路况仿真检测系统，其特征在于：所述的磁粉制动器连接有驱动电路；所述的驱动电路包括驱动芯片、MOSFET管以及数字信号处理器；所述的驱动芯片驱动MOSFET管工作；所述的数字信号处理的输出端通过光耦器件连接驱动芯片的输入端；驱动芯片的输出端输出+15V的驱动信号。
4.如权利要求1所述的电动摩托车路况仿真检测系统，其特征在于：所述的路况仿真系统控制核心板用于无刷直流电机驱动的逆变电路为三相全桥式逆变器。
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