WO2009129682A1 - 一种混合动力控制器的测试系统 - Google Patents

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林伟义
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奇瑞汽车股份有限公司
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/06—Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
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    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation

Definitions

  • the present invention relates to the field of automotive control devices, and in particular, to a test system for a hybrid controller.
  • hybrid power is: equipped with two types of drives (motors and engines) and consists of two energy sources (gasoline and electric energy storage devices), through brake braking energy recovery and control of the engine in the high efficiency / low emission zone
  • the form achieves high fuel economy and clean emissions.
  • the performance of the motor and hybrid controller will directly affect the power and fuel economy of the hybrid vehicle.
  • continuous detection of the logic and motor control functions of the motor controller is required to verify that the drive design meets the basic motor control requirements.
  • an object of the present invention is to provide a test system of a hybrid controller which can be used in a laboratory and which is cost-effective.
  • the invention provides a hybrid controller test system, comprising: a controller to be tested, a low power test bench, a signal conversion unit and a power supply system;
  • the low power test bench includes: a three-phase motor, a DC motor, and a position sensor;
  • the three-phase motor is used as a simulated motor to be tested as the controller to be tested;
  • the DC motor is used as a motor for the low power test rig load and power generation driving;
  • the position sensor is configured to detect the positions of the three-phase motor and the DC motor;
  • the signal conversion unit includes: a sensor signal detecting unit, a sine and cosine transform unit, And a signal output interface unit;
  • the sensor signal detecting unit is configured to detect a signal of the position sensor
  • the sine and cosine conversion unit for converting a signal of the position sensor into a signal required by the controller under test
  • the signal output interface unit is configured to send a signal required by the controller under test to the controller under test.
  • the DC motor, the three-phase motor and the position sensor are connected together by a coupling and mounted on a metal base plate;
  • the DC motor drives the three-phase motor to operate the controller under test in a power generation mode; the three-phase motor drives the DC motor to operate the controller under test in an electric mode.
  • the power system includes a high voltage and high current switchable low power power source required for driving the low power test bench, and a 12V power supply required for the low power test bench and the controller under test.
  • the shafts of the three-phase motor and the DC motor generate two position signals into the sine and cosine transform units by driving the position sensors, and the sine and cosine transform units generate sine and cosine signals of position sensors required by the controller under test.
  • the sine and cosine conversion unit stores two position signals input by the position sensor into the memory; the memory stores a data correspondence table, and converts the signal of the position sensor into the controller to be tested by looking up the table. The signal of the position sensor is input to the controller under test.
  • the low power test bench further comprises: an over temperature protection module, a power up delay module, a switch module, an emergency stop module, an open cover protection module and a motor wiring module.
  • the invention also provides a hybrid controller test method, comprising:
  • the position sensor detects a position signal of the three-phase motor and the DC motor
  • the method further includes: connecting the three-phase motor and the DC motor together by a coupling; the DC motor driving the three-phase motor to operate the controller under test in a power generation mode; or The three-phase motor drags the DC motor to operate the controller under test in an electric mode.
  • the method further comprises detecting a temperature of the DC motor and the three-phase motor, and turning off the high voltage power of the motor when the temperature exceeds a preset temperature.
  • the method further comprises detecting a rotational speed of the direct current motor and the three-phase motor, and turning off the high voltage power supply of the motor when the rotational speed exceeds a preset rotational speed.
  • the system is a low-power test system.
  • the current is appropriately increased to the corresponding current value, and the low-voltage method is used for measurement.
  • the test voltage performance is required, the corresponding control voltage is appropriately increased.
  • the voltage value is tested using a low current method. Test the controller using a high power motor gantry only after the logic, high voltage performance, and high current performance tests are completed. This saves more than 90% of the high-power bench test, which greatly saves costs and reduces the risk and development time in the development process.
  • FIG. 1 is a structural view of a first embodiment of a hybrid controller test system based on the present invention
  • FIG. 2 is a structural view of a second embodiment of a hybrid controller test system based on the present invention
  • FIG. 3 is a diagram of a low power test bench based on the present invention. Line schematic.
  • FIG. 1 there is shown a block diagram of a first embodiment of a hybrid controller test system of the present invention.
  • the invention provides a hybrid controller test system, comprising: a controller 101 to be tested, a small power test bench, a signal conversion unit and a power supply system.
  • the low power test bench includes a three phase motor 102, a DC motor 103, and a position sensor 104.
  • the three-phase motor 102 is used as a simulated motor to be tested as the controller 101 to be tested.
  • the DC motor 103 is used as a motor for the low power test bench load and power generation drive.
  • the position sensor 104 is configured to detect the positions of the three-phase motor 102 and the DC motor 103.
  • the signal conversion unit includes: a sensor signal detecting unit 105, a sine and cosine converting unit 106, and a signal output interface unit 107.
  • the sensor signal detecting unit 105 is configured to detect a signal of the position sensor 104.
  • the sine and cosine conversion unit 106 is configured to convert a signal of the position sensor 104 into a signal required by the controller 101 to be tested.
  • the signal output interface unit 107 is configured to send a signal required by the controller under test to the controller under test.
  • the low power test bench further includes: an over temperature protection module, a power up delay module, a switch module, an emergency stop module, an open cover protection module, and a motor wiring module.
  • An over-temperature protection switch is arranged inside the low-power test rig. When the temperature exceeds the calibrated value, the high-voltage and high-current can be switched to switch the power supply of the low-power power supply, and the controller under test is over-temperature-protected.
  • a power-on delay module is installed inside the low-power test rig to prevent erroneous operation due to voltage changes during power-on.
  • An enable switch module is set inside the low power test bench, and the enable of the low power test bench is controlled by experimental operation.
  • An emergency shutdown module is installed inside the low-power test bench, so that the operator can urgently cut off the high-voltage power supply and the control power supply when the sudden problem is found during the experiment to ensure the safety of the experiment.
  • An open cover protection module is arranged inside the low-power test bench.
  • the rotation of the stand can be stopped by the self-locking function to ensure the safety of the operator; Electrical connection between the three-phase motor and the DC motor.
  • the switch module includes a safety circuit composed of an external key switch, and when a problem occurs, the power of the DC motor and the three-phase motor is disconnected through the safety circuit, and the DC motor and the three-phase motor are The coil is shorted.
  • FIG. 2 there is shown a block diagram of a second embodiment of a hybrid controller test system based on the present invention.
  • the power system includes: High-voltage and high-current switchable low-power power supplies for low-power bench drives and 12V power supplies for low-power benches and controllers under test.
  • FIG. 3 the figure is a schematic diagram of the internal circuit of the low power test bench of the present invention.
  • the DC motor, three-phase motor and position sensor in the low-power test bench are connected together by a coupling and mounted on a metal base plate.
  • the DC motor operates the three-phase motor to operate the controller under test in the power generation mode.
  • the three-phase motor drags the DC motor to operate the controller under test in the electric mode.
  • the shaft of the motor generates two position signals into the sine and cosine conversion modules by driving the position sensor to generate the sine and cosine signals of the position sensor required by the controller under test.
  • the sine and cosine conversion module stores the input two signals into the memory, and the data corresponding table is stored in the memory, and the position sensor signal of the low power gantry is converted into the position sensor signal input required by any controller to be tested by looking up the table. Controller under test.
  • the conversion module can also be disabled to facilitate direct transmission of the position sensor signal to the controller under test.
  • the test system is a low power system.
  • the low-voltage low-current test method is used to test the motor control logic; when the current performance needs to be tested, the current is appropriately increased to the corresponding current value, and the low-voltage method is used. Measurement; When the voltage performance is required to be tested, the corresponding voltage value of the control voltage is appropriately increased, and the test is performed using a low current method; the high-power motor is used only after the logic, high-voltage performance, and high-current performance tests are completed. The gantry performs the test of the controller.
  • a safety circuit consisting of an external key switch can disconnect the power of the DC motor and the three-phase motor and short the coils of the two motors, so that in the case of problems with the high-voltage power supply in a short time Emergency braking of the motor system ensures the safety of the system.
  • the three-phase motor DC In order to detect the current measured by the three-phase motor DC, it is specially equipped with a DC current collector circuit and a current meter.
  • a temperature sensor is mounted on the mounting substrate and each motor. When the temperature detected by the temperature sensor exceeds a previously set temperature, the high voltage power supply is turned off.
  • an overspeed protection module which automatically turns off the power of the motor when the motor overspeeds, and realizes the brake control of the motor.
  • the main circuit of the motor will be turned off and the gantry will not work.
  • the system can be re-run after the cover of the low power gantry is closed.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

一种混合动力控制器的测试系统
本申请要求于 2008 年 4 月 25 日提交中国专利局、 申请号为 200810089283.6、 发明名称为 "一种混合动力控制器的测试系统"的中国专利申 请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及汽车控制装置技术领域， 特别涉及一种混合动力控制器的 测试系统。
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， 本发明的发明目的是提供一种混合动力控制器的测 试系统， 能够在实验室使用， 节省成本。
本发明提供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、 信号转换单元和电源系统；
所述小功率测试台架包括： 三相电机、 直流电机和位置传感器；
所述三相电机， 用于作为所述被测控制器的模拟被测电机；
所述直流电机， 用于作为所述小功率测试台架负载和发电驱动的电机； 所述位置传感器， 用于检测所述三相电机和直流电机的位置；
所述信号转换单元包括： 传感器信号检测单元、 正弦和余弦转换单元、 以 及信号输出接口单元；
所述传感器信号检测单元， 用于检测所述位置传感器的信号；
所述正弦和余弦转换单元，用于将所述位置传感器的信号转换为所述被测 控制器所需的信号；
所述信号输出接口单元，用于发送所述被测控制器所需的信号至所述被测 控制器。
优选地， 所述直流电机、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；
所述直流电机驱动所述三相电机， 使所述被测控制器工作在发电模式； 所述三相电机拖动所述直流电机， 使所述被测控制器工作在电动模式。 优选地，所述电源系统包括作为小功率测试台架驱动所需的高压和大电流 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电源。
优选地，所述三相电机和直流电机的转轴通过驱动位置传感器产生两个位 置信号进入正弦和余弦转换单元，所述正弦和余弦转换单元产生被测控制器需 要的位置传感器的正弦和余弦信号；所述正弦和余弦转换单元将由位置传感器 输入的两路位置信号存入存储器； 所述存储器中存有数据对应表格，通过查表 将所述位置传感器的信号转换成所述被测控制器需要的位置传感器的信号输 入所述被测控制器。
优选地， 所述小功率测试台架还包括： 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。
本发明还提供一种混合动力控制器测试方法， 包括：
位置传感器检测三相电机和直流电机的位置信号；
将所述位置信号转换为被测控制器需要的正弦或余弦信号；
将所述正弦或余弦信号发送至所述被测控制器。
优选地， 还包括： 通过连轴器将所述三相电机和直流电机连接在一起； 所述直流电机驱动所述三相电机，使所述被测控制器工作在发电模式；或， 所述三相电机拖动所述直流电机， 使所述被测控制器工作在电动模式。
优选地， 当测试电流性能时， 提高电流到相应的电流值， 使用低电压的方 式进行测试； 当测试电压性能的时候，提高电压到相应的电压值，使用低电流的方式进 行测试。
优选地，还包括检测所述直流电机和所述三相电机的温度， 当所述温度超 过预先设定的温度时， 关闭所述电机的高压电源。
优选地，还包括检测所述直流电机和所述三相电机的转速， 当所述转速超 过预先设定的转速时， 关闭所述电机的高压电源。
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是基于本发明混合动力控制器测试系统第一实施例结构图； 图 2是基于本发明混合动力控制器测试系统第二实施例结构图； 图 3是基于本发明小功率测试台架内部线路原理图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图 1 , 该图为本发明混合动力控制器测试系统第一实施例结构图。 本发明提供一种混合动力控制器测试系统， 包括： 被测控制器 101、 小功 率测试台架、 信号转换单元和电源系统。
所述小功率测试台架包括：三相电机 102、直流电机 103和位置传感器 104。 所述三相电机 102, 用于作为所述被测控制器 101的模拟被测电机。
所述直流电机 103 , 用于作为所述小功率测试台架负载和发电驱动的电机。 所述位置传感器 104 , 用于检测所述三相电机 102和直流电机 103的位置。 所述信号转换单元包括： 传感器信号检测单元 105、 正弦和余弦转换单元 106、 以及信号输出接口单元 107。
所述传感器信号检测单元 105 , 用于检测所述位置传感器 104的信号。 所述正弦和余弦转换单元 106, 用于将所述位置传感器 104的信号转换为 所述被测控制器 101所需的信号。
所述信号输出接口单元 107 , 用于发送所述被测控制器所需的信号至所述 被测控制器。
所述小功率测试台架还包括： 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。
在小功率测试台架内部设置过温保护开关，当温度超过所标定的值时停止 高压和大电流可切换小功率电源的供电， 对所述被测控制器进行过温保护。
在小功率测试台架内部设置上电延迟模块，防止在上电过程中由于电压变 化带来的误操作。
在小功率测试台架内部设置使能开关模块，小功率测试台架的使能由实验 操作着进行控制。
在小功率测试台架内部设置紧急停机模块，使操作者在实验过程中发现突 发问题时能紧急对高压电源和控制电源进行切断从而保证实验的安全性。
在小功率测试台架内部设置开盖保护模块，当操作者打开小功率测试台架 的外盖时， 能通过自锁功能停止台架的旋转， 以保证操作者的安全； 为控制器 内部设置三相电机和直流电机的电气连接。
所述开关模块包括由外部钥匙开关组成安全回路， 当出现问题时， 通过所 述安全回路将所述直流电机和三相电机的电源断开，且将所述直流电机和所述 三相电机的线圈短接。
参见图 2 , 该图为基于本发明混合动力控制器测试系统第二实施例结构 图。
电源系统包括： 作为小功率台架驱动所需的高压和大电流可切换小功率 电源和小功率台架及被测控制器所需的 12V电源。
参见图 3 , 该图为本发明小功率测试台架内部线路原理图。
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。
直流电机通过驱动三相电机从而使被测控制器工作在发电模式。 三相电机拖动直流电机从而使被测控制器工作在电动模式。 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弦和余弦转 换模块而产生被测控制器需要的位置传感器的正弦和余弦信号。 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， 这样能在高压电源出现问题 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。
为了检测三相电机直流侧的电压， 专门配备了直流电压釆集电路和电 压表。
为了检测三相电机直流测的电流， 专门配备了直流电流釆集电路和电 流表。
为了使本发明所述混合动力控制器的测试系统不因过温而损坏， 在安装 基板及各个电机处安装温度传感器。 当所述温度传感器检测的温度超过预 先设置的温度时， 关闭高压电源。
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 自动关断电机的电源， 实现对电机的刹车控制。
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。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的 限制。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明。 任何 熟悉本领域的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述 揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰 ,或修改 为等同变化的等效实施例。 因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本 发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰， 均仍属 于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

OP080959 WO 2009/129682 PCT/CN2008/073596 权 利 要 求
1、 一种混合动力控制器测试系统， 其特征在于， 包括： 被测控制器、 小 功率测试台架、 信号转换单元和电源系统；
所述小功率测试台架包括： 三相电机、 直流电机和位置传感器； 所述三相电机， 用于作为所述被测控制器的模拟被测电机；
所述直流电机， 用于作为所述小功率测试台架负载和发电驱动的电机； 所述位置传感器， 用于检测所述三相电机和直流电机的位置；
所述信号转换单元包括： 传感器信号检测单元、 正弦和余弦转换单元、 以 及信号输出接口单元；
所述传感器信号检测单元， 用于检测所述位置传感器的信号；
所述正弦和余弦转换单元，用于将所述位置传感器的信号转换为所述被测 控制器所需的信号；
所述信号输出接口单元，用于发送所述被测控制器所需的信号至所述被测 控制器。
2、 根据权利要求 1所述的测试系统， 其特征在于， 所述直流电机、 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；
所述直流电机驱动所述三相电机， 使所述被测控制器工作在发电模式； 所述三相电机拖动所述直流电机， 使所述被测控制器工作在电动模式。
3、 根据权利要求 1或 2所述的测试系统， 其特征在于， 所述电源系统包 括作为小功率测试台架驱动所需的高压和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电源。
4、 根据权利要求 1-3任一项所述的测试系统， 其特征在于， 所述三相电 机和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弦和余弦 转换单元，所述正弦和余弦转换单元产生被测控制器需要的位置传感器的正弦 和余弦信号；所述正弦和余弦转换单元将由位置传感器输入的两路位置信号存 入存储器； 所述存储器中存有数据对应表格，通过查表将所述位置传感器的信 号转换成所述被测控制器需要的位置传感器的信号输入所述被测控制器。
5、 根据权利要求 11所述的测试系统， 其特征在于， 所述小功率测试台架 还包括： 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 OP080959
WO 2009/129682 PCT/CN2008/073596 一 8—
模块和电机接线模块。
6、 一种混合动力控制器测试方法， 其特征在于， 包括：
位置传感器检测三相电机和直流电机的位置信号；
将所述位置信号转换为被测控制器需要的正弦或余弦信号；
将所述正弦或余弦信号发送至所述被测控制器。
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 还包括： 通过连轴器将所 述三相电机和直流电机连接在一起；
所述直流电机驱动所述三相电机，使所述被测控制器工作在发电模式；或， 所述三相电机拖动所述直流电机， 使所述被测控制器工作在电动模式。
8、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于： 当测试电流性能时， 提高 电流到相应的电流值， 使用低电压的方式进行测试；
当测试电压性能的时候，提高电压到相应的电压值，使用低电流的方式进 行测试。
9、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 还包括检测所述直流电机 和所述三相电机的温度， 当所述温度超过预先设定的温度时， 关闭所述电机的 高压电源。
10、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 还包括检测所述直流电机 和所述三相电机的转速， 当所述转速超过预先设定的转速时， 关闭所述电机的 高压电源。
PCT/CN2008/073596 2008-04-25 2008-12-19 一种混合动力控制器的测试系统 WO2009129682A1 (zh)

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