專利名稱：新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備及測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新能源汽車領域，尤其涉及新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備及測試方法。
背景技術：
新能源汽車被廣泛認為是解決汽車尾氣污染和石油能源短缺等問題的主要途徑之一，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，電機及其控制器成為在很多場合輔助發(fā)動機或代替發(fā)動機提供扭矩，是新能源車輛的核心部件，尤其是其控制器，決定了電機輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速，傳感器精度，噪聲，控制算法的精確度，魯棒性能都對電機的性能產(chǎn)生很大的影響，進而影響裝備車輛的性能。另外新能源汽車的安全性也一直備受人們關注，需要電機控制器能夠及時的探測到相應的故障，如電池過壓，電池欠壓，逆變器功率器件過溫，控制器 板卡過溫等，又或者是線束和電路故障，如短路，開路，虛接等，同時電機控制器能夠及時的處理這些故障以保障新能源車輛整車和駕駛員的安全，因此，對電機控制器在裝車之前，對其進行功能測試和故障測試都是非常有必要的。目前對新能源汽車的電機控制器測試系統(tǒng)主要是電機測試臺架，通過CAN總線給電機控制器發(fā)送扭矩或者轉(zhuǎn)速請求，電機控制器按照請求進行閉環(huán)控制并發(fā)送控制信號給真實電機，真實電機外接測功機作為負載，這種測試設備價格昂貴，占地面積大，并且這種測試設備不具備故障測試的能力，很難對故障進行模擬，同時當發(fā)生故障時，如果軟件處理不成熟有可能損壞電機和測試機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備及測試方法，以克服目前現(xiàn)有技術存在的設備價格昂貴，占地面積大，并且這種測試設備不具備故障測試的能力，很難對故障進行模擬，同時當發(fā)生故障時，如果軟件處理不成熟有可能損壞電機和測試機的不足。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)
一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備，包括測試上位機界面、LABCAR系統(tǒng)和電機控制器，所述LABCAR系統(tǒng)包括程控電源、實時仿真計算機、電阻信號仿真板卡、高速電機仿真板卡、總線信號仿真板卡和故障仿真板卡；所述測試上位機界面通過網(wǎng)線連接LABCAR系統(tǒng)，所述LABCAR系統(tǒng)通過CAN總線、PWM信號和傳感器信號與電機控制器通訊連接。一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試方法，該方法包括
測試人員通過測試上位機界面進行電機控制器的正常功能測試和故障測試，測試上位機界面通過網(wǎng)線將測試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)，LABCAR系統(tǒng)根據(jù)測試人員的指令發(fā)送電機控制器需要的電氣信號，并采集回電機控制器發(fā)出的電氣控制指令進行閉環(huán)電機控制，同時反饋給測試上位機界面進行狀態(tài)和故障的查看。
優(yōu)選地，所述正常功能測試包括以下步驟
(1)將LABCAR系統(tǒng)和電機控制器正確連接，通過測試上位機界面使電機控制器低壓上電，低壓上電后，接通程控電源；
(2)進行扭矩控制測試，設定整車控制器控制目標扭矩的值，并通過CAN總線發(fā)送給電機控制器，然后設定不同的測功機的轉(zhuǎn)速，并讀取電機模型的輸出扭矩是否在指定時間內(nèi)達到目標的扭矩進行測試；
(3)進行轉(zhuǎn)速控制測試，設定整車控制器控制目標轉(zhuǎn)速的值，并通過CAN總線發(fā)送給電機控制器，然后設定不同的測功機的扭矩，并讀取電機模型的輸出轉(zhuǎn)速是否在指定時間內(nèi)達到目標的轉(zhuǎn)速進行測試。優(yōu)選地，所述故障測試包括以下步驟· (1)LABCAR系統(tǒng)和電機控制器正確連接，通過界面使電機控制器低壓上電，低壓上電后，接通程控電源接通；
(2)進行系統(tǒng)故障測試，將模型正確計算結(jié)果屏蔽，使用測試人員輸入值作為傳感器的原始信號，讀取電機控制器的故障碼，并查看電機的工作狀態(tài)，即故障處理模式是否按設計要求進行；
(3)進行電路控制測試，通過設定與電機控制器某個被測管腳相連接的故障仿真板卡的故障內(nèi)容，讀取電機控制器發(fā)出的故障碼是否與之對應，并查看電機的工作狀態(tài)，即故障處理模式是否按設計要求進行。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明不僅可以對電機控制器進行特定工況功能測試，而且可以對整個電機系統(tǒng)的故障進行模擬，進而測試在故障發(fā)生情況下，電機控制器是否能夠識別故障的發(fā)生，并做出恰當?shù)墓收咸幚怼?br>

下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明實施例所述的新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備的結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明實施例所述的新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備的LABCAR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明實施例所述的新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備的LABCAR系統(tǒng)的實時仿真計算機的使用狀態(tài)參考圖。圖中
I、測試上位機界面；2、LABCAR系統(tǒng)；3、電機控制器；4、程控電源；5、實時仿真計算機；6、電阻信號仿真板卡；7、高速電機仿真板卡；8、總線信號仿真板卡；9、故障仿真板卡。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明實施例所述的一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備，包括測試上位機界面ULABCAR系統(tǒng)2和電機控制器3，所述LABCAR系統(tǒng)2包括程控電源4、實時仿真計算機5、電阻信號仿真板卡6、高速電機仿真板卡7、總線信號仿真板卡8和故障仿真板卡9 ;所述測試上位機界面I通過網(wǎng)線連接LABCAR系統(tǒng)2，所述LABCAR系統(tǒng)2通過CAN總線、PWM信號和傳感器信號與電機控制器3通訊連接。一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試方法，該方法包括測試人員通過測試上位機界面I進行電機控制器3的正常功能測試和故障測試，測試上位機界面I通過網(wǎng)線將測試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)2，LABCAR系統(tǒng)2根據(jù)測試人員的指令發(fā)送電機控制器3需要的電氣信號，并采集回電機控制器3發(fā)出的電氣控制指令進行閉環(huán)電機控制，同時反饋給測試上位機界面I進行狀態(tài)和故障的查看。如圖2-3所示，所述LABCAR系統(tǒng)2是包括控制信號PWM采集模塊，仿真模塊，傳感器信號模擬模塊，故障模擬模塊和一個CAN總線信號收發(fā)模塊。用該系統(tǒng)給電機控制器3提供一個電氣環(huán)境來模擬真實臺架為功能測試提供條件，同時具備故障的模擬能力。所述控制信號PWM采集模塊主要是用來采集電機控制器3輸出的對電機的控制信號，該信號通常脈沖寬度調(diào)制信號，也叫PWM信號，控制信號PWM采集模塊在LABCAR系統(tǒng)2中采用ES5340高速電機仿真板卡7的數(shù)字量采集通道實現(xiàn)。 所述仿真模塊主要是通過數(shù)學物理公式計算獲得當前控制下的電機運行的狀態(tài)，仿真模型包括逆變器模型，電機模型和測功機模型，表現(xiàn)為Simulink模型，運行在LABCAR系統(tǒng)2中的RTPC中，即實時仿真計算機5，用來運行仿真模型，并驅(qū)動其他電氣板卡工作。所述傳感器信號模擬模塊主要是用來模擬電機控制器3的傳感器電信號，信號源為上述仿真模型的計算結(jié)果，包括電機的位置，電機的相電流，電機的線電流，逆變器的溫度，電機的溫度，動力電池電壓；所述位置傳感器為旋轉(zhuǎn)變壓器，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES5340高速電機仿真板卡7的模擬量輸出通道實現(xiàn)；所述電機的電流傳感器為霍爾電流傳感器，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES5340高速電機仿真板卡7的模擬量輸出通道實現(xiàn)；所述溫度傳感器為熱敏電阻，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES1385的電阻信號仿真板卡6實現(xiàn)；所述動力電池電壓，由于是高壓系統(tǒng)，采用程控電源4與電機控制器3該采集端口連接實現(xiàn)，用于給系統(tǒng)提供電源。所述故障仿真模塊主要是用來模擬電機控制器3的常見故障，包括信號的開路，短路及虛接的模擬，所述故障仿真模塊，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES4440的故障仿真板卡9實現(xiàn)。所述CAN總線收發(fā)模塊是集成在LABCAR系統(tǒng)2中的總線信號仿真板卡8，可以通過該硬件實現(xiàn)整車控制器的CAN發(fā)送信息的模擬，給電機控制器3發(fā)送真實的目標扭矩和目標轉(zhuǎn)速CAN信號，使電機控制器3的運行模式與真車相似。 本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備，包括測試上位機界面(I)、LABCAR系統(tǒng)(2 )和電機控制器(3 )，其特征在于所述LABCAR系統(tǒng)(2 )包括程控電源(4)、實時仿真計算機(5 )、電阻信號仿真板卡(6 )、高速電機仿真板卡(7 )、總線信號仿真板卡(8 )和故障仿真板卡(9);所述測試上位機界面(I)通過網(wǎng)線連接LABCAR系統(tǒng)(2)，所述LABCAR系統(tǒng)(2)通過CAN總線、PWM信號和傳感器信號與電機控制器(3)通訊連接。
2.一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試方法，其特征在于，包括以下步驟 測試人員通過測試上位機界面(I)進行電機控制器(3)的正常功能測試和故障測試，測試上位機界面(I)通過網(wǎng)線將測試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)(2) ；LABCAR系統(tǒng)(2)根據(jù)測試人員的指令發(fā)送電機控制器(3)需要的電氣信號，并采集回電機控制器(3)發(fā)出的電氣控制指令進行閉環(huán)電機控制，同時反饋給測試上位機界面(I)進行狀態(tài)和故障的查看。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新能源車輛電機控制器硬件在回路測試方法，其特征在于，所述正常功能測試包括以下步驟 (1)將LABCAR系統(tǒng)(2)和電機控制器(3)正確連接，通過測試上位機界面使電機控制器(3)低壓上電，低壓上電后，接通程控電源(4)； (2)進行扭矩控制測試，設定整車控制器控制目標扭矩的值，并通過CAN總線發(fā)送給電機控制器(3)，然后設定不同的測功機的轉(zhuǎn)速，并讀取電機模型的輸出扭矩是否在指定時間內(nèi)達到目標的扭矩進行測試；以及 (3)進行轉(zhuǎn)速控制測試，設定整車控制器控制目標轉(zhuǎn)速的值，并通過CAN總線發(fā)送給電機控制器(3)，然后設定不同的測功機的扭矩，并讀取電機模型的輸出轉(zhuǎn)速是否在指定時間內(nèi)達到目標的轉(zhuǎn)速進行測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的新能源車輛電機控制器硬件在回路測試方法，其特征在于，所述故障測試包括以下步驟 (1)LABCAR系統(tǒng)(2)和電機控制器(3)正確連接，通過界面使電機控制器(3)低壓上電，低壓上電后，接通程控電源(4)； (2)進行系統(tǒng)故障測試，將模型正確計算結(jié)果屏蔽，使用測試人員輸入值作為傳感器的原始信號，讀取電機控制器(3)的故障碼，并查看電機的工作狀態(tài)，即故障處理模式是否按設計要求進行；以及 (3 )進行電路控制測試，通過設定與電機控制器(3 )某個被測管腳相連接的故障仿真板卡(9)的故障內(nèi)容，讀取電機控制器(3)發(fā)出的故障碼是否與之對應，并查看電機的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新能源車輛電機控制器硬件在回路測試設備及測試方法，設備包括測試上位機界面、LABCAR系統(tǒng)和電機控制器，方法包括測試人員通過測試上位機界面進行電機控制器的正常功能測試和故障測試，測試上位機界面通過網(wǎng)線將測試內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)，LABCAR系統(tǒng)根據(jù)測試人員的指令發(fā)送電機控制器需要的電氣信號，并采集回電機控制器發(fā)出的電氣控制指令進行閉環(huán)電機控制，同時反饋給測試上位機界面進行故障的查看。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明可對電機控制器進行特定工況功能測試，還可以對整個電機系統(tǒng)的故障進行模擬，進而測試在故障發(fā)生情況下，電機控制器是否能夠識別故障的發(fā)生，并做出恰當?shù)墓收咸幚怼?br> 文檔編號G05B23/02GK102902263SQ20121037097
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者姜丹娜, 崔海龍, 高史貴 申請人:北京智行鴻遠汽車技術有限公司