本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，電動汽車已經(jīng)逐漸進(jìn)入了家庭?，F(xiàn)有的電動汽車廠商需要對電動汽車的電傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試，以確保電傳動機(jī)構(gòu)工作正常?，F(xiàn)有的電動汽車的電傳動機(jī)構(gòu)都包括電機(jī)、電機(jī)控制器，變速器、變速器控制器。為了測試電傳動機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的測試系統(tǒng)都包括測功機(jī)、測功機(jī)控制器來模擬道路環(huán)境，還設(shè)有數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)來采集電傳動機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)。在工作時，先通過測功機(jī)控制器控制對測功機(jī)工作在轉(zhuǎn)速模式下，然后控制被測試的電傳動機(jī)構(gòu)的電機(jī)控制器、變速器控制器來控制電機(jī)、變速器工作，并實時通過數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)來接收電傳動機(jī)構(gòu)的工作參數(shù)。

但是現(xiàn)有的電傳動測試系統(tǒng)都只能進(jìn)行靜態(tài)測量，無法進(jìn)行實際行駛下的動態(tài)測試。由于在實際行駛時，車輛的負(fù)載會隨著車速變化，這樣導(dǎo)致靜態(tài)測試的測試結(jié)果的精度和實時性無法獲得保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中電傳動測試系統(tǒng)無法進(jìn)行動態(tài)測試導(dǎo)致測試結(jié)果的精度和實時性無法獲得保證的問題，本發(fā)明實施例要解決的技術(shù)問題是提出一種更為合理的電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)和方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提出了一種電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)，包括實時處理控制系統(tǒng)、測功機(jī)、測功機(jī)控制器，變速器、變速器控制器，電機(jī)、電機(jī)控制器，其中電機(jī)連接電機(jī)控制器、變速器連接變速器控制器、測功機(jī)連接測功機(jī)控制器；其中所述測功機(jī)的軸通過法蘭連接變速器的輸出軸，且電機(jī)的動力輸出軸通過法蘭連接變速器的輸入軸；且所述測功機(jī)與變速器之間設(shè)有非接觸式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，變速器與電機(jī)之間設(shè)有非接觸式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器；其中電機(jī)控制器、變速器控制器、測功機(jī)控制器都通過CAN總線連接實時處理控制系統(tǒng)，且轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、電流傳感器都通過數(shù)據(jù)采集板卡與PXI總線連接，進(jìn)而連接實時處理控制系統(tǒng)；

所述控制模塊包括：車速模擬單元、負(fù)載模擬單元、輸出控制單元；其中所述車速模擬單元用于根據(jù)測功機(jī)與變速器之間轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器與電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的值以及車輛模型確定車輛的實際速度；所述負(fù)載模擬單元用于根據(jù)車輛的實際速度和車輛模型確定車輛對應(yīng)的負(fù)載值；所述輸出控制單元用于根據(jù)車輛對應(yīng)的負(fù)載值控制所述測功機(jī)控制器控制測功機(jī)模擬負(fù)載；所述控制模塊通過CAN控制器及CAN總線連接測功機(jī)控制器、變速器控制器、電機(jī)控制器。

其中，所述測功機(jī)控制器連接測功機(jī)的電路上設(shè)有用于檢測測功機(jī)控制器輸出電流的電流檢測傳感器，且電機(jī)連接電機(jī)控制器的電路上設(shè)有用于檢測電機(jī)控制器輸出電流的電流檢測傳感器；其中所述兩個電流檢測傳感器都通過PXI總線連接實時處理控制系統(tǒng)。

其中，所述控制模塊還包括解耦單元，所述解耦單元用于根據(jù)測功機(jī)控制器和電機(jī)控制器的輸出電流進(jìn)行解耦。

其中，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括采集板卡、PXI總線，所述采集板卡連接兩個電流檢測傳感器、兩個轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，并通過PXI總線連接實時處理控制系統(tǒng)。

同時，本發(fā)明實施例還提出了一種電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試方法，包括：通過電機(jī)13的動力輸出軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、電機(jī)13連接電機(jī)控制器11的電路上設(shè)有用于檢測電機(jī)控制器11輸出電流的電流檢測傳感器12；

其中電機(jī)控制器11、變速器控制器8、測功機(jī)控制器4都通過CAN總線連接實時處理控制系統(tǒng)1，且轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器10、電流檢測傳感器3、電流檢測傳感器12都通過PXI總線連接實時處理控制系統(tǒng)1；

其中所述實時處理控制系統(tǒng)1包括控制模塊16，所述控制模塊根據(jù)預(yù)先采集的實時路況數(shù)據(jù)控制所述電機(jī)控制器11、變速器控制器8、測功機(jī)2工作；述控制模塊16包括：車速模擬單元、負(fù)載模擬單元、輸出控制單元；其中所述車速模擬單元用于根據(jù)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器10、電流檢測傳感器3、電流檢測傳感器12的值以及車輛模型確定車輛的實際速度；所述負(fù)載模擬單元用于根據(jù)車輛的實際速度和車輛模型確定車輛對應(yīng)的負(fù)載值；所述輸出控制單元用于根據(jù)車輛對應(yīng)的負(fù)載值控制所述測功機(jī)控制器4控制測功機(jī)2模擬負(fù)載。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述技術(shù)方案提出了一種電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)和方法，具有以下有益效果：

1、增加了實時處理控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)測功機(jī)、電機(jī)、變速器工作，減少各部分之間的干擾，提高測試精度；

2、采用了并行采集的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，減小了各數(shù)據(jù)之間的延時，提高系統(tǒng)實時性的能力；

3、設(shè)置兩條數(shù)據(jù)總線，PXI總線用于高速數(shù)據(jù)的采集與處理，相對低速的CAN總線用于各控制器的命令的傳遞，提高總線的使用效率，綜合降低成本；

4、由于具備動態(tài)的測試能力，該電傳動系統(tǒng)可以用于研究換擋過程中的動態(tài)過程研究，提高了臺架測試的應(yīng)用范圍，也提高臺架的可信度；

5、由于實時處理控制系統(tǒng)相對獨立，具有可獨立的開發(fā)空間，可針對特定的傳動系統(tǒng)，制定單獨的測試方案。增加了測試的靈活性，提高部件的測試精度，也降低測試開發(fā)的成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明實施例提出了一種電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)，包括實時處理控制系統(tǒng)1、測功機(jī)2、測功機(jī)控制器4，變速器9、變速器控制器8，電機(jī)13、電機(jī)控制器11，其中電機(jī)13連接電機(jī)控制器11、變速器9連接變速器控制器8、測功機(jī)2連接測功機(jī)控制器4；其中所述測功機(jī)2的軸通過法蘭連接變速器7的輸出軸，且電機(jī)13的動力輸出軸通過法蘭連接變速器7的輸入軸；且所述測功機(jī)2與變速器7之間設(shè)有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器10，變速器7與電機(jī)13之間設(shè)有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5；

其中電機(jī)控制器11、變速器控制器8、測功機(jī)控制器4都通過CAN總線連接實時處理控制系統(tǒng)1，且轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器10都通過PXI總線連接實時處理控制系統(tǒng)1；

所述控制模塊16包括：車速模擬單元、負(fù)載模擬單元、輸出控制單元；其中所述車速模擬單元用于根據(jù)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器10的值以及車輛模型確定車輛的實際速度；所述負(fù)載模擬單元用于根據(jù)車輛的實際速度和車輛模型確定車輛對應(yīng)的負(fù)載值；所述輸出控制單元用于根據(jù)車輛對應(yīng)的負(fù)載值控制所述測功機(jī)控制器4控制測功機(jī)2模擬負(fù)載；所述控制模塊16通過CAN控制器17及CAN總線連接測功機(jī)控制器4、變速器控制器8、電機(jī)控制器11。

其中，所述測功機(jī)控制器4連接測功機(jī)2的電路上設(shè)有用于檢測測功機(jī)控制器4輸出電流的電流檢測傳感器3，且電機(jī)13連接電機(jī)控制器11的電路上設(shè)有用于檢測電機(jī)控制器11輸出電流的電流檢測傳感器12；其中所述電流檢測傳感器3、電流檢測傳感器12都通過PXI總線連接實時處理控制系統(tǒng)1。

其中，所述控制模塊16還包括解耦單元，所述解耦單元用于根據(jù)測功機(jī)控制器4和電機(jī)控制器11的輸出電流進(jìn)行解耦。

同時，本發(fā)明實施例還提出了一種利用前述任一項的系統(tǒng)的電動車的電傳動機(jī)構(gòu)動態(tài)測試方法，包括：

根據(jù)測功機(jī)與變速器之間轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器與電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的值以及車輛模型確定車輛的實際速度；

根據(jù)車輛的實際速度和車輛模型確定車輛對應(yīng)的負(fù)載值；

根據(jù)車輛對應(yīng)的負(fù)載值控制所述測功機(jī)控制器控制測功機(jī)模擬負(fù)載。

其中，還包括：根據(jù)測功機(jī)控制器和電機(jī)控制器的輸出電流進(jìn)行解耦。

本發(fā)明實施例中的實時處理控制系統(tǒng)可以依據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測得的實時數(shù)據(jù)，計算汽車實時狀態(tài)，并依據(jù)解耦算法對電機(jī)系統(tǒng)、變速器系統(tǒng)和測功機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實時地協(xié)調(diào)控制，以滿足測試系統(tǒng)的實時性和加載精度的要求。其中，電機(jī)13的軸與變速器7的輸入軸，變速器7的輸出軸與測功機(jī)的軸之間都設(shè)置有非接觸式的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、10。軸與軸之間使用法蘭盤連接。電機(jī)13、測功機(jī)2、變速器7分別由電機(jī)控制器11、測功機(jī)控制器4、換擋電機(jī)控制器8控制，各控制器都具有通信功能，可通過CAN網(wǎng)與實時處理控制系統(tǒng)通信。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由傳感器、采集板卡15、通信線路組成；傳感器為布置在測試臺架上的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、10，以及測功機(jī)與電機(jī)控制器的輸出電流的電流檢測傳感器3、12；采集板卡15采用并行采集的方式，將傳感器傳來的模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量，通過PXI總線將測試系統(tǒng)的實時參數(shù)傳送至實時處理控制系統(tǒng)。其中控制模塊16可根據(jù)整車動力學(xué)模型計算車輛實時狀態(tài)，并生成控制指令通過CAN總線，協(xié)調(diào)電機(jī)13、變速器7、測功機(jī)2工作。電機(jī)控制器11和測功機(jī)控制器4具有足夠的控制精度和實時性要求，能夠依據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)上的控制指令，完成轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的控制要求。變速器控制器8可以依據(jù)指令，對變速器9進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制，實現(xiàn)檔位切換功能。其中轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、10具有足夠的采集精度，在一定采集頻率下，所有被測信號并行采集，消除信號之間不同步的誤差。電流檢測傳感器3、12收集測功機(jī)和電機(jī)的控制器的輸出電流，用于后續(xù)的整車模型計算整車的動力性能。實時處理控制系統(tǒng)具有實時處理和快速控制的功能；實時處理功能是依據(jù)高速的PXI總線，搭建一套實時系統(tǒng)。實時系統(tǒng)提供實時的計算能力和應(yīng)對能力，計算是依據(jù)整車動力學(xué)模型和實時工況要求，應(yīng)對策略是駕駛員模型和解耦算法。

如圖1所示的，在一次測量過程中，在控制模塊16中設(shè)定仿真工況，實時內(nèi)核16通過CAN控制器17向CAN網(wǎng)上發(fā)送指令，此時電機(jī)控制器11、測功機(jī)控制器4依據(jù)指令向電機(jī)13、測功機(jī)2加載并控制，當(dāng)需要換擋時，變速器控制器8會控制換擋電機(jī)9執(zhí)行換擋動作。隨著路況要求，汽車的車速會發(fā)生變化，車速的改變會使汽車的負(fù)載發(fā)生變化，為了模擬這個變化，實時內(nèi)核16中有整車動力學(xué)模型，可以測量到實際轉(zhuǎn)速為依據(jù)，計算實時車速，以計算得到的實際車速為輸入得到將對應(yīng)的實時負(fù)載，通過測功機(jī)將實時負(fù)載加載到傳動系統(tǒng)中。此時，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器5、10來記錄傳動系統(tǒng)的實時參數(shù)，用于傳動系統(tǒng)評測，同時也是測試系統(tǒng)的一個實時反饋，其配合電流檢測傳感器3、12用來反映控制系統(tǒng)的實時狀態(tài)。由于存有機(jī)械耦合，電機(jī)控制器11與測功機(jī)控制器4之間的控制存有互相干擾的現(xiàn)象，對其解耦十分必要，解耦算法也放在實時內(nèi)核中，解耦依據(jù)則為傳感器所反饋回來的數(shù)據(jù)。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。