一種動力總成的測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動力總成的測試系統(tǒng)，屬于動力系統(tǒng)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。該測試系統(tǒng)至少包括測功機以及對應(yīng)控制測功機的第一控制模塊，并且還包括：上位機模塊，其被配置以基于狀態(tài)機架構(gòu)來定義不同工況以實現(xiàn)不同工況之間的連續(xù)切換，并且被配置以基于ASAM-MCD通訊協(xié)議實現(xiàn)與任意狀態(tài)的動力總成的控制器之間的通訊；以及擴展控制協(xié)議制定模塊，其用于制定上位機模塊與第一控制模塊之間的擴展控制協(xié)議；其中，基于擴展控制協(xié)議，被集成于上位機模塊中的第二控制模塊與第一控制模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，以實現(xiàn)基于第二控制模塊實現(xiàn)對測功機的控制。該測試系統(tǒng)兼容性和擴展性好，易于實現(xiàn)不同工況之間的連續(xù)切換，成本低，測試周期短。
【專利說明】-種動力總成的測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于動力系統(tǒng)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種動力總成的測試系統(tǒng)，尤其涉及一 種適用于不同工況連續(xù)切換試驗的動力總成的測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在動力系統(tǒng)的研發(fā)前期，通常需要對動力總成(尤其是電驅(qū)動變速箱（EDU))進行 各種試驗，W掌握動力系統(tǒng)的性能情況。因此，高性能的測試系統(tǒng)是該領(lǐng)域所需，特別是在 新能源汽車試驗領(lǐng)域。
[0003] W電驅(qū)動變速箱（EDU)為例，當(dāng)前，高性能的電驅(qū)動變速箱的測試系統(tǒng)成本高(可 達(dá)上千萬人民幣）、建設(shè)周期長，因此，許多汽車廠家會選擇與國內(nèi)測試系統(tǒng)供應(yīng)商合作，搭 建各自的相應(yīng)的測試系統(tǒng)，W降低成本并縮短建設(shè)周期。但是，眾多的測試系統(tǒng)都是基于各 自的軟件架構(gòu)，只能完成一些通用的試驗和手動試驗，對于需要不同工況連續(xù)切換的試驗， 系統(tǒng)開放性和軟件兼容性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不但完成困難，而且測試時間長。該將制約了新能源汽 車的研發(fā)周期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于，提高動力總成的測試系統(tǒng)的系統(tǒng)開放性。
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于，提高動力總成的測試系統(tǒng)的兼容性。
[0006] 本發(fā)明的還一目的在于，縮短動力總成的測試時間。
[0007] 為實現(xiàn)W上目的或者其他目的，本發(fā)明提供一種動力總成的測試系統(tǒng)（10)，所述 測試系統(tǒng)（10)至少包括測功機（13、141、142) W及對應(yīng)控制所述測功機的第一控制模塊 (15)，并且還包括： 上位機模塊（100)，其被配置W基于狀態(tài)機架構(gòu)來定義不同工況W實現(xiàn)不同工況之間 的連續(xù)切換，并且被配置W基于ASAM-MCD通訊協(xié)議實現(xiàn)與任意狀態(tài)的所述動力總成的控 制器（910)之間的通訊；W及 擴展控制協(xié)議制定模塊，其用于制定所述上位機模塊（100)與所述第一控制模塊（15) 之間的對外擴展控制協(xié)議； 其中，基于所述擴展控制協(xié)議，被集成于所述上位機模塊（100)中的任何不同于第一控 制模塊（15)的第二控制模塊與所述第一控制模塊一起實現(xiàn)對外擴展通訊，W實現(xiàn)基于所述 第二控制模塊實現(xiàn)對所述測功機的控制。
[000引按照本發(fā)明一實施例的測試系統(tǒng)，其中，所述動力系統(tǒng)可W為電驅(qū)動變速箱。
[0009] 在之前所述實施例的測試系統(tǒng)中，所述測試系統(tǒng)（10)還包括具備充放電功能的電 子負(fù)載模塊（12)，所述電子負(fù)載模塊（12)用于給所述電驅(qū)動變速箱（900)的內(nèi)部的電機提 供強電或電能回饋。
[0010] 可選地，所述第一控制模塊（15)為所述測功機自帶的控制模塊，所述第二控制模 塊為第H方開發(fā)的控制模塊，該第H方為不同于測功機、測試系統(tǒng)的其他方。
[0011] 可選地，所述狀態(tài)機被定義為額定負(fù)載工況、最大扭矩工況、最大功率工況、能量 回饋工況或最大轉(zhuǎn)速工況。
[0012] 可選地，至少所述測功機（13、141、142)和電驅(qū)動變速箱的控制器（910、920)是相 對于所述上位機模塊（100)的下位機。
[0013] 可選地，所述測功機包括輸入測功機和輸出測功機。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過ASAM-MCD通訊協(xié)議、開放定制的擴展控制協(xié)議和狀態(tài) 機的軟件架構(gòu)，系統(tǒng)開放性和軟件兼容性得到大大提高，可W集成其他第H方軟件來方便 實現(xiàn)對測功機的控制，能快速實現(xiàn)諸如電驅(qū)變速箱不同工況的連續(xù)切換試驗，為早期的動 力系統(tǒng)開發(fā)試驗節(jié)約了資金和時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 從結(jié)合附圖的W下詳細(xì)說明中，將會使本發(fā)明的上述和其他目的及優(yōu)點更加完整 清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號表示。
[0016] 圖1是按照本發(fā)明一實施例的電驅(qū)動變速箱的測試系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是基于圖1所示實施例的上位機模塊進行狀態(tài)機定義后的試驗順序示意圖。 [001引 圖3是基于ASAM - MCD通訊協(xié)議的通訊示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了 解，并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。容易理解，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可W提出可相互 替換的其他實現(xiàn)方式。因此，W下【具體實施方式】W及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例 性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。
[0020] 在W下實施例中，W應(yīng)用于新能源汽車的電驅(qū)動變速箱的齒輪軸耐久試驗為例進 行示意說明，該齒軸耐久試驗的目的是為了驗證電驅(qū)動變速箱不會過早因為內(nèi)部的齒軸等 零部件在各種工況下的失效而導(dǎo)致功能損壞，因此需要在不同工況連續(xù)切換。需要理解的 是，本發(fā)明W下實施例的測試系統(tǒng)同樣適用于其他動力系統(tǒng)的需要在不同工況連續(xù)切換的 試驗。
[0021] 圖1所示為按照本發(fā)明一實施例的電驅(qū)動變速箱的測試系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖1所示測試系統(tǒng)(或稱為測試臺架）10可W但不限于適用于電動汽車等新能源汽車的 電驅(qū)動變速箱900的測試，控制器910是電驅(qū)動變速箱的電控單元，控制器910可W用來控 制電驅(qū)變速箱進行調(diào)速、換檔等；電力電子箱920是電驅(qū)動變速箱900的驅(qū)動單元（P邸)， 其主要進行逆變、直流與直流轉(zhuǎn)換的控制；根據(jù)設(shè)置形式，電力電子箱920可W是整車零部 件。
[0022] 測試系統(tǒng)10還包括電子負(fù)載模塊12,其可W用來模擬動力電池和其對應(yīng)的控制 器(例如電池管理系統(tǒng))。電子負(fù)載模塊12因此具備動力電池的充放電功能，可W給電驅(qū)動 變速箱900內(nèi)的電機提供強電或電能回饋，并根據(jù)電子負(fù)載模塊12的電壓、電流等參數(shù)仿 真電池管理系統(tǒng)輸出至CAN (控制器局域網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)與電力電子箱920通訊。
[0023] 測試系統(tǒng)10還包括與電驅(qū)動變速箱900連接的測功機，具體地，測功機包括有如 圖1所示的輸入測功機13、輸出測功機141和輸出測功機142。
[0024] 測試系統(tǒng)10還集成有自帶控制軟件模塊15,自帶控制軟件模塊15與測功機禪接， 并且可W發(fā)送控制命令至測功機來控制其相應(yīng)的測功機。自帶控制軟件模塊15可W通過 手動操作對輸入/輸出測功機進行模式、扭矩和/或轉(zhuǎn)速輸出的控制。自帶控制軟件模塊 15可W由測功機的供應(yīng)商來制定，也即由第H方開發(fā)。
[002引重要地，測試系統(tǒng)10控制核也通過上位機模塊100實現(xiàn)，該上位機模塊100采用 狀態(tài)機的軟件架構(gòu)來實現(xiàn)不同工況之間的連續(xù)切換。具體地，各個工況(例如額定負(fù)載、最 大扭矩、最大功率、能量回饋、最大轉(zhuǎn)速）可W定義為狀態(tài)機，當(dāng)然，狀態(tài)機還可W對應(yīng)定義 為電驅(qū)動變速箱900的初始化狀態(tài)。
[0026] 狀態(tài)機通常具有4個要素，即現(xiàn)態(tài)、條件、動作和次態(tài)；現(xiàn)態(tài)是指當(dāng)前所處的條件， 條件又稱事件；當(dāng)一個條件被滿足，將會觸發(fā)一個動作，或者執(zhí)行一次狀態(tài)遷移；動作是條 件滿足所執(zhí)行的動作；動作執(zhí)行完后可W遷移到新的狀態(tài)（即次態(tài))，也可W仍舊保持原狀 態(tài)。動作是不必需的，當(dāng)條件滿足后，也可W不執(zhí)行任何動作，直接遷移到新的狀態(tài)；次態(tài)為 條件滿足后要遷往的新的狀態(tài)。
[0027] 圖2所示為基于圖1所示實施例的上位機模塊進行狀態(tài)機定義后的試驗順序示意 圖。如圖2所示，狀態(tài)機主要由初始化、工況1、工況2、工況3、工況4和工況5組成，試驗 共分5個模塊（Block),代表試驗過程中的5大工況，即工況1、工況2、工況3、工況4和工 況5,它們分別為額定負(fù)載工況、最大扭矩工況、最大功率工況、能量回饋工況和最大轉(zhuǎn)速工 況；在條件(例如，A=l、B=l、C=l、D=1或E=l)滿足時，狀態(tài)機自動由一工況進入另一工況， 條件的具體設(shè)置(例如B=1為變速箱油溫到達(dá)60°的條件）不受本發(fā)明限制。每個模塊又 分2步（化ase)或3步，分別是該工況下的1檔、2檔或倒檔測試。N=t為狀態(tài)機總共需要 運行的次數(shù)。通過狀態(tài)機，系統(tǒng)將在可預(yù)測的各種狀態(tài)下自動切換運行順序和處理程序，不 再需要人工判斷和干預(yù)，極大提高了試驗效率。
[0028] 在一實施例中，狀態(tài)機程序架構(gòu)可W但不限于通過NI的圖形化編程軟件LABVIEW 或者各種高級編程軟件載體來實現(xiàn)。在LABVIEW中的實現(xiàn)方式；WHILE或者FOR循環(huán)、移位 寄存器、CASE結(jié)構(gòu)及CASE選擇器、枚舉變量構(gòu)成。
[0029] 在測試時，上位機模塊100必須與相應(yīng)的下位機通訊，在該實施例中，至少測功機 (13、141、142)和電驅(qū)動變速箱的控制器910是相對于上位機模塊100的下位機。在該實施 例中，運用 ASAM(Association for Standardization of Automation and Measuring,自 動化及測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會）-MCD (Measurement, Calibration and Dia即ostic,測量、標(biāo) 定和故障診斷）標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議110來實現(xiàn)與電驅(qū)動變速箱900的控制器110之間的通訊， 該樣可W方便實現(xiàn)對電驅(qū)動變速箱900的控制器910的讀寫。該ASAM-MCD標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議 110是區(qū)別于傳統(tǒng)所使用的Profi-Bus，串行的通訊方式、0PC等。
[0030] 圖3所示為基于ASAM-MCD通訊協(xié)議的通訊示意圖。ASAM-MCD標(biāo)準(zhǔn)是自動測量 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會定義的一個標(biāo)準(zhǔn)體系，用于標(biāo)準(zhǔn)化汽車ECU (發(fā)動機控制單元）和測量 (Measurement)、標(biāo)定（Calibration)、故障診斷（Dia即ostic)等工具的接口。MCD系統(tǒng)就 是測量、標(biāo)定和故障診斷的系統(tǒng)。最初由411(1；[、8麗、]\1日1^日(1日3-8日]12、￥〇化3*3肖日]1等歐洲汽 車公司成立的標(biāo)準(zhǔn)化組織 ASAP (Standardization of Application Calibration Systems Task化rce)發(fā)展而來，該組織在1996年6月首次發(fā)布了實際應(yīng)用2. 0版，由于該系統(tǒng)在電 控系統(tǒng)開發(fā)方面的強大優(yōu)勢，逐漸為世界各大汽車公司所采用。
[003U ASAM-MCD-1MC/ASAP1可W提供與ECU通訊的直接接口，可分為2層，即 ASAM-MCD-la 和 ASAM-MCD-化。其中，ASAM-MCD-la 包括 CCP、XCP、KW2000 等；ASAM-MCD-化 是PC機上的標(biāo)定程序和標(biāo)定設(shè)備硬件之間的軟件驅(qū)動接口。
[0032] ASAM-MCD-2MC/ASAP2是一個文件格式標(biāo)準(zhǔn)，即A化文件格式。A化文件描述ECU中 的標(biāo)定變量、測量信號和用來參數(shù)化標(biāo)定接口的一些附加信息，可W按照ASAM-MCD-2MC標(biāo) 準(zhǔn)來導(dǎo)入解碼A化文件。
[003引 ASAM-MCD-3MC/ASAP3主要用來進行遠(yuǎn)程臺架自動化測試與標(biāo)定。在自動化測試系 統(tǒng)和測量標(biāo)定系統(tǒng)之間的通訊可W是W太網(wǎng)，也可W是串口通訊。
[0034] ASAM-MCD-2D (0D幻是描述開放式數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)，0DX是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)診斷 格式，該格式有利于在系統(tǒng)供應(yīng)商、生產(chǎn)線、經(jīng)銷商W及不同廠商的診斷工具之間傳輸控制 器診斷數(shù)據(jù)。基于CAN總線的統(tǒng)一診斷服務(wù)稱為UDS診斷協(xié)議。
[00巧]ASAM-MCD-3D的核也就是使用0DX標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，標(biāo)準(zhǔn)號為IS0-22901。
[0036] W上所有ASAM-MCD標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議都可W用來構(gòu)建上位機模塊100與動力總成的控制 器910之間的通訊協(xié)議。在一實施例中，根據(jù)UDS通訊協(xié)議(隸屬于ASAM-MCD-2D)，運用"標(biāo) 識符讀取數(shù)據(jù)服務(wù)協(xié)議（$22)"來監(jiān)測和運用"標(biāo)識符寫入數(shù)據(jù)服務(wù)協(xié)議（$2E)"來進行控 制寫入。
[0037] 莫啼，標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)服務(wù)（$22): 根據(jù)標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)服務(wù)用于從控制器存儲器中讀取由數(shù)據(jù)標(biāo)識符所確定的數(shù)據(jù)記 錄值，該些數(shù)據(jù)記錄值可能包括模擬輸入/輸出信號、數(shù)字輸入/輸出信號、內(nèi)部數(shù)據(jù)和系 統(tǒng)狀態(tài)信息等。
[0038] 該服務(wù)的請求報文只支持1個數(shù)據(jù)標(biāo)識符，并且該服務(wù)的肯定應(yīng)答報文的長度與 數(shù)據(jù)標(biāo)識符確定的數(shù)據(jù)長度有關(guān)。當(dāng)接收到根據(jù)標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)的請求，控制器(例如910) 負(fù)責(zé)解析該數(shù)據(jù)標(biāo)識符所確定的地址信息和數(shù)據(jù)長度，并將數(shù)據(jù)值發(fā)送給測試工具。
[0039] 示例地，MCD發(fā)送請求報文03 22 B0 XX，其中，03是有效字節(jié)長度，22是根據(jù)數(shù)據(jù) 標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)服務(wù)的請求報文，B0 XX是請求信號的ID地址；收到上述請求報文后，控制 器進行解析并將數(shù)值發(fā)回。
[0040] 示例地，MCD接收報文后的肯定應(yīng)答報文03 62 B0 XX Data(O)化ta(l)，其中，03 是有效字節(jié)長度，62是肯定應(yīng)答報文，B0 XX是請求信號的ID地址，化ta(0)Data(l)是回 復(fù)的已接收在B0 XX的數(shù)據(jù)。
[0041] 其啼，標(biāo)識符寫入數(shù)據(jù)服務(wù)（$2E).. 根據(jù)標(biāo)識符寫入數(shù)據(jù)服務(wù)允許測試系統(tǒng)將數(shù)據(jù)寫入由數(shù)據(jù)標(biāo)識符指定的控制器的內(nèi) 部存儲器單元?？刂破鲬?yīng)在數(shù)據(jù)已寫入非易失性存儲器后發(fā)送該服務(wù)的肯定應(yīng)答。
[0042] 在一實例中，MCD 發(fā)送第一峽 10 XX 2E E0 02 03 Data (0) Data (1)，發(fā)送第二峽 21 Data(2) Data(3)Data(4) Data(5) Data(6) Data(7)Data巧），其中，10表不多巾貞，XX表 示控制指令數(shù)據(jù)長度，2E是根據(jù)標(biāo)識符寫入數(shù)據(jù)服務(wù)的請求報文，E0 02是所寫入數(shù)據(jù)的 地址，Data(0)至化ta(8)為寫入的數(shù)據(jù)。
[0043] 如果控制器寫入成功將發(fā)送出6E E0 02。
[0044] 進一步如圖1所示，測試系統(tǒng)10的上位機模塊100中還可W集成第H方控制軟 件（即第二控制模塊)，測試系統(tǒng)10中設(shè)置有擴展控制協(xié)議制定模塊（圖1中未示出），其可 W用于制定上位機模塊100與自帶控制軟件15之間的擴展通訊控制協(xié)議(例如表一)，例如 擴展CAN協(xié)議120。該樣，第H方控制軟件與自帶控制軟件15之間可W基于擴展CAN協(xié)議 120通訊，從而第H方控制軟件實現(xiàn)基于自帶控制軟件15實現(xiàn)對所述測功機的模式、轉(zhuǎn)速、 扭矩等的控制。
[0045] 在測試系統(tǒng)的設(shè)計初期，必須考慮到外部開放接口，制定好的擴展控制協(xié)議對后 續(xù)軟件集成工作具有重要作用。地址選定時，必須避免干涉控制器正常工作，并且應(yīng)避免與 通用汽車數(shù)據(jù)庫（DBC)定義相同(可W防止因地址沖突而誤動作)，盡量實現(xiàn)集中控制。
[0046] 具體地，地址1、地址2、地址3在下表中定義。
[0047] 表一地址 1 (0X2E0):

【權(quán)利要求】
1. 一種動力總成的測試系統(tǒng)（10)，所述測試系統(tǒng)（10)至少包括測功機（13、141、142) 以及對應(yīng)控制所述測功機的第一控制模塊（15)，其特征在于，還包括： 上位機模塊（100)，其被配置以基于狀態(tài)機架構(gòu)來定義不同工況以實現(xiàn)不同工況之 間的連續(xù)切換，并且被配置以基于自動化及測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會一測量、標(biāo)定和故障診斷 (ASAM-MCD)通訊協(xié)議實現(xiàn)與任意狀態(tài)的動力總成的控制器（910)之間的通訊；以及 擴展控制協(xié)議制定模塊，其用于制定所述上位機模塊（100)與所述第一控制模塊（15) 之間的擴展控制協(xié)議； 其中，基于所述擴展控制協(xié)議，被集成于所述上位機模塊（100 )中的第二控制模塊與所 述第一控制模塊一起實現(xiàn)對外擴展通訊，以實現(xiàn)基于所述第二控制模塊實現(xiàn)對所述測功機 的控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述動力系統(tǒng)為電驅(qū)動變速箱。
3. 如權(quán)利要求2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)（10)還包括具備充放電 功能的電子負(fù)載模塊（12)，所述電子負(fù)載模塊（12)用于給所述電驅(qū)動變速箱（900)的內(nèi)部 的電機提供強電或電能回饋。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制模塊（15)為所述測 功機自帶的控制模塊，所述第二控制模塊為第三方開發(fā)的控制模塊。
5. 如權(quán)利要求2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)機被定義為額定負(fù)載工況、最 大扭矩工況、最大功率工況、能量回饋工況或最大轉(zhuǎn)速工況。
6. 如權(quán)利要求2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，至少所述測功機（13、141、142)和電驅(qū) 動變速箱的控制器（910、920)是相對于所述上位機模塊（100)的下位機。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測功機包括輸入測功機和輸出 測功機。
【文檔編號】G01M13/02GK104422593SQ201310386683
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】郁曉瑜 申請人:上海汽車集團股份有限公司