專利名稱：一種整車控制器模擬負(fù)載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛工程領(lǐng)域，涉及的是整車控制器模擬負(fù)載裝置，特別涉及一種可用于混合動(dòng)力客車的整車控制器電磁兼容測試的模擬負(fù)載裝置。
背景技術(shù)：
整車控制器是混合動(dòng)力客車的核心功能模塊，它根據(jù)實(shí)時(shí)測量的駕駛員操控信息、車輛行駛信息以及各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋的信息，通過計(jì)算和邏輯推理向各個(gè)子系統(tǒng)控制器發(fā)送控制指令，來達(dá)到整車級別的功能控制。在控制器級別的測試階段，關(guān)于整車控制器的功能測試和電磁兼容測試尤為重要。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)與混合動(dòng)力客車的整車控制器相匹配的模擬負(fù)載裝置，用來配合功能測試和電磁兼容測試，是首要且關(guān)鍵的任務(wù)。一方面， 負(fù)載裝置要滿足整車控制器的功能要求，包括電源模塊、模擬信號(hào)、模擬開關(guān)和通信等；另一方面，負(fù)載裝置的設(shè)計(jì)還要具備良好的電磁兼容特性，并且設(shè)計(jì)可靠，本身引起的額外干擾應(yīng)低于一定水平。最終的設(shè)計(jì)必須保證，與整車控制器的配合可以通過各項(xiàng)嚴(yán)格的測試， 而且還要考慮到一定的經(jīng)濟(jì)成本和未來應(yīng)用上的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種整車控制器模擬負(fù)載裝置，模擬混合動(dòng)力客車電力系統(tǒng)、車輛運(yùn)行狀態(tài)、駕駛員操作、各個(gè)子系統(tǒng)控制器狀態(tài)，并可用于電磁兼容測試。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是一種整車控制器模擬負(fù)載裝置，其包括電源系統(tǒng)電路，為整車控制器、轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路、低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路和高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路供電；電機(jī)控制模塊負(fù)載電路，與整車控制器相連，接收整車控制器的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路，測量電機(jī)控制模塊負(fù)載電路中電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速反饋給整車控制器；開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供功能判斷所需的高低電平；模擬量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供模擬信號(hào)輸入，且其工作電壓由整車控制器提供；低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路，一端連接電源系統(tǒng)電路的電源VBAT端，另一端連接整車控制器接收整車控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，整車控制器為低端開關(guān)負(fù)載電路提供低電平；高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路，一端連接電源系統(tǒng)電路的地GND端，另一端連接整車控制器接收整車控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，整車控制器為高端開關(guān)負(fù)載電路提供高電平；通信電路，提供外接通信接口。所述電源系統(tǒng)電路包括常開式自保繼電器，其分別與外接電源、整車控制器連接， 常開式自保繼電器與串聯(lián)的兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和一個(gè)點(diǎn)觸式開關(guān)并聯(lián)，模擬混合動(dòng)力客車點(diǎn)火鑰匙的三個(gè)狀態(tài)；電源系統(tǒng)電路還包括測量用電壓表、電流表以及短路保護(hù)電路。 所述電機(jī)控制模塊負(fù)載電路包括直流有刷電機(jī)和限流電阻，直流有刷電機(jī)接收來自控制器的PWM信號(hào)，限流電阻直接串聯(lián)至直流有刷電機(jī)的控制回路，對電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)還采用共模電感和濾波電容對直流有刷電機(jī)進(jìn)行電磁兼容處理。所述轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路包括直流有刷電機(jī)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)磁齒輪、磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器和兩個(gè)分壓電路組成，導(dǎo)磁齒輪的側(cè)面正對磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器，二者之間保持5cm的距離，分壓電路中兩個(gè)電阻的連接點(diǎn)為磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器提供工作電壓，磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器感受導(dǎo)磁齒輪對磁力線的切割，輸出與切割速率相對應(yīng)的頻率的正弦波信號(hào)，經(jīng)整車控制器進(jìn)一步調(diào)理和計(jì)算后得出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路設(shè)有12路低端開關(guān)輸出電路，低端開關(guān)輸出電路包括并聯(lián)的兩個(gè)電阻、以及與其中一電阻串聯(lián)的LED指示燈，LED指示燈一端常接高電平，在整車控制器低端開關(guān)輸出電路的驅(qū)動(dòng)下，另一端通過串聯(lián)電阻置低電平，LED指示燈被點(diǎn)亮。所述高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路設(shè)有3路高端開關(guān)輸出電路，高端開關(guān)輸出電路包括并聯(lián)的兩個(gè)電阻、以及與其中一電阻串聯(lián)的LED指示燈，LED指示燈一端通過與其串聯(lián)的電阻接模擬負(fù)載裝置地，在整車控制器高端開關(guān)輸出電路的驅(qū)動(dòng)下，另一端置高電平， LED指示燈被點(diǎn)亮。所述開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路設(shè)有多個(gè)開關(guān)量輸入電路，開關(guān)量輸入電路包括串聯(lián)的撥動(dòng)開關(guān)和電阻，撥動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，整車控制器開關(guān)量輸入電路通過電阻接模擬負(fù)載裝置地，整車控制器監(jiān)測到低電平；撥動(dòng)開關(guān)閉合后，整車控制器通過開關(guān)量輸入電路監(jiān)測到高電平，其中，開關(guān)量輸入電路的開關(guān)量輸入包括打氣泵報(bào)警信號(hào)輸入、手柄L檔信號(hào)輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門檢測輸入、4個(gè)預(yù)留檔位、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)艙門檢測輸入、油門踏板怠速開關(guān)輸入、制動(dòng)踏板開關(guān)信號(hào)輸入、轉(zhuǎn)向泵報(bào)警輸入、手剎開關(guān)輸入、手柄R檔信號(hào)輸入、蓄電池艙門檢測輸入、經(jīng)濟(jì)性/動(dòng)力性選擇、手柄N檔信號(hào)輸入、氣壓開關(guān)輸入。所述模擬量輸入模塊負(fù)載電路設(shè)有多個(gè)模擬量輸入電路，模擬量輸入電路由電位器構(gòu)成，電位器通過輸出端口輸出O 5V的電壓信號(hào)至整車控制器模擬信號(hào)采集電路，其中，模擬量輸入電路的模擬量輸入包括制動(dòng)踏板信號(hào)輸入、第一加速踏板信號(hào)輸入、2路模擬量輸入預(yù)留信號(hào)、第二加速踏板信號(hào)輸入和溫度傳感器信號(hào)輸入。所述通信電路包括串口通信和CAN通信接口，實(shí)現(xiàn)外部控制器通過該模擬負(fù)載裝置與整車控制器進(jìn)行通信。由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)實(shí)際測試證明，本發(fā)明能夠完全滿足混合動(dòng)力客車整車控制器功能測試需求，整車控制器運(yùn)行狀態(tài)接近實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)。電磁兼容實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測試發(fā)現(xiàn)，負(fù)載裝置產(chǎn)生的背景噪聲低于要求限值6dB以上，完全符合國際電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于模擬負(fù)載裝置的設(shè)計(jì)要求。


圖1為電源系統(tǒng)電路的示意圖。圖2為電機(jī)控制模塊負(fù)載電路的示意圖。圖3為轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路的示意圖。
圖4為低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路的示意圖。圖5 為高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路的示意圖。圖6為開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路的示意圖。圖7為模擬量輸入模塊負(fù)載電路的示意圖。圖8為CAN通信接口電路的示意圖。圖9為串口通信接口電路的示意圖。圖10為混合動(dòng)力客車的整車控制器模擬負(fù)載裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種用于功能測試和電磁兼容測試的混合動(dòng)力客車的整車控制器模擬負(fù)載裝置， 包括以下電路電源系統(tǒng)電路I、電機(jī)控制模塊負(fù)載電路II、轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路III、 低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路IV、高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路IV、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路 VI、模擬量輸入模塊負(fù)載電路VII以及通信電路VIII。其中電源系統(tǒng)I負(fù)責(zé)為整車控制器、 轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路III、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路VI、低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路IV 和高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路V提供工作所需的電源和地。電機(jī)控制模塊負(fù)載電路II接收來自整車控制器的PWM信號(hào)后按照設(shè)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路III通過轉(zhuǎn)速傳感器將測量得到的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋給整車控制器。開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路VI負(fù)責(zé)為整車控制器提供功能判斷所需的高低電平。模擬量輸入模塊負(fù)載電路VII的工作5V電壓由整車控制器提供，該模塊負(fù)責(zé)為整車控制器提供模擬信號(hào)輸入。低端開關(guān)模塊負(fù)載電路 IV和高端開關(guān)模塊負(fù)載電路IV的一端接模擬負(fù)載箱電源系統(tǒng)的電源或地，另一端接收來自整車控制器的的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通信電路VIII與整車控制器的CAN通信模塊和串行通信模塊相連，提供了外接的通信接口。整個(gè)系統(tǒng)示意圖如圖9所示。1、電源系統(tǒng)電路模擬負(fù)載箱電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)為負(fù)載箱中各電路和整車控制器上電，上電過程要求模擬駕駛員鑰匙開關(guān)動(dòng)作以驗(yàn)證整車控制器上電自保電路邏輯。電源系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)具有電壓、 電流檢測和短路保護(hù)功能。電源接口 Cl、C2和50V量程電壓表VM、10A量程電流表CM、常開式自保繼電器和 30安培保險(xiǎn)絲組成負(fù)載裝置主電源系統(tǒng)，用來模擬混合動(dòng)力客車的供電系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)電路示意圖如圖1所示。圖中Cl、C2分別為外接電源接口，通過一個(gè)船型的開關(guān)將電源引入模擬負(fù)載裝置。串聯(lián)在主電源電路上的30安培保險(xiǎn)絲對模擬負(fù)載裝置和整車控制器進(jìn)行短路保護(hù)。 50V量程的電壓表VM和IOA量程的電流表CM用于實(shí)時(shí)顯示整個(gè)系統(tǒng)的電壓電流狀態(tài)，便于測試人員對測試系統(tǒng)工作狀況的直觀把握。自保繼電器為四觸點(diǎn)、常開式、啟動(dòng)電壓8V、耐壓40V的繼電器，其兩個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)分別連接外接電源和模擬負(fù)載裝置系統(tǒng)電源VBAT，電感線圈的兩個(gè)觸點(diǎn)分別連接外接電源和連接器端口 R60，通過端口 R60來連接整車控制器的自保繼電器控制信號(hào)。KEY1、KEY3為撥動(dòng)開關(guān)，KEY2為點(diǎn)觸式開關(guān)，串聯(lián)的兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān) KEYUKEY3和一個(gè)點(diǎn)觸式開關(guān)KEY2與繼電器成并聯(lián)聯(lián)結(jié)，分別用來模擬混合動(dòng)力客車點(diǎn)火鑰匙的三個(gè)狀態(tài)。當(dāng)KEY3、KEY1閉合后，按下KEY2，此時(shí)外接電源不通過自保繼電器直接給系統(tǒng)上電，整車控制器上電工作后將端口 R60置低電平，自保繼電器動(dòng)作，外接電源通過自保繼電器引入系統(tǒng)，此時(shí)松開KEY2、端開KEY1，完成系統(tǒng)上電過程。如欲斷開系統(tǒng)外接電源，只需斷開KEY3，整車控制器監(jiān)測到端口 R61和端口 Rll均斷開后，延遲5秒將端口 R60 置高，自保繼電器斷開，完成斷電過程。2、電機(jī)控制模塊負(fù)載電路電機(jī)模塊用于驗(yàn)證整車控制器直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能(包括位置和轉(zhuǎn)速控制等)。電機(jī)控制模塊負(fù)載電路由功率為8W的直流有刷電機(jī)M和限流電阻R組成，用來模擬混合動(dòng)力客車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的節(jié)氣門電機(jī)。該電路示意圖如圖2所示。功率為8W的直流有刷電機(jī) M通過負(fù)載裝置連接器端口 R48和R55接收來自控制器的PWM信號(hào)，按控制器要求的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由于直流有刷電機(jī)在啟動(dòng)和斷電的時(shí)候不可避免的會(huì)產(chǎn)生反向電壓脈沖和電火花，不但對控制器電路造成沖擊，而且其所包含的高頻成分會(huì)帶來很大的輻射和傳導(dǎo)騷擾。因此，共模電感L和濾波電容C則用來對電機(jī)電路進(jìn)行電磁兼容處理。3、轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路轉(zhuǎn)速測量模塊用于驗(yàn)證整車控制器轉(zhuǎn)速提取電路和處理邏輯的正確性。與負(fù)載箱電機(jī)模塊協(xié)調(diào)使用。轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路由直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)磁齒輪與磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器和兩個(gè)4. 7K歐姆電阻組成的分壓電路組成，用來模擬混合動(dòng)力客車轉(zhuǎn)速測量電路。該電路示意圖如圖3所示。由于磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器的工作電壓為8 12V，因此需要采用兩個(gè)4. 7K歐姆的電阻對24V的系統(tǒng)電源進(jìn)行分壓。磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器感受直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)磁齒輪對磁力線的切割，通過端口 L27和端口 L45輸出與切割速率相對應(yīng)頻率的正弦波信號(hào)，在軟件中進(jìn)行簡單的計(jì)算后便可得出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器的外殼應(yīng)接模擬負(fù)載裝置的地，為共模電流提供低阻抗路徑，從而減小由外殼天線效應(yīng)造成的電磁輻射。磁電感應(yīng)式傳感器在工作過程中會(huì)對電源系統(tǒng)電路造成瞬態(tài)騷擾，應(yīng)對的措施是在磁電感應(yīng)式傳感器的電源引腳處增加IOuF的旁路電容C，并與兩個(gè)4. 7K歐姆電阻一起組成RC濾波器。4、低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路低端開關(guān)輸出模塊主要用于驗(yàn)證整車控制器低端開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路能否按照設(shè)計(jì)意圖正常工作。低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路由功率為15W的56歐姆電阻、功率為1/2W的2K 歐姆電阻和LED指示燈組成，用來模擬混合動(dòng)力客車相關(guān)的低端負(fù)載。該電路示意圖如圖 4所示(以低端開關(guān)2為例)。該電路中的LED在不工作時(shí)一端常接高電平，在整車控制器低端開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)下端口 R50置低電平，LED指示燈被點(diǎn)亮。2K歐姆的串聯(lián)電阻對LED進(jìn)行限流保護(hù)。并聯(lián)56 歐姆15W的功率電阻是為了模擬低端開關(guān)電路工作電流為0. 5安培的狀態(tài)。對應(yīng)于混合動(dòng)力客車的整車電氣電路，低端開關(guān)輸出負(fù)載電路共有12路，分別是低端開關(guān)2、低端開關(guān)預(yù)留、發(fā)動(dòng)機(jī)電源、低端開關(guān)預(yù)留1、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)馬達(dá)、低端開關(guān)1、低端開關(guān)3、低端開關(guān)4、 START啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、PWMl、24V控制繼電器和P麗2。每一路的低端開關(guān)負(fù)載電路由兩個(gè)電阻和一個(gè)LED組成，而負(fù)載裝置內(nèi)總共有12 個(gè)這樣的電路，這12路低端開關(guān)負(fù)載電路共同組成了整車控制器模擬負(fù)載裝置的低端開關(guān)負(fù)載電路。上述介紹只是其中的一路，其他11路電路結(jié)構(gòu)是一樣的。
5、高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路高端開關(guān)輸出模塊主要用于驗(yàn)證整車控制器高端開 關(guān)驅(qū)動(dòng)電路能否按照設(shè)計(jì)意圖正常工作。高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路由功率為100W的8歐姆電阻、功率為1/2W的I 歐姆電阻和LED指示燈組成，用來模擬混合動(dòng)力客車相關(guān)的高端負(fù)載。該電路示意圖如圖 5所示(以高端開關(guān)3為例)。該電路中的LED在不工作時(shí)，一端通過與LED指示燈串聯(lián)的I歐姆的限流電阻接模擬負(fù)載裝置地，在整車控制器高端開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路下端口 R3置高電平，LED指示燈被點(diǎn)亮。 并聯(lián)8歐姆100W的功率電阻是為了模擬高端開關(guān)電路工作電流為3安培的狀態(tài)。對應(yīng)于混合動(dòng)力客車的整車電氣電路，高端開關(guān)輸出負(fù)載電路共有3路，分別是高端開關(guān)1、高端開關(guān)2和高端開關(guān)3，其中，高端開關(guān)1和高端開關(guān)2與上述介紹的高端開關(guān)3的電路結(jié)構(gòu)相同。6、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路開關(guān)量輸入模塊主要用于為整車控制器開關(guān)量采集電路提供工作所需的各開關(guān)量信號(hào)。開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路由撥動(dòng)開關(guān)和功率為1/4W的4. 7K歐姆電阻組成，用來模擬混合動(dòng)力客車相關(guān)的開關(guān)量輸入。該電路示意圖如圖6所示(以打氣泵報(bào)警信號(hào)為例)。當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，端口 R59通過4. 7K歐姆限流電阻接電源系統(tǒng)電路的地，整車控制器開關(guān)量輸入電路監(jiān)測到低電平。當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)閉合后，端口 R59為高電平，整車控制器開關(guān)量輸入電路監(jiān)測到高電平。該電路用來模擬混合動(dòng)力客車中17路狀態(tài)切換和模式轉(zhuǎn)換電路，包括打氣泵報(bào)警信號(hào)輸入、手柄L檔信號(hào)輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門檢測輸入、4個(gè)預(yù)留檔位、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)艙門檢測輸入、油門踏板怠速開關(guān)輸入、制動(dòng)踏板開關(guān)信號(hào)輸入、轉(zhuǎn)向泵報(bào)警輸入、手剎開關(guān)輸入、手柄R檔信號(hào)輸入、蓄電池艙門檢測輸入、經(jīng)濟(jì)性/動(dòng)力性選擇、手柄N檔信號(hào)輸入、氣壓開關(guān)輸入。上述僅以打氣泵報(bào)警信號(hào)輸入為例，其他電路都與打氣泵報(bào)警信號(hào)輸入這一路電路相同。7、模擬量輸入模塊負(fù)載電路模擬量輸入模塊負(fù)責(zé)為整車控制器提供模擬量信號(hào)，以檢驗(yàn)整車控制器模擬量輸入電路及其邏輯功能。模擬量輸入模塊負(fù)載電路由電位器組成，用來模擬混合動(dòng)力客車相關(guān)的模擬量輸入。該電路示意圖如圖7所示(以溫度傳感器信號(hào)為例)。其中，G為電位器，通過端口 L36輸出0 5V的電壓信號(hào)至整車控制器模擬信號(hào)采集電路。對應(yīng)于混合動(dòng)力客車的實(shí)際工作模式，電位器工作5V電壓由整車控制器通過端口 L9和L17提供。該電路用來模擬混合動(dòng)力客車中制動(dòng)踏板信號(hào)輸入、加速踏板1信號(hào)輸入、2路模擬量輸入預(yù)留信號(hào)、加速踏板2信號(hào)輸入和溫度傳感器信號(hào)輸入。上述是以溫度傳感器信號(hào)輸入為例的，其他電路都與溫度傳感器信號(hào)輸入這一路電路相同。8、通信電路。預(yù)留的串口通信和CAN通信接口用于整車控制器通過模擬負(fù)載裝置與PC上位機(jī)和其他控制器的通信。該模塊電路示意圖如圖8所示。在CAN通信接口電路中，除了連接CANA_H和CANA_L的端口 R43和R51外，還專門留出了 CAN屏蔽線接口 R44 ；CANB_H和CANB_L亦如此。如果將CANA&CANB的兩個(gè)開關(guān)閉合，可實(shí)現(xiàn)整車控制器中CAN A與CAN B的通信，該功能可用于整車控制器CAN通信電路的自檢。如果將CANA&CANB的兩個(gè)開關(guān)斷開，CAN通信接口電路可與PC上位機(jī)或其它控制器的CAN電路相連。串口通信接口電路是專門為上位機(jī)PC準(zhǔn)備的，為將來通過串口開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控軟件提供了可能。 設(shè)計(jì)過程中采用了多種專門針對模擬負(fù)載裝置的電磁兼容措施，如對電源輸出端采用共模電感抑制共模電流，負(fù)載裝置連接器的地連接至金屬外殼為共模電流提供低阻抗回路等。實(shí)際測試證明，本模擬負(fù)載裝置能夠完全滿足整車控制器的功能測試需求，整車控制器運(yùn)行狀態(tài)接近實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)。電磁兼容實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測試發(fā)現(xiàn)，本負(fù)載裝置產(chǎn)生的背景噪聲低于要求限值6dB以上，完全符合國際電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于負(fù)載裝置的設(shè)計(jì)要求。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于其包括電源系統(tǒng)電路，為整車控制器、轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路、低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路和高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路供電；電機(jī)控制模塊負(fù)載電路，與整車控制器相連，接收整車控制器的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路，測量電機(jī)控制模塊負(fù)載電路中電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速反饋給整車控制器；開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供功能判斷所需的高低電平；模擬量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供模擬信號(hào)輸入，且其工作電壓由整車控制器提供；低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路，一端連接電源系統(tǒng)電路的電源VBAT端，另一端連接整車控制器接收整車控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路，一端連接電源系統(tǒng)電路的地GND端，另一端連接整車控制器接收整車控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；通信電路，提供外接通信接口。
2.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述電源系統(tǒng)電路包括常開式自保繼電器，其分別與外接電源、整車控制器連接，常開式自保繼電器與串聯(lián)的兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和一個(gè)點(diǎn)觸式開關(guān)并聯(lián)，模擬混合動(dòng)力客車點(diǎn)火鑰匙的三個(gè)狀態(tài)；電源系統(tǒng)電路還包括測量用電壓表、電流表以及短路保護(hù)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述電機(jī)控制模塊負(fù)載電路包括直流有刷電機(jī)和限流電阻，直流有刷電機(jī)接收來自控制器的PWM信號(hào)，限流電阻直接串聯(lián)至直流有刷電機(jī)的控制回路，對電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù)，同時(shí)還采用共模電感和濾波電容對直流有刷電機(jī)進(jìn)行電磁兼容處理。
4.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路包括直流有刷電機(jī)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)磁齒輪、磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器和兩個(gè)分壓電路組成，導(dǎo)磁齒輪的側(cè)面正對磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器，二者之間保持5cm的距離，分壓電路中兩個(gè)電阻的連接點(diǎn)為磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器提供工作電壓，磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器感受導(dǎo)磁齒輪對磁力線的切割，輸出與切割速率相對應(yīng)的頻率的正弦波信號(hào)，得出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路設(shè)有12路低端開關(guān)輸出電路，低端開關(guān)輸出電路包括并聯(lián)的兩個(gè)電阻、以及與其中一電阻串聯(lián)的LED指示燈，LED指示燈一端常接高電平，在整車控制器低端開關(guān)輸出電路的驅(qū)動(dòng)下，另一端通過串聯(lián)電阻置低電平，LED指示燈被點(diǎn)亮。
6.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路設(shè)有3路高端開關(guān)輸出電路，高端開關(guān)輸出電路包括并聯(lián)的兩個(gè)電阻、以及與其中一電阻串聯(lián)的LED指示燈，LED指示燈一端通過與其串聯(lián)的電阻接模擬負(fù)載裝置地，在整車控制器高端開關(guān)輸出電路的驅(qū)動(dòng)下，另一端置高電平，LED指示燈被點(diǎn)亮。
7.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路設(shè)有多個(gè)開關(guān)量輸入電路，開關(guān)量輸入電路包括串聯(lián)的撥動(dòng)開關(guān)和電阻，撥動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，整車控制器開關(guān)量輸入電路通過電阻接模擬負(fù)載裝置地，整車控制器監(jiān)測到低電平；撥動(dòng)開關(guān)閉合后，整車控制器通過開關(guān)量輸入電路監(jiān)測到高電平；開關(guān)量輸入包括打氣泵報(bào)警信號(hào)輸入、手柄L檔信號(hào)輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門檢測輸入、4個(gè)預(yù)留檔位、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)艙門檢測輸入、油門踏板怠速開關(guān)輸入、制動(dòng)踏板開關(guān)信號(hào)輸入、轉(zhuǎn)向泵報(bào)警輸入、手剎開關(guān)輸入、手柄R檔信號(hào)輸入、蓄電池艙門檢測輸入、經(jīng)濟(jì)性/動(dòng)力性選擇、手柄N檔信號(hào)輸入、氣壓開關(guān)輸入。
8.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述模擬量輸入模塊負(fù)載電路設(shè)有多個(gè)模擬量輸入電路，模擬量輸入電路由電位器構(gòu)成，電位器通過輸出端口輸出O 5V的電壓信號(hào)至整車控制器模擬信號(hào)采集電路；模擬量輸入包括制動(dòng)踏板信號(hào)輸入、第一加速踏板信號(hào)輸入、2路模擬量輸入預(yù)留信號(hào)、第二加速踏板信號(hào)輸入和溫度傳感器信號(hào)輸入。
9.如權(quán)利要求1所述的整車控制器模擬負(fù)載裝置，其特征在于所述通信電路包括串口通信和CAN通信接口，實(shí)現(xiàn)外部控制器通過該模擬負(fù)載裝置與整車控制器進(jìn)行通信。
全文摘要
一種整車控制器模擬負(fù)載裝置，包括電源系統(tǒng)電路，為整車控制器、轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路、開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路、低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路和高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路供電；電機(jī)控制模塊負(fù)載電路，接收整車控制器的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)速測量模塊負(fù)載電路，測量電機(jī)控制模塊負(fù)載電路中電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并反饋給整車控制器；開關(guān)量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供功能判斷所需的高低電平；模擬量輸入模塊負(fù)載電路，為整車控制器提供模擬信號(hào)輸入；低端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路和高端開關(guān)輸出模塊負(fù)載電路，接收整車控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；通信電路，提供外接通信接口。本發(fā)明滿足混合動(dòng)力客車整車控制器功能測試需求，接近實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102156459SQ20111002076
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者孫澤昌, 孫瑞, 張戟, 王神保, 肖棣, 蔡浩雄 申請人:同濟(jì)大學(xué)