CN111813091B - 对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，包括VCU(整车控制器)、测试工装JIG、24V稳压电源、电机对拖平台(MgSet)、高压配电装置、和两套待测MCU(电机控制器)。本发明解决的问题是如何让整车控制器模拟实车工况，并自动对电机控制器进行指令发送控制。本发明通过整车控制器控制达到对电机控制器进行自动化检测以及模拟实车工况的方案，不存在人为误操作，检测覆盖面广，极大的提高生产效率与产品质量。

Description

对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法

技术领域：

本发明涉及一种对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法。

背景技术：

对于新能源车辆而言，动力系统是整个车辆的核心。动力系统的可靠性决定着整车的可靠性，而动力系统中，电机控制器的可靠性是关键。

现阶段，大部分厂家对于电机控制器的质量把控仅限于针对硬件质量，以及对电机控制器额定、峰值输出电流的测试，极少涉及到实车工况下的测试，同时此类测试方法，需要相关人员现场对产品的测试状态进行把控，对于企业来说是人力资源的一种浪费而且无形增加了人为误操作风险。电机控制器服务于车辆，而车辆实际运行工况复杂，上述测试方法的涵盖面较窄，不能尽可能多的暴露电机控制器的隐藏故障状态。

对此，本发明实施一种利用整车控制器通过的对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，涵盖实车工况，同时完全自动化检测，大大提高产品出厂质量，使产品更贴近于实际使用，并且减少人工操作，降低人工误操作风险。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法。

本发明所采用的技术方案有：对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，包括：

1)系统准备：开启24V稳压电源并对应为VCU以及两台MCU提供工作所需低压输入，开启高压配电装置，向两台所述MCU输入直流500V高压；打开测试工装JIG中的ST开关，此时VCU监控每台MCU的高压输入电压值以及CAN通讯状态，打开测试工装JIG中的PWM开关，使得电机对拖平台进入工作就绪状态；

2)电机对拖平台的控制逻辑设定：电机对拖平台开始工作时，先对电机对拖平台中的一台电机进行升转速操作，随后对另一台电机进行升扭矩操作；电机对拖平台停止工作时，先对一台电机进行降扭矩操作，待电机输出扭矩降为0时，对另一台电机进行降转速操作；

电机对拖平台工作过程中，VCU分别同时对两台MCU进行转矩与转速控制命令的发送，即一台待测MCU接受扭矩命令，而另一台待测MCU接受转速命令；

3)实车工况模拟：

测试阶段：a)额定电流测试，两台MCU保持一定时间内以额定的功率输出，根据电机对拖平台中电机参数并依据电机对拖平台设定的控制逻辑，选择VCU对MCU发送的转速与扭矩数值指令，完成额定电流测试；

b)最大电流测试，两台MCU保持一定时间内以最大功率进行输出，，根据电机对拖平台中电机参数并依据电机对拖平台设定的控制逻辑，选择VCU对MCU发送的转速与扭矩数值指令，完成最大电流测试；

实车模拟阶段：

在急加速阶段，踩下油门踏板后，VCU根据油门踏板的开度测算出电机所需扭矩值，并将电机扭矩值发送给MCU，MCU接受到VCU发车的扭矩命令后，输出电流，电机进行转动，驱动车辆；

在加速过程中，电机转矩经历上升、恒定以及降低三段过程，所述三段过程对应的函数为：

式①中：

y表示VCU扭矩输出命令值，x表示时间，c表示电机可输出最大扭矩；

在加速过程中，电机转速随时间变化的函数为：

y＝-2.3749*10^-7×x²+0.049233×x-158 式②

式②中：y表示VCU转速输出命令值，x表示时间；

在电机转动后，VCU接受电机转速反馈后向接收扭矩命令的MCU发送扭矩随时间变化的函数，使得电机对拖平台模拟车辆在实际急加速阶段的工况。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过整车控制器控制达到对电机控制器进行自动化检测以及模拟实车工况，不存在人为误操作，检测覆盖面广，极大的提高生产效率与产品质量。

附图说明：

图1为本发明的硬件连接框图。

图2为本发明的工作流程图。

图3为加速过程扭矩随时间增加过程。

图4为扭矩随时间恒定过程。

图5为扭矩随时间下降过程。

图6为转速随时间上升过程。

图1中：

1、VCU(整车控制器)；2、测试工装JIG；3、24V稳压电源；4、电机对拖平台(MgSet)；5、高压配电装置；6、MCU(电机控制器)；7、低压连接线束；8、高压连接线束。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2，本发明一种对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，本发明涉及到的硬件部分包括VCU(整车控制器)1，测试工装JIG2，24V稳压电源3，电机对拖平台(MgSet)4，高压配电装置5，两套待测MCU(电机控制器)6，低压连接线束7和高压连接线束8。

VCU:进行自动化控制及将实车工况进行模拟并发送相应指令给MCU；

测试工装JIG：控制系统低压电源ST及电机控制器PWM；

24V稳压电源：系统低压电源输入；

电机对拖平台：电机控制器具体控制装置；

高压配电装置：系统高压动力的输出源；

MCU：接受VCU发送指令，将高压直流转化相应控制三项电流控制电机对拖平台；

低压连接线束：系统通讯，低压电源载体；

高压连接线束：高压控制部分载体。

本发明一种对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，包括如下过程：

1)系统准备：首先，对整套硬件系统进行高低压线束连接操作，确认线束连接无误后，开启24V稳压电源，为VCU与MCU提供工作所需低压输入。其次，开启高压配电装置，向电机控制器MCU输入直流500V高压，随即打开测试工装JIG的ST开关，此时VCU将进行系统状态监控，包括系统高压输入电压值，系统CAN通讯状态。这些信息将通过上位机进行直观表现。上述所有准备就绪后，打开测试工装JIG的PWM开关，使得整套系统处于工作前就绪状态。

2)电机对拖平台的控制逻辑设定：MgSet工作时，先对一台电机进行升转速操作后再对应一台电机升扭矩操作，而停止时则相反，先进行降扭矩操作，待电机输出扭矩为0，最后再进行将转速操作。此时VCU分别同时对两台MCU进行转矩转速控制命令的发送，即一台待测MCU接受扭矩命令，而另一台待测MCU接受转速命令。当MCU分别接受VCU所发出的命令后，会通过CAN通讯向VCU进行反馈，当VCU确认成功后，再对两台MCU分别发送待测动态转矩以及转速，先发送所需转速，当MgSet达到所需转速后(转速会因传感器精度问题不是一个准确的数值)再进行所需扭矩的发送；当达到设定值后再持续运行X分钟，满足所需测试时间后降扭矩降转速，先降转矩，再降转速；等到转速为0后再进行控制模式调整，使两个MCU都经过完整的测试循环。

3)实车工况模拟：对于实车工况模拟测试将分为以下两大阶段四小过程：

测试阶段(第一阶段)：

a)第一步额定电流测试，使得控制器在一定时间能以额定功率进行输出，根据对拖平台所采用的电机参数选择VCU对MCU发送的转速与扭矩数值指令。

本方案中对拖平台采用的额定电机输出转矩为500Nm、最大输出转矩1000Nm；额定转速为1800Rpm、最大转速为10000Rpm。所以根据2)电机对拖平台设定的控制逻辑VCU对转速控制的MCU先发送1800Rpm，当VCU收到转速反馈满足所需后，向转矩控制的MCU发送500Nm的转矩数值。当测试时间X满足所需后，将MCU控制指令进行调换，重复上述步骤，完成额定电流测试；

b)第二步最大电流测试，使得控制器在一定时间能以最大功率进行输出，与第一步相同VCU对转速控制的MCU先发送500Rpm，当VCU收到转速反馈满足所需后，向转矩控制的MCU发送1000Nm的转矩数值。当测试时间X满足所需后，将MCU控制指令进行调换，重复上述步骤，完成最大电流测试；

实车模拟阶段(第二阶段)：对于实车工况而言，最为恶劣的工况为起步阶段车速由0Km/h达到最大车速的急加速阶段和车速由最大降低为0的急减速阶段。所以在此将进行分情况讨论：

首先对于急加速过程的模拟：对于整车而言，在急加速阶段，当踩下油门踏板后，VCU根据油门踏板的开度测算出所需扭矩值，将扭矩值发送给MCU，MCU接受到VCU发车的扭矩命令后，输出电流，是电机进行转动，驱动车辆。所以易得电机转矩在全过程中经历上升——恒定——降低过程，而转速处于一种随时间而递增的过程。因此对转矩过程进行拆分为三段(图3、图4和图5阶段函数图形源于实车数据)：

图3、图4和图5中曲线易拟合出对应函数：

式①函数为扭矩随时间变化的分段函数，y表示VCU扭矩输出命令值，x表示时间，c表示电机可输出最大扭矩；

y＝-2.3749*10^-7×x²+0.049233×x-158(图6) 式②

式②函数为转速随时间变化的函数，y表示VCU转速输出命令值，x表示时间。

由上述式①式②的确定我们可以通过VCU向接收转速命令的MCU发送转速随时间变化的函数，当电机转动后，VCU接受转速反馈后随即向接收扭矩命令的MCU发送扭矩随时间变化的函数。使得MgSet对拖平台能够近似的模拟车辆在实际急加速阶段的工况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.对拖平台电机控制器自动化检测及实车模拟测试方法，其特征在于：包括：

1)系统准备：开启24V稳压电源并对应为VCU以及两台MCU提供工作所需低压输入，开启高压配电装置，向两台所述MCU输入直流500V高压；打开测试工装JIG中的ST开关，此时VCU监控每台MCU的高压输入电压值以及CAN通讯状态，打开测试工装JIG中的PWM开关，使得电机对拖平台进入工作就绪状态；

2)电机对拖平台的控制逻辑设定：电机对拖平台开始工作时，先对电机对拖平台中的一台电机进行升转速操作，随后对另一台电机进行升扭矩操作；电机对拖平台停止工作时，先对一台电机进行降扭矩操作，待电机输出扭矩降为0时，对另一台电机进行降转速操作；VCU分别同时对两台MCU进行转矩转速控制命令的发送，即一台待测MCU接受扭矩命令，而另一台待测MCU接受转速命令；当MCU分别接受VCU所发出的命令后，会通过CAN通讯向VCU进行反馈，当VCU确认成功后，再对两台MCU分别发送待测动态转矩以及转速，先发送所需转速，当电机对拖平台达到所需转速后再进行所需扭矩的发送；当达到设定值后再持续运行X分钟，满足所需测试时间后降扭矩降转速，先降转矩，再降转速；等到转速为0后再进行控制模式调整，使两个MCU都经过完整的测试循环；

电机对拖平台工作过程中，VCU分别同时对两台MCU进行转矩与转速控制命令的发送，即一台待测MCU接受扭矩命令，而另一台待测MCU接受转速命令；

3)实车工况模拟：

测试阶段：a)额定电流测试，两台MCU保持一定时间内以额定的功率输出，根据电机对拖平台中电机参数并依据电机对拖平台设定的控制逻辑，选择VCU对MCU发送的转速与扭矩数值指令，完成额定电流测试；

b)最大电流测试，两台MCU保持一定时间内以最大功率进行输出，根据电机对拖平台中电机参数并依据电机对拖平台设定的控制逻辑，选择VCU对MCU发送的转速与扭矩数值指令，完成最大电流测试；

实车模拟阶段：

在急加速阶段，踩下油门踏板后，VCU根据油门踏板的开度测算出电机所需扭矩值，并将电机扭矩值发送给MCU，MCU接受到VCU发车的扭矩命令后，输出电流，电机进行转动，驱动车辆；

在加速过程中，电机转矩经历上升、恒定以及降低三段过程，所述三段过程对应的函数为：

式①中：

y表示VCU扭矩输出命令值，x表示时间，c表示电机可输出最大扭矩；

在加速过程中，电机转速随时间变化的函数为：

y＝-2.3749*10^-7×x²+0.049233×x-158 式②

式②中：y表示VCU转速输出命令值，x表示时间；

在电机转动后，VCU接受电机转速反馈后向接收扭矩命令的MCU发送扭矩随时间变化的函数，使得电机对拖平台模拟车辆在实际急加速阶段的工况。

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