程耀鋒，周皓宇，李競捷

（武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070）

1 引言

電動汽車行駛過程中，驅(qū)動電機(jī)工作有特定的工作溫度范圍，當(dāng)電機(jī)工作溫度超過正常溫度范圍時，ATS控制器會通過控制電源輸出，保證驅(qū)動電機(jī)的工作溫度和工作電壓處于正常狀態(tài)。而雙通道ATS控制器是一種兼容了三種風(fēng)扇控制方式，即CAN通信控制、PWM通信控制和溫度傳感器溫度控制的新型控制器，可以滿足整車廠家所需求的三種風(fēng)扇控制方式控制。

雙通道ATS控制器由于批量生產(chǎn)的緣故，實際生產(chǎn)的ATS控制器難免會存在一定的次品。為了檢測出功能異常的次品，本文將示波器與雙通道ATS控制器結(jié)合，設(shè)計出該雙通道ATS控制器功能檢測裝置。通過示波器檢測顯示ATS輸出控制風(fēng)扇的PWM，達(dá)到對該ATS控制器功能檢測的目標(biāo)，不僅測試方式簡單，測得的結(jié)果清晰可靠。

2 設(shè)計需求分析

本文所測試的電動汽車雙通道ATS控制器包括CPU模塊、連接溫度傳感器A/D采集接口、電源正負(fù)，風(fēng)扇輸出接口、PWM輸入接口和CAN通訊接口，具體連接方式如圖1所示。

圖1 電動汽車雙通道ATS控制器結(jié)構(gòu)示意圖

A/D溫度采集對應(yīng)連接溫度傳感器；風(fēng)扇輸出接口為控制輸出模塊，連接風(fēng)扇1和風(fēng)扇2；PWM輸入接口對應(yīng)PWM通訊模式，連接信號發(fā)生器，接收外部PWM；存儲模塊包括兩個存儲器。通過分析，將示波器與雙通道ATS控制器連接，對整車CAN網(wǎng)絡(luò)通信、外部PWM通信和溫度傳感器控制部分進(jìn)行檢測。

3 裝置硬件設(shè)計

本文所設(shè)計的雙通道ATS控制器功能測試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 ATS控制器功能測試裝置結(jié)構(gòu)

可編程電源連接ATS電源正和電源負(fù)，用于檢測控制器控制輸出的風(fēng)扇1和風(fēng)扇2，連接ATS控制器風(fēng)機(jī)1負(fù)和風(fēng)機(jī)2負(fù)；溫度傳感器和水浴鍋通過水浴鍋設(shè)定外部工作溫度，之后由溫度傳感器將外部溫度信息傳遞給A/D溫度采集模塊；信號發(fā)生器連接PWM輸入接口，將PWM信號傳遞給ATS控制器；USBCAN工具和上位機(jī)，連接ATS控制器的CAN接口，通過上位機(jī)與ATS控制器進(jìn)行CAN通訊。示波器與控制器、風(fēng)扇1和風(fēng)扇2連接，通過示波器來顯示PWM波形和占空比。

4 工作模式分析

4.1 CAN通信功能檢測模塊

將CAN接口與工作上位機(jī)相連，工作時，CAN通訊接口連接到汽車CAN總線，接收報文以提供汽車驅(qū)動電機(jī)溫度和電機(jī)控制器溫度，其工作模式如圖3所示。

電動汽車驅(qū)動電機(jī)冷卻系統(tǒng)工作，將車輛的信息傳送給上位機(jī)，再由裝在電動汽車上的整車網(wǎng)絡(luò)將驅(qū)動電機(jī)的溫度傳遞至控制器，控制器接收到CAN通訊裝置傳輸?shù)臏囟刃盘?，控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。同時，PWM發(fā)生器向風(fēng)扇輸出PWM方波，通過觀測示波器接收的PWM方波并判斷方波的占空比來計算風(fēng)扇的工作速度，并將風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速反饋至控制器，從而對風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速做進(jìn)一步調(diào)整。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速由驅(qū)動電機(jī)和ATS控制器接收數(shù)據(jù)的效果所決定。

4.2 外部PWM通信功能檢測模塊

外部PWM輸入由信號發(fā)生器模擬并發(fā)送至ATS控制器。控制器接收外部PWM后，判斷外部PWM占空比，并將該P(yáng)WM輸出到風(fēng)扇端控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動。通過示波器判斷控制器輸出給風(fēng)扇的PWM占空比是否合格。

4.3 溫度傳感器溫度控制功能檢測模塊

溫度傳感器接口與電阻式溫度傳感器連接，顯示冷卻水箱溫度。為了達(dá)到裝置的集成化與簡易化，采用風(fēng)扇2對恒溫冷卻系統(tǒng)進(jìn)行溫度檢測反饋，通過恒溫水浴鍋模擬電動汽車的水箱。

用溫度傳感器檢測水浴鍋的溫度，將其傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)接收信號后將對應(yīng)占空比的PWM輸出給風(fēng)扇2，用示波器判斷輸出脈寬調(diào)制的占空比是否合格，其工作流程如圖4所示。

圖3 CAN通訊工作模式

圖4 水浴系統(tǒng)控制的工作模式

5 結(jié)語

本項目能夠很好地解決現(xiàn)有技術(shù)測試方式的不足，實現(xiàn)對雙通道ATS功能控制器控制功能的檢測。可真實模擬汽車所處的環(huán)境參數(shù)，檢驗ATS控制器三項重要參數(shù)（反壓控制能力、電流控制能力、檢測器控制效率），同時，操作簡單，結(jié)果準(zhǔn)確清晰。