礦用電動自卸車甲醇增程器第4部分：控制系統(tǒng)

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礦用電動自卸車甲醇增程器第4部分：控制系統(tǒng)

1范圍

本文件規(guī)定了礦用電動自卸車甲醇增程器的控制系統(tǒng)。

本文件適用于礦用電動自卸車甲醇增程器。

其它使用甲醇增程器的電動移動機械、醇氫動力裝置可參照本文件執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文

件。

GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗

GB/T2423.10環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc：振動(正弦)

GB/T4942旋轉電機整體結構的防護等級（IP代碼）分級

GB14023車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車外接收機的限值和測量方法

GB/T17619機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法

GB/T17626電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GB/T21437道路車輛電氣電子部件對傳導和耦合引起的電騷擾試驗方法

GB/T33014道路車輛電氣電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法

ISO11898-2道路車輛控制器局域網絡第2部分:高速媒體訪問單元（Roadvehicles—

Controllerareanetwork（CAN）—Part2：High-speedmediumaccessunit）

ISO14229道路車輛-統(tǒng)一診斷設備(UDS)（Roadvehicles—Unifieddiagnosticservices

(UDS)）

SAEJ1939功能安全通信協(xié)議(FunctionalSafetyCommunicationsProtocol)

3術語和定義

3.1

甲醇增程器發(fā)動機控制單元enginecontrolunit（ECU）formethanolrange-extender

根據甲醇增程器的不同工況，向發(fā)動機提供最佳空燃比的混合氣和最佳點火時刻，使發(fā)動機始終處

于最佳工作狀態(tài)的電子控制單元。

3.2

甲醇增程器發(fā)電機控制單元generatorcontrolunit(GCU)formethanolrange-extender

用于啟動發(fā)動機、將發(fā)動機能量轉換為電能，對動力電池充電及給驅動電機提供能量的電子控制單

元。

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3.3

整車控制單元vehiclecontrolunit(VCU)

監(jiān)測車輛狀態(tài)（車速、主要部件溫度等）信息，向動力系統(tǒng)、儲能模塊發(fā)送車輛的運行狀態(tài)控制指

令，控制車載附件電力系統(tǒng)的工作模式，實現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元。

3.4

甲醇增程器控制單元methanolrange-extendercontrolunit(RCU)

接收VCU通過整車CAN發(fā)送啟動、停止以及發(fā)電功率等指令并解析和轉發(fā)到ECU和GCU，滿足VCU實時

需求的電子控制單元。

4甲醇增程器控制系統(tǒng)

RCU、ECU和GCU三個控制單元組成內部CAN網絡。內部CAN網絡通過RCU與VCU通訊。VCU根據實時工況，

通過整車CAN發(fā)送啟動、停止以及發(fā)電功率等指令給BMS、MCU和RCU。RCU不工作時，由BMS與MCU滿足VCU

的需求；RCU工作時，RCU轉發(fā)啟停指令到內部CAN網絡，實現(xiàn)增程器系統(tǒng)的啟停控制功能。另外，RCU

解析VCU的功率指令，計算效率最優(yōu)的需求轉速和需求扭矩，發(fā)送到內部CAN網絡；ECU根據接收到的指

令控制發(fā)動機運行到目標扭矩或轉速；GCU解析CAN幀，控制ISG電機為發(fā)動機提供需求轉速或扭矩，以

此滿足VCU對發(fā)電功率的需求。

整車CAN網絡RCU只和VCU進行通訊。RCU周期性發(fā)送RCU的工作狀態(tài)幀給VCU，包括增程器工況(啟動、

停機、怠速和發(fā)電)，故障等級，主動放電反饋，實際功率反饋，當前允許最大功率，低壓反饋和自檢

狀態(tài)。同時，RCU會轉發(fā)ECU和GCU的狀態(tài)信息給VCU，包括電機母線電壓，發(fā)動機轉速等信息。VCU則給

RCU周期性地發(fā)送啟?？刂疲l(fā)電功率需求和整車故障等級等信息。

啟動增程器前，VCU需要判斷RCU的故障等級。故障等級為0時，可以發(fā)送啟動命令給RCU通過使能RCU

啟?？刂莆唬梢詫崿F(xiàn)增程器的啟動。

增程器處于工作工況時，VCU根據RCU當前允許的最大功率和當前的功率需求，向RCU發(fā)送需求功率，

同時RCU也會向VCU反饋實時功率。

5性能要求

5.1車輛行駛數(shù)據管理

甲醇增程自卸車的動力單元必須按照駕駛員意圖輸出驅動或制動扭矩。駕駛員主要通過加速踏板和

制動踏板控制車輛啟動、加速、減速和制動等。控制系統(tǒng)必須根據踏板信號決定電機的扭矩輸出。

5.2整車信息管理

整車信息管理通過整車網絡管理實現(xiàn)。整車網絡應滿足ISO11898-2、CAN2.0A和CAN2.0B規(guī)范、

SAEJ1939等標準。

5.3整車能量管理

整車能量管理需對電機動力部件、空調等電動附件的耗能進行管理，并對相應的電池組進行實時監(jiān)

控。

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5.4車輛檢測和管理

車輛運行過程中，需要檢測驅動電機、增程器和空調等部件的實時動態(tài)數(shù)據，并通過LCD顯示，進

而提供給駕駛員進行判斷。整車控制單元應對采集信號進行處理，并通過通訊接口在LCD顯示。

5.5故障診斷與處理

控制單元要能對甲醇增程器的故障進行分析處理，保障增程器的正常工作。在檢測到本單元自身故

障或接收到VCU反饋的其它整車故障時，需保證車輛在足夠安全的條件下，給出增程器可使用工作范圍，

以滿足故障狀態(tài)下車輛的應急行駛需要。

6技術要求

6.1信號采集要求快速、準確。車輛在行駛過程中，必須準確及時地測量出相關信號。

6.2控制單元處理數(shù)據和運算的速度要快。要求甲醇增程器控制單元要盡可能提高運算速度，節(jié)省運

算時間。

6.3控制精度要高，確保甲醇增程器滿足高精度、高速度、控制靈活、穩(wěn)定可靠的要求。

7硬件

7.1硬件組成

7.1.1增程器控制單元RCU

礦用電動自卸車甲醇増程器發(fā)電機控制單元RCU硬件組成應滿足圖1要求。

圖1增程器控制單元RCU硬件原理圖

7.1.2發(fā)電機控制單元GCU

礦用電動自卸車甲醇増程器的發(fā)電機控制單元GCU的硬件組成應滿足圖2要求。

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圖2發(fā)電機控制單元GCU硬件原理圖

7.1.3發(fā)動機控制單元ECU

礦用電動自卸車甲醇増程器的發(fā)動機控制單元ECU硬件組成應滿足圖3要求。

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圖3發(fā)動機控制單元ECU硬件原理圖

7.2硬件開發(fā)測試流程

電子控制單元按流程進行設計和驗證測試。電子控制單元硬件電路需求確定后，進行模擬電路原理

圖設計，然后PCB設計，樣片制版后，進行功能調試、型式試驗、電磁兼容性測試以及集成測試，進而

開展小批市場驗證。對于測試中發(fā)現(xiàn)的問題，再對電路進行設計或更改，直到最后測試合格。PCB板尺

寸確定后進行外殼設計，測試完成后整理輸出原理圖文檔、加工文件、BOM表、電路測試報告、調試手

冊和硬件測試文檔等。

7.3電子控制單元型式測試內容

結合使用環(huán)境，確定包括機械性能試驗、環(huán)境試驗、電性能試驗和EMC試驗的主要測試包括表1所示

內容。

7.4其它性能

7.4.1耐久性

耐久性即產品使用的無故障性或使用壽命長，滿足整車使用壽命要求。

7.4.2可維修性

可維修性是指當產品發(fā)生故障后，可通過診斷工具讀取故障碼，給出診斷建議，能夠快速且方便地

通過維護或維修排除故障。產品的可維修性與產品的結構有很大的關系。

7.4.3設計可靠性

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這是決定產品質量的關鍵，由于人機系統(tǒng)的復雜性，以及人在操作中可能存在的差錯和操作使用環(huán)

境因素的影響，發(fā)生錯誤的可能性依然存在，所以設計時必須充分考慮產品的易使用性和易操作性，并

確保其可靠性。

表1型式測試內容

序號試驗項目類別

1低溫運行環(huán)境

2高溫運行環(huán)境

3防水防塵環(huán)境

4耐溫度快速變化環(huán)境

5耐溫濕度組合循環(huán)變化環(huán)境

6低溫儲存環(huán)境

7高溫儲存環(huán)境

8耐甲醇環(huán)境

9耐工業(yè)溶劑環(huán)境

10振動試驗機械性能

11自由跌落機械性能

12輻射發(fā)射EMC

13傳導發(fā)射EMC

14輻射抗擾度EMC

15瞬態(tài)抗擾EMC

16過電壓電性能

17靜電放電電性能

18電壓驟降復位性能電性能

19氣動特性電性能

20反向電壓電性能

8基礎軟件

8.1開發(fā)流程

礦用電動自卸車甲醇増程器電子控制單元的基礎軟件開發(fā)需要通過流程規(guī)范開發(fā)過程，保證軟件可

靠性并從需求、開發(fā)和測試的每個環(huán)節(jié)可控可追湖。

8.2開發(fā)工具鏈

為保證基礎軟件質量，開發(fā)過程中優(yōu)先保證使用到的工具鏈，比如編譯器、測試工具等需經過可靠

性方面的驗證。

編譯器需具備高安全性、高可靠性，滿足SIL4（安全完整性水平）和ASILD（汽車安全完整性水平）

資質要求；仿真器應具備實時錯誤任務處理機制、多級觸發(fā)單元技術、動態(tài)存儲技術、實時內存查看、

實時跟蹤代碼運行狀態(tài)、大容量追蹤緩存用于實時根據和觸發(fā)等。

8.3靜態(tài)分析

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靜態(tài)分析主要包括代碼分析、代碼審查與軟件度量三個方面。通過靜態(tài)分析盡可能發(fā)現(xiàn)程序中的缺

陷，要求軟件結構與邏輯合理清晰，分析是否有變量冗余或者未定義的信息，接口是否脫節(jié)。

8.4容錯設計

基礎軟件要求有一定的容錯能力，包括軟件模塊的冗余設計和信息冗余等。

8.5余量設計

8.5.1存儲資源分配以及余量要求

在制定礦用電動自卸車甲醇増程器電子控制單元整個開發(fā)需求時，要求評估整個軟件系統(tǒng)的存儲

量，包括FLASH（程序和標定數(shù)據不小于4MB）和RAM(不小于190KB)的需求。電控系統(tǒng)的應用層軟件需

要通過合適工具鏈進行評估、統(tǒng)計應用層模型的資源需求。存儲空間的分配由基礎軟件來實現(xiàn)，為了保

證系統(tǒng)缺陷的修復及新功能的擴展，存儲資源要求余量不小于20%。

8.5.2時序安排和系統(tǒng)負荷的余量要求

隨著軟件復雜度和運算量的增加，甲醇增程器電子控制單元涉及到優(yōu)先級別和周期各不相同的中斷

和定時周期性任務等，需要合理分配任務時序安排，結合具體對象合理確定時間周期，如采樣周期、數(shù)

據計算處理周期、控制周期、診斷周期和輸入輸出周期等。為保證系統(tǒng)缺陷修復、新功能的擴展，整個

系統(tǒng)負荷應該不大于60%。

9應用軟件

9.1應用軟件架構

礦用電動自卸車甲醇増程器應用軟件架構應包括：

a)增程器控制單元RCU負責的混動功能管理；

b)發(fā)電機控制單元GCU負責的發(fā)電功率協(xié)調；

c)發(fā)動機控制單元ECU的基本功能管理；

a)各控制單元之間的CAN通訊協(xié)議，如圖4所示。

圖4甲醇增程器架構

9.2增程器控制單元RCU基本功能管理

9.2.1概述

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將整車VCU指令轉化為增程器的發(fā)電功率，然后由RCU根據發(fā)動機的運轉條件和運轉工況，以及發(fā)電

機控制單元GCU的自身和環(huán)境條件，分別給發(fā)動機控制單元ECU和發(fā)電機控制單元GCU發(fā)出工作指令，確

保兩者協(xié)同工作。

9.2.2輸入處理控制

要求開關信號通過相關的時間延遲實現(xiàn)“防反跳”功能，避免誤操作、無判斷，包括點火鑰匙開關、

啟動開關等；溫度傳感器、電壓采樣等，轉化為工程值需考慮使用合適的濾波函數(shù)，并計入溫度補償。

9.2.3發(fā)電機水泵控制

增程器根據發(fā)電機繞組溫度和發(fā)電機控制單元GCU的溫度控制水泵的開啟和關閉。增程器根據發(fā)電

機繞組溫度和發(fā)電機控制單元GCU的溫度控制水泵的PWM開度。

9.2.4發(fā)電機風扇控制

增程器根據發(fā)電機繞組溫度和發(fā)電機控制單元GCU的溫度控制風扇的開啟和關閉。增程器根據發(fā)電

機繞組溫度和發(fā)電機控制單元GCU的溫度控制風扇的PWM開度。

9.2.5外接充電控制

增程器接收到外接充電信號后停機并禁止起動。

9.2.6暖風功能

利用發(fā)動機冷卻水溫度加熱駕駛艙溫度。

9.2.7發(fā)電功率限制

最大發(fā)電功率受電機繞組溫度、電機逆變器溫度和電機回路發(fā)電故障限制。

9.2.8發(fā)電機啟動發(fā)動機

發(fā)電機發(fā)出正轉矩快速起動發(fā)動機，以期節(jié)約發(fā)動機啟動過程燃料噴射量。

9.2.9發(fā)電機發(fā)電控制

發(fā)電機發(fā)出負轉矩對電池進行充電，發(fā)電機可選轉速或扭矩控制。當發(fā)電機發(fā)電時，發(fā)動機先調速，

當轉速達到目標轉速附近后，開始按照一定速率加入發(fā)電機發(fā)電轉矩，避免發(fā)動機轉速的異常波動。

9.2.10發(fā)電機轉矩步長控制

實現(xiàn)發(fā)電機起動發(fā)動機發(fā)電功能，為了實現(xiàn)較好的控制效果，要求限制不同控制模塊中發(fā)電機的速

率步長。

9.2.11發(fā)動機控制

發(fā)動機不參與驅動，主要在發(fā)電時進行轉速或扭矩控制。

9.2.12發(fā)動機強制暖機

不發(fā)電時，保持發(fā)動機冷卻水溫處于合適溫度，以保證發(fā)動機正常工作。

9.2.13發(fā)動機功率保護

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發(fā)動機因異常無法滿足發(fā)電功率時，發(fā)電機響應降低發(fā)電功率。

9.2.14主被動發(fā)電控制

主動模式：增程器根據整車車速及輪端扭矩、實際車重等信息，自主計算發(fā)電功率。

被動模式：增程器響應整車控制單元VCU指令發(fā)電功率需求。

電池容量低于閾值時，強制啟動發(fā)動機發(fā)電。

9.2.15發(fā)電機溫度保護

發(fā)電機溫度超過閾值時，降低發(fā)電功率或停止發(fā)電。

9.2.16發(fā)動機溫度限制

發(fā)動機溫度超過閾值時，降低發(fā)電功率或停止發(fā)電。

9.2.17電池電壓充放電限制

根據電池電壓限制增程器當前實際發(fā)電功率，以及根據電池電壓限制增程器發(fā)電機的當前實際電動

功率。

9.2.18發(fā)動機長怠速控制

根據發(fā)電機以及整車能耗要求靈活控制發(fā)電前以及停機前維持發(fā)動機保持怠速的時間。

9.2.19發(fā)動機強制怠速

維持發(fā)動機機械水泵運轉，避免增壓器回熱溫度過高損壞增壓器。

9.2.20預熱功能

起動前對發(fā)動機的進氣進行預熱以提高低溫啟動能力。

9.2.21主動放電

整車下電后實現(xiàn)發(fā)電機控制單元GCU快速放電。

9.2.22輔助停機

總成怠速到停機過程通過發(fā)電機扭矩輔助以達到快速停機效果。

9.2.23電附件控制

增程器接收VCU的電附件CAN報文電流及電壓信息計算發(fā)電功率。

9.2.24車速限制

基于噪聲考慮，根據車速限制發(fā)電功率。

9.2.25余熱利用

需對甲醇發(fā)動機排放熱量進行有效利用，包括但不僅限于甲醇裂解制氫等技術。由增程器根據系統(tǒng)

當前儲能電壓、環(huán)境溫度、發(fā)動機冷卻水溫以及發(fā)電功率等綜合判斷，給出指令并閉環(huán)控制余熱利用功

能的實施。

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9.2.26通訊管理

RCU至少具有3路CAN：一路CAN接入整車CAN網絡與VCU通訊；一路接入內部CAN網絡與ECU、GCU通訊；

一路CAN做標定用，并滿足數(shù)據刷寫要求。

9.3發(fā)電機控制單元GCU基本功能管理

9.3.1概述

主要負責接收RCU指令，根據ECU控制的增程式發(fā)動機所發(fā)出的功率、來最大效率地控制ISG發(fā)電機

轉化為發(fā)電功率。

9.3.2發(fā)電機轉矩閉環(huán)

發(fā)電機控制單元采用轉矩閉環(huán)控制，發(fā)電機控制單元及電機響應整車控制單元發(fā)出的轉矩指令。要

求不出現(xiàn)轉矩響應滯后并具備轉矩限制功能。控制單元反饋扭矩值應按照電機實際臺架標定扭矩值來反

饋。

9.3.3發(fā)電機轉速閉環(huán)

發(fā)電機控制單元采用轉速閉環(huán)控制，發(fā)電機控制器單元及發(fā)電機響應整車控制器發(fā)出的轉速指令，

同時有速度限制功能。

9.3.4轉速/扭矩控制模式切換

轉速和扭矩功能應能進行雙向自由切換。

9.3.5發(fā)電機控制單元CAN

發(fā)電機控制單元帶CAN總線接口，該接口硬件層面上應符合SAEJ1939規(guī)范。通過CAN總線接收整車

控制單元發(fā)出的扭矩信號，并將電機及控制單元各種狀態(tài)信號和報警信號發(fā)送給整車控制單元。

9.3.6發(fā)電機功率限制

發(fā)電機控制單元可根據不同系統(tǒng)部件發(fā)來的限功指令等信號對發(fā)電機進行限功，限功過程及解除限

功的過程都必須是柔和的。當發(fā)電機控制單元實施上述操作時應同時通過CAN給出相應狀態(tài)信號以便儀

表顯示相應狀態(tài)。

9.3.7制動功率控制

有再生能量制動功能，制動功率或制動扭矩由整車控制單元給出，制動最大功率、最大扭矩等可以

通過軟件設置。制動過程必需是柔和的，以保證車輛的平順性，同時避免造成母線電壓超限。

9.3.8發(fā)電機控制單元預充電

預充電電阻為100Ω～200Ω，發(fā)電機控制單元內置電容1mF。

9.3.9發(fā)電機控制單元下電控制

發(fā)電機控制單元帶有自動下電功能，當輸入高壓切斷后，發(fā)電機控制單元在低壓供電切斷后通過放

電電阻將輸入濾波電容上的電能泄放掉。

9.3.10故障診斷

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發(fā)電機控制單元有IGBT故障、短路、過流、過壓、欠壓和過溫保護等功能，依據故障程度執(zhí)行限功

或停機操作，并同時發(fā)出故障報警代碼，整車控制單元應根據電機發(fā)出的故障信號，執(zhí)行相應的處理措

施。

9.3.11各種失效保護

輸出短路、缺相、BUSoff、VCU通訊，電機超速、溫度過高、堵轉，控制單元過流，母線電壓過高

等，以及各種傳感器失效后的保護策略。

9.4發(fā)動機控制單元ECU基本功能管理

9.4.1概述

礦用電動自卸車甲醇増程器發(fā)動機控制單元ECU應用軟件架構包含：發(fā)動機的基本控制功能，以及

根據需要包括但不限于以下其它管理功能：后處理、熱系統(tǒng)、安全控制、通訊和診斷等。不同應用場景

可根據實際情況進行刪減和（或）增加對應功能模塊。

9.4.2傳感器輸入

除特殊規(guī)定外，礦用電動自卸車甲醇増程器應根據用途、使用場景和開發(fā)要求定義傳感器輸入部分，

主要包括曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、環(huán)境溫度和壓力傳感器、寬域氧傳

感器、開關氧傳感器、爆震傳感器、機油壓力溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣壓力溫度傳感器、

增壓壓力溫度傳感器、甲醇軌壓傳感器、EGR位置傳感器、EGR壓力傳感器、EGR壓差傳感器、EGR溫度傳

感器及曲軸箱通風壓力傳感器等(可根據礦用電動自卸車甲醇増程器的具體應用和配套需求予以增

減)。

9.4.3執(zhí)行器輸出

除特殊規(guī)定外，礦用電動自卸車甲醇増程器應根據用途、使用場景、開發(fā)要求定義出執(zhí)行器輸出部

分，主要包括但不限于電子節(jié)氣門、廢氣旁通控制閥、EGR閥、汽油噴嘴、甲醇噴嘴、汽油油泵繼電器、

甲醇油泵繼電器和碳罐電磁閥等(可根據礦用電動自卸車甲醇増程器的具體應用和配套予以增減)。

9.4.4扭矩協(xié)調及控制

協(xié)調各種扭矩需求（駕駛員扭矩請求、轉速控制扭矩請求和發(fā)電扭矩請求等），輸出目標慢扭矩（確

定目標空氣量）、目標快扭矩（確定目標點火角）等。

9.4.5空氣量控制

根據目標空氣量和充氣效率等，計算目標進氣壓力，確定目標節(jié)氣門開度和目標增壓壓力，然后驅

動節(jié)氣門和廢氣旁通閥，使得實際空氣量達到目標值。

9.4.6噴醇量控制

根據實際空氣量、理論空燃比和目標空燃比等計算目標噴醇量，并根據噴嘴特性、甲醇軌壓等計算

最終的噴射脈寬。

9.4.7點火控制

根據目標點火效率、基本點火角、參考點火角及各種點火角修正值，確定最終點火角。

9.4.8碳罐控制

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根據發(fā)動機工況，在合適的時間逐步打開碳罐電磁閥，并計算碳罐負荷，修正空燃比控制和噴醇量，

實現(xiàn)對碳罐的有效清洗，且把空燃比波動控制在較小范圍，避免對駕駛性和排放造成較大影響。

9.4.9增壓壓力控制

通過閉環(huán)控制廢氣旁通閥，實現(xiàn)增壓壓力快速、準確且穩(wěn)定地達到目標值。

9.4.10EGR控制

滿足EGR開啟條件時，通過目標EGR率計算目標EGR流量，調節(jié)EGR閥開度使得實際EGR流量達到目標

值。

9.4.11怠速控制

在怠速工況，通過怠速控制PID調節(jié)節(jié)氣門開度和點火角，使得發(fā)動機轉速快速且穩(wěn)定地達到目標

怠速，無抖動及游車等。

9.4.12爆震及早燃監(jiān)測和控制

通過專用芯片及軟件對爆震傳感器信號進行處理，監(jiān)測是否爆震及早燃。如果爆震則根據爆震強度

推遲點火角，爆震消失則逐漸恢復點火角；如果早燃則按邏輯作相應處理。

9.4.13混動功能管理

混動功能主要包括發(fā)動機起動和停機功能（響應外部起動和停機指令）、發(fā)電扭矩控制功能（響應

外部扭矩請求，保持發(fā)動機轉速和扭矩穩(wěn)定，高效地工作在目標發(fā)電工況）等。

9.4.14后處理管理

除特殊規(guī)定外，礦用電動自卸車甲醇増程器根據需要可增加對應后處理單元。

9.4.15熱管理

包括發(fā)動機水溫控制（電子風扇或硅油風扇控制）和冷卻系統(tǒng)監(jiān)測等。

9.4.16安全控制管理

包括碰撞斷醇功能（收到碰撞斷醇信號后，立即切斷甲醇供給）、發(fā)動機轉速限制功能、發(fā)動機零

部件保護功能和跛行回家功能等。

9.4.17通訊管理

與甲醇增程器控制單元RCU進行信息通訊和交互，獲取控制需求。參考標準SAEJ1939協(xié)議，輸出發(fā)

動機相關狀態(tài)信息。

9.4.18故障診斷和故障管理

故障診斷包括對9.3.2和9.3.3所列傳感器和執(zhí)行器進行診斷，并制定相應的失效處理策略。故障管

理系統(tǒng)包含從故障觸發(fā)到判斷、再到實際失效措施執(zhí)行過程，涵蓋軟件架構中的各個方面（可根據礦用

電動自卸車甲醇増程器的具體應用和配套予以增減）。

10技術指標

12

T/CAAMTBXXXXX.4—XXXX

10.1增程器控制單元RCU硬件資源

RCU的硬件資源應不低于以下參數(shù)指標：

a)CPU指標：主頻112MHz、1MBFlash、128KBRAM、2路開關輸入、4路PWM輸入、9路ADC、

3路CAN、2路SPI；

b)接插件針腳數(shù)：接插件38針腳、其中3路5V電源輸出、3路CAN（其中1路CAN帶報文喚醒

功能）、9路AD輸入、4路頻率輸入。

10.2發(fā)電機控制單元GCU硬件資源

GCU的硬件資源應不低于以下參數(shù)指標：

a)CPU指標：主頻100MHz、1MBFlash、100KBRAM、10路ADC、2路CAN；

b)接插件針腳數(shù)：1路24V供電電源、2路CAN、2路控制單元溫度信號、1路旋變傳感器信號

（包括sin正負信號、cos正負信號、勵磁正負信號）。

10.3發(fā)動機控制單元ECU硬件資源

ECU的硬件資源應不低于以下參數(shù)指標：

a)CPU指標：主頻150MHz、2MBFlash、192KBRAM、24路ADC、3路CAN、2路SPI；

b)接插件針腳數(shù)：接插件154針腳、其中4路5V電源輸出3路CAN、2路爆震輸入、12路噴

嘴驅動通道、6路智能點火線圈（回路接入ECU的診斷PIN）。

10.4可靠性

10.4.1防護等級應符合GB/T4942的規(guī)定。

10.4.2防震應符合GB/T2423.10的規(guī)定。

10.4.3平均無故障時間應不低于20000h。

10.5電磁兼容性

電磁兼容性應符合GB/T14023、GB/T21437、GB/T17626、GB/T33014和GB/T17619的規(guī)定。

10.6電氣特性

礦用電動自卸車甲醇增程器控制系統(tǒng)容許電壓范圍：16V～32V，標稱工作電壓24V。

10.7溫度特性

礦用電動自卸車甲醇增程器控制系統(tǒng)存放溫度：-40℃～105℃；工作溫度：-40℃～105℃。

10.8濕氣靈敏度

通過暴露測試時，產品應能夠正常工作，應符合GB/T2423.3的規(guī)定。

10.9故障診斷協(xié)議

診斷協(xié)議應符合ISO14229的規(guī)定。

_________________________________

13

ICS點擊此處添加ICS號

點擊此處添加中國標準文獻分類號

團體標準

T/CAAMTBXXXXX.4—XXXX

礦用電動自卸車甲醇增程器第4部分：

控制系統(tǒng)

Methanolrangeextenderforpowerfuelofdumptruckwithelectricwheels—Part4：

Controlsystem

（征求意見稿）

在提交反饋意見時,請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布

T/CAAMTBXXXXX.4—XXXX

礦用電動自卸車甲醇增程器第4部分：控制系統(tǒng)

1范圍

本文件規(guī)定了礦用電動自卸車甲醇增程器的控制系統(tǒng)。

本文件適用于礦用電動自卸車甲醇增程器。

其它使用甲醇增程器的電動移動機械、醇氫動力裝置可參照本文件執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文

件。

GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗

GB/T2423.10環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc：振動(正弦)

GB/T4942旋轉電機整體結構的防護等級（IP代碼）分級

GB14023車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車外接收機的限值和測量方法

GB/T17619機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法

GB/T17626電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GB/T21437道路車輛電氣電子部件對傳導和耦合引起的電騷擾試驗方法

GB/T33014道路車輛電氣電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法

ISO11898-2道路車輛控制器局域網絡第2部分:高速媒體訪問單元（Roadvehicles—

Controllerareanetwork（CAN）—Part2：High-speedmediumaccessunit）

ISO14229道路車輛-統(tǒng)一診斷設備(UDS)（Roadvehicles—Unifieddiagnosticservices

(UDS)）

SAEJ1939功能安全通信協(xié)議(FunctionalSafetyCommunicationsProtocol)

3術語和定義

3.1

甲醇增程器發(fā)動機控制單元enginecontrolunit（ECU）formethanolrange-extender

根據甲醇增程器的不同工況，向發(fā)動機提供最佳空燃比的混合氣和最佳點火時刻，使發(fā)動機始終處

于最佳工作狀態(tài)的電子控制單元。

3.2

甲醇增程器發(fā)電機控制單元generatorcontrolunit(GCU)formethanolrange-extender

用于啟動發(fā)動機、將發(fā)動機能量轉換為電能，對動力電池充電及給驅動電機提供能量的電子控制單

元。

1

T/CAAMTBXXXXX.4—XXXX

3.3

整車控制單元vehiclecontrolunit(VCU)

監(jiān)測車輛狀態(tài)（車速、主要部件溫度等）信息，向動力系統(tǒng)、儲能模塊發(fā)送車輛的運行狀態(tài)控制指

令，控制車載附件電力系統(tǒng)的工作模式，實現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元。

3.4

甲醇增程器控制