一種用於混合動力系統的整車控制器的製作方法

2023-06-13 04:49:26 2

專利名稱：一種用於混合動力系統的整車控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於內燃機與電動機並聯混合動力驅動的汽車的整車驅動控制器。綜合傳感器輸入信息，通過總線與其它車載控制器進行信息交流，合理分配內燃機與電動機驅動功率。
背景技術：
混合動力電動汽車整車控制器還處於研發階段。首先，混合動力汽車裝備了內燃機和電動機兩個驅動系統，由傳統汽車加速踏板直接控制發動機工作，變為將汽車加速踏板信息先輸入整車控制器再由整車控制器決定兩個驅動系統各自發揮的功率。其次，由於電動機在混合動力汽車上作為動力驅動裝置，因此傳統汽車低壓電器供電電源功率無法滿足驅動電機的要求，所以在混合動力汽車上增加了多個電池串聯形成的高壓電池組。為了更好的完成混合動力車的行駛需要，在整車控制器設計中，除對傳統內燃機動力驅動進行控制，還增加了對高壓電池組管理系統控制以及對驅動電機功率驅動的控制。CAN是德國「BOSCH公司」設計的一種新型高速區域網路協議，具有傳輸速度快、抗幹擾能力強等很多優點，是汽車局域控制網絡的重點發展方向之一。傳統汽車「CAN」網絡的建立是將所有控制器都通過一條總線連接起來，這種方式結構簡單但由於所有控制器信息傳遞都依賴於一條總線，因此通訊數據發生「堵塞」的機率增加，而且一旦發生總線故障，總線上的控制器都將無法工作從而造成整車控制「癱瘓」。

發明內容
本實用新型一種用於混合動力系統的整車控制器目的是提出一種對內燃機動力驅動及對高壓電池組管理系統控制以及對驅動電機功率驅動進行控制的整車控制器。其特徵在於，它是由一種基於單片機實現多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三種信號輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動信號氣壓傳感器、動力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過A/D信號輸入接口連接單片極的A/D數據轉換口；車速的霍爾傳感器、發動機控制器及電動機控制器的轉速輸出接口通過PWM信號輸入接口連接單片極的PWM數據轉換口；強電控制器的開關量輸出接口將強電就緒信號及強電故障信號通過整車控制器的I/O信號輸入接口連接單片機的I/O數據轉換口。該控制器通過汽車傳感器實時採集整車及發動機、電機、電池、電控機械變速系統的運行信號，進行分析處理，並將結果顯示在智能儀表上。
所述單片機在數據通訊埠上連接了兩個「SCI」總線通訊接口，多個CAN信號接口。所述一個「SCI」總線通訊接口外接「MAX232」構成通用串行接口與PC機通用串口連接實現軟體的在線升級及故障診斷該嵌入式控制器通過外接「MAX232」構成通用串行接口與PC機連接，脫離「仿真器」對控制器程序進行在線編程及控制策略的在線修改；另外一個「SCI」總線通訊接口外接「MC33399」構成控制器的LIN網絡接口，用於將車輛中分布的車身控制器、燈光控制器以及智能儀表控制器連接到以該嵌入式控制器為核心的的單總線(12V)串行通信網絡中，從而實現傳感器信號的共享，優化電器線束的設計，提高整車的安全性及乘坐的舒適性。單片機還在數據通訊埠上連接了多個CAN總線通訊接口，與混合動力汽車的發動機控制器，電池能量檢測控制器等進行「點對點通訊」，與混合動力汽車的電機控制器及AMT控制器組成多點通訊。從而構成以該嵌入式控制器為核心的動力控制網絡，該控制器的多線多點CAN數據傳輸比以前的一線多點能更迅速、安全的調配整車資源優化整車能耗。該控制器將故障種類分為總線故障以及與本控制器相連的各外圍控制單元故障，由控制程序實時進行分析處理，並將故障信息通過SPI總線傳給智能儀表，在儀表相應的位置進行顯示、報警。再次，混合動力汽車除包含整車控制器外，還包含其它多個電子控制器。為實現整車控制器對其它相關控制器的控制，以及與其它相關控制器的信息交換和共享，整車控制器具有高速「CAN」總線接口與基於「SCI」的低速「LIN」總線接口。該控制器以單片機為控制核心，為了儘量減少高速動力驅動系統總線通訊發生故障，本次設計的整車控制器專門採用了支持多「CAN」接口的單片機。在構建「CAN」網絡時，對關係整車行駛性能以及安全的重要控制器與整車控制器之間採用「點對點CAN數據傳輸」。另外，對於一些信息實時性要求不高的控制器，在整車控制器上對應「LIN」總線接口進行數據通訊，從而大大降低了控制器使用成本；同時高速「CAN」總線數據與低速「LIN」總線數據通過整車控制器實現了互通。該嵌入式控制器除完成傳統內燃機汽車控制，還結合混合動力汽車多動力源的特點，還實現了對內燃機動力系統和電動機動力系統驅動功率的合理調配；以及對新增動力電池管理系統，高壓上電系統，電機驅動控制系統和機械式自動變速器系統的控制。


圖1為本實用新型一種用於混合動力系統的整車控制器的電路埠結構示意圖。
圖2為本實用新型一種用於混合動力系統的整車控制器的單片機動力系統控制程序示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種用於混合動力系統的嵌入式控制器基於motorola16位微處理器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三種信號輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動信號氣壓傳感器、動力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過A/D信號輸入接口連接單片極的A/D數據轉換口；車速的霍爾傳感器、發動機控制器及電動機控制器的轉速輸出接口通過PWM信號輸入接口連接單片極的PWM數據轉換口；強電控制器的開關量輸出接口將強電就緒信號及強電故障信號通過整車控制器的I/O信號輸入接口連接單片機的I/O數據轉換口。所述單片機在數據通訊埠上連接了兩個「SCI」總線通訊接口，多個CAN信號接口。所述一個「SCI」總線通訊接口外接「MAX232」構成通用串行接口與PC機通用串口連接實現軟體的在線升級及故障診斷；另外一個「SCI」總線通訊接口外接「MC33399」構成控制器的LIN網絡接口，用於將車輛中分布的車身控制器、燈光控制器以及智能儀表控制器連接到以該嵌入式控制器為核心的的單總線(12V)串行通信網絡中。
如圖2所示，通過控制程序控制發動機與電動機動力的合理分配。控制器中分別集成發動機控制單元，電動機控制單元，二者可以分別獨立控制各自動力系統工作，也可以通過整車控制程序協調工作。在整車控制器的發動機控制單元與電動機控制單元中，對發動機控制器與電動機控制器的硬體控制分別設計了模擬量控制和總線控制兩種方式，並且採用軟體設定選擇，非常方便。
權利要求1.一種用於混合動力系統的整車控制器其特徵在於，它是由一種基於單片機實現多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三種信號輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動信號氣壓傳感器、動力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過A/D信號輸入接口連接單片極的A/D數據轉換口；車速的霍爾傳感器、發動機控制器及電動機控制器的轉速輸出接口通過PWM信號輸入接口連接單片極的PWM數據轉換口；強電控制器的開關量輸出接口將強電就緒信號及強電故障信號通過整車控制器的I/O信號輸入接口連接單片機的I/O數據轉換口；所述單片機在數據通訊埠上連接了兩個「SCI」總線通訊接口，多個CAN信號接口。
2.根據權利要求1所述一種用於混合動力系統的整車控制器，其特徵在於所述單片機數據通訊埠上一個「SCI」總線通訊接口外接「MAX232」構成通用串行接口與PC機通用串口連接。
3.根據權利要求1所述一種用於混合動力系統的整車控制器，其特徵在於所述單片機數據通訊埠上的另外一個「SCI」總線通訊接口外接「MC33399」構成控制器的LIN網絡接口，將車輛中分布的車身控制器、燈光控制器以及智能儀表控制器連接到以該嵌入式控制器為核心的的單總線(12V)串行通信網絡中。
專利摘要本實用新型一種用於混合動力系統的整車控制器，目的是提出一種對內燃機動力驅動及對高壓電池組管理系統控制以及對驅動電機功率驅動進行控制的整車控制器；其特徵在於，它是由一種基於單片機實現多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有三種信號輸入接口，所述單片機在數據通訊埠上連接了兩個「SCI」總線通訊接口，多個CAN信號接口；該嵌入式控制器除完成傳統內燃機汽車控制，還結合混合動力汽車多動力源的特點，還實現了對內燃機動力系統和電動機動力系統驅動功率的合理調配；以及對新增動力電池管理系統，高壓上電系統，電機驅動控制系統等的控制。
文檔編號G05B15/02GK2858417SQ20052009940
公開日2007年1月17日 申請日期2005年12月13日 優先權日2005年12月13日
發明者羅永革, 夏洪, 佘建強, 楊誠, 石振東, 劉珂路, 劉成武, 姚勝華, 許永紅 申請人:湖北汽車工業學院, 東風汽車集團股份有限公司