CN101961997A - 一种用于串联混合动力客车的整车控制器 - Google Patents

一种用于串联混合动力客车的整车控制器 Download PDF

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王江安
石春
陈顺东
吴刚
凌青
丁传记
秦琳琳
王少凯
李韧
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Anhui Ankai Automobile Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种用于串联混合动力客车的整车控制器,包括微处理器CPU,微处理器CPU的信号输入端分别与模拟量输入电路、开关量输入电路和CAN通讯接口相连,微处理器CPU的信号输出端分别与PWM模块、开关量输出电路和通信电路相连,电源管理模块向微处理器CPU供电。本发明的微处理器CPU处理速度快,接口资源丰富,专门面向汽车领域设计接口电路,充分考虑混合动力客车存在的干扰,具有更好的抗干扰能力和高稳定性。本发明功能完备,适用性强,为串联混合动力汽车整车控制算法提供了稳定可靠的硬件平台。

Description

一种用于串联混合动力客车的整车控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种整车控制器,尤其是一种用于串联混合动力客车的整车控制器。 背景技术
[0002] 为缓解全球能源紧张和排放污染问题,世界各国都在大力研究开发新型节能低污 染或零污染的汽车。随着经济的快速发展,我国的许多大城市汽车密集、交通拥挤,汽车需 要频繁起步停车,对于传统内燃机汽车,这种变工况运行模式会导致排放差、噪声大、油耗 率高等问题。因此,开发低排放、低油耗的新能源城市客车已成为当今汽车工业的紧迫任 务。
[0003] 汽车电子控制技术是新能源汽车的关键技术,整车控制器是其中重要的一部分, 它是新能源汽车的控制核心,是整车可靠运行的必要保证。而作为新能源汽车的主要成员 的新能源客车,其运行工况特殊,电子控制系统具有分布广、信号传输距离大,整车控制器 需要具有很强的可靠性。然而,目前现有的整车控制器,在功能和稳定性上,尚无法满足新 能源客车的需要。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种控制的可靠性高、稳定性强的用于串联混合动力客车 的整车控制器。
[0005] 为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种用于串联混合动力客车的整 车控制器,包括微处理器CPU,微处理器CPU的输入端分别与模拟量输入电路、开关量输入 电路和CAN通讯接口相连,微处理器CPU的输出端分别与PWM模块、开关量输出电路和通信 电路相连,电源管理模块向微处理器CPU供电。
[0006] 由上述技术方案可知,本发明的微处理器CPU处理速度快,接口资源丰富,专门面 向汽车领域设计接口电路,充分考虑混合动力客车存在的干扰,具有更好的抗干扰能力和 高稳定性。本发明功能完备,适用性强,为串联混合动力汽车整车控制算法提供了稳定可靠 的硬件平台。微处理器CPU通过外围电路获取司机驾驶意图和控制参数,根据控制策略,得 到相应的控制逻辑和控制量,输出到相应的执行部件,完成整车控制;同时,整车控制器还 根据采集到的数据,监控整车状态,存储故障模式供分析。
附图说明
[0007] 图1是本发明的电路框图;
[0008] 图2是本发明的CPU电路板和I/O电路板的连接示意图。 具体实施方式
[0009] 一种用于串联混合动力客车的整车控制器,包括微处理器CPU 1,微处理器CPU 1 的输入端分别与模拟量输入电路、开关量输入电路和CAN通讯接口 5相连,微处理器CPU 1的输出端分别与PWM模块、开关量输出电路和通信电路相连,电源管理模块2向微处理器 CPU 1供电,如图1所示。所述的微处理器CPU 1包括1MB Flash存储器、512KB SRAM存储 器、128KB掉电不丢失存储器、实时时钟。所述1MB Flash存储器用于用户程序存储,512KB SRAM存储器用于片内SRAM扩展,128KB掉电不丢失存储器用于监控、故障数据存储。
[0010] 如图1所示,所述的微处理器CPU 1采用MPC55XX 32位微处理器,MPC55xx 32位 微处理器集成了 e200z3内核,满足复杂控制算法的实时实现;包含64KB内部SRAM,1MB片 内Flash Memory,满足大量数据的存储;提供32路eDMA,32路eTPU,24路eMIOS,2路SCI,2 路FlexCAN,3路DSPI,40路eQADC,中断控制器,以及JTAG、NexuS调试接口的等功能模块, 系统接口资源丰富,增强了 CPU电路板6的通用性。MPC55xx32位微处理器为324脚的BGA 封装,可以在-40°C至150°C范围内工作,系统时钟可达到80MHz,内部逻辑供电1.5V,输入 /输出供电3. 3V、5V,外部总线接口支持1. 6V〜3. 6V操作。
[0011] 如图1所示,所述的模拟量输入电路包括模拟量输入接口以及与其相连的模拟量 滤波放大电路3,微处理器CPU 1的eQADC模块与模拟量滤波放大电路3相连;所述的开关 量输入电路包括开关量输入接口以及与其相连的开关量滤波箝位电路4,开关量滤波箝位 电路4通过光电隔离电路与微处理器CPU 1的I/O端口相连;所述的CAN通讯接口 5接整 车CAN总线,并与微处理器CPU 1的FlexCAN模块相连。CAN通讯接口 5负责与汽车各部件 控制器通信,由于MPC55XX 32位微处理器集成了两个CAN2. OB总线控制器,所以无需额外 添加片外CAN控制器。模拟量输入接口主要采集驾驶员加速踏板信号,驾驶员刹车踏板信 号,发电机电流信号,母线电压信号和母线电流信号;开关量输入接口主要采集KEYSTART、 空档开关、前进档开关、倒档开关、驻车开关、数字诊断开关、诊断删除开关、空气断路器闭 合反馈、主副接触器闭合反馈、水温报警开关、发动机运行开关、发动机关闭开关、ABSW0RK 开关、ASRW0RK开关和APKICKDWN开关。
[0012] 如图1所示,所述的PWM模块包括光电隔离电路以及与其相连的PWM输出接口,微 处理器CPU 1的eMIOS模块与光电隔离电路相连;所述的开关量输出电路包括光电隔离电 路以及与其相连的开关量输出接口,微处理器CPU 1的eTPU模块与光电隔离电路相连;所 述的通信电路包括光电隔离电路以及与其相连的RS232通讯接口,微处理器CPU 1的SCI 串行通信模块与光电隔离电路相连。所述的电源管理模块2提供1. 5V直流电至微处理器 CPU 1的微处理器核,提供3. 3V直流电至微处理器CPU 1的外围模块和存储器供电,提供 5V隔离电源至CAN通讯接口 5。SCI串行通信模块使用MAX3232ese作为RS-232收发器, 符合RS232通信标准,实现电平转换,与PC机通信,方便实现基于串口的用户参数在线标定 和诊断。开关量输出接口主要包括正常输出、警告输出、电机制动输出、倒车信号输出、发动 机启动输出、发动机停止输出、故障输出、发动机风扇输出、主正接触器闭合、主副接触器闭 合、预充电接触器闭合、电机风扇控制输出、水泵控制输出等;2路PWM输出PWM输出接口, 一路提供SPEEDPWM信号,一路作为备用输出;2路采用光耦隔离的RS232接口,一路用于特 殊设备控制,一路用在线诊断、调试,实现基于串口的程序下载和数据传输。
[0013] 如图2所示,所述的微处理器CPUl及其扩展的外部存储器、电源管理模块2、CAN 通讯接口 5以及RS232通讯接口焊接在CPU电路板6上,所述的模拟量滤波放大电路3、开 关量滤波箝位电路4、模拟量输入接口、开关量输入接口、PWM输出接口、开关量输出接口以 及光电隔离电路焊接在I/O电路板7上,所述的CPU电路板6通过64针接插件8与I/O电路板7相连。CPU电路板6其主要功能是采集汽车各类信号,与汽车各部件控制器通信,对 数据信息进行分析处理,监测汽车整车和部件状态并进行相应的故障处理,依据控制策略 发送各种控制信号到相应的部件控制器并由其控制各部件正确运行。I/O电路板7主要完 成电源管理和输入输出信号处理。
[0014] 本发明的CPU电路板6的主控制器选用MPC55XX 32位微处理器,处理速度快,接 口资源丰富;专门面向汽车领域设计接口电路,充分考虑混合动力客车存在的干扰,具有更 好的抗干扰能力和高稳定性;各种开关量、模拟量输入输出接口,CAN通讯接口 5和RS232 接口,接口丰富且留有裕量,具有很好的适用性;集成度高,采用CPU电路板6与I/O电路板 7接插连接,减少占用空间,维护方便;该控制器功能完备,适用性强,为串联混合动力汽车 整车控制算法提供了稳定可靠的硬件平台。

Claims (6)

  1. 一种用于串联混合动力客车的整车控制器,包括微处理器CPU(1),微处理器CPU(1)的输入端分别与模拟量输入电路、开关量输入电路和CAN通讯接口(5)相连,微处理器CPU(1)的输出端分别与PWM模块、开关量输出电路和通信电路相连,电源管理模块(2)向微处理器CPU(1)供电。
  2. 2.根据权利要求1所述的用于串联混合动力客车的整车控制器,其特征在于:所述的 微处理器CPU(I)采用MPC55XX 32位微处理器,所述的模拟量输入电路包括模拟量输入接 口以及与其相连的模拟量滤波放大电路(3),微处理器CPU(I)的eQADC模块与模拟量滤波 放大电路(3)相连;所述的开关量输入电路包括开关量输入接口以及与其相连的开关量滤 波箝位电路(4),开关量滤波箝位电路(4)通过光电隔离电路与微处理器CPU(I)的I/O端 口相连;所述的CAN通讯接口(5)接整车CAN总线,并与微处理器CPU(I)的FlexCAN模块 相连。
  3. 3.根据权利要求1所述的用于串联混合动力客车的整车控制器,其特征在于:所述的 PWM模块包括光电隔离电路以及与其相连的PWM输出接口,微处理器CPU (1)的eMIOS模块 与光电隔离电路相连;所述的开关量输出电路包括光电隔离电路以及与其相连的开关量输 出接口,微处理器CPU(I)的eTPU模块与光电隔离电路相连;所述的通信电路包括光电隔离 电路以及与其相连的RS232通讯接口,微处理器CPU(I)的SCI串行通信模块与光电隔离电 路相连。
  4. 4.根据权利要求1所述的用于串联混合动力客车的整车控制器,其特征在于:所述的 微处理器CPU(I)扩展的外部存储器包括1MB Flash存储器、512KB SRAM存储器、128KB掉 电不丢失存储器、实时时钟。
  5. 5.根据权利要求1或3或4所述的用于串联混合动力客车的整车控制器,其特征在于: 所述的电源管理模块(2)提供1. 5V直流电至微处理器CPU(I)的微处理器核,提供3. 3V直 流电至微处理器CPU(I)的外围模块和存储器供电,提供5V隔离电源至CAN通讯接口(5)。
  6. 6.根据权利要求2或3所述的用于串联混合动力客车的整车控制器,其特征在于:所 述的微处理器CPU(I)及其扩展的外部存储器、电源管理模块(2)、CAN通讯接口(5)以及 RS232通讯接口焊接在CPU电路板(6)上,所述的模拟量滤波放大电路(3)、开关量滤波箝 位电路(4)、模拟量输入接口、开关量输入接口、PWM输出接口、开关量输出接口以及光电隔 离电路焊接在I/O电路板(7)上,所述的CPU电路板(6)通过64针接插件⑶与I/O电路 板(7)相连。
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