CN1303794C - 混合动力车控制器局域网网络结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车内现场总线结构，属于汽车电子设备技术领域。该装置包括：上位控制器，用于实现对整车各部件的控制，使各部件协同工作；ISG控制单元，用于根据上位控制器命令以对ISG进行控制，实现ISG发电和电动输出扭矩助力功能；发动机控制单元，用于根据上位控制器命令对发动机进行控制；电池管理单元，用于检测电池组的状态，对电池组的不良状况和紧急情况进行报警；接收；显示控制单元，用于接收CAN总线上的各种信号，显示车辆的状态参数和故障；本发明提出混合动力车CAN网络结构，使得混合动力车各重要部件之间的通讯和信息共享，实现车辆各部件之间的协同工作和控制。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子设备技术领域，特别涉及一种车内现场总线结构设计。
背景技术
现有的混合动力车控制器局域网(以下简称CAN)网络，都根据混合动力车自身结构的不同(并联、串联、混联)和控制部件的不同而具有不同的网路特性。如《工业控制计算机》2004年07期，“并联混合动力汽车中CAN网络的研究与实现”一文中所公开的技术，其结构框图如图1所示，该网络由ISG控制器(集成式启动发电机，简称ISG)、能源总成控制器、电池管理系统、CAN监视模块和电机控制器构成(该电机为普通电机，区别于ISG)，几个节点分别控制不同的部件。图中，双实线表示CAN总线，单实线表示电气连接，虚线表示机械连接。在该网络中，发动机由能源总成控制器直接通过节气门控制器控制节气门以实现控制，同时，有ISG和电机两个电动部件，结构较为复杂，同时，由于只能通过节气门控制发动机，有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种混合动力车CAN总线网络结构，采用5个CAN网络节点，以实现混合动力车各重要部件之间的通讯和信息共享，实现车辆各部件之间的协同工作和控制。
本发明提出的混合动力车CAN网络结构，包括：
(1)上位控制器，用于实现对整车各部件的控制，使各部件协同工作；
(2ISG控制单元，用于根据上位控制器命令对ISG进行控制，实现电机发电和电机输出扭矩助力功能；
(3)发动机控制单元，用于根据上位控制器命令对发动机进行控制；
(4)电池管理单元，用于检测电池组的状态，对电池组的不良状况和紧急情况进行报警；接收；
(5)显示控制单元，用于接收CAN总线上的各种信号，显示车辆的状态参数和故障。
本发明提出混合动力车CAN网络结构，使得混合动力车各重要部件之间的通讯和信息共享，实现车辆各部件之间的协同工作和控制。
附图说明
图1为已有的混合动力车CAN总线网络结构框图。
图2为本发明提出的混合动力车CAN总线网络结构框图。
具体实施方式
本发明提出的一种混合动力车CAN网络结构，结合附图及实施例详说明如下：
本发明的结构如图2所示，包括上位控制器及通过CAN总线与其相连的发动机控制单元、ISG控制单元、显示控制单元和电池管理单元。图中的双实线为CAN总线，单实线为电气连，虚线为机械连接。
本实施例采用500Kbps的网络速度，标准帧结构。其中的上位控制器采用motorola公司的16位单片机，通过CAN总线接收各个控制单元的发出的信息，从而了解各个部件的工作状态。经计算后，通过CAN总线，以10ms每条的周期分别向发动机控制单元、ISG控制单元、电池管理单元以及显示控制器发送控制命令。从而实现对各部件的控制。其中，向发动机控制单元发送发动机扭矩命令、发动机启动/停止命令、车辆动力混合模式命令、以及怠速命令等信息；向ISG控制单元发送ISG扭矩值命令和ISG使能/停止信号；向电池管理单元发送动力电源继电器断开/闭合命令；以及向显示控制器发送整车动力混合模式以供显示。
本网络结构中的ISG控制单元可接收上位控制器的控制命令对ISG电机进行扭矩和使能等控制信号，并通过网络周期性将ISG当前扭矩值和当前ISG继电器状态以及ISG转速、控制器温度信息以及故障信息发送给上位控制器以及显示控制器等。
本发明装置中的发动机控制单元，其作用是接收上位控制器的扭矩等控制命令对发动机进行控制，并通过网络将发动机目前的车辆速度、发动机功率、发动机转速、节气门位置、发动机扭矩、发动机油温、冷却水温、爆震信号、进气温度、空气流量、排气温度、催化剂温度、燃气压力、平均燃油消耗量以及各温度、流量和爆震传感器的故障等信息周期性发送给上位控制器以及显示控制器等。
电池管理单元的作用是检测电池组的电压、电流、温度、电量、当前充放电电流限制以及故障信息等，向上位控制器发送，同时接收上位控制器的继电器闭合/断开命令并在电池状况不良时对驾驶人员发出警告。
显示控制单元的作用是接收来自网络上各个节点的信息，显示混合动力车发动机转速、车速、电池电量、电池温度、电池电压、燃油消耗等各个部件的工作状态值，记录故障信息并发出警报。同时，也采集离合器、档位、车钥匙信号向上位控制器发送。
Claims (1)
1、一种混合动力车控制器局域网网络结构，其特征在于，该控制器局域网包括上位控制器及通过CAN总线与其相连的发动机控制单元、ISG控制单元、显示控制单元和电池管理单元五个控制单元；该控制器局域网采用500Kbps通讯速率、标准信息帧格式和以10ms每条的信息传送周期：
所述上位控制器，通过CAN总线向与其相连的各个控制单元发送控制命令，用于实现对整车各部件的控制，使各部件协同工作；其中，向发动机控制单元发送发动机扭矩命令、发动机启动/停止命令、车辆动力混合模式命令、以及怠速命令等信息；向ISG控制单元发送ISG扭矩值命令和ISG使能/停止信号；向电池管理单元发送动力电源继电器断开/闭合命令；以及向显示控制器发送整车动力混合模式以供显示；
所述ISG控制单元，用于根据上位控制器命令对ISG进行控制，实现电机发电和电机输出扭矩助力功能；并通过CAN总线周期性将ISG当前扭矩值和当前ISG继电器状态以及ISG转速、控制器温度信息以及故障信息发送给上位控制器以及显示控制器；
发动机控制单元，用于根据上位控制器命令对发动机进行控制；并通过网络将目前的车辆速度、发动机功率、发动机转速、节气门位置、发动机扭矩、发动机油温、冷却水温、爆震信号、进气温度、空气流量、排气温度、催化剂温度、燃气压力、平均燃油消耗量以及各温度、流量和爆震传感器的故障信息周期性发送给上位控制器以及显示控制器；
电池管理单元，用于检测电池组的电压、电流、温度、电量、当前充放电电流限制以及故障信息，向上位控制器发送，同时接收上位控制器的继电器闭合/断开命令并在电池状况不良时对驾驶人员发出警告；
显示控制单元，用于接收来自网络上各个节点的信息，显示混合动力车发动机转速、车速、电池电量、电池温度、电池电压、燃油消耗等各个部件的工作状态值，记录故障信息并发出警报；同时，也采集离合器、档位、车钥匙信号向上位控制器发送。
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