CN2858417Y - 一种用于混合动力系统的整车控制器 - Google Patents

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夏洪
佘建强
杨诚
石振东
刘珂路
刘成武
姚胜华
许永红
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本实用新型一种用于混合动力系统的整车控制器，目的是提出一种对内燃机动力驱动及对高压电池组管理系统控制以及对驱动电机功率驱动进行控制的整车控制器；其特征在于，它是由一种基于单片机实现多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有三种信号输入接口，所述单片机在数据通讯端口上连接了两个“SCI”总线通讯接口，多个CAN信号接口；该嵌入式控制器除完成传统内燃机汽车控制，还结合混合动力汽车多动力源的特点，还实现了对内燃机动力系统和电动机动力系统驱动功率的合理调配；以及对新增动力电池管理系统，高压上电系统，电机驱动控制系统等的控制。

Description

一种用于混合动力系统的整车控制器
技术领域：
本实用新型涉及一种用于内燃机与电动机并联混合动力驱动的汽车的整车驱动控制器。综合传感器输入信息，通过总线与其它车载控制器进行信息交流，合理分配内燃机与电动机驱动功率。
背景技术：
混合动力电动汽车整车控制器还处于研发阶段。首先，混合动力汽车装备了内燃机和电动机两个驱动系统，由传统汽车加速踏板直接控制发动机工作，变为将汽车加速踏板信息先输入整车控制器再由整车控制器决定两个驱动系统各自发挥的功率。其次，由于电动机在混合动力汽车上作为动力驱动装置，因此传统汽车低压电器供电电源功率无法满足驱动电机的要求，所以在混合动力汽车上增加了多个电池串联形成的高压电池组。为了更好的完成混合动力车的行驶需要，在整车控制器设计中，除对传统内燃机动力驱动进行控制，还增加了对高压电池组管理系统控制以及对驱动电机功率驱动的控制。CAN是德国“BOSCH公司”设计的一种新型高速局域网络协议，具有传输速度快、抗干扰能力强等很多优点，是汽车局域控制网络的重点发展方向之一。传统汽车“CAN”网络的建立是将所有控制器都通过一条总线连接起来，这种方式结构简单但由于所有控制器信息传递都依赖于一条总线，因此通讯数据发生“堵塞”的机率增加，而且一旦发生总线故障，总线上的控制器都将无法工作从而造成整车控制“瘫痪”。
发明内容：
本实用新型一种用于混合动力系统的整车控制器目的是提出一种对内燃机动力驱动及对高压电池组管理系统控制以及对驱动电机功率驱动进行控制的整车控制器。其特征在于，它是由一种基于单片机实现多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三种信号输入接口，其中加速踏板角度传感器、汽车制动信号气压传感器、动力电池组的工作电流、电压霍尔传感器通过A/D信号输入接口连接单片极的A/D数据转换口；车速的霍尔传感器、发动机控制器及电动机控制器的转速输出接口通过PWM信号输入接口连接单片极的PWM数据转换口；强电控制器的开关量输出接口将强电就绪信号及强电故障信号通过整车控制器的I/O信号输入接口连接单片机的I/O数据转换口。该控制器通过汽车传感器实时采集整车及发动机、电机、电池、电控机械变速系统的运行信号，进行分析处理，并将结果显示在智能仪表上。
所述单片机在数据通讯端口上连接了两个“SCI”总线通讯接口，多个CAN信号接口。所述一个“SCI”总线通讯接口外接“MAX232”构成通用串行接口与PC机通用串口连接实现软件的在线升级及故障诊断该嵌入式控制器通过外接“MAX232”构成通用串行接口与PC机连接，脱离“仿真器”对控制器程序进行在线编程及控制策略的在线修改；另外一个“SCI”总线通讯接口外接“MC33399”构成控制器的LIN网络接口，用于将车辆中分布的车身控制器、灯光控制器以及智能仪表控制器连接到以该嵌入式控制器为核心的的单总线(12V)串行通信网络中，从而实现传感器信号的共享，优化电器线束的设计，提高整车的安全性及乘坐的舒适性。单片机还在数据通讯端口上连接了多个CAN总线通讯接口，与混合动力汽车的发动机控制器，电池能量检测控制器等进行“点对点通讯”，与混合动力汽车的电机控制器及AMT控制器组成多点通讯。从而构成以该嵌入式控制器为核心的动力控制网络，该控制器的多线多点CAN数据传输比以前的一线多点能更迅速、安全的调配整车资源优化整车能耗。该控制器将故障种类分为总线故障以及与本控制器相连的各外围控制单元故障，由控制程序实时进行分析处理，并将故障信息通过SPI总线传给智能仪表，在仪表相应的位置进行显示、报警。再次，混合动力汽车除包含整车控制器外，还包含其它多个电子控制器。为实现整车控制器对其它相关控制器的控制，以及与其它相关控制器的信息交换和共享，整车控制器具有高速“CAN”总线接口与基于“SCI”的低速“LIN”总线接口。该控制器以单片机为控制核心，为了尽量减少高速动力驱动系统总线通讯发生故障，本次设计的整车控制器专门采用了支持多“CAN”接口的单片机。在构建“CAN”网络时，对关系整车行驶性能以及安全的重要控制器与整车控制器之间采用“点对点CAN数据传输”。另外，对于一些信息实时性要求不高的控制器，在整车控制器上对应“LIN”总线接口进行数据通讯，从而大大降低了控制器使用成本；同时高速“CAN”总线数据与低速“LIN”总线数据通过整车控制器实现了互通。该嵌入式控制器除完成传统内燃机汽车控制，还结合混合动力汽车多动力源的特点，还实现了对内燃机动力系统和电动机动力系统驱动功率的合理调配；以及对新增动力电池管理系统，高压上电系统，电机驱动控制系统和机械式自动变速器系统的控制。
附图说明：
图1为本实用新型一种用于混合动力系统的整车控制器的电路端口结构示意图。
图2为本实用新型一种用于混合动力系统的整车控制器的单片机动力系统控制程序示意图。
具体实施方式：
如图1所示，一种用于混合动力系统的嵌入式控制器基于motorola16位微处理器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三种信号输入接口，其中加速踏板角度传感器、汽车制动信号气压传感器、动力电池组的工作电流、电压霍尔传感器通过A/D信号输入接口连接单片极的A/D数据转换口；车速的霍尔传感器、发动机控制器及电动机控制器的转速输出接口通过PWM信号输入接口连接单片极的PWM数据转换口；强电控制器的开关量输出接口将强电就绪信号及强电故障信号通过整车控制器的I/O信号输入接口连接单片机的I/O数据转换口。所述单片机在数据通讯端口上连接了两个“SCI”总线通讯接口，多个CAN信号接口。所述一个“SCI”总线通讯接口外接“MAX232”构成通用串行接口与PC机通用串口连接实现软件的在线升级及故障诊断；另外一个“SCI”总线通讯接口外接“MC33399”构成控制器的LIN网络接口，用于将车辆中分布的车身控制器、灯光控制器以及智能仪表控制器连接到以该嵌入式控制器为核心的的单总线(12V)串行通信网络中。
如图2所示，通过控制程序控制发动机与电动机动力的合理分配。控制器中分别集成发动机控制单元，电动机控制单元，二者可以分别独立控制各自动力系统工作，也可以通过整车控制程序协调工作。在整车控制器的发动机控制单元与电动机控制单元中，对发动机控制器与电动机控制器的硬件控制分别设计了模拟量控制和总线控制两种方式，并且采用软件设定选择，非常方便。

Claims (3)

1、一种用于混合动力系统的整车控制器其特征在于，它是由一种基于单片机实现多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三种信号输入接口，其中加速踏板角度传感器、汽车制动信号气压传感器、动力电池组的工作电流、电压霍尔传感器通过A/D信号输入接口连接单片极的A/D数据转换口；车速的霍尔传感器、发动机控制器及电动机控制器的转速输出接口通过PWM信号输入接口连接单片极的PWM数据转换口；强电控制器的开关量输出接口将强电就绪信号及强电故障信号通过整车控制器的I/O信号输入接口连接单片机的I/O数据转换口；所述单片机在数据通讯端口上连接了两个“SCI”总线通讯接口，多个CAN信号接口。
2、根据权利要求1所述一种用于混合动力系统的整车控制器，其特征在于所述单片机数据通讯端口上一个“SCI”总线通讯接口外接“MAX232”构成通用串行接口与PC机通用串口连接。
3、根据权利要求1所述一种用于混合动力系统的整车控制器，其特征在于所述单片机数据通讯端口上的另外一个“SCI”总线通讯接口外接“MC33399”构成控制器的LIN网络接口，将车辆中分布的车身控制器、灯光控制器以及智能仪表控制器连接到以该嵌入式控制器为核心的的单总线(12V)串行通信网络中。
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