CN2869949Y - 一种轻度混合动力轿车的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种轻度混合动力轿车的控制系统，包括多能源动力总成控制器HCU、发动机控制单元ECU、集成式启动发电机ISG、电机控制单元IPU、显示控制单元DCU、电池管理单元BCU和制动防抱死控制单元ACU，所有控制单元通过CAN总线相连，并通过CAN总线实现相互之间的通信。该控制系统具有6个控制单元，并通过CAN总线交换信息，实现了整车各重要部件之间的通讯和信息共享，在多能源动力总成控制器的控制下可以实现车辆各部件之间的协同工作和控制，保证整车具有良好的动力性、经济性和排放性能。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电子控制技术领域，具体涉及一种轻度混合动力轿车的控制系统。
背景技术
现有的混合动力车控制系统，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系统结构。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，该车的控制系统总共有6个控制单元，分别为ISG控制器(其中的ISG为集成式启动发电机，简称ISG)、能源总成控制器、节气门控制器、电池管理系统、CAN监视模块和电机控制器构成。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。在该控制系统中由于没有发动机控制单元，对发动机的控制是通过节气门控制器控制节气门来实现对扭矩的控制的，其精度较低、响应速度较慢。同时没有发动机控制单元，发动机的重要信息无法由CAN总线传递，给整车控制也带来了很大困难。另一方面，系统有ISG和电机两个电动部件，结构较为复杂。同时，整个控制系统中无显示单元，无法对整车运行状态进行实时显示，也有一定的局限性。
发明内容
本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种轻度混合动力轿车的控制系统，该控制系统具有6个控制单元，并通过CAN总线交换信息，实现了整车各重要部件之间的通讯和信息共享。
本实用新型提出的一种轻度混合动力轿车的控制系统包括多能源动力总成控制器HCU、发动机控制单元ECU、ISG电机控制单元IPU、显示控制单元DCU、电池管理单元BCU和制动防抱死控制单元ACU，所有控制单元通过CAN(CAN为控制器局域网，简称CAN)总线相连，并通过CAN总线实现相互之间的通信。其中：
多能源动力总成控制器HCU，用于实现对驾驶员意图和整车工作状态的识别、以及对整车驱动功率和制动功率进行管理，进而对整车的驱动系统各部件的进行控制，保证各部件协同工作以实现驾驶员的意图，同时保证整车具有良好的性能。
ISG电机控制单元IPU一方面通过控制信号线连接ISG电机，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU。ISG电机控制单元IPU用于根据多能源动力总成控制器命令对ISG电机进行控制，实现电机发电和电机输出扭矩助力功能，同时完成对ISG电机状态的监测，向多能源动力总成控制器汇报ISG电机工作状态信息。
发动机控制单元ECU一方面分别通过控制信号线连接内燃机和加速踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，用于根据多能源动力总成控制器命令对发动机进行控制，同时监控发动机的工作状态并实时向多能源动力总成控制器汇报相关信息。
电池管理单元BCU一方面通过控制信号线连接电池，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，用于检测动力电池组的状态，对电池组的不良状况和紧急情况进行报警。
制动防抱死控制单元ACU一方面通过控制信号线连接车轮，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，用于检测各个车轮的状态，并根据发动机的状态信息对车轮的制动扭矩进行控制，达到防止车轮抱死的功能。
显示控制单元DCU一方面通过控制信号线连接变速器、制动踏板和离合器踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，用于采集整车多个重要信号并传输到CAN总线上，同时接收CAN总线上的各种信号，显示车辆的状态参数和故障。
本控制系统在多能源动力总成控制器的控制下可以实现车辆各部件之间的协同工作和控制，保证整车具有良好的动力性、经济性和排放性能。
附图说明
图1为已有的混合动力车整车控制系统框图。
图2为本实用新型提出的轻度混合动力轿车控制系统框图。
具体实施方式
对于本实用新型提出的轻度混合动力轿车的控制系统，以下结合附图及实施例详说明：
本控制系统的结构如图2所示，包括多能源动力总成控制器HCU、发动机控制单元ECU、ISG电机控制单元IPU、显示控制单元DCU、电池管理单元BCU和制动防抱死控制单元ACU，所有控制单元通过CAN总线相连并通讯。其中：
本实施例中的多能源动力总成控制器HCU采用motorola公司的16位单片机，通过CAN总线接收各个控制单元所发出的信息，从而了解驾驶员的操作命令、整车的运行状态和各个部件的工作状态。在此基础上，通过对所有信息进行分析处理，对驾驶员的意图以及整车当前工作状态进行识别，从而对整车驱动功率和制动功率进行管理分配，并转化为对各个控制器的控制指令，最终通过CAN总线向发动机控制单元ECU、ISG电机控制单元IPU、电池管理单元BCU以及显示控制单元DCU发送控制命令，实现对各部件的控制，使各部件协同工作。其中，向发动机控制单元ECU发送发动机扭矩需求、发动机停止需求、空燃比控制信号、怠速转速需求等信息用于控制发动机能实时准确地控制输出扭矩，并工作在燃油消耗的经济区；向ISG电机控制单元IPU发送电机扭矩值和使能信号用于控制电机能实时准确高效地输出驱动扭矩或发电；向电池管理单元BCU发送动力电源继电器断开/闭合命令用于控制整车高压线路按要求连通和断开；以及向显示控制器发送整车动力混合模式以供显示整车状态给驾驶员。
本实施例中的ISG电机控制单元IPU一方面通过控制信号线连接ISG电机，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，它通过接收多能源动力总成控制器的控制命令对电机进行扭矩进行控制，并通过CAN网络周期性将电机当前扭矩值和当前电机继电器状态以及电机转速、控制器温度信息以及故障信息发送给多能源动力总成控制器HCU，以确保多能源动力总成控制器能实时了解当前电机工作状态，为制定准确的电机控制命令提供保证。同时ISG电机控制单元IPU也将电机的状态信息传送给显示控制单元DCU，用于显示以保证驾驶员了解电机当前状态。
本实施例中的发动机控制单元ECU一方面分别通过控制信号线连接内燃机和加速踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，其作用是接收多能源动力总成控制器的扭矩等控制命令对发动机的输出扭矩和工作状态进行控制，确保发动机的输出扭矩实时准确，发动机也工作高效区。同时，发动机控制单元ECU也通过CAN网络将发动机目前的功率、转速、节气门位置、冷却水温、蓄电池电压、以及传感器故障等信息发送给多能源动力总成控制器，以确保多能源动力总成控制器能实时了解当前发动机的工作状态，为制定准确的发动机控制命令提供保证。同时发动机控制单元ECU也将发动机的状态信息传送给显示控制单元DCU，用于显示以保证驾驶员了解发动机当前状态。
本实施例中的电池管理单元BCU一方面通过控制信号线连接电池，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，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，向多能源动力总成控制器发送，以确保多能源动力总成控制器能实时了解当前电池组的工作状态，为制定正确的控制命令提供保证。同时电池管理单元BCU也接收多能源动力总成控制器的继电器闭合/断开命令，以控制整车高压线路按要求连通和断开。同时电池管理单元BCU也将电池组的状态信息传送给显示控制单元DCU，用于显示以保证驾驶员了解电池组当前状态。
本实施例中的制动防抱死控制单元ACU一方面通过控制信号线连接车轮，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，作用是检测各个车轮的转速、ABS的故障、EBD的故障等，向发动机控制单元ECU发送，同时接收发动机控制单元ECU发送的发动机转速和发动机扭矩等信息，实现对车轮在紧急制动状态下的防抱死功能。
本实施例中的显示控制单元DCU一方面通过控制信号线连接变速器、制动踏板和离合器踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，作用是接收来自CAN网络上各个控制单元的信息，显示混合动力车发动机转速、水温、车速、电池电量、电池电压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、制动踏板、档位、车钥匙信号向多能源动力总成控制器HCU发送，以保证多能源动力总成控制器能实时了解驾驶员的意图。
图2中，实线表示机械连接，箭头表示控制/传感信号线，细虚线表示CAN总线、粗虚线表示强电连接。
Claims (1)
1、一种轻度混合动力轿车的控制系统，其特征在于，包括多能源动力总成控制器HCU、发动机控制单元ECU、集成式启动发电机ISG、电机控制单元IPU、显示控制单元DCU、电池管理单元BCU和制动防抱死控制单元ACU，所有控制单元通过CAN总线相连，并通过CAN总线实现相互之间的通信；其中
ISG电机控制单元IPU一方面通过控制信号线连接ISG电机，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU；
发动机控制单元ECU一方面分别通过控制信号线连接内燃机和加速踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU；
电池管理单元BCU一方面通过控制信号线连接电池，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU；
制动防抱死控制单元ACU一方面通过控制信号线连接车轮，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU；
显示控制单元DCU一方面通过控制信号线连接变速器、制动踏板和离合器踏板，另一方面通过CAN总线连接多能源动力总成控制器HCU，显示车辆的状态参数和故障。
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