專利名稱：一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的汽車的整車驅(qū)動(dòng)控制器。綜合傳感器輸入信息，通過(guò)總線與其它車載控制器進(jìn)行信息交流，合理分配內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車整車控制器還處于研發(fā)階段。首先，混合動(dòng)力汽車裝備了內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由傳統(tǒng)汽車加速踏板直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作，變?yōu)閷⑵嚰铀偬ぐ逍畔⑾容斎胝嚳刂破髟儆烧嚳刂破鳑Q定兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各自發(fā)揮的功率。其次，由于電動(dòng)機(jī)在混合動(dòng)力汽車上作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，因此傳統(tǒng)汽車低壓電器供電電源功率無(wú)法滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求，所以在混合動(dòng)力汽車上增加了多個(gè)電池串聯(lián)形成的高壓電池組。為了更好的完成混合動(dòng)力車的行駛需要，在整車控制器設(shè)計(jì)中，除對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，還增加了對(duì)高壓電池組管理系統(tǒng)控制以及對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)的控制。CAN是德國(guó)“BOSCH公司”設(shè)計(jì)的一種新型高速局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等很多優(yōu)點(diǎn)，是汽車局域控制網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。傳統(tǒng)汽車“CAN”網(wǎng)絡(luò)的建立是將所有控制器都通過(guò)一條總線連接起來(lái)，這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但由于所有控制器信息傳遞都依賴于一條總線，因此通訊數(shù)據(jù)發(fā)生“堵塞”的機(jī)率增加，而且一旦發(fā)生總線故障，總線上的控制器都將無(wú)法工作從而造成整車控制“癱瘓”。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器目的是提出一種對(duì)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及對(duì)高壓電池組管理系統(tǒng)控制以及對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的整車控制器。其特征在于，它是由一種基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)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(hào)輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動(dòng)信號(hào)氣壓傳感器、動(dòng)力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過(guò)A/D信號(hào)輸入接口連接單片極的A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；車速的霍爾傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及電動(dòng)機(jī)控制器的轉(zhuǎn)速輸出接口通過(guò)PWM信號(hào)輸入接口連接單片極的PWM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；強(qiáng)電控制器的開(kāi)關(guān)量輸出接口將強(qiáng)電就緒信號(hào)及強(qiáng)電故障信號(hào)通過(guò)整車控制器的I/O信號(hào)輸入接口連接單片機(jī)的I/O數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口。該控制器通過(guò)汽車傳感器實(shí)時(shí)采集整車及發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池、電控機(jī)械變速系統(tǒng)的運(yùn)行信號(hào)，進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果顯示在智能儀表上。
所述單片機(jī)在數(shù)據(jù)通訊端口上連接了兩個(gè)“SCI”總線通訊接口，多個(gè)CAN信號(hào)接口。所述一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MAX232”構(gòu)成通用串行接口與PC機(jī)通用串口連接實(shí)現(xiàn)軟件的在線升級(jí)及故障診斷該嵌入式控制器通過(guò)外接“MAX232”構(gòu)成通用串行接口與PC機(jī)連接，脫離“仿真器”對(duì)控制器程序進(jìn)行在線編程及控制策略的在線修改；另外一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MC33399”構(gòu)成控制器的LIN網(wǎng)絡(luò)接口，用于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(wǎng)絡(luò)中，從而實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)的共享，優(yōu)化電器線束的設(shè)計(jì)，提高整車的安全性及乘坐的舒適性。單片機(jī)還在數(shù)據(jù)通訊端口上連接了多個(gè)CAN總線通訊接口，與混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，電池能量檢測(cè)控制器等進(jìn)行“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊”，與混合動(dòng)力汽車的電機(jī)控制器及AMT控制器組成多點(diǎn)通訊。從而構(gòu)成以該嵌入式控制器為核心的動(dòng)力控制網(wǎng)絡(luò)，該控制器的多線多點(diǎn)CAN數(shù)據(jù)傳輸比以前的一線多點(diǎn)能更迅速、安全的調(diào)配整車資源優(yōu)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?qū)崟r(shí)進(jìn)行分析處理，并將故障信息通過(guò)SPI總線傳給智能儀表，在儀表相應(yīng)的位置進(jìn)行顯示、報(bào)警。再次，混合動(dòng)力汽車除包含整車控制器外，還包含其它多個(gè)電子控制器。為實(shí)現(xiàn)整車控制器對(duì)其它相關(guān)控制器的控制，以及與其它相關(guān)控制器的信息交換和共享，整車控制器具有高速“CAN”總線接口與基于“SCI”的低速“LIN”總線接口。該控制器以單片機(jī)為控制核心，為了盡量減少高速動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總線通訊發(fā)生故障，本次設(shè)計(jì)的整車控制器專門(mén)采用了支持多“CAN”接口的單片機(jī)。在構(gòu)建“CAN”網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)關(guān)系整車行駛性能以及安全的重要控制器與整車控制器之間采用“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)CAN數(shù)據(jù)傳輸”。另外，對(duì)于一些信息實(shí)時(shí)性要求不高的控制器，在整車控制器上對(duì)應(yīng)“LIN”總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，從而大大降低了控制器使用成本；同時(shí)高速“CAN”總線數(shù)據(jù)與低速“LIN”總線數(shù)據(jù)通過(guò)整車控制器實(shí)現(xiàn)了互通。該嵌入式控制器除完成傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車控制，還結(jié)合混合動(dòng)力汽車多動(dòng)力源的特點(diǎn)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率的合理調(diào)配；以及對(duì)新增動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，高壓上電系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和機(jī)械式自動(dòng)變速器系統(tǒng)的控制。


圖1為本實(shí)用新型一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器的電路端口結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器的單片機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)控制程序示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的嵌入式控制器基于motorola16位微處理器，所述控制器具有A/D、PWM、I/O三種信號(hào)輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動(dòng)信號(hào)氣壓傳感器、動(dòng)力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過(guò)A/D信號(hào)輸入接口連接單片極的A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；車速的霍爾傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及電動(dòng)機(jī)控制器的轉(zhuǎn)速輸出接口通過(guò)PWM信號(hào)輸入接口連接單片極的PWM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；強(qiáng)電控制器的開(kāi)關(guān)量輸出接口將強(qiáng)電就緒信號(hào)及強(qiáng)電故障信號(hào)通過(guò)整車控制器的I/O信號(hào)輸入接口連接單片機(jī)的I/O數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口。所述單片機(jī)在數(shù)據(jù)通訊端口上連接了兩個(gè)“SCI”總線通訊接口，多個(gè)CAN信號(hào)接口。所述一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MAX232”構(gòu)成通用串行接口與PC機(jī)通用串口連接實(shí)現(xiàn)軟件的在線升級(jí)及故障診斷；另外一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MC33399”構(gòu)成控制器的LIN網(wǎng)絡(luò)接口，用于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(wǎng)絡(luò)中。
如圖2所示，通過(guò)控制程序控制發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的合理分配?？刂破髦蟹謩e集成發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，電動(dòng)機(jī)控制單元，二者可以分別獨(dú)立控制各自動(dòng)力系統(tǒng)工作，也可以通過(guò)整車控制程序協(xié)調(diào)工作。在整車控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與電動(dòng)機(jī)控制單元中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器與電動(dòng)機(jī)控制器的硬件控制分別設(shè)計(jì)了模擬量控制和總線控制兩種方式，并且采用軟件設(shè)定選擇，非常方便。
權(quán)利要求1.一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器其特征在于，它是由一種基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)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(hào)輸入接口，其中加速踏板角度傳感器、汽車制動(dòng)信號(hào)氣壓傳感器、動(dòng)力電池組的工作電流、電壓霍爾傳感器通過(guò)A/D信號(hào)輸入接口連接單片極的A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；車速的霍爾傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及電動(dòng)機(jī)控制器的轉(zhuǎn)速輸出接口通過(guò)PWM信號(hào)輸入接口連接單片極的PWM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；強(qiáng)電控制器的開(kāi)關(guān)量輸出接口將強(qiáng)電就緒信號(hào)及強(qiáng)電故障信號(hào)通過(guò)整車控制器的I/O信號(hào)輸入接口連接單片機(jī)的I/O數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換口；所述單片機(jī)在數(shù)據(jù)通訊端口上連接了兩個(gè)“SCI”總線通訊接口，多個(gè)CAN信號(hào)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器，其特征在于所述單片機(jī)數(shù)據(jù)通訊端口上一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MAX232”構(gòu)成通用串行接口與PC機(jī)通用串口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器，其特征在于所述單片機(jī)數(shù)據(jù)通訊端口上的另外一個(gè)“SCI”總線通訊接口外接“MC33399”構(gòu)成控制器的LIN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)中。
專利摘要本實(shí)用新型一種用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器，目的是提出一種對(duì)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及對(duì)高壓電池組管理系統(tǒng)控制以及對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的整車控制器；其特征在于，它是由一種基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多功能的嵌入式控制器，所述控制器具有三種信號(hào)輸入接口，所述單片機(jī)在數(shù)據(jù)通訊端口上連接了兩個(gè)“SCI”總線通訊接口，多個(gè)CAN信號(hào)接口；該嵌入式控制器除完成傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車控制，還結(jié)合混合動(dòng)力汽車多動(dòng)力源的特點(diǎn)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率的合理調(diào)配；以及對(duì)新增動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，高壓上電系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)等的控制。
文檔編號(hào)G05B15/02GK2858417SQ20052009940
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者羅永革, 夏洪, 佘建強(qiáng), 楊誠(chéng), 石振東, 劉珂路, 劉成武, 姚勝華, 許永紅 申請(qǐng)人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院, 東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司