混合动力汽车整车控制系统
ISG混合动力汽车整车控制器的设计
便 、适用范围广等特点 。而随着目前车用发动机柴 油化的趋势 ,废气涡轮增压技术已成为目前车用柴 油机采用的主要技术之一 ,废气涡轮增压柴油机只 有在高速或中高速时才能输出比普通发动机较高的 转矩 。废气涡轮增压柴油机处于加速工况时 ,由于 废气涡轮增压器叶轮的惯性使得空气进气有着明显 的滞后性 ,因此为了保证加速过程中烟度满足法规 要求 ,加速过程中就必须相应地对发动机进油量进 行限制 ,这样就使得加速转矩不足 ,进而造成加速无 力的后果 ,采用 ISG不仅可以替代原来的起动机和 发电机 ,同时在低速时提供辅助功率 [ 5 ] ,以及减轻曲 轴的振动 [ 1 ] ,回收制动能量 。这样不仅弥补了废气 涡轮增压发动机低速时输出转矩不足的缺陷 ,同时
3 江苏省工业高技术研究项目 (BG2004016)资助 。
原稿收到日期为 2008年 11月 4日 ,修改稿收到日期为 2008年 12月 26日 。
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2 ISG控制系统硬件设计
图 1 ISG用在废气涡轮增压发动机的改装实物图
ISG型混合动力汽车的整车控制器是根据驾驶 员的操作 、加速踏板位置 、车速和发动机转速 、水温 等参数 ,按照一定的规则即控制策略 ,使发动机和电 动机输出相应的转矩 (或功率 ) , 以满足驱动轮驱动 力矩的要求 ,以及实现柴油机 、电机 、蓄电池和传动 系统的优化匹配 。
图 6 CAN 总线硬件电路图 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
混合动力汽车整车动力控制系统故障诊断与排除1
表4-3-3 BATT -HEV保险丝（2）-车身接地间的电阻
万用表连接 BATT（H11-6）-HEV保险丝（2）-车身接地
规定条件 10kΩ或更大
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任务3 混合动力汽车整车动力控制系统故障诊断与排除
获取信息
2. 混合动力接触器断开的故障 （1）故障症状： 仪表提示HV 蓄电池故障，车辆不能启动。 （2）原因分析： SMR[ SMR：System Main Relay.] （系统主继电器 ）根据HV ECU发出的请求连接或断开高压电源供电电 路。为确保可靠的操作，它们由三个继电器组成（负极 侧一个，正极侧两个）。SMR原理图如图4-3-5所示。
技能目标
1. 能够进行混合动力汽车整车动力控制系统相关项目的检测。
教学目标
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任务3 混合动力汽车整车动力控制系统故障诊断与排除
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
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任务3 混合动力汽车整车动力控制系统故障诊断与排除
任务导入
如以上检查均正常，需要继续拆解电池组外壳，检查继电器本身是否存在故障。
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任务3 混合动力汽车整车动力控制系统故障诊断与排除
获取信息
3. 混合动力发动机不能正常起动的故障 （1）故障症状： 仪表提示混合动力系统故障，发动机不能正常起动。 （2）故障原因分析： 在普锐斯混合动力中，如果发动机或变速器驱动桥齿轮被卡住，或异物进入它们中的任意一个中 ，则HV ECU就会检测到DTC并且启动安全保护控制。如图4-3-9所示，曲轴位置传感器故障（传统 发动机控制原理）以及发动机ECM或HV控制ECU故障，都可能造成发动机不能启动。
混合动力汽车整车控制器开发和试验研究
图 ｌ “ 士 ” 合 动 力 汽 车 的 系 统 结 构 勇 混
件 代码 的正确 性 、 壮 性 和 可靠 性 是 混 合 动 力 汽 车 健
性 能 乃至 安全 性 的保证 Ｅ 。
２ 整 车控 制 器 设 计
计的有 效性 。
关 键 词 ： 合 动 力 ； 车 控 制 器 ；能量 分 配 ； 制 策 略 混 整 控
中 图 分 类 号 ：Ｕ４ ４ １ ６ ． 文 献标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ Ｏ － ２ ２ ２ １ ） １０ ０ —４ Ｏ １２ ２ （ ０ １ ０ ０ ５０
混 合 动力 汽车 将 发 动 机 、 电机 和 动 力 电池 组 合
制 策略 进 行 了 分 析 ， 发 了 基 于 ＭＣ９ １ ＤＰ２ ６的 整 车 控 制 器 硬 软 件 系统 ， 进 行 了 实 车 试 验 ， 现 了发 动 机 起 开 Ｓ２ ５ 并 实
动 、 发 动 机 驱 动 、 合 驱 动 、 车 充 电等 多 种 ３ 作 模 式 ， 明 了 该 整 车 控 制 器 功 能 设 计 的 合 理 性 和 控 制 策 略 设 纯 混 驻 － 证
设 的控制 算法 和 管 理 策 略 ， 将 指令 和信 息 等 通 过 再
Ｃ ＡＮ 总线 、 开关 输 出端 口等对 动 力 系统 的执行 部 件 进 行 实 时 、 靠地 控制 。 可
车 使用 电动 机取 代 发 动 机原 有 飞 轮 ， 接 与 发 动 机 直 曲轴相 连 ， 现 汽车 发 动 机 怠 速 停 机 、 率 补 偿 、 实 功 制 动 能量 回收 等功 能 ， 有对 原 车技 术继 承 性好 、 具 实施 方便 、 适用 范 围广 等 优 点 。在 混 合 动 力 汽 车 开 发 ］ 中， 整车控 制 器是 各种 控制 策 略 的最终 运行 载体 ， 是 实 现汽 车动力 系 统协 同工 作 的关键 部件 。控制 器硬 件开 发要 根据 整 车 的 系统 结 构 综 合 考 虑 运 算 速 度 、 数据 存储 、 电磁兼 容 、 件 成 本 和 可 靠 性 ， 理 进 行 硬 合
基于现场总线混合动力汽车控制系统的研究
ＳＳＰＡＴ Ｅ 统 践 Ｙ ＲＣＩ 系 实 Ｃ
基于现场总线混合动力汽车控 制系统 的研究
王 军 于 兴 刚２
（． １王军佳木斯技师学院实训鉴定处 黑龙江佳木斯 １４０ ；２ ０７ ． ５ 佳木斯大学设备处 黑龙江佳木斯 １４０ ０ ５
摘要 ：分析 混合 动 力汽 车的整 体控 制要 求 以及各控 制模 块之 间的任务 分 配。在 研 究Ｃ Ｎ总线通 信技 术 Ａ 电路 的基 础上 ， Ｐ ０ ５ ２ 选取 ８ Ｃ ９ 作控 制芯 片， 究设 计 了Ｃ Ｎ通信 模块 的硬 件 电路 和软 件 工作流程 。根 据Ｈ Ｖ 研 Ａ Ｅ 发 动机 和传 动 系统的特 点设 计 了整 车控 制方案 ， 并给 出整 车控制 逻辑 的软件 。 关键 词 ： Ｃ Ｎ总 线 ；混合 动 力 系统 ；控制 方案 ；单 片机 Ａ
（） 动 １起
及 独特 的设 计 ，Ｃ 总 线 的数 据通 信 具 有突 出 的可 靠性 、 实 时 ＡＮ 性和 灵活性 。其特 点可概 括如 下 ： Ｊ
●Ｃ Ｎ为多 主 方式 工作 ，网络 上任 一 节 点均 可在 任 意 Ｂ ￣ Ａ － ，１ ｔ ｘ 主 动地 向网络 上 其 它节 点发 送 信 息 ，而 不 分主 从 。在 报 文标 识 符 上 ，Ｃ 上 的节 点 分成 不 同 的优 先级 ，可满 足 不 同的 实时 要 ＡＮ 求。 ●Ｃ 采 用非破 坏 总 线仲 裁技 术 。 当 多个 节点 同 时 向总 线 ＡＮ 发送 信 息 出现 冲突 时 ，优 先 级较 低 的节 点 会 主动 地 退 出发 送 ， 而最 高优 先级 的节 点 可不 受 影 响地 继续 传 输数 据 ，从 而 大 大节 省 了总线 冲 突仲 裁 时 间。 尤其 是 在 网络 负 载很 重 的情 况 下 ，也 不会 出现网络瘫 痪现 象。 ●Ｃ ＡＮ节点 只 需通 过 对 报 文 的标 识 符 滤 波 即 可 实 现 点 对
整车控制器
整车控制器（VMS，vehiclemanagementSystem），即动力总成控制器。
是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。
介绍??纯电动汽车整车控制器(VehicleController)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。
与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制。
体系结构整个车辆系统采用一体化集成控制与分布式处理的车辆控制系统的体系结构，各部件都有独立的控制器，整车控制器对整个系统进行能量管理及各部件的协调控制。
为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。
整车控制器主要由控制器主芯片，Flash存储器和RAM存储器及相关电路组成，控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。
组成?控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等。
微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12，它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点，适合实现整车复杂的控制策略和算法。
CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计;BDM调试模块用于实时对控制程序进行调试、修改;串口通信模块用于对控制系统的诊断和标定;?电源模块进行了二级滤波的冗余设计，保证控制器在车载12V系统供电情况下正常工作，并具短路保护功能。
CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，是一种国际标准的，高性价的现场总线，在自动控制领域具有重要作用。
新能源汽车的动力系统及控制可修改全文
开关磁阻电机及其控制系统
开关磁阻电动机驱动系统是高性能机电一体化系统， 主要由开关磁阻电动机、功率变换器、传感器和控 制器四部分组成。
开关磁组电机结构 1-外壳；2-定子；3-转子
关磁阻电机的控制
开关磁阻电机具有明显的非线性 特性，系统难于建模，一般的线 性控制方式不适于采用开关磁阻 电机的驱动系统。主要控制方式 有模糊逻辑控制和神经网络控制 等。
OPTION
04 金融企业的运营优化：包括市场和渠道分析优化、产品和服务优化、舆情分析。
OPTION
2.3 大数据的应用
制造行业
大数据在制造行业的应用包括诊断与预测产品故障、分析工艺流程、改进生产工艺、 优化生产过程能耗和工业供应链分析与优化等，从而帮助企业提升工业制造的水平。
2.3 大数据的应用
驱动电机
电磁型电 机
非电磁型 电机
直流电机
交直流两 用电机
交流电机
步进电机
超声波电 机
雅典执行 器
磁致伸缩 执行器
静电执行 器
电磁铁型 直流电机
永磁直流 电机
交流整流 式电机
感应电机
同步电机
可变磁阻 型永磁型混合型带电刷直 流电机
无刷直流 电机
三相感应 电机
两项感应 电机
单项感应 电机
绕组磁场 型电机
目录 /Contents
1
人工智能
2
大数据
3
云计算
4
拓展知识——人工智能、大数据和云计算三者间的关系
5
课后练习
2.1 大数据的特点
规模大
1
2
价值大
速度快
4
3 多样性
2.2 大数据的技术组成
混合动力汽车控制策略
串联式结构简单,控制策略也不复杂,开发难度小。但是,由于系统负载能力完全取决于电动机,为了保证汽车正常启动和爬坡、加速性能,电动机尺寸就会较大。从国内已开发的试验车数据来看,大部分串联式电动车排放有所降低,油耗基本和传统燃油车相当,爬坡、加速性能较差,一般只能用在短途轻载场所。如何控制发动机时刻工作在高效率区以及如何提高车辆爬坡、加速性能是串联式混合动力车值得进一步研究的问题。
上述两种控制模式可以结合起来使用，其目的是充分利用发动机和电池的高效率区，使其达到整体效率最高。发动机在荷电状态值较低或负载功率较大时均会起动；当负载功率较小且荷电状态值高于预设的上限值时，发动机被关闭；在发动机关和开之间设定了一定范围的状态保持区域，这样可以避免发动机的频繁起停。发动机一旦起动便在相对经济的区域内对电动机的负载功率进行跟踪，当负载功率大于或小于发动机经济区域所能输出的功率时，电池组可以通过充放电对该功率差进行缓冲和补偿，采用该控制策略可以减少电能的循环损耗，避免电池大电流放电和发动机的频繁起动，降低了油耗，提高了排放性能。
2.4电动轮式混合动力汽车的控制策略
现在借助现代计算机控制技术直接控制各电动轮实现电子差速的控制策略，已经成为电动汽车发展的一个独特方向。电动轮式混合动力电动汽车的核心控制技术在于实现电子差速的控制策略，电子差速器工作原理如下：当汽车直线行驶时，左右两侧车轮转速相等，通过车轮转速传感器测速后将信号送入中央处理器，中央处理器比较左右两轮的转速后，通知电机控制器，使之左右两轮速度一致，并且还要保证左右两轮滚过相同的距离。当汽车转弯时，根据转向盘给定的转角、路面道路工况和车轮转速情况，中央控制器及时计算，将两轮所需的转速信号送给电机控制器来实现对两轮的差速控制。
2.3混联式混合动力汽车的控制策略
混合动力汽车整车控制器开发与试验
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｈｙ ｒｄ Ｅｅ ｔ ｃ ｌＶｅ ｉｌ （ ｂｉ ｌｃｒ ａ ｈｃｅ ＨＥＶ） ｈｃｅ Ｃ）ｔｏ ｎｔ （ ｉ Ｖｃ ｉｌ （ ｒｌＵ ｉ ＶＣＵ）９ ２ Ｔ ２： ｃｏ ｏ ｔ ｌ ｒｗｉ ｕ ｌ ｎ ；Ｓ１ ＸＤ ５１ ｍｉｒｃ ｎｒ ｌ ｔ ｄ ａ ｏｅ ｈ
目
摘 要 ： 于 飞 思 卡 尔 公 司 的 双核 微 控 制器 ９ ２ Ｔ １ 基 Ｓ１ ＸＤ ５ ２开 发 了一 款 通 用 的 混 合 动 力 汽 车 （ Ｖ） 车 控 制 器 （ ｈｃｅ ＨＥ 整 Ｖｅ ｉＩ
Ｃ ｎ ｏ Ｕ ｉ Ｖ Ｕ） 设计 时考 虑 硬 件 的通 用 性 ， 之 能 够 适 用于 多 种 混 合 动 力汽 车 的整 车控 制 。 验 证 Ｖ Ｕ功 能 ， ｏ ｔ ｌ ｎｔ Ｃ ， ｒ — 使 为 Ｃ 本
ｈ ｂ ｉ ｅ ｃ ｉ ｌ ｕ ｓ ｈ ｏ ｔ ｌ ｄ ｓ ｂｅｔ ｎ ｅ ｒａ ｉ ｄａ ｓｒ ｓｏ ｓ ｕａｉ ｓ ｎ ｓ ｇ ａｈ ｒ ｗ ｒ —ｈ － ｙ ｒ ｌ ｔｃ ｓ ｅｃ ｎｒ ｌ ｕ ｊｃ ａ ｄｔ ｎ ｏｇ ｎ ｅ ｅｉ ｆ ｉ ｌ ｏ ｔ ｔ ｇｕ ｉ ａｄ ａｅｉ ｔｅ ｄ ｅ ｒａ ｂ ａ ｔ ｏｅ ｈ ｚ ｅ ｍ ｔｎ ｅ ｉ ｎ ｎ
过 综合 考虑 多种 ＨＥ 的控制 需求 ， Ｖ 设计 出符合 通 用
性 要 求 的 Ｖ Ｕ 平 台 ， 时 仅 更 改 其 内 部 软 件 和 外 部 Ｃ 届 接 线 方 式 即 可 使 其 匹 配 至 诸 如 ＩＧ（ 动 机／ 电机 Ｓ 起 发
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摘要针对全球气候的逐步恶化、城市大气污染加剧以及石油资源过度消耗，许多国家都正在积极开发节能型、环保型汽车。
混合动力车辆已成为汽车技术研究的热点，而总线通讯技术和分布式控制网络也在汽车电子领域广泛应用。
混合动力汽车是传统燃油汽车和纯电动汽车两相结合的新车型，具有低污染和低油耗的特点，是当前解决节能问题、环保问题的切实可行的过渡方案。
为实现混合动力车辆能量管理和运动控制，基于DSP单片机和CAN总线技术实现混合动力汽车整车能量控制器的设计，包括电源管理模块、DSP外围配置电路、CAN接口电路、SCI串口通信电路、LCD显示电路、数据采集电路。
DSP接收由数据采集单元采集来的车辆实时运行信息，如：加速踏板位置、刹车踏板位置、车速等信息，进行计算，求出车辆运行需要的发动机转矩、ISG 驱动电机转矩，并通过CAN总线以电信号的形式将输出传输到各个控制单元以实现整车的实时控制。
相对传统内燃机汽车，本控制器取消了发动机怠速；提高了发动机平均负荷率；实现了制动能量回收。
优化了车辆的经济性。
在车辆需要频繁加减速和怠速起停的城市循环工况下，节能效果更加明显。
关键词：CAN总线，DPS，混合动力汽车，整车能量控制The Power Control System Of Hybrid Electric VehicleAbstractWith the deterioration of the global climate and the excessive consume of the oil resources,developing energy-efficient automobiles becomes an important direction in the automobile industry.Hybrid electric vehicle has become hot-spot in automotive engineering,and bus communication and distributed control network are widely used in automotive electronics.Hybrid electric vehicle employing two power souces-neternal combustion engine and electric motor,has been accepted world-widely as one of the most promising methods to solve these two problems.To realize energy management and kinetic control of HEV,according to DSP and CAN communication carry out the the vehicle power control module ,including the power management module,DSP module,CAN communication module, SCI communication module and LCD module.DSP receives the data that collected of the vehicle that the unit collects by the data to go an information, such as:Accelerate pedal position and braking pedal position,speed information, carry on a calculation, beg the motor that a vehicle circulates a demand to turn and ISG to drive electrical engineering to turn,and pass the CAN communication delivers the exportation to each control unit by the form of telecommunication with carry out the vehicle power control module.Opposite traditional internal combustion engine car, this controller canceled motor Dai soon;Raised a motor the burden rate is on the average;Carried out to make an amount of kinetic energy recall.It was excellent to turn the economy of the vehicle.Economize on energy effect Under circulating work condition in the city that needs to be multifarious to add and subtract soon to soon rise to stop in the vehicle,it's getting more obvious.Key words：CAN bus，DSP，Hybrid electric vehicle，the vehicle power control module目录第一章绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1本课题的背景、目的和意义 ------------------------------------------------------------------------ 11.2混合动力汽车国内外发展现状 --------------------------------------------------------------------- 31.3混合动力汽车的分类---------------------------------------------------------------------------------- 61.4混合动力汽车的特点及比较 ------------------------------------------------------------------------ 91.4.1串联式混合动力汽车的特点---------------------------------------------------------------- 91.4.2并联式混合动力汽车的特点--------------------------------------------------------------- 101.4.3混联式混合动力汽车的特点--------------------------------------------------------------- 101.5论文的研究内容--------------------------------------------------------------------------------------- 11 第二章方案论证 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 122.1 ISG型HEV的工作原理 ---------------------------------------------------------------------------- 122.2控制器CPU的选择 ---------------------------------------------------------------------------------- 122.3 CAN总线的在混合动力汽车上的运用---------------------------------------------------------- 132.4动力总成控制系统的结构分析和选择----------------------------------------------------------- 152.5系统硬件总体框图------------------------------------------------------------------------------------ 152.6稳压芯片的选择--------------------------------------------------------------------------------------- 162.7 RS-232收发器接口芯片----------------------------------------------------------------------------- 172.8 CAN收发器 -------------------------------------------------------------------------------------------- 172.9 ISG型混合动力汽车动力传动系统布置方案和整车控制策略 ---------------------------- 17 第三章HEV动力总成硬件系统设计 ---------------------------------------------------------------------- 203.1系统的硬件需求分析--------------------------------------------------------------------------------- 203.2功能模块划分 ------------------------------------------------------------------------------------------ 203.3 TMS320F2812的介绍-------------------------------------------------------------------------------- 203.4 DSP最小系统及相关电路 -------------------------------------------------------------------------- 223.4.1供电电路---------------------------------------------------------------------------------------- 223.4.2复位电路---------------------------------------------------------------------------------------- 233.4.3时钟振荡电路 --------------------------------------------------------------------------------- 233.4.4 JTAG接口电路-------------------------------------------------------------------------------- 233.4.5 SCI串口通讯电路---------------------------------------------------------------------------- 243.4.6 AD转换电路----------------------------------------------------------------------------------- 243.4.6 CAN通讯接口电路 -------------------------------------------------------------------------- 253.5 LED灯与按键电路 ----------------------------------------------------------------------------------- 263.6 LCD液晶驱动电路 ----------------------------------------------------------------------------------- 273.7油门/制动踏板位置信号采集电路 ---------------------------------------------------------------- 273.8车速采集电路 ------------------------------------------------------------------------------------------ 283.9发动机转速采集电路--------------------------------------------------------------------------------- 29 第四章HEV动力总成软件系统设计 ---------------------------------------------------------------------- 304.1软件系统总体设计------------------------------------------------------------------------------------ 304.1.1能量控制算法 --------------------------------------------------------------------------------- 314.1.2主程序流程图 --------------------------------------------------------------------------------- 324.2 AD转换模块 ------------------------------------------------------------------------------------------- 344.3显示模块 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 35第五章结论------------------------------------------------------------------------------------------------------- 365.1总结------------------------------------------------------------------------------------------------------- 365.2展望------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38 致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 40 附录1：程序清单------------------------------------------------------------------------------------------------ 41 附录2：硬件连接图 -------------------------------------------------------------------------------------------- 51第一章绪论1.1本课题的背景、目的和意义内燃机汽车经过120多年的发展和壮大，为人类文明做出了巨大贡献，创造了难以计算的直接或间接经济利益【1】。