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
混合动力汽车电控系统的研究
图１ 发动机输入信号处理 电路 其 中卜２ 是信 号的输入端 ， ８ 信号通过滤 波电路进入单 片机的处理 系统。发动机 Ｅ Ｕ在输入信号的上升沿输入 中断 ， Ｃ 并且记录此值 。 然后 通过计 算两个 信号的时间差来计算发动机的转速 ， 其计算公式为 ：
＝
ｒ ／
（ ） 门输 入信号 。油门的位置 是汽车控制 系统 中非 常重要 的信 ２油 息， 设计中将传感器安装在油 门体上 。传感器与油 门轴一起转动 ， 采集 到的数据受 发动机振 动的影响 ， 以该传感器要 求具有非 常好的可靠 所 性 和耐久性。根据 比较我们选用 电位计 式传感 器作为油 门位置测量 的 部件 ， 它可 以根据信号 的大小判 断汽车当前所处的状态 ， 而且处理 电路 非 常简单。 ２３ ＿电控 单元 执行器输 出电路 电控单元 的执行 机构是采用 的步进 电机 ， 步距 角的全步是 １ 。 其 ．， ８
生 物碱为 一类含 氮的有机 化合物， 在于 自 界 （ 般指植 物 ， 存 然 一 但 有 的也存 在于动物 ）有似碱 的性质 。大 多数生 物碱均有复杂的环状结 ， 构， 氮素多包括 在环 内， 有光学 活性 。但也有少数 生物碱例外 ， 具 如麻 黄碱、 咖啡 因、 秋水仙 碱等 。 由于它 们均来 源于植 物的含 氮有机 化合 物， 而又有明显的生物活性 ， 故仍包 括在 生物碱的范围 内。而有些来源 于天然的含氮有机化合物 ， 如某些维 生素 、 酸 、 氨基 肽类 ， 习惯上又不属 于“ 生物碱 ” 所以“ ， 生物碱” 一词到现在还未有严格而确切的定义。 生物碱大 都有明显 的生理活性 ， 所以常常是很 多 中草药 的有效成 分， 但生物碱含量 一般 都较低 ， 大多少于 １ 长春花 中的长春新碱含量 ％， 只有百万分之一ｕ Ｉ 。为了提高中草药的治疗效果 ， 就要尽最大 限度提取 有效成分 ， 去除无效成分 及有毒成分。因此 ， 如何从天然产物 中提取 与 分离生物碱 ， 引了人们 的广泛关注 ， 吸 其提取与分离方法也不断地改进 和发展 。生物碱 的提取方法 主要有 以下几种 。
混合动力汽车整车控制策略比较分析
ａ ｄ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｆ ａ ｏ ｓｖ ｈ ｃｅｃ ｎ ｒ ｌ ｔａｅ ｉｓａ ｅｐ ｏ ｕ ｅ ． ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ￣ ｕ ｅ ｉｌ ｏ ｔ ｒ ｔ ｇｅ ｒ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｏｖ ｏｓ
Ｋｅ ｄ ： ｙ ｒ ｌｃ ｒ ｅ ｉｌ ｃ ｎ ｒ ｔ ｔ ｇ ， ｅ ｉｓ ｐ ｒ ｌ ｌｃ ｍ ｂｎ ｄ ｙｗｏｒ ｓ ｈ ｂ ｉ ｅｅ ｔｉ ｖ ｈｃｅ， ｏ ｔ ｓ ｒ ｅ ｙ ｓ ｒ ， ａ ａｌ ， ｏ ｄ ｃ ｏｌ ａ ｅ ｅ ｉｅ
Ｃｏ ｔｏ ｔａｅ ｙＣｏ ｎ ｒ ｌ ｒ ｔｇ ｍｐａ ｉｏ ｎ ａｙ ｉ ｏ ｂ ｉ ｈ ｃｅ Ｓ ｒｓ ｎ ａ ｄＡｎ ｌｓｓｆｒＨｙ ｒｄ Ｖｅ ｉｌ
Ｌｕｅ， ｉ ｏ ｇ Ｌ
（ｈ ｎ ｈ ｉ ｉｓｌ ｎ ｉｅＣ ．Ｌｄ Ｓ ａ ｇａ ２ ０ ３ ） Ｓ ａ ｇ ａ Ｄ ｅｅ Ｅ ｇｎ ｏ ｔ． ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ， ８
ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｏ ｏ ｈ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ．Ｆ ｃ ｓ ｉ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓ ｏ ｅ ｉ ｌ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｉ ｓ ｏ ｉ ａｉ ｆ ｂ ｔ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ ｏ ｕ ｓ ｎ ｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｖ ｈ ｃｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔ ｇｅ ｏ ａ ｏ ｔｄ ｂ ｈ ｓ ｈ ｅ ｙ ｒ ｙ ｔｍｓ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｆ ｈ ｎ ｌ ｓｓｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｒ ｙ ｒ ｏ ｅ ｔａｎ ｉ ｄ ｐ ｅ ｙｔｅ ｅｔｒｅｈ ｂ ｉ ｓ ｓ ｄ ｅ ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｅ ａ ａｙ ｉ ｈ ｗｓｔ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｈ ｂ ｉ ｐ ｗ ｒ ｉ ｓ ｔ ｔ ｄ ｒ
混合 动力汽车整 车控制 策略 比较分析
刘 庆 凯 ，纪丽 伟 ，刘 雄
整车控制系统主要包括整车控制器
整车控制系统主要包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、混合动力驱动系统中的多能源管理系统、车身控制管理系统、信息显示系统和通信系统等。
各系统之间的信息传递通过网络通信系统网络化实现，目前常用的通信协议是CAN协议，具有较好的可靠性、实时性和灵活性。
整车控制系统必须具有较高的可靠性、容错性、电磁兼容性和环境适应性等随着汽车电子技术的迅速发展，汽车自动化程度的不断提高，各电子控制单元需要采集的信号也越来越多，车身布线亦变得更加复杂。
因此，如何实现数据信息在不同控制单元中的共享，简化车内线束，优化汽车控制就显得尤为重要。
汽车网络，即汽车总线技术的研究与应用有效地解决了上述问题。
目前，总线技术在国外汽车工业中的应用已经十分广泛，但是由于我国的汽车工业起步较晚，技术发展不够成熟，汽车网络技术的研发应用才刚刚开始。
随着社会经济和科学技术的不断发展，作为汽车工业与电子工业的结合，汽车电子产业也驶上了快车道。
特别是微控制器进入汽车控制领域后，给汽车发展带来了划时代的变化，现代汽车电子技术在改善汽车动力性、经济性、安全性、行驶稳定性和乘坐舒适性等方面发挥着不可替代的作用。
尤其是近几年各种排放性能、燃油经济性和安全性能等法规的强制性要求，进一步推动了汽车电子技术的广泛应用，使汽车电子化程度不断提高，性能不断加强。
随着汽车电子化的逐年深化与发展，有的高级轿车已经装上了几十个微控制器、上百个传感器，电子产品在轿车整车制造价格中所占的份量已经达到了15%-20%，预计到2010 年前后将达到25%-35%。
各种各样的电子装置的大量应用，必然导致车身布线越来越复杂、整车重量不断增加、运行可靠性降低、故障维修难度增大。
电子控制单元的大量引入，必然要求提高信号的利用率，实现大量的数据信息能在不同的电子单元中共享，解决汽车综合控制系统中大量控制信号的实时交换问题，传统点到点的并行布线控制方式显然已经远远不能满足这种需求。
为了解决这一问题，于是人们在借鉴计算机网络技术和现场控制技术的基础上，开发出了各种适用于汽车环境的汽车网络技术。
混合动力控制原理
发动机启动模式一：发动机起动模式当驾驶者发出起动指令后，由电动机通过行星轮系给发动机供能，使之起动。
该模式就是发动机起动模式。
在这种模式下，输出轴固定不动，与之啮合的齿轮副均不动，因此齿轮环静止。
二、蓄电池充电模式在这种模式中，电机通过电动机同步开关连接到太阳轮上，停车锁将输出轴锁定，所有齿轮副空转。
发动机通过行星轮系给电动机供能，电动机工作在发电机状态，给蓄电池充电。
这种模式下的运动学和动力学关系与第一种模式相同，只是功率流动的方向相反。
三、电动机驱动模式汽车起动时速度较低，假设发动机工作则效率较低，一般只让电动机单独工作。
电机轴与电动机同步开关咬合，转矩通过电机齿轮传递到输出轴上。
其余齿轮均空转。
四、混合驱动模式在汽车加速和爬坡这样需要较高的功率时，工作与混合驱动模式。
在这种模式中，电机轴与一组齿轮副共同作用，发动机和电机共同向输出轴提供转矩驱动车轮转动。
由于有四组齿轮，故可以得到不同的速度，可以根据具体运行环境选五、发动机驱动模式正常行驶时，发动机单独驱动时最经济的运行方式。
在这种模式中，一组齿数比较低的齿轮副被用于将发动机的转矩传递给输出轴，电机轴空转。
在这种模式下运行的HEv 类似于普通燃油汽车。
六、电力连续可变传动模式(CVT)这种模式用到了行星轮系，为汽车的控制提供了两个自由度，允许发动机的状态优化至最正确燃油效率。
发动机是唯一的动力源，给输出轴提供转矩驱动车轮运转的同时，给电机提供转矩，电机工作在发电机状态，将机械能转化成电能给蓄电池充电。
太阳轮通过电机同步开关于电机轴咬合，第四组齿轮副于行星轮系的齿轮环相连。
七、能量回收模式类似于Prius的再生制动动能回收。
电机通过电机齿轮与输出轴连接，工作于发电机状态，将减速和刹车的机械能转化为电能为蓄电池重点。
运动学和动力学关系与第一种模式相同，只是功率流动的方向相反。
由上述可见，这种新设计的驱动系统可以完成Prius的驱动系统的全部工作模式，但是结构要简单，并且少了发电机以及在发电机处进行能量转换消耗的能量，能够进一步的提高系统的效率。
混合动力汽车整车控制策略研究
整车在具体行驶工况 中的不 同动作 ， 使整车能量高 效合理地流动 ， 且整车经济性 、 动力性 、 排放等各项 指标达到最佳结合点 。
图 １ 串联 ＨＥ 特 征 能 量 流 动 Ｖ
３ 结束语
客车内部装饰是一项系统性 、 综合性的工程 ， 所 有的内部装饰都是为 了给旅客提供一个安全、 宽敞、 清静 、 轻松 、 舒适 的空间 ， 有利于消除旅途 中的疲劳 。 随着人们生活水平和欣赏能力 的提高 ， 它必将 成为 国内客车行业未来发展关注的焦点问题之一。内饰 居室化、 实现“ 人一车一环境” 的和谐统一必将 成为
ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ａ ｅｐ ｏ ｉ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｍａｎ ｃ ｎ ｒ ｌｔ ｅ ｒｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ Ｍ ｅ ｎ ｉ ， ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｍ— ｏ ｔｏ ｃ ｎ ｑ ｅ ｒ ｒ ｖｄ ｄ ｎ ｈ ｕ ｒ ｎ ｉ ｏ ｔ ｏ ｈ ｏ ｉｓ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ． ｔ ａ ｗｈ ｌ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ａ
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ｖ ｎ ｅ ｌａ ｎ ｒｙ Ｖｅ ｉ ｅＰ ｏｅ ｔ 以及 我 国 的 ａ ｃｄＣ ｅ ｎ Ｅ ｅｇ ｈｃ ｒｊｃ” ｌ
“ 清洁汽车行动” 都正是基于 Ｈ Ｖ而制定 的战略计 Ｅ 划。“ 十一五” 规划着力 自主创新 ， 混合动力技术可 能 是我 国汽 车 行 业 自主 创 新 的最 大 突 破 口， 在 而 ＨＥ Ｖ关键技术 中， 整车控制 策略 占据着核心 灵魂
维普资讯
第 ４期
２０ ０ ７年
客
究
・
设计 ・ 计算 ・ 研究 ・
混合动力汽车整车控制笫略研 究
整车控制策略
其缺点为： 由于安装两套动
力系统，整个传动系统的质量较 大； 系统结构复杂，对控制单元 要求高，因而成本昂贵。
并联式混合动力电动汽车动力流程图
混联式混合动力电动汽车
综合了串联式和并联式混合动力电 动汽车的结构组成，主要由发动机、 发电机和驱动电动机三大动力总成 组成，发动机可以基本保持稳定、 高效、节能的运转，发电机和电池 供给驱动电动机电能以驱动电动汽 车行驶。 相对于串联式而言，混联式混合 动力系统可以实现发动机动力直接 输出，提高了能量的利用效率;相对 于并联式而言，混联式混合动力系 统的发动机和传动系统没有固定的 机械连接，这种结构使得发动机可 以独立工作，不受外界工况的影响， 获得较高的经济性和排放性能。
2、 以功率为主要参数的控制策略
当车轮平均功率低于某设定值时，汽车由电动机单独驱动;当车轮平均 功率高于该设定值时，此时有利于发动机有效工作，因而发动机被启动， 电动机则停止运行。一旦车轮平均功率超过发动机所能提供的功率时，电 动机启动，辅助发动机提供额外的功率。
3、以混合度为目标的控制策略
采用这种控制策略的混合动力汽车装备了小功率电机和小容量的蓄电 池组，使蓄电池组的成本和质量减少到最小程度。在这种策略中，电动机 一般仅仅只在汽车急加速时才启动，辅助发动机向车轮提供加速所需的功 率。而汽车的一般行驶工况则由一个小排量的发动机单独驱动，并在蓄电 池组SOC下降到一定程度时为其充电，这进一步提高了发动机的负荷率。 当汽车减速时，蓄电池组吸收制动能量而充电 4、以效率为目 标的控制策略 这种控制策略，它考虑了发动机的燃油消耗或者整体效率，在每一时间步 都根据这一规则将转矩需求合理的分配给发动机和电机，以到达优化发动机 和电动机的工作状况的目的。
• 整车控制包括动力分配、能量管理、排放控制、再生制动等一系列控制过
混合动力客车多功能整车控制系统开发
ｌ发动机控 ｌ ｌ 制系统 ｌ
电池管理 ｌ 系统 ｌ
ｌ电机驱动 Ｉ ｌ控制系统 Ｉ
增多 。若每个被控对 象都附加一控制器节点 ， 则 动力 系 统 的可靠性将大 大降低 ， 控制协调难度和复杂性增 加系统可 靠性 ， 降低控制 难度 ， 应尽 可能减 少
以 Ｍｏ ｔ ｏ ｔ ｒ ｏ ｎ为基 础 平 台 ． 开 发 出集 成 整 车 控 制 、 离合 器 控 制 以及 变速 器控 制 于 一体 的 多功 能 控 制 系统 。 经
实车 路 试 对 该控 制 系统进 行验 证
关键词 ： 混合 动 力 客 车 ； 多功 能 ： 整 车控 制 系统
中图分类号 ： Ｕ４ ６ ９ ． ７ ；Ｕ ４ ６ １ ． ２
１ 动 力 系 统控 制 简 介
随着混合动力 电动汽车 ， 特别是混合动 力客车 日趋 成熟 ， 对动力 系统 的性 能要求愈来愈高 ， 结构也愈 复杂 ； 零部件数量愈多 ， 需要整 车控制系统协调控制 的对象 也
。 。
… … … … … 。 … … 一 … … … …
ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｏ ｔ ｏ ｔ ｒ ｏ ｎ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｈｇ ｂ ｒ ｉ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｂ ｕ ｓ ； ｍｕ ｈ ｉ — ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
整车控制策略
整车控制策略整车控制策略是指整个车辆系统实现全面、高效、可控的运行管理，以保证车辆的安全性、性能和舒适性。
整车控制策略的制定是整车控制技术的重要组成部分，其核心是以整车动力学和动态特性为基础，建立科学合理的控制方法和算法，实现车辆性能优化和能量管理，提高车辆的燃油效率和驾驶舒适性。
下面从整车控制的策略、算法和应用等方面展开讨论。
一、整车控制的策略整车控制的策略包括动力总成、制动系统、转向系统、电动机控制、能量管理等方面，要根据车型、场景和用户需求等因素制定相应的控制策略。
例如，为了提高车辆的燃油效率，可以采用Eco Drive或Green Drive等节能驾驶模式，通过优化发动机转速、换档逻辑以及启停系统等控制策略，降低能源损失，实现节能减排的目标。
此外，对于混合动力车和纯电动车，还需要实现电力与机械能的优化协同控制，通过电机调速、能量回收等方式实现动力平衡和车速控制。
二、整车控制的算法整车控制的算法是指基于物理模型、控制理论和算法优化等方法，对汽车的运动学和动力学特性进行分析、建模和优化设计，实现整车控制的精准和稳定。
例如，针对传统能量回收系统存在能量溢流和回收效率低等问题，可以采用离散控制策略，制定能量回收模型和控制算法，通过控制电机和发动机的调速、转矩和视驶距离等参数，使得能量回收效率最大化，同时防止电机和电池的过载和损坏。
此外，为了提高车辆的操控性和稳定性，还需结合传感器、执行器和人机交互系统等技术，实现智能化的控制和决策。
三、整车控制的应用整车控制的应用包括车辆动态控制、智能驾驶、车辆诊断与维护等方面，涉及到多个系统和模块的协同运作。
例如，有了先进的车身稳定控制、刹车防抱死和电子差速等系统的支持，可以有效提高车辆的抓地力和操控性，避免因驾驶失误或路面异常导致的交通事故。
此外，结合先进的传感器、视觉和语音识别技术，车辆可以实现自主驾驶或半自主驾驶，通过智能巡航、车道保持、自动泊车等功能实现车辆的智能化和自主化，提高驾驶的安全性和舒适性。
简谈整车控制器 VCU
1.概述整车控制器VCU（Vehicle control unit）作为新能源车中央控制单元，是整个控制系统的核心。
VCU 采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号及其它执行器传感器控制器信号，根据驾驶员的驾驶意图综合分析并做出相应判定后，监控下层的各部件控制器的动作，它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。
可以说整车控制器性能的优劣直接决定了新能源汽车整车性能的好坏，起到了中流砥柱的作用。
2.发展过程整车控制器可谓是起源于传统汽车，落地于新能源汽车。
传统汽车包含发动机控制器、变速箱控制器、车身控制器、底盘控制器等，各控制器是由不同的Tier1 提供，为解决各自零部件的功能及性能指标而定制设计。
比如EMS 是解决发动机燃油经济性、排放法规及热处理等。
变速箱是解决操作杆与齿轮动作的相互协调及切换。
各自独立控制车辆某一部分，无法总体考虑整车性能与功能需求。
因此部分OEM 为了实现整车定制功能、个性化设计、摆脱国外Tier1高昂的开发费及开发周期，有了整车控制器最初的概念设想。
由于国内电控技术起步晚，OEM对国外Tier1的控制力不足，直到新能汽车快速发展，混合动力迫切需要解决燃油动力系统与电池动力系统之间的有效协调，纯电动车需要解决整车动力管理，因此明确了整车控制器的概念及功能定义，奠定了VCU 获得的高速发展的基础。
传统汽车E／E 架构传统汽车E／E 架构行业分析新能源起步阶段，大概在2012－2015年诞生了第一代VCU产品。
技术来源于传统汽车电控ECU，以发动机控制器及车身控制器为主要技术来源。
行业典型产品有德尔福的HCU－2、联电的VCU、大陆的H300及普华第一代VCU－1。
VCU－1 是普华软件与国内知名OEM 合作开发，采用主从的硬件解决方案，AUTOSAR3．1．5软件平台，是国内最早自主AUTOSAR 软硬一体化的VCU 解决方案。
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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】。