整车控制器模型架构说明书
汽车控制器的说明书
汽车控制器的说明书1. 简介汽车控制器是现代汽车中的核心组件之一，它起到控制和管理车辆各个系统和器件的作用。
本说明书为车主提供汽车控制器的详细介绍和使用说明，旨在帮助车主更好地理解和使用汽车控制器，以确保车辆的正常运行和安全性。
2. 汽车控制器的功能汽车控制器是一个高性能的电子装置，它通过实时监测和控制汽车的各个系统，确保车辆在不同的工况下正常运行。
主要功能包括但不限于：a. 发动机控制：监测并控制发动机的燃油供应、点火时机和排放控制，确保发动机的效能和环保性；b. 制动系统控制：监控并控制刹车系统，提供准确的刹车力度和反馈，确保行车安全；c. 变速器控制：监测变速器的工作状态，并根据不同的行驶条件自动调整换挡点，提供更平稳的驾驶体验；d. 电子稳定控制：检测车辆的运动状态，通过调整刹车力度和功率分配，提供更好的操控性能和安全性；e. 灯光和仪表板控制：控制车辆的照明系统和仪表板显示，提供准确的驾驶信息；f. 其他附加功能：如无钥匙进入、车辆防盗等。
3. 汽车控制器的安装和维护汽车控制器通常安装在车辆的电气系统中，需要合格的技术人员进行安装和调试。
以下是一些安装和维护方面的重要事项：a. 选择适配车型的控制器，并确保设备符合车辆制造商的规定；b. 通过正确的接线和固定方式将控制器连接到车辆的电气系统；c. 定期检查控制器的连接和固定情况，确保正常工作；d. 遵循制造商提供的维护建议，定期检查和更换控制器相关的部件或软件；e. 如发现异常情况，建议立即联系专业的汽车维修人员进行检修和维护。
4. 汽车控制器的使用注意事项使用汽车控制器时，有一些重要的注意事项需要遵守，以确保控制器的正常工作和安全性：a. 严禁私自改装或调整控制器，任何非法操作可能会导致车辆故障或安全事故；b. 遵守交通规则，合理驾驶车辆，以减少对控制器和其他系统的损耗；c. 定期进行车辆维护保养，包括检查控制器的状态和软件更新；d. 如发现任何异常现象或故障指示灯亮起，请立即联系专业技术人员进行诊断和修复。
整车控制器模型架构说明书
整车控制器模型架构说明书整车控制器模型架构设计对整个汽车驱动系统起着重要作用。
为了使车辆的运行达到最好的状态，VCU应用层软件必须安全可靠地将驱动系统中的各个部分协调起来，使车辆的能源分配合理且功能协调平衡，从而使得系统中的各个部分的优势完全体现出来，最终达到车辆行驶的最好状态。
VCU的工作主要是以下3个方面：从传感器获取外部信号的输入，执行内部的逻辑运算和处理，通过执行器输出控制信号并驱动设备。
因此，根据纯电动汽车整车控制系统结构和整车控制器的工作原理，首先可以确定VCU应用层软件应包括以下软件模块：（1）输入信号采集处理模块：用于对由传感器采样和CAN总线上的获取的信息进行处理，并将这些信息转化为可以供控制策略所使用的物理量；（2）输出信号处理模块：用于将控制策略的运算结果转换成数字量，并通过驱动层控制相应的执行器；（3）系统状态协调控制：纯电动汽车具有停车、充电、车辆前进/后退、回馈制动等工作模式。
整车控制器需要根据驾驶员挡位操作、踏板开度及其变化率、并结合整车、电机及电池状态信息等，选择合适的工作模式。
此外，要进行系统状态协调控制，需要对驾驶员的意图进行识别。
整车控制器会依据驾驶员对制动踏板、加速踏板的操作计算动力需求，通过对驾驶员的动力需求进行识别，为下一步的驱动状态管理提供依据。
再者，整车控制系统根据输入数据和输入数据处理之后得到各工况状态，如：停车、停车充电、驱动、制动、高压上电、高压下电等，并对各个不同的工况分别制订相应的控制策略。
因此，本设计通过驱动状态管理模块来实现不同工况的处理，并根据不同的工况启动相关的控制过程。
另外，在纯电动汽车的起动、运行和停机过程中，整车控制器持续检测各零部件的工作状态，主要监测故障为：传感器或执行器失效、整车控制器失效、CAN 总线故障、电源系统故障、子系统故障等，为可能出现的硬件或软件故障，以及出现故障的后果做出相应的反应和处理。
因此，本设计通过故障管理软件模块来实现对不同故障的分类与处理。
分层式拓扑结构整车控制器（VCU）
电动汽车整车控制系统对纯电动汽车而言，电动机驱动和制动能量回收的最大功率都受到电池放电／充电能力的制约。
对混合燃料电池轿车和燃料电池大巴而言，由于其具有两个或两个以上的动力源，增加了系统设计和控制的灵活性，使汽车可以在多种模式下工作适应不同工况下的需求，获得比传统汽车更好的燃料电池性能，降低了有害物的排放，减小对环境的污染和危害，从而达到环保和节能的双重标准。
首先要针对给定的车辆和参数的条件，选择合适的动力系统构型，完成动力系统的参数匹配和优化。
在此基础上，建立整车控制系统来协调汽车工作模式的切换和多个动力源／能量源之间的功率／能量流的在线优化控制。
整车控制系统由整车控制器、通信系统、零部件控制器以及驾驶员操纵系统构成，其主要功能是根据驾驶员的操作和当前的整车和零部件工作状况，在保证安全和动力性的前提下，选择尽可能优化的工作模式和能量分配比例，以达到最佳的燃料经济性和排放指标。
(1)整车控制系统及功能分析1)控制对象：电动汽车驱动系统包括几种不同的能量和储能元件（燃料电池，内燃机或其他热机，动力电池和／或超级电容），在实际工作过程中包括了化学能、电能和机械能之间的转化。
电动汽车动力系统能流图如图5—6所示。
2)整车控制系统结构：电动汽车动力系统的部件都有自己的控制器，为分布式分层控制提供了基础。
分布式分层控制可以实现控制系统的拓扑分离和功能分离。
拓扑分离使得物理结构上各个子系统控制系统分布在不同位置上，从而减少了电磁干扰，功能分离使得各个子部件完成相对独立的功能，从而可以减少子部件的相互影响并提高了容错能力。
电动汽车分层结构控制系统如图5-7所示。
最底层是执行层，由部件控制器和一些执行单元组成，其任务是正确执行中间层发送的指令，这些指令通过CAN总线进行交互，并且有一定的自适应和极限保护功能；中间层是协调层，也就是整车控制器(VMS)，它的主要任务一方面根据驾驶员的各种操作和汽车当前的状态解释驾驶员的意图，另一方面根据执行层的当前状态，做出最优的协调控制；最高层是组织层，由驾驶员或者制动驾驶仪来实现车辆控制的闭环。
整车控制器
整车控制器(VMS , vehicle management System )，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。
1介绍纯电动汽车整车控制器(Vehicle Co ntroller)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。
2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。
3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“Controller Area Network ，"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。
纯电动汽车整车控制器（VCU）设计方案
纯电动汽车整车控制器（VCU）设计⽅案纯电动汽车整车控制器设计⽅案书⽬录1 整车控制器控制功能和原理 (1)2 电动汽车动⼒总成分布式⽹络架构 (2)3 整车控制器开发流程 (3)3.1 整车及控制策略仿真 (3)3.2 整车软硬件开发 (4)3.2.1 整车控制器的硬件开发 (5)3.2.2 整车控制器的软件开发 (8)3.3 整车控制器的硬件在环测试 (9)3.4 整车控制器标定 (11)3.4.1 整车控制器的标定系统 (11)3.4.2 电动汽车整车控制器的标定流程 (12)1整车控制器控制功能和原理电动汽车是由多个⼦系统构成的⼀个复杂系统，主要包括电池、电机、变速箱、制动等动⼒系统，以及其它附件如空调、助⼒转向、DCDC及充电机等。
各⼦系统⼏乎都通过⾃⼰的控制单元来完成各⾃功能和⽬标。
为了满⾜整车动⼒性、经济性、安全性和舒适性的⽬标，⼀⽅⾯必须具有智能化的⼈车交互接⼝，另⼀⽅⾯，各系统还必须彼此协作，优化匹配。
因此，纯电动汽车必须需要⼀个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点、基于⾼速CAN总线的分布式动⼒系统控制⽹络，通过该⽹络，整车控制器可以对纯电动车辆动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控，提⾼整车能量利⽤效率，确保车辆安全性和可靠性。
整车控制器的功能如下：1)车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆的动⼒。
2)⽹络管理：监控通信⽹络，信息调度，信息汇总，⽹关。
3)故障诊断处理：诊断传感器、执⾏器和系统其他部件的故障，并进⾏相应的故障处理，按照标准格式存储故障码。
4)在线配置和维护：通过车载标准CAN端⼝，进⾏控制参数修改，匹配标定，功能配置，监控，基于标准接⼝的调试能⼒等。
5)能量管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管理，以获得最佳的能量利⽤率。
6)功率分配：通过综合电池的SOC、温度、电压、电流和电机的温度等车辆信息计算电机功率的分配，进⾏车辆的驱动和制动能量回馈控制。
最新整车控制器.pdf
整车控制器（VMS，vehicle management System），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。
1介绍纯电动汽车整车控制器(Vehicle Controller)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。
2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。
3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。
，即控制器局域网，是一种国CAN，全称为“Controller Area Network”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。
车身控制器BCM设计方案课件
Relays
Low Beam(2*55W)
Front Fog Light(2*55W)
Rear Window Defrost Front Wiper high speed Front Wiper low speed Front Washer Rear Wiper Interior Light
Slide
PDM
Passenger Door (& rear door) Block Diagram
+12V Ground
Power Supply
5V
LIN
SBC
2
Door Lock Switch * 2 Door Ajar Status 2 Window Switch * 4
Mirror Switch * 7 Rear Window Disable
(LIN Master)
Rear Window Defrost
Slide
Passenger Door Module (LIN Slave)
Door Lock Window Lift
Keypad
Window Lift Rear Right
Mirror (& Turn Light)
LIN Interface
Courtesy lighting
Front wiper & washer Antitheft Alarm Courtesy lighting Door Lock RKE
Power Seat control
Blue: LE Yellow: MR
VCU功能结构说明全解
VCU系统结构和功能说明书新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。
各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。
基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。
由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。
随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。
采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。
另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。
图1 新能源汽车控制系统硬件框架一、整车控制器控制系统结构公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。
整车控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
该整车控制器还具有综合仪表接口功能，可显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；具有整车网关及网络管理功能。
其结构原理如图2所示。
图2 整车控制器结构原理图下面对每个模块功能进行简要的说明：1、开关量调理模块开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；2、继电器驱动模块继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；3、高速CAN总线接口模块高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；4、电源模块电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；5、模拟量输入和输出模块模拟量输入和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
电动汽车整车控制器功能结构说明
连续监视整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，能做到低速行驶到附近维修站进行检修。
7.外接充电管理
实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，充电结束。
8.诊断设备的在线诊断和下线检测
负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯，实现ＵＤＳ诊断服务，包括数据流读取，故障码的读和清除，控制端口的调试。
ECU通信
节点其他
节点监控
节点
图2整车控制器结构原理图
下面对每个模块功能进行简要的说明：
1、开关量调理模块
开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；
2、继电器驱动模块
继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；
新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板，动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大，动力电机的输出功率越大。因此，整车控制器要合理解释驾驶员操作；接收整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供决策反馈；对整车各子系统的发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。
2.整车的网络化管理
在现代汽车中，有众多电子控制单元和测量仪器，它们之间存在着数据交换，如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题，为了解决这个问题，德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网（CAN）。在电动汽车中，电子控制单元比传统燃油车更多更复杂，因此，CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。
在整车网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与传输，网络状态的监控，网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
m6.1 整车控制器功能和整车状态认知
学习目标
掌握整车控制器功能 了解整车控制方案 熟悉整车状态获取
图1 整车控制器
整车控制器安装位置
VCU
整车控制系统关联图
图34 分层控制
整车控制器功能
1) 整车驱动控制-扭矩输出 2) 能量管理功能-放电和能量回收 3) 整车辅助系统控制-电动空调、暖风等 4) 整车安全管理和诊断功能-预警、故障干预 5) 整车网关的管理功能-新能源CAN和车身CAN信息交互 6) 整车信息管理功能-仪表显示、远程监控等 7) 高低压安全管理与保护功能
整车控制器控制-整车状态获取
整车状态获取方式： a、整车状态的获取：通过车速传感器、档位信号传 感器等采用不同的采样周期时检测整车的运行状态 b、通过CAN总线获得原车功能模块、动力电池系统、 电机驱动系统等状态信息。
整车控制器控制-整车状态获取
整车状态获取内容： ① 点火钥匙状态—OFF、ACC、ON、START ② 充电监控状态—充电唤醒、连接状态、慢充门板（开-关） ③ 档位状态—P、R、N、D ④ 加速踏板位置—加速踏板开度（0-100%） ⑤ 制动踏板状态—踩制动、未制动 ⑥ BMS状态—继电器、电压、电流等（电池管理系统） ⑦ MCU状态—工作模式、转速、扭矩等（电机控制器） ⑧ EAS、PTC信息（空调压缩机，PTC加热） ⑨ ABS状态、ICM状态（制动系统，仪表控制）
内容回顾
整车控制器功能 重点：整车控制方案
整车控制状态获取
纯电动汽车整车控制器(VCU)设计方案
纯电动车辆以整车控制器为主节点、基于高速 CAN 总线的分布式动力系统 控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管 理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。整车控制 器的功能如下： 1) 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆的动力。 2) 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。 3) 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件的故障，并进行相应的
纯电动汽车整车控制器 设计方案书
目录
1 整车控制器控制功能和原理 ................................................................................................................... 1 2 电动汽车动力总成分布式网络架构 ....................................................................................................... 2 3 整车控制器开发流程 ............................................................................................................................... 3
整车控制器功能定义
整车控制器功能定义2、目录整车控制器 (1)功能规范 (1)2、目录 (2)3、缩写术语 (2)1.概述 (3)2.技术性能 (3)2.1主要技术参数： (3)2.3主要技术参数 (4)2.3.1外形结构 (4)3.接口引脚定义 (6)典型值 (6)4. 安装要求及规则 (8)4.1安装位置要求 (8)4.2VCU接地 (9)5.1VCU及其接插件的装配 (9)5.1.1VCU装配 (9)5.1.2VCU线束接插件 (9)5.1.2.1检查护套型号 (9)3、缩写术语1.概述VCU(Vehicle Control Unit) 称为整车控制器，主要用于车辆动力系统的协调与控制。
从整车的角度进行扭矩和转速的控制，有效改善驾驶员感受，降低油耗和排放。
文档基本描述了VCU工作原理，主要技术参数，VCU外形结构，安装位置，如何装配，及使用方法等。
2.技术性能2.1主要技术参数：1、VCU主控制器CPU为Freescale 16位微控制器S12系列中的9S12XDT256;2、CPU采集车辆传感器信号，其中可以采集2路脉冲量输入电路，11路模拟量输入电路和10路开关量输入电路；3、VCU带有符合ISO11898的三路CAN接口，能实现与换档盒、电机控制器、仪表、BMS以及诊断和标定等通讯；4、VCU采集车辆的开关量、模拟量以及CAN通信数据，判断整车状态，并做出相应的控制。
2.2整车控制器参数表CAN控制器3路CAN，符合CAN2.0B规范软件特性软件架构软件的体系构架包括以下3部分：底层、应用层和接口层。
CAN驱动支持11位和29位CAN ID。
CAN 驱动函数需要支持多个CAN报文对象，其中每个CAN报文都包含标示符、数据。
-可进行CAN通道的打开/关闭操作；-支持周期性CAN报文收发功能（如10ms、20ms、50ms、100ms、500ms、1000ms周期）；-支持基于事件的CAN报文收发功能；安装应用安装位置建议安装在驾驶室内安装方向VCU总成最好水平于地面安装，即透气塞水平放置方式2.3主要技术参数2.3.1外形结构1、下壳体（图3-1）外部采用栅片结构，以便散热。
电动汽车整车控制器功能结构说明
新能源汽车整车控制器系统结构和功能说明书新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。
各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。
基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。
由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。
随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。
采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。
另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。
图1 新能源汽车控制系统硬件框架一、整车控制器控制系统结构公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。
整车控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
该整车控制器还具有综合仪表接口功能，可显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；具有整车网关及网络管理功能。
其结构原理如图2所示。
图2 整车控制器结构原理图下面对每个模块功能进行简要的说明：1、开关量调理模块开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；2、继电器驱动模块继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；3、高速CAN总线接口模块高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；4、电源模块电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；5、模拟量输入和输出模块模拟量输入和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
整车控制器产品使用说明书
整车控制器产品使用说明书一，产品简介整车控制器，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，驱动汽车正常行驶。
作为汽车的指挥管理中心，动力总成控制器主要功能包括：驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，它起着控制车辆运行的作用。
1.整车控制器控制功能和原理电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、变速箱、制动等动力系统，以及其它附件如空调、助力转向等。
各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配。
因此，纯电动也需要一个整车控制器来管理纯电动汽车中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点的、基于高速CAN总线的分布式动力系统控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。
整车控制器的功能如下：（1） 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆动力分配。
（2） 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。
（3） 仪表的辅助驱动。
（4） 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件故障并进行相应的故障处理，按照标准格式存储故障码。
标准故障码显示。
（5） 在线配置和维护：通过车载标准CAN端口，进行控制参数修改，匹配标定，功能配置，监控，基于标准接口的调试能力等。
（6） 能量管理：通过对电动汽车车载耗能系统（如空调、电动泵等）的协调和管理，以获得最佳的能量利用率。
（7） 功率分配：通过综合车辆信息、电池和电机信息计算电机功率的分配，进行车辆的驱动和制动能量回馈控制。
从而在系统的允许下能获得最佳的驾驶性能。
301-02整车控制器_修订
301-02-2
JS13152规描格述 JS13152
整车控制器
扭矩规格
描述
整车控制器安装螺拴M6
JS13152
JS13152
整车控制器
301-02-2
JS13152
产品型号JS13152
XVCU02
JS13152
Nm 9
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
IGBT 温度梯度三级故障 IGBT 温度梯度四级故障
请查看 IPU 维修手册，若无故障请联系专业人员
JS13152 81 P184D 82 P184E 83 P184F 84 P1850
JS13152 HVAC 冷却液温度传感器开路
HVAC 冷却液温度传感器短路 HVAC 检测冷却水泵故障 HVAC 检测冷却风扇故障
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
JS13152
图 2：整车控制器接插件
JS13152 2）接口定义JS如1下3：152
JS13152
JS长1安3·15逸2动-纯电动车 JS13152
301-02-4
整车控制器
301-02-4
JS13152
引脚 2 3 8
JS13152 GCU 解锁错误
GCU 中间状态错误 整车高压检测
JS13152
请联系J专S业13人1员5排2查
JS13152
37 P181E 档位故障
JS13152 38 P181F
JS13152
12V 欠压故障等级 1
整车控制功能逻辑图[1]
![整车控制功能逻辑图[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6caba6d6240c844769eaeed1.png)
钥匙ACC 电机控制器上电通信 整车控制器、电池管理系统 唤醒并自检和通信 钥匙ON 钥匙Start点动 整车控制器、电池管理系 统、仪表睡眠
地面充电接入 整车控制器正常 电池管理正常 高压负极接触器闭合 DCDC工作 空调压缩机工作 一级故障 二级故障 仪表显示并报警 仪表显示并报警 降低功率充电 三级故障 仪表显示并报警 停止充电 仪表显示并报警 仪表显示并报警 降低功率充电 正常运行 三级故障 仪表显示并报警 停止充电 车载充电申请 整车控制器正常 电池管理正常 高压负极接触器闭合 DCDC工作 一级故障 二级故障
上装工作开关闭合 一级故障 上装工作 停车（电机停转） 仪表指示上装工作 二级故障 仪表显示并报警 仪表显示并报警 降低功率行驶 三级故障 仪表显示并报警 停车正常运行源自信息中心上电 空调控制器上电
整车控制器正常 电池管理正常 电机控制器低压及通 信正常 高压负极接触器闭合 DCDC工作 空调压缩机工作 高压负极继电器 状态闭合 未进行充电请求 DCDC工作 高压正极接触器闭合 仪表高压指示灯灭 驱动电机上电 开门 仪表指示并声音报警
正常运行
高压未闭合 仪表高压断开指示亮 仪表正常工作 整车控制器 踏板无效
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整车控制器模型架构说明书
整车控制器模型架构设计对整个汽车驱动系统起着重要作用。
为了使车辆的运行达到最好的状态，VCU应用层软件必须安全可靠地将驱动系统中的各个部分协调起来，使车辆的能源分配合理且功能协调平衡，从而使得系统中的各个部分的优势完全体现出来，最终达到车辆行驶的最好状态。
VCU的工作主要是以下3个方面：从传感器获取外部信号的输入，执行内部的逻辑运算和处理，通过执行器输出控制信号并驱动设备。
因此，根据纯电动汽车整车控制系统结构和整车控制器的工作原理，首先可以确定VCU应用层软件应包括以下软件模块：
（1）输入信号采集处理模块：用于对由传感器采样和CAN总线上的获取的信息进行处理，并将这些信息转化为可以供控制策略所使用的物理量；
（2）输出信号处理模块：用于将控制策略的运算结果转换成数字量，并通过驱动层控制相应的执行器；
（3）系统状态协调控制：纯电动汽车具有停车、充电、车辆前进/后退、回馈制动等工作模式。
整车控制器需要根据驾驶员挡位操作、踏板开度及其变化率、并结合整车、电机及电池状态信息等，选择合适的工作模式。
此外，要进行系统状态协调控制，需要对驾驶员的意图进行识别。
整车控制器会依据驾驶员对制动踏板、加速踏板的操作计算动力需求，通过对驾驶员的动力需求进行识别，为下一步的驱动状态管理提供依据。
再者，整车控制系统根据输入数据和输入数据处理之后得到各工况状态，如：停车、停车充电、驱动、制动、高压上电、高压下电等，并对各个不同的工况分别制订相应的控制策略。
因此，本设计通过驱动状态管理模块来实现不同工况的
处理，并根据不同的工况启动相关的控制过程。
另外，在纯电动汽车的起动、运行和停机过程中，整车控制器持续检测各零部件的工作状态，主要监测故障为：传感器或执行器失效、整车控制器失效、CAN 总线故障、电源系统故障、子系统故障等，为可能出现的硬件或软件故障，以及出现故障的后果做出相应的反应和处理。
因此，本设计通过故障管理软件模块来实现对不同故障的分类与处理。
最后，电池除了给驱动电机供电，还要给电动附件供电。
为了提高能量利用率和续驶里程，整车控制器需进行能量管理及优化。
当电池的SOC值较低或需求功率较大时，整车控制器需限制电动附件的使用功率，增加车辆续驶里程。
通过以上分析，整车控制器应用层软件由以下软件模块构成：输入信号采集处理、故障分类与处理、系统状态协调、驱动状态管理、充放电管理、和高压上/下电管理、热管理、输出信号处理。
因此，所设计的应用层软件体系结构如图2所示。
图1 整车控制器应用层软件架构。