Køretøjscontrolleren omfatter to hovedkomponenter, hardware og software. Dens kernesoftware og -programmer er generelt udviklet af producenter, mens leverandører af autodele kan levere køretøjscontrollerhardware og underliggende drivere.På dette stadium fokuserer udenlandsk forskning i køretøjscontrolleren for rene elektriske køretøjer hovedsageligt på rene elektriske køretøjer drevet af in-wheelmotorer.For rene elektriske køretøjer med kun én motor er den normalt ikke udstyret med en køretøjsstyring, men motorstyringen bruges til at styre køretøjet.Mange store udenlandske virksomheder kan levere modne køretøjscontrollerløsninger, såsom Continental, Bosch, Delphi osv.
1. Sammensætningen og princippet for køretøjskontrolleren
Køretøjskontrolsystemet for rent elektrisk køretøj er hovedsageligt opdelt i to ordninger: centraliseret kontrol og distribueret kontrol.
Den grundlæggende idé med det centraliserede kontrolsystem er, at køretøjscontrolleren fuldfører indsamlingen af inputsignaler alene, analyserer og behandler dataene i henhold til styrestrategien og derefter direkte udsender styrekommandoer til hver aktuator for at køre den normale kørsel af ren elbil.Fordelene ved det centraliserede kontrolsystem er centraliseret behandling, hurtig respons og lave omkostninger; Ulempen er, at kredsløbet er kompliceret, og det er ikke nemt at aflede varme.
Den grundlæggende idé med det distribuerede kontrolsystem er, at køretøjscontrolleren indsamler nogle førersignaler og kommunikerer med motorstyringen og batteristyringssystemet gennem CAN-bussen. Motorstyringen og batteristyringssystemet opsamler henholdsvis køretøjets signaler gennem CAN-bussen. videregivet til køretøjskontrolløren.Køretøjscontrolleren analyserer og behandler dataene i henhold til køretøjsinformationen og kombineret med kontrolstrategien. Efter at motorstyringen og batteristyringssystemet har modtaget styrekommandoen, styrer de motordriften og batteriafladningen i henhold til motorens og batteriets aktuelle tilstandsinformation.Fordelene ved distribuerede kontrolsystemer er modularitet og lav kompleksitet; ulempen er relativt høje omkostninger.
Det skematiske diagram af et typisk distribueret køretøjskontrolsystem er vist i figuren nedenfor. Det øverste lag af køretøjets kontrolsystem er køretøjets controller. Køretøjscontrolleren modtager information om motorstyringen og batteristyringssystemet gennem CAN-bussen og giver information til motorstyringen og batteriet. Styringssystemet og informationsdisplaysystemet i køretøjet sender kontrolkommandoer.Motorstyringen og batteristyringssystemet er henholdsvis ansvarlige for overvågning og styring af drivmotoren og strømbatterietpakke, og det indbyggede informationsdisplay bruges til at vise køretøjets aktuelle statusoplysninger.
Skematisk diagram af et typisk distribueret køretøjskontrolsystem
Nedenstående figur viser sammensætningsprincippet for den rene elektriske køretøjscontroller udviklet af en virksomhed.Køretøjscontrollerens hardwarekredsløb inkluderer moduler såsom mikrocontroller, switch-mængde-konditionering, analog mængde-konditionering, relædrev, højhastigheds CAN-bus-interface og strømbatteri.
Skematisk diagram af sammensætningen af den rene elektriske køretøjscontroller udviklet af en virksomhed
(1) Mikrocontrollermodul Mikrocontrollermodulet er kernen i køretøjscontrolleren. I betragtning af funktionen af den rene elektriske køretøjscontroller og det ydre miljø for dens drift, skal mikrocontrollermodulet have højhastighedsdatabehandlingsydelse, rig på hardwaregrænsefladens egenskaber, lave omkostninger og høj pålidelighed.
(2) Omskiftermængdekonditioneringsmodul Kontaktmængdekonditioneringsmodulet bruges til niveaukonvertering og formning af kontaktindgangsmængden, hvis den ene ende er forbundet med en flerhed af kontaktmængdesensorer, og den anden ende er forbundet med mikrocontrolleren.
(3) Analogt konditioneringsmodul Det analoge konditioneringsmodul bruges til at indsamle de analoge signaler fra gaspedalen og bremsepedalen og sende dem til mikrocontrolleren.
(4) Relædrivmodul Relædrivmodulet bruges til at drive en flerhed af relæer, hvor den ene ende er forbundet til en mikrocontroller gennem en optoelektronisk isolator, og den anden ende er forbundet med en flerhed af relæer.
(5) Højhastigheds CAN-bus-interfacemodul. Højhastigheds-CAN-bus-interfacemodulet bruges til at levere et højhastigheds-CAN-businterface, hvor den ene ende er forbundet til mikrocontrolleren gennem en optoelektronisk isolator, og den anden ende er forbundet til systemets højhastigheds CAN-bus.
(6) Strømforsyningsmodul Strømforsyningsmodulet giver isoleret strømforsyning til mikroprocessoren og hvert input- og outputmodul, overvåger batterispændingen og er forbundet til mikrocontrolleren.
Køretøjscontrolleren styrer, koordinerer og overvåger alle aspekter af el-køretøjets kraftkæde for at forbedre køretøjets energiudnyttelseseffektivitet og sikre sikkerhed og pålidelighed.Køretøjscontrolleren indsamler førerens køresignal, indhenter den relevante information om drivmotoren og strømbatterisystemet gennem CAN-bussen, analyserer og beregner, og giver instruktioner til motorstyring og batteristyring gennem CAN-bussen for at realisere køretøjets kørestyring og energioptimeringskontrol. og bremseenergigenvindingskontrol.Køretøjscontrolleren har også en omfattende instrumentgrænsefladefunktion, som kan vise oplysninger om køretøjets status; den har fuldstændige fejldiagnose- og behandlingsfunktioner; den har køretøjsgateway og netværksstyringsfunktioner.
2. Grundlæggende funktioner for køretøjets controller
Køretøjscontrolleren indsamler kørselsinformation såsom gaspedalsignal, bremsepedalsignal og gearkontaktsignal og modtager samtidig de data, der sendes af motorstyringen og batteristyringssystemet på CAN-bussen, og analyserer informationen i kombination med køretøjets kontrolstrategi. og dømmekraft, udtræk chaufførens kørselsintention og information om køretøjets køretilstand og til sidst udsend kommandoer gennem CAN-bussen for at kontrollere arbejdet i hver komponentcontroller for at sikre normal kørsel af køretøjet.Køretøjscontrolleren skal have følgende grundlæggende funktioner.
(1) Funktionen til at styre køretøjets kørsel. Det elektriske køretøjs drivmotor skal afgive køre- eller bremsemomentet i henhold til førerens hensigt.Når føreren træder gaspedalen eller bremsepedalen ned, skal drivmotoren afgive en vis drivkraft eller regenerativ bremsekraft.Jo større pedalåbningen er, jo større udgangseffekt har drivmotoren.Derfor bør køretøjets styreleder med rimelighed forklare førerens betjening; modtage feedbackinformation fra køretøjets undersystemer for at give føreren beslutningstagning; og sende kontrolkommandoer til køretøjets undersystemer for at opnå normal kørsel af køretøjet.
(2) Netværksstyring af hele køretøjet Køretøjscontrolleren er en af de mange styreenheder af elektriske køretøjer og en node i CAN-bussen.I køretøjets netværksstyring er køretøjscontrolleren centrum for informationskontrol, ansvarlig for informationsorganisation og -transmission, netværksstatusovervågning, netværksknudestyring og netværksfejldiagnose og -behandling.
(3) Genvinding af bremseenergi Den vigtige egenskab ved rene elektriske køretøjer, der adskiller sig fra køretøjer med forbrændingsmotorer, er, at de kan genvinde bremseenergi. Dette opnås ved at betjene motoren i rene elektriske køretøjer i en regenerativ bremsetilstand. Analysen af køretøjscontrolleren Førerens bremsehensigt, strømbatteripakkens status og information om køremotorstatus, kombineret med bremseenergigenvindingskontrolstrategien, sender motortilstandskommandoer og drejningsmomentkommandoer til motorcontrolleren under betingelserne for genvinding af bremseenergi, så at drevet Motoren arbejder i strømgenereringstilstand, og den energi, der genvindes af den elektriske bremsning, lagres i strømbatteripakken uden at påvirke bremseevnen, for at realisere bremseenergigenvindingen.
(4) Køretøjsenergistyring og -optimering I rene elektriske køretøjer leverer strømbatteriet ikke kun strøm til drivmotoren, men leverer også strøm til det elektriske tilbehør. For at opnå den maksimale køreafstand vil køretøjets controller derfor være ansvarlig for hele køretøjets strømforsyning. Energistyring for at forbedre energiudnyttelsen.Når SOC-værdien for batteriet er relativt lav, sender køretøjscontrolleren kommandoer til noget elektrisk tilbehør for at begrænse udgangseffekten af det elektriske tilbehør for at øge rækkevidden.
(5) Overvågning og visning af køretøjets status Information såsom strøm, total spænding, cellespænding, batteritemperatur og fejl, og send derefter disse realtidsoplysninger til køretøjets informationsdisplaysystem gennem CAN-bussen til visning.Derudover registrerer køretøjscontrolleren regelmæssigt kommunikationen af hvert modul på CAN-bussen. Hvis den opdager, at en node på bussen ikke kan kommunikere normalt, vil den vise fejlinformationen på køretøjets informationsdisplay og træffe rimelige foranstaltninger for tilsvarende nødsituationer. behandling for at forhindre forekomsten af ekstreme forhold, således at føreren direkte og nøjagtigt kan få oplysninger om køretøjets aktuelle driftstilstand.
(6) Fejldiagnose og -behandling Overvåg kontinuerligt køretøjets elektroniske kontrolsystem for fejldiagnose.Fejlindikatoren angiver fejlkategorien og nogle fejlkoder.I henhold til fejlindholdet skal du rettidigt udføre tilsvarende sikkerhedsbeskyttelsesbehandling.Ved mindre alvorlige fejl er det muligt at køre med lav hastighed til en nærliggende vedligeholdelsesstation for vedligeholdelse.
(7) Den eksterne opladningsstyring realiserer forbindelsen af opladning, overvåger opladningsprocessen, rapporterer opladningsstatus og afslutter opladningen.
(8) On-line diagnose og offline detektering af diagnostisk udstyr er ansvarlig for forbindelsen og diagnostisk kommunikation med eksternt diagnostisk udstyr og realiserer UDS diagnostiske tjenester, herunder læsning af datastrømme, læsning og sletning af fejlkoder og fejlretning af kontrolporte .
Nedenstående figur er et eksempel på en ren elbil-controller. Den bestemmer førerens hensigt ved at indsamle styresignaler under kørsel og opladning, styrer og planlægger køretøjets elektroniske kontroludstyr gennem CAN-bussen og bruger forskellige modeller til forskellige modeller. Styrestrategi til at realisere køretøjets kørselskontrol, energioptimeringskontrol, bremseenergigenvindingskontrol og netværksstyring.Køretøjscontrolleren anvender teknologier som mikrocomputer, intelligent power drive og CAN-bus og har karakteristika for god dynamisk respons, høj prøveudtagningsnøjagtighed, stærk anti-interferensevne og god pålidelighed.
Eksempel på kontrol af ren elbil
3. Designkrav til køretøjscontroller
Sensorer, der direkte sender signaler til køretøjets controller, omfatter speederpedalsensor, bremsepedalsensor og gearkontakt, hvor speederpedalsensoren og bremsepedalsensoren udsender analoge signaler, og gearkontaktens udgangssignal er et switch-signal.Køretøjscontrolleren styrer indirekte driften af drivmotoren og opladning og afladning af strømbatteriet ved at sende kommandoer til motorcontrolleren og batteristyringssystemet og realiserer on-off af det indbyggede modul ved at styre hovedrelæet .
I henhold til sammensætningen af køretøjets kontrolnetværk og analysen af input- og outputsignalerne fra køretøjscontrolleren, skal køretøjscontrolleren opfylde følgende tekniske krav.
① Ved design af hardwarekredsløbet skal det elektriske køretøjs køremiljø tages i betragtning fuldt ud, elektromagnetisk kompatibilitet skal være opmærksom på, og anti-interferensevnen bør forbedres.Køretøjscontrolleren bør have en vis selvbeskyttelsesevne i software og hardware for at forhindre, at der opstår ekstreme situationer.
② Køretøjscontrolleren skal have nok I/O-grænseflader til hurtigt og præcist at kunne indsamle forskellige inputoplysninger og mindst to A/D-konverteringskanaler til at indsamle gaspedalsignaler og bremsepedalsignaler. En digital indgangskanal bruges til at indsamle køretøjets gearsignal, og der bør være flere power drive signaludgangskanaler til at drive køretøjets relæ.
③ Køretøjets controller skal have en række forskellige kommunikationsgrænseflader. CAN-kommunikationsgrænsefladen bruges til at kommunikere med motorstyringen, batteristyringssystemet og køretøjets informationsdisplaysystem. RS232 kommunikationsgrænsefladen bruges til at kommunikere med værtscomputeren, og en RS-485 kommunikationsgrænseflade er reserveret. /422 kommunikationsgrænseflade, som kan være kompatibel med enheder, der ikke understøtter CAN-kommunikation, såsom nogle modeller af bilberøringsskærme.
④ Under forskellige vejforhold vil bilen støde på forskellige stød og vibrationer. Køretøjscontrolleren skal have god stødmodstand for at sikre bilens pålidelighed og sikkerhed.
Indlægstid: 9-november 2022