Ο ελεγκτής οχήματος περιλαμβάνει δύο κύρια εξαρτήματα, το υλικό και το λογισμικό. Το βασικό λογισμικό και τα προγράμματά του αναπτύσσονται γενικά από κατασκευαστές, ενώ οι προμηθευτές ανταλλακτικών αυτοκινήτων μπορούν να παρέχουν υλικό ελεγκτή οχημάτων και υποκείμενα προγράμματα οδήγησης.Σε αυτό το στάδιο, η ξένη έρευνα για τον ελεγκτή οχημάτων αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων επικεντρώνεται κυρίως σε αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα που κινούνται με τροχόκινητήρες.Για αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα με έναν μόνο κινητήρα, συνήθως δεν είναι εξοπλισμένο με ελεγκτή οχήματος, αλλά ο ελεγκτής κινητήρα χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του οχήματος.Πολλές μεγάλες ξένες εταιρείες μπορούν να παρέχουν ώριμες λύσεις ελεγκτών οχημάτων, όπως Continental, Bosch, Delphi κ.λπ.
1. Η σύνθεση και η αρχή του ελεγκτή οχήματος
Το σύστημα ελέγχου οχημάτων του αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος χωρίζεται κυρίως σε δύο σχήματα: τον κεντρικό έλεγχο και τον κατανεμημένο έλεγχο.
Η βασική ιδέα του κεντρικού συστήματος ελέγχου είναι ότι ο ελεγκτής οχήματος ολοκληρώνει τη συλλογή των σημάτων εισόδου μόνος του, αναλύει και επεξεργάζεται τα δεδομένα σύμφωνα με τη στρατηγική ελέγχου και στη συνέχεια εκδίδει απευθείας εντολές ελέγχου σε κάθε ενεργοποιητή για να οδηγεί την κανονική οδήγηση του αμιγώς ηλεκτρικό όχημα.Τα πλεονεκτήματα του κεντρικού συστήματος ελέγχου είναι η κεντρική επεξεργασία, η γρήγορη απόκριση και το χαμηλό κόστος. το μειονέκτημα είναι ότι το κύκλωμα είναι πολύπλοκο και δεν είναι εύκολο να διαχέεται θερμότητα.
Η βασική ιδέα του κατανεμημένου συστήματος ελέγχου είναι ότι ο ελεγκτής του οχήματος συλλέγει ορισμένα σήματα οδηγού και επικοινωνεί με τον ελεγκτή κινητήρα και το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας μέσω του διαύλου CAN. Ο ελεγκτής κινητήρα και το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας αντίστοιχα συλλέγουν τα σήματα του οχήματος μέσω του διαύλου CAN. πέρασε στον ελεγκτή του οχήματος.Ο ελεγκτής οχήματος αναλύει και επεξεργάζεται τα δεδομένα σύμφωνα με τις πληροφορίες του οχήματος και σε συνδυασμό με τη στρατηγική ελέγχου. Αφού ο ελεγκτής κινητήρα και το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας λάβουν την εντολή ελέγχου, ελέγχουν τη λειτουργία του κινητήρα και την εκφόρτιση της μπαταρίας σύμφωνα με τις πληροφορίες τρέχουσας κατάστασης του κινητήρα και της μπαταρίας.Τα πλεονεκτήματα των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου είναι η αρθρωτότητα και η χαμηλή πολυπλοκότητα. το μειονέκτημα είναι το σχετικά υψηλό κόστος.
Το σχηματικό διάγραμμα ενός τυπικού κατανεμημένου συστήματος ελέγχου οχήματος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Το ανώτερο στρώμα του συστήματος ελέγχου οχήματος είναι ο ελεγκτής του οχήματος. Ο ελεγκτής οχήματος λαμβάνει τις πληροφορίες του ελεγκτή κινητήρα και του συστήματος διαχείρισης της μπαταρίας μέσω του διαύλου CAN και παρέχει πληροφορίες στον ελεγκτή κινητήρα και την μπαταρία. Το σύστημα διαχείρισης και το σύστημα απεικόνισης πληροφοριών εντός του οχήματος στέλνουν εντολές ελέγχου.Ο ελεγκτής κινητήρα και το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας είναι αντίστοιχα υπεύθυνοι για την παρακολούθηση και τη διαχείριση του κινητήρα οδήγησης και της μπαταρίας ισχύοςκαι το σύστημα απεικόνισης πληροφοριών επί του οχήματος χρησιμοποιείται για την εμφάνιση των πληροφοριών τρέχουσας κατάστασης του οχήματος.
Σχηματικό διάγραμμα ενός τυπικού κατανεμημένου συστήματος ελέγχου οχήματος
Το παρακάτω σχήμα δείχνει την αρχή σύνθεσης του καθαρού ελεγκτή ηλεκτρικού οχήματος που αναπτύχθηκε από μια εταιρεία.Το κύκλωμα υλικού του ελεγκτή οχήματος περιλαμβάνει μονάδες όπως μικροελεγκτή, ρύθμιση ποσότητας διακόπτη, ρύθμιση αναλογικής ποσότητας, μονάδα ρελέ, διεπαφή διαύλου CAN υψηλής ταχύτητας και μπαταρία ισχύος.
Σχηματικό διάγραμμα της σύνθεσης του αμιγώς ηλεκτρικού ελεγκτή οχήματος που αναπτύχθηκε από μια εταιρεία
(1) Μονάδα μικροελεγκτή Η μονάδα μικροελεγκτή είναι ο πυρήνας του ελεγκτή οχήματος. Λαμβάνοντας υπόψη τη λειτουργία του ελεγκτή αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος και το εξωτερικό περιβάλλον λειτουργίας του, η μονάδα μικροελεγκτή θα πρέπει να έχει απόδοση επεξεργασίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας, πλούσια Τα χαρακτηριστικά της διεπαφής υλικού, χαμηλό κόστος και υψηλή αξιοπιστία.
(2) Μονάδα ρύθμισης ποσότητας διακόπτη Η μονάδα ρύθμισης ποσότητας διακόπτη χρησιμοποιείται για τη μετατροπή στάθμης και τη διαμόρφωση της ποσότητας εισόδου του διακόπτη, το ένα άκρο της οποίας συνδέεται με μια πλειάδα αισθητήρων ποσότητας διακόπτη, και το άλλο άκρο συνδέεται με τον μικροελεγκτή.
(3) Μονάδα αναλογικής προετοιμασίας Η μονάδα αναλογικής προετοιμασίας χρησιμοποιείται για τη συλλογή των αναλογικών σημάτων του πεντάλ γκαζιού και του πεντάλ του φρένου και την αποστολή τους στον μικροελεγκτή.
(4) Μονάδα οδήγησης ρελέ Η μονάδα οδήγησης ρελέ χρησιμοποιείται για την οδήγηση πολλών ηλεκτρονόμων, το ένα άκρο των οποίων συνδέεται με έναν μικροελεγκτή μέσω ενός οπτοηλεκτρονικού απομονωτή και το άλλο άκρο συνδέεται με ένα πλήθος ηλεκτρονόμων.
(5) Μονάδα διασύνδεσης διαύλου υψηλής ταχύτητας Η μονάδα διασύνδεσης διαύλου υψηλής ταχύτητας CAN χρησιμοποιείται για την παροχή μιας διασύνδεσης διαύλου CAN υψηλής ταχύτητας, το ένα άκρο της οποίας συνδέεται με τον μικροελεγκτή μέσω ενός οπτοηλεκτρονικού απομονωτή και το άλλο άκρο συνδέεται στο σύστημα υψηλής ταχύτητας διαύλου CAN.
(6) Μονάδα τροφοδοσίας Η μονάδα τροφοδοσίας παρέχει απομονωμένη τροφοδοσία για τον μικροεπεξεργαστή και κάθε μονάδα εισόδου και εξόδου, παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας και συνδέεται με τον μικροελεγκτή.
Ο ελεγκτής οχήματος διαχειρίζεται, συντονίζει και παρακολουθεί όλες τις πτυχές της αλυσίδας ισχύος του ηλεκτρικού οχήματος για να βελτιώσει την αποδοτικότητα χρήσης ενέργειας του οχήματος και να εξασφαλίσει ασφάλεια και αξιοπιστία.Ο ελεγκτής οχήματος συλλέγει το σήμα οδήγησης του οδηγού, λαμβάνει τις σχετικές πληροφορίες του κινητήρα μετάδοσης κίνησης και του συστήματος μπαταρίας ισχύος μέσω του διαύλου CAN, αναλύει και υπολογίζει και δίνει στον έλεγχο κινητήρα και οδηγίες διαχείρισης μπαταρίας μέσω του διαύλου CAN για να πραγματοποιήσει τον έλεγχο οδήγησης του οχήματος και έλεγχος βελτιστοποίησης ενέργειας. και έλεγχος ανάκτησης ενέργειας πέδησης.Ο ελεγκτής οχήματος διαθέτει επίσης μια ολοκληρωμένη λειτουργία διεπαφής οργάνων, η οποία μπορεί να εμφανίσει πληροφορίες για την κατάσταση του οχήματος. έχει πλήρεις λειτουργίες διάγνωσης και επεξεργασίας σφαλμάτων. Διαθέτει πύλη οχήματος και λειτουργίες διαχείρισης δικτύου.
2. Βασικές λειτουργίες του ελεγκτή οχήματος
Ο ελεγκτής οχήματος συλλέγει πληροφορίες οδήγησης, όπως σήμα πεντάλ γκαζιού, σήμα πεντάλ φρένου και σήμα διακόπτη ταχυτήτων, και ταυτόχρονα λαμβάνει τα δεδομένα που αποστέλλονται από τον ελεγκτή κινητήρα και το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας στο δίαυλο CAN και αναλύει τις πληροφορίες σε συνδυασμό με τη στρατηγική ελέγχου του οχήματος και κρίση, εξάγετε πληροφορίες για την πρόθεση οδήγησης του οδηγού και την κατάσταση λειτουργίας του οχήματος και, τέλος, στέλνετε εντολές μέσω του διαύλου CAN για να ελέγξετε την εργασία κάθε ελεγκτή εξαρτήματος για να εξασφαλίσετε την κανονική οδήγηση του οχήματος.Ο ελεγκτής οχήματος πρέπει να έχει τις ακόλουθες βασικές λειτουργίες.
(1) Η λειτουργία ελέγχου της οδήγησης του οχήματος Ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης του ηλεκτρικού οχήματος πρέπει να εξάγει τη ροπή οδήγησης ή πέδησης σύμφωνα με την πρόθεση του οδηγού.Όταν ο οδηγός πατάει το πεντάλ του γκαζιού ή το πεντάλ του φρένου, ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης πρέπει να παράγει μια συγκεκριμένη ισχύ οδήγησης ή αναγεννητική ισχύ πέδησης.Όσο μεγαλύτερο είναι το άνοιγμα του πεντάλ, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς εξόδου του κινητήρα μετάδοσης κίνησης.Επομένως, ο ελεγκτής του οχήματος θα πρέπει να εξηγεί εύλογα τη λειτουργία του οδηγού. να λαμβάνουν πληροφορίες ανατροφοδότησης από τα υποσυστήματα του οχήματος για την παροχή ανατροφοδότησης λήψης αποφάσεων στον οδηγό· και αποστολή εντολών ελέγχου στα υποσυστήματα του οχήματος για να επιτευχθεί η κανονική οδήγηση του οχήματος.
(2) Διαχείριση δικτύου ολόκληρου του οχήματος Ο ελεγκτής οχήματος είναι ένας από τους πολλούς ελεγκτές ηλεκτρικών οχημάτων και ένας κόμβος στο δίαυλο CAN.Στη διαχείριση δικτύου οχημάτων, ο ελεγκτής οχήματος είναι το κέντρο ελέγχου πληροφοριών, υπεύθυνος για την οργάνωση και μετάδοση πληροφοριών, την παρακολούθηση της κατάστασης του δικτύου, τη διαχείριση κόμβων δικτύου και τη διάγνωση και επεξεργασία σφαλμάτων δικτύου.
(3) Ανάκτηση ενέργειας πέδησης Το σημαντικό χαρακτηριστικό των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων που διαφέρει από τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ότι μπορούν να ανακτήσουν την ενέργεια πέδησης. Αυτό επιτυγχάνεται με τη λειτουργία του κινητήρα αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων σε κατάσταση πέδησης με αναγέννηση. Η ανάλυση του ελεγκτή οχήματος Η πρόθεση πέδησης του οδηγού, η κατάσταση της μπαταρίας ισχύος και οι πληροφορίες κατάστασης κινητήρα κίνησης, σε συνδυασμό με τη στρατηγική ελέγχου ανάκτησης ενέργειας πέδησης, αποστολή εντολών λειτουργίας κινητήρα και εντολές ροπής στον ελεγκτή κινητήρα υπό συνθήκες ανάκτησης ενέργειας πέδησης, ότι η μετάδοση κίνησης Ο κινητήρας λειτουργεί στη λειτουργία παραγωγής ενέργειας και η ενέργεια που ανακτάται από το ηλεκτρικό φρενάρισμα αποθηκεύεται στην μπαταρία ισχύος χωρίς να επηρεάζεται η απόδοση πέδησης, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η ανάκτηση ενέργειας πέδησης.
(4) Διαχείριση και βελτιστοποίηση της ενέργειας του οχήματος Στα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα, η μπαταρία ισχύος όχι μόνο παρέχει ισχύ στον κινητήρα κίνησης, αλλά παρέχει και ισχύ στα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Επομένως, για να επιτευχθεί η μέγιστη εμβέλεια οδήγησης, ο ελεγκτής του οχήματος θα είναι υπεύθυνος για την παροχή ρεύματος ολόκληρου του οχήματος. Διαχείριση ενέργειας για τη βελτίωση της χρήσης ενέργειας.Όταν η τιμή SOC της μπαταρίας είναι σχετικά χαμηλή, ο ελεγκτής του οχήματος θα στείλει εντολές σε ορισμένα ηλεκτρικά αξεσουάρ για να περιορίσει την ισχύ εξόδου των ηλεκτρικών εξαρτημάτων για να αυξήσει την εμβέλεια οδήγησης.
(5) Παρακολούθηση και εμφάνιση της κατάστασης του οχήματος Πληροφορίες όπως ισχύς, συνολική τάση, τάση κυψέλης, θερμοκρασία μπαταρίας και σφάλμα και, στη συνέχεια, στείλτε αυτές τις πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο στο σύστημα εμφάνισης πληροφοριών του οχήματος μέσω του διαύλου CAN για εμφάνιση.Επιπλέον, ο ελεγκτής οχήματος ανιχνεύει τακτικά την επικοινωνία κάθε μονάδας στο δίαυλο CAN. Εάν διαπιστώσει ότι ένας κόμβος στο λεωφορείο δεν μπορεί να επικοινωνήσει κανονικά, θα εμφανίσει τις πληροφορίες σφάλματος στο σύστημα απεικόνισης πληροφοριών του οχήματος και θα λάβει εύλογα μέτρα για τις αντίστοιχες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. επεξεργασία για την πρόληψη της εμφάνισης ακραίων συνθηκών, έτσι ώστε ο οδηγός να μπορεί να λάβει άμεσα και με ακρίβεια τις τρέχουσες πληροφορίες κατάστασης λειτουργίας του οχήματος.
(6) Διάγνωση και επεξεργασία σφαλμάτων Παρακολουθήστε συνεχώς το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του οχήματος για διάγνωση βλαβών.Η ένδειξη σφάλματος υποδεικνύει την κατηγορία σφάλματος και ορισμένους κωδικούς βλάβης.Σύμφωνα με το περιεχόμενο σφάλματος, πραγματοποιήστε έγκαιρα την αντίστοιχη επεξεργασία προστασίας της ασφάλειας.Για λιγότερο σοβαρές βλάβες, μπορείτε να οδηγήσετε με χαμηλή ταχύτητα σε κοντινό σταθμό συντήρησης για συντήρηση.
(7) Η διαχείριση εξωτερικής φόρτισης αντιλαμβάνεται τη σύνδεση της φόρτισης, παρακολουθεί τη διαδικασία φόρτισης, αναφέρει την κατάσταση φόρτισης και τερματίζει τη φόρτιση.
(8) Η on-line διάγνωση και η offline ανίχνευση του διαγνωστικού εξοπλισμού είναι υπεύθυνη για τη σύνδεση και τη διαγνωστική επικοινωνία με εξωτερικό διαγνωστικό εξοπλισμό και πραγματοποιεί διαγνωστικές υπηρεσίες UDS, συμπεριλαμβανομένης της ανάγνωσης ροών δεδομένων, της ανάγνωσης και εκκαθάρισης των κωδικών σφαλμάτων και του εντοπισμού σφαλμάτων των θυρών ελέγχου .
Το παρακάτω σχήμα είναι ένα παράδειγμα ενός ελεγκτή αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος. Καθορίζει την πρόθεση του οδηγού συλλέγοντας σήματα ελέγχου κατά την οδήγηση και τη φόρτιση, διαχειρίζεται και προγραμματίζει τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό ελέγχου του οχήματος μέσω του διαύλου CAN και χρησιμοποιεί διαφορετικά μοντέλα για διαφορετικά μοντέλα. Στρατηγική ελέγχου για την υλοποίηση του ελέγχου κίνησης του οχήματος, του ελέγχου βελτιστοποίησης ενέργειας, του ελέγχου ανάκτησης ενέργειας πέδησης και της διαχείρισης δικτύου.Ο ελεγκτής οχήματος υιοθετεί τεχνολογίες όπως μικροϋπολογιστής, έξυπνη μονάδα ισχύος και CAN bus, και έχει τα χαρακτηριστικά της καλής δυναμικής απόκρισης, της υψηλής ακρίβειας δειγματοληψίας, της ισχυρής ικανότητας κατά των παρεμβολών και της καλής αξιοπιστίας.
Παράδειγμα ελεγκτή αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος
3. Απαιτήσεις σχεδιασμού ελεγκτή οχήματος
Οι αισθητήρες που στέλνουν απευθείας σήματα στον ελεγκτή οχήματος περιλαμβάνουν αισθητήρα πεντάλ γκαζιού, αισθητήρα πεντάλ φρένου και διακόπτη ταχυτήτων, όπου ο αισθητήρας πεντάλ γκαζιού και ο αισθητήρας πεντάλ φρένου εξάγουν αναλογικά σήματα και το σήμα εξόδου του διακόπτη ταχυτήτων είναι σήμα διακόπτη.Ο ελεγκτής οχήματος ελέγχει έμμεσα τη λειτουργία του κινητήρα μετάδοσης κίνησης και τη φόρτιση και εκφόρτιση της μπαταρίας ισχύος στέλνοντας εντολές στον ελεγκτή κινητήρα και στο σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας και πραγματοποιεί το on-off της ενσωματωμένης μονάδας ελέγχοντας το κύριο ρελέ .
Σύμφωνα με τη σύνθεση του δικτύου ελέγχου οχήματος και την ανάλυση των σημάτων εισόδου και εξόδου του ελεγκτή οχήματος, ο ελεγκτής οχήματος πρέπει να πληροί τις ακόλουθες τεχνικές απαιτήσεις.
① Κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος υλικού, θα πρέπει να λαμβάνεται πλήρως υπόψη το περιβάλλον οδήγησης του ηλεκτρικού οχήματος, να δίνεται προσοχή στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και να βελτιωθεί η ικανότητα κατά των παρεμβολών.Ο ελεγκτής του οχήματος θα πρέπει να έχει μια συγκεκριμένη ικανότητα αυτοπροστασίας σε λογισμικό και υλικό για την πρόληψη της εμφάνισης ακραίων καταστάσεων.
② Ο ελεγκτής οχήματος πρέπει να έχει αρκετές διεπαφές I/O για να μπορεί να συλλέγει γρήγορα και με ακρίβεια διάφορες πληροφορίες εισόδου και τουλάχιστον δύο κανάλια μετατροπής A/D για τη συλλογή σημάτων πεντάλ γκαζιού και σημάτων πεντάλ φρένου. Ένα ψηφιακό κανάλι εισόδου χρησιμοποιείται για τη συλλογή του σήματος του κιβωτίου ταχυτήτων του οχήματος και θα πρέπει να υπάρχουν πολλαπλά κανάλια εξόδου σήματος κίνησης ισχύος για την οδήγηση του ρελέ του οχήματος.
③ Ο ελεγκτής οχήματος θα πρέπει να έχει μια ποικιλία διεπαφών επικοινωνίας. Η διεπαφή επικοινωνίας CAN χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τον ελεγκτή κινητήρα, το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας και το σύστημα απεικόνισης πληροφοριών του οχήματος. Η διεπαφή επικοινωνίας RS232 χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τον κεντρικό υπολογιστή και δεσμεύεται μια διεπαφή επικοινωνίας RS-485. /422 διεπαφή επικοινωνίας, η οποία μπορεί να είναι συμβατή με συσκευές που δεν υποστηρίζουν επικοινωνία CAN, όπως ορισμένα μοντέλα οθονών αφής αυτοκινήτου.
④ Κάτω από διαφορετικές συνθήκες δρόμου, το αυτοκίνητο θα αντιμετωπίσει διαφορετικούς κραδασμούς και κραδασμούς. Ο ελεγκτής οχήματος θα πρέπει να έχει καλή αντοχή στους κραδασμούς για να διασφαλίζεται η αξιοπιστία και η ασφάλεια του αυτοκινήτου.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-09-2022