A járművezérlő két fő összetevőből áll, a hardverből és a szoftverből.Alapszoftvereit és programjait általában a gyártók fejlesztik, míg az autóalkatrész-beszállítók biztosíthatják a járművezérlő hardvert és a mögöttes illesztőprogramokat.Ebben a szakaszban a tisztán elektromos járművek járművezérlőivel kapcsolatos külföldi kutatások főként a tisztán elektromos járművekre összpontosítanak, amelyeket beépített kerék hajt.motorok.Az egymotoros tisztán elektromos járműveknél általában nincs járművezérlővel, hanem a motorvezérlőt használják a jármű vezérlésére.Számos külföldi nagyvállalat tud kiforrott járművezérlő megoldásokat kínálni, mint például a Continental, Bosch, Delphi stb.
1. A járművezérlő összetétele és elve
A tisztán elektromos járművek járművezérlő rendszere alapvetően két sémára oszlik: központi vezérlésre és elosztott vezérlésre.
A központosított vezérlőrendszer alapötlete, hogy a járművezérlő egyedül fejezi be a bemeneti jelek gyűjtését, elemzi és feldolgozza az adatokat a vezérlési stratégia szerint, majd közvetlenül ad ki vezérlőparancsokat minden egyes működtetőelemnek, hogy a jármű normál vezetési folyamatát hajtsa végre. tiszta elektromos jármű.A központosított vezérlőrendszer előnyei a központosított feldolgozás, a gyors reagálás és az alacsony költség;hátránya, hogy bonyolult az áramkör és nem könnyű a hőt elvezetni.
Az elosztott vezérlőrendszer alapötlete, hogy a járművezérlő összegyűjti a vezetői jeleket, és a CAN buszon keresztül kommunikál a motorvezérlővel és az akkumulátorkezelő rendszerrel.A motorvezérlő és az akkumulátorkezelő rendszer a CAN buszon keresztül gyűjti a jármű jeleit.átadta a jármű irányítójának.A járművezérlő elemzi és feldolgozza az adatokat a jármű információinak megfelelően, és kombinálja a vezérlési stratégiával.Miután a motorvezérlő és az akkumulátorvezérlő rendszer megkapta a vezérlőparancsot, a motor és az akkumulátor aktuális állapotinformációi szerint szabályozza a motor működését és az akkumulátor lemerülését.Az elosztott vezérlőrendszerek előnyei a modularitás és az alacsony bonyolultság;hátránya a viszonylag magas költség.
Egy tipikus elosztott járművezérlő rendszer sematikus diagramja az alábbi ábrán látható.A járművezérlő rendszer felső rétege a járművezérlő.A járművezérlő a CAN-buszon keresztül kapja a motorvezérlő és az akkumulátor-kezelő rendszer információit, és információkat szolgáltat a motorvezérlőnek és az akkumulátornak.A vezérlőrendszer és a járműben lévő információs kijelző rendszer vezérlőparancsokat küld.A motorvezérlő és az akkumulátorvezérlő rendszer felelős a hajtómotor és az akkumulátor felügyeletéért és kezeléséértcsomagot, a fedélzeti információs kijelző rendszer pedig a jármű aktuális állapotinformációinak megjelenítésére szolgál.
Egy tipikus elosztott járművezérlő rendszer sematikus diagramja
Az alábbi ábra egy vállalat által kifejlesztett tisztán elektromos járművezérlő összetételi elvét mutatja be.A járművezérlő hardveres áramköre olyan modulokat tartalmaz, mint a mikrokontroller, kapcsolómennyiség-szabályozás, analóg mennyiség-kondicionálás, reléhajtás, nagy sebességű CAN-busz-interfész és akkumulátor..
Egy vállalat által kifejlesztett tisztán elektromos jármű vezérlő összetételének sematikus diagramja
(1) Mikrokontroller modul A mikrovezérlő modul a járművezérlő magja.Figyelembe véve a tisztán elektromos jármű vezérlő funkcióját és működésének külső környezetét, a mikrokontroller modulnak nagy sebességű adatfeldolgozási teljesítménnyel kell rendelkeznie, gazdag hardveres interfész jellemzőivel, alacsony költséggel és nagy megbízhatósággal.
(2) Kapcsolómennyiség-szabályozó modul A kapcsolómennyiség-kondicionáló modul a kapcsoló bemeneti mennyiségének szintátalakítására és alakítására szolgál, amelynek egyik vége több kapcsolómennyiség-érzékelővel van összekötve., a másik vége pedig a mikrokontrollerrel van összekötve.
(3) Analóg kondicionáló modul Az analóg kondicionáló modul a gázpedál és a fékpedál analóg jeleinek összegyűjtésére és a mikrokontrollernek történő elküldésére szolgál.
(4) Relé meghajtó modul A relé meghajtó modul több relé meghajtására szolgál, amelyek egyik vége egy optoelektronikus leválasztón keresztül egy mikrokontrollerhez, a másik vége pedig több reléhez csatlakozik.
(5) Nagy sebességű CAN busz interfész modul A nagy sebességű CAN busz interfész modul nagy sebességű CAN busz interfész biztosítására szolgál, amelynek egyik vége optoelektronikus leválasztón keresztül csatlakozik a mikrokontrollerhez, a másik vége pedig csatlakoztatva van. a rendszer nagy sebességű CAN buszához.
(6) Tápegység modul A tápegység modul elkülönített tápellátást biztosít a mikroprocesszor és az egyes bemeneti és kimeneti modulok számára, figyeli az akkumulátor feszültségét, és csatlakoztatva van a mikrokontrollerhez.
A járművezérlő kezeli, koordinálja és felügyeli az elektromos járművek energialáncának minden aspektusát, hogy javítsa a jármű energiafelhasználási hatékonyságát, valamint biztosítsa a biztonságot és megbízhatóságot.A járművezérlő összegyűjti a vezető vezetési jeleit, a CAN buszon keresztül megkapja a hajtómotor és a teljesítmény akkumulátor rendszer vonatkozó információit, elemzi és kiszámítja, valamint a CAN buszon keresztül adja meg a motorvezérlési és akkumulátorkezelési utasításokat a jármű hajtásvezérlésének megvalósításához, ill. energia optimalizálás vezérlés.és a fékenergia-visszanyerés vezérlése.A járművezérlő átfogó műszerinterfész funkcióval is rendelkezik, amely képes megjeleníteni a jármű állapotára vonatkozó információkat;teljes körű hibadiagnosztikai és -feldolgozási funkciókkal rendelkezik;járműátjáró és hálózatkezelési funkciókkal rendelkezik.
2. A járművezérlő alapvető funkciói
A járművezérlő összegyűjti a vezetési információkat, például a gázpedál jelét, a fékpedál jelét és a sebességváltó jelét, és egyidejűleg fogadja a motorvezérlő és az akkumulátorkezelő rendszer által küldött adatokat a CAN buszon, és elemzi az információkat a jármű vezérlési stratégiájával kombinálva. és ítélőképességgel, kivonja a vezető vezetési szándékáról és a jármű működési állapotáról szóló információkat, végül parancsokat küld ki a CAN-buszon keresztül az egyes komponensvezérlők munkájának vezérlésére a jármű normál vezetésének biztosítása érdekében.A járművezérlőnek a következő alapvető funkciókkal kell rendelkeznie.
(1) A jármű vezetésének szabályozási funkciója Az elektromos jármű hajtómotorjának a vezető szándéka szerint kell leadnia a menet- vagy fékezőnyomatékot.Amikor a vezető lenyomja a gázpedált vagy a fékpedált, a hajtómotornak bizonyos hajtóerőt vagy regeneratív fékerőt kell kiadnia.Minél nagyobb a pedálnyílás, annál nagyobb a hajtómotor kimeneti teljesítménye.Ezért a járművezérlőnek ésszerűen el kell magyaráznia a vezető működését;visszajelzési információkat kapni a jármű alrendszereitől, hogy döntési visszajelzést adjon a vezető számára;és vezérlőparancsokat küld a jármű alrendszereinek a jármű normál vezetésének elérése érdekében.
(2) A teljes jármű hálózatkezelése A járművezérlő az elektromos járművek számos vezérlőjének egyike, és egy csomópont a CAN-buszban.A járműhálózat kezelésében a járművezérlő az információvezérlés központja, felelős az információszervezésért és -továbbításért, a hálózati állapot figyeléséért, a hálózati csomópontok kezeléséért, valamint a hálózati hiba diagnosztizálásáért és feldolgozásáért.
(3) A fékezési energia visszanyerése A tisztán elektromos járművek fontos jellemzője, amely eltér a belső égésű motoros járművektől, hogy képesek visszanyerni a fékezési energiát.Ezt úgy érik el, hogy a tisztán elektromos járművek motorját regeneratív fékezési állapotban üzemeltetik.A járművezérlő elemzése A járművezető fékezési szándéka, az akkumulátoregység állapota és a hajtómotor állapotinformációi a fékezési energia-visszanyerési vezérlési stratégiával kombinálva motorüzemmód- és nyomatékparancsokat küldenek a motorvezérlőnek a fékezési energia-visszanyerés feltételei között, így hogy a hajtás A motor áramtermelési üzemmódban működik, és az elektromos fékezéssel visszanyert energia a fékteljesítmény befolyásolása nélkül tárolódik az akkumulátorcsomagban, hogy megvalósuljon a fékezési energia visszanyerése.
(4) A jármű energiagazdálkodása és optimalizálása A tisztán elektromos járművekben az akkumulátor nem csak a hajtómotort látja el, hanem az elektromos tartozékokat is.Ezért a maximális hatótávolság elérése érdekében a járművezérlő felelős a teljes jármű áramellátásáért.Energiagazdálkodás az energiafelhasználás javítása érdekében.Ha az akkumulátor SOC értéke viszonylag alacsony, a járművezérlő parancsokat küld néhány elektromos tartozéknak, hogy korlátozza az elektromos tartozékok kimeneti teljesítményét a hatótávolság növelése érdekében.
(5) A jármű állapotának figyelése és kijelzése Az olyan információk, mint a teljesítmény, a teljes feszültség, a cellafeszültség, az akkumulátor hőmérséklete és a hiba, majd ezeket a valós idejű információkat a CAN-buszon keresztül küldje el a jármű információs megjelenítő rendszerébe.Ezenkívül a járművezérlő rendszeresen észleli az egyes modulok kommunikációját a CAN buszon.Ha úgy találja, hogy a buszon egy csomópont nem tud normálisan kommunikálni, megjeleníti a hibainformációkat a jármű információs kijelző rendszerén, és megteszi a megfelelő intézkedéseket a megfelelő vészhelyzetekre.feldolgozás az extrém körülmények előfordulásának megelőzésére, hogy a vezető közvetlenül és pontosan megkaphassa a jármű aktuális üzemállapotát.
(6) Hibadiagnosztika és -feldolgozás Folyamatosan figyelje a jármű elektronikus vezérlőrendszerét a hibadiagnosztika érdekében.A hibajelző jelzi a hibakategóriát és néhány hibakódot.A hibatartalomnak megfelelően időben végezze el a megfelelő biztonsági védelmi eljárást.Kevésbé súlyos meghibásodások esetén lehetőség van kis sebességgel a közeli karbantartó állomásra hajtani karbantartás céljából.
(7) A külső töltésmenedzsment megvalósítja a töltés összekapcsolását, figyeli a töltési folyamatot, jelenti a töltés állapotát, és befejezi a töltést.
(8) A diagnosztikai berendezések on-line diagnosztikája és offline észlelése felelős a külső diagnosztikai berendezésekkel való kapcsolatért és diagnosztikai kommunikációért, és UDS diagnosztikai szolgáltatásokat valósít meg, beleértve az adatfolyamok kiolvasását, a hibakódok kiolvasását és törlését, valamint a vezérlőportok hibakeresését. .
Az alábbi ábra egy tisztán elektromos jármű járművezérlőjének példája.Vezetés és töltés közben vezérlőjelek gyűjtésével határozza meg a vezető szándékát, a CAN buszon keresztül kezeli és ütemezi a jármű elektronikus vezérlőberendezéseit, valamint különböző modelleket használ a különböző modellekhez.Vezérlési stratégia a jármű hajtásvezérléséhez, az energiaoptimalizálás vezérléséhez, a fékenergia-visszanyerés vezérléséhez és a hálózatkezeléshez.A járművezérlő olyan technológiákat alkalmaz, mint a mikroszámítógép, az intelligens teljesítményhajtás és a CAN-busz, és jó dinamikus válaszjelekkel, nagy mintavételi pontossággal, erős interferencia-elhárító képességgel és jó megbízhatósággal rendelkezik.
Példa a tisztán elektromos jármű járművezérlőjére
3. A járművezérlő tervezési követelményei
A közvetlenül a járművezérlőhöz jeleket küldő érzékelők közé tartozik a gázpedál-érzékelő, a fékpedál-érzékelő és a sebességváltó, ahol a gázpedál-érzékelő és a fékpedál-érzékelő analóg jeleket ad ki, a sebességváltó kimeneti jele pedig egy kapcsolójel.A járművezérlő közvetetten vezérli a hajtómotor működését és az akkumulátor töltését és kisütését a motorvezérlőnek és az akkumulátorkezelő rendszernek küldött parancsokkal, valamint a főrelé vezérlésével valósítja meg a fedélzeti modul ki- és bekapcsolását. .
A járművezérlő hálózat összetétele és a járművezérlő bemeneti és kimeneti jeleinek elemzése szerint a járművezérlőnek az alábbi műszaki követelményeknek kell megfelelnie.
① A hardveráramkör tervezésekor teljes mértékben figyelembe kell venni az elektromos jármű vezetési környezetét, figyelmet kell fordítani az elektromágneses kompatibilitásra, és javítani kell az interferencia-ellenes képességet.A járművezérlőnek rendelkeznie kell egy bizonyos önvédelmi képességgel szoftverben és hardverben, hogy megakadályozza az extrém helyzetek előfordulását.
② A járművezérlőnek elegendő I/O interfésszel kell rendelkeznie ahhoz, hogy gyorsan és pontosan tudjon gyűjteni különféle bemeneti információkat, és legalább két A/D konverziós csatornával kell rendelkeznie a gázpedál és a fékpedál jeleinek gyűjtéséhez.Digitális bemeneti csatornát használnak a jármű sebességváltó jelének gyűjtésére, és több teljesítményhajtás jelkimeneti csatornának kell lennie a jármű relé meghajtásához.
③ A járművezérlőnek többféle kommunikációs interfésszel kell rendelkeznie.A CAN kommunikációs interfész a motorvezérlővel, az akkumulátorkezelő rendszerrel és a jármű információs kijelzőrendszerével való kommunikációra szolgál.Az RS232 kommunikációs interfész a gazdaszámítógéppel való kommunikációra szolgál, és egy RS-485 kommunikációs interfész van fenntartva./422 kommunikációs interfész, amely kompatibilis lehet olyan eszközökkel, amelyek nem támogatják a CAN kommunikációt, mint például az autós érintőképernyők egyes típusai.
④ Különböző útviszonyok között az autó különböző ütéseket és rezgéseket tapasztal.A járművezérlőnek jó ütésállósággal kell rendelkeznie, hogy biztosítsa az autó megbízhatóságát és biztonságát.
Feladás időpontja: 2022.11.09