关键词：混合动力汽车;;整车控制器;;能量管理策略;;动态协调;;OBD;;通信协议
摘 要：能源短缺和环境污染已成为制约社会可持续发展的重要因素,这两大问题越来越受到人们的关注。传统燃油汽车只采用发动机提供驱动力来满足驾驶员转矩需求,这种工作方式不能保证发动机大部分时间工作在燃油经济性区域。纯电动汽车具有零排放的特点,但是当前动力电池能量密度低、续驶里程短、成本高等问题依然严重制约纯电动汽车大规模应用。混合动力汽车以发动机作为主能量源、电机作为辅助功率源,通过电机的协调作用能够保证发动机大部分时间运行在高效区域,同时能够克服纯电动汽车需求大容量电池的难题,是当前最具有市场化前景的新能源汽车类型。高性能的整车控制系统与高效节能的能源管理策略是混合动力汽车开发中的重要技术问题。对目前混合动力汽车构型进行分类,并详细分析了各种构型的优缺点。为了满足工程应用的需要,通过比较当前混合动力汽车常用控制策略及各其特点,本文能量管理策略采用逻辑门限算法,并对该算法进行了改进。根据整车实际信号需求,基于飞思卡尔32位微控制芯片开发混合动力汽车整车控制器。控制器主要包括芯片供电电路、模拟量输入电路、数字量输入电路、CAN通讯模块、脉冲输入模块、功率输出模块,随后参考相关标准对控制器样件进行了电气以及环境方面试验。对某单轴并联混合动力汽车进行能量管理策略研究。为了使发动机尽可能工作在高效区域,制定了工作模式切换、离合器控制、CVT速比控制、扭矩协调控制等策略。采用理论与实验相结合的方式,在CRUISE中构造部件模型,并根据部件间信号传递关系进行信号线连接,随后将整车模型与控制策略联合进行离线仿真。在控制策略模型前后增添底层驱动模块,通过SIMULINK自动代码生成技术生成嵌入式代码,然后由编译器S32 Design Studio下载到控制器中,最后进行硬件在环试验。目前车辆上各控制单元之间普遍采用CAN总线技术进行通讯,控制器局域网(CAN)在数据传输速度以及数据传输稳定性方面都有其独特的优势。随着车辆控制系统结构和功能越来越复杂,基于CAN总线故障诊断技术越来越受到人们关注。通过研究ISO15765标准关于网络层数据收发方式及应用层诊断会话功能模块的要求,编写控制器相关底层软件代码,并进行针对单个整车控制器的故障诊断仪上位机软件的设计。
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