Ovladač vozidla obsahuje dvě hlavní součásti, hardware a software.Jeho základní software a programy jsou obecně vyvíjeny výrobci, zatímco dodavatelé autodílů mohou poskytnout hardware ovladače vozidla a příslušné ovladače.V této fázi se zahraniční výzkum řídicích jednotek čistě elektrických vozidel zaměřuje především na čistě elektrická vozidla poháněná vnitřním kolemmotory.U čistě elektrických vozidel pouze s jedním motorem není obvykle vybaven ovladačem vozidla, ale ovladač motoru slouží k ovládání vozidla.Mnoho velkých zahraničních společností může poskytnout vyspělá řešení ovladačů vozidel, jako jsou Continental, Bosch, Delphi atd.
1. Složení a princip ovladače vozidla
Řídicí systém vozidla čistě elektrického vozidla je rozdělen hlavně do dvou schémat: centralizované řízení a distribuované řízení.
Základní myšlenkou centralizovaného řídicího systému je, že ovladač vozidla dokončuje sběr vstupních signálů sám, analyzuje a zpracovává data podle strategie řízení a poté přímo vydává řídicí příkazy každému aktuátoru, aby zajistil normální jízdu vozidla. čistě elektrické vozidlo.Výhody centralizovaného řídicího systému jsou centralizované zpracování, rychlá odezva a nízké náklady;nevýhodou je, že obvod je složitý a není snadné odvádět teplo.
Základní myšlenkou distribuovaného řídicího systému je, že řídicí jednotka vozidla shromažďuje některé signály řidiče a komunikuje s řídicí jednotkou motoru a systémem správy baterie prostřednictvím sběrnice CAN.Řídicí jednotka motoru a systém správy baterie shromažďují signály vozidla prostřednictvím sběrnice CAN.předán ovladači vozidla.Řídicí jednotka vozidla analyzuje a zpracovává data podle informací o vozidle a kombinuje je se strategií řízení.Poté, co ovladač motoru a systém správy baterie obdrží řídicí příkaz, řídí chod motoru a vybíjení baterie podle aktuálních informací o stavu motoru a baterie.Výhodou distribuovaných řídicích systémů je modularita a nízká složitost;nevýhodou je poměrně vysoká cena.
Schéma typického systému distribuovaného řízení vozidla je znázorněno na obrázku níže.Nejvyšší vrstvou řídicího systému vozidla je řídicí jednotka vozidla.Ovladač vozidla přijímá informace z ovladače motoru a systému řízení baterie prostřednictvím sběrnice CAN a poskytuje informace ovladači motoru a baterii.Řídicí systém a systém informačního displeje ve vozidle odesílají řídicí příkazy.Řídicí jednotka motoru a systém správy baterie jsou zodpovědné za monitorování a řízení hnacího motoru a napájecí bateriepack a palubní informační zobrazovací systém slouží k zobrazení aktuálních informací o stavu vozidla.
Schéma typického systému distribuovaného řízení vozidla
Obrázek níže ukazuje princip složení ovladače čistě elektrického vozidla vyvinutého společností.Hardwarový obvod řídicí jednotky vozidla obsahuje moduly, jako je mikrokontrolér, úprava množství spínače, úprava analogového množství, reléový pohon, rozhraní vysokorychlostní sběrnice CAN a napájecí baterie.
Schematický diagram složení ovladače čistě elektrického vozidla vyvinutého společností
(1) Modul mikrořadiče Modul mikrořadiče je jádrem řídicí jednotky vozidla.S ohledem na funkci čistě elektrického ovladače vozidla a vnější prostředí jeho provozu by měl mít modul mikrořadiče výkon při vysokorychlostním zpracování dat, bohatý na vlastnosti hardwarového rozhraní, nízkou cenu a vysokou spolehlivost.
(2) Modul úpravy spínací veličiny Modul úpravy spínací veličiny se používá pro konverzi úrovně a tvarování vstupní veličiny spínače, jehož jeden konec je spojen s množstvím senzorů spínací veličiny.a druhý konec je připojen k mikrokontroléru.
(3) Analogový modul kondicionování Analogový modul kondicionování se používá ke shromažďování analogových signálů pedálu akcelerátoru a brzdového pedálu a jejich odesílání do mikrokontroléru.
(4) Modul pro ovládání relé Modul pro ovládání relé se používá pro ovládání množství relé, z nichž jeden konec je připojen k mikrokontroléru přes optoelektronický izolátor a druhý konec je připojen k množství relé.
(5) Modul rozhraní vysokorychlostní sběrnice CAN Modul rozhraní vysokorychlostní sběrnice CAN se používá k poskytování vysokorychlostního rozhraní sběrnice CAN, jehož jeden konec je připojen k mikrokontroléru přes optoelektronický izolátor a druhý konec je připojen k systémové vysokorychlostní sběrnici CAN.
(6) Napájecí modul Napájecí modul zajišťuje izolované napájení mikroprocesoru a každého vstupního a výstupního modulu, monitoruje napětí baterie a je připojen k mikrokontroléru.
Řídicí jednotka vozidla řídí, koordinuje a monitoruje všechny aspekty energetického řetězce elektrického vozidla, aby zlepšila účinnost využití energie vozidla a zajistila bezpečnost a spolehlivost.Řídicí jednotka vozidla shromažďuje řidičův jízdní signál, získává příslušné informace o hnacím motoru a systému napájecí baterie prostřednictvím sběrnice CAN, analyzuje a vypočítává a prostřednictvím sběrnice CAN poskytuje pokyny pro řízení motoru a baterie, aby bylo možné realizovat řízení pohonu vozidla a řízení energetické optimalizace.a řízení rekuperace brzdné energie.Ovladač vozidla má také komplexní funkci rozhraní přístroje, která může zobrazovat informace o stavu vozidla;má kompletní diagnostiku poruch a funkce zpracování;má funkce brány vozidla a správy sítě.
2. Základní funkce ovladače vozidla
Ovladač vozidla shromažďuje informace o jízdě, jako je signál plynového pedálu, signál brzdového pedálu a signál řazení, a současně přijímá data odesílaná ovladačem motoru a systémem správy baterie na sběrnici CAN a analyzuje informace v kombinaci se strategií řízení vozidla. a úsudek, extrahovat řidičův záměr řízení a informace o stavu vozidla a nakonec vysílat příkazy přes sběrnici CAN pro řízení práce každého ovladače komponentu, aby bylo zajištěno normální řízení vozidla.Ovladač vozidla by měl mít následující základní funkce.
(1) Funkce řízení jízdy vozidla Hnací motor elektrického vozidla musí vydávat hnací nebo brzdný moment podle záměru řidiče.Když řidič sešlápne pedál plynu nebo brzdový pedál, musí hnací motor vydat určitou hnací sílu nebo rekuperační brzdnou sílu.Čím větší je rozevření pedálu, tím větší je výstupní výkon hnacího motoru.Proto by měl řidič vozidla přiměřeně vysvětlit činnost řidiče;přijímat zpětnovazební informace ze subsystémů vozidla a poskytovat řidiči zpětnou vazbu při rozhodování;a posílat řídicí příkazy do subsystémů vozidla pro dosažení normálního řízení vozidla.
(2) Správa sítě celého vozidla Řídicí jednotka vozidla je jedním z mnoha ovladačů elektrických vozidel a uzel na sběrnici CAN.Při správě sítě vozidla je řídicí jednotka vozidla centrem řízení informací, které je odpovědné za organizaci a přenos informací, monitorování stavu sítě, správu síťových uzlů a diagnostiku a zpracování chyb sítě.
(3) Rekuperace brzdné energie Důležitým rysem čistě elektrických vozidel, který se liší od vozidel se spalovacím motorem, je to, že mohou rekuperovat brzdnou energii.Toho je dosaženo provozováním motoru čistě elektrických vozidel ve stavu rekuperačního brzdění.Analýza řídicí jednotky vozidla Brzdný záměr řidiče, stav napájecí baterie a informace o stavu hnacího motoru v kombinaci se strategií řízení rekuperace brzdné energie posílají příkazy režimu motoru a příkazy točivého momentu do ovladače motoru za podmínek rekuperace brzdné energie, takže že pohon Motor pracuje v režimu výroby energie a energie získaná elektrickým brzděním se ukládá do napájecího akumulátoru, aniž by to ovlivnilo brzdný výkon, aby se realizovala rekuperace brzdné energie.
(4) Řízení a optimalizace energie vozidla V čistě elektrických vozidlech napájecí baterie napájí nejen hnací motor, ale také dodává energii elektrickému příslušenství.Proto, aby bylo dosaženo maximálního dojezdu, bude ovladač vozidla zodpovědný za napájení celého vozidla.Energetický management pro zlepšení využití energie.Když je hodnota SOC baterie relativně nízká, ovladač vozidla odešle příkazy některému elektrickému příslušenství, aby omezil výstupní výkon elektrického příslušenství a zvýšil dojezd.
(5) Sledování a zobrazení stavu vozidla Informace, jako je výkon, celkové napětí, napětí článků, teplota baterie a závada, a poté tyto informace v reálném čase odešlete do informačního zobrazovacího systému vozidla prostřednictvím sběrnice CAN k zobrazení.Řadič vozidla navíc pravidelně detekuje komunikaci každého modulu na sběrnici CAN.Pokud zjistí, že uzel na sběrnici nemůže normálně komunikovat, zobrazí informace o poruše na informačním zobrazovacím systému vozidla a přijme přiměřená opatření pro odpovídající nouzové situace.zpracování k zamezení vzniku extrémních podmínek, aby řidič mohl přímo a přesně získat informace o aktuálním provozním stavu vozidla.
(6) Diagnostika a zpracování poruch Nepřetržitě sledujte elektronický řídicí systém vozidla pro diagnostiku poruch.Indikátor poruchy ukazuje kategorii poruchy a některé chybové kódy.Podle obsahu závady včas proveďte odpovídající zpracování bezpečnostní ochrany.Pro méně závažné závady je možné zajet nízkou rychlostí do nedaleké servisní stanice za účelem údržby.
(7) Externí správa nabíjení realizuje připojení nabíjení, monitoruje proces nabíjení, hlásí stav nabíjení a ukončuje nabíjení.
(8) On-line diagnostika a offline detekce diagnostického zařízení zodpovídá za spojení a diagnostickou komunikaci s externím diagnostickým zařízením a realizuje diagnostické služby UDS, včetně čtení datových toků, čtení a mazání chybových kódů a ladění řídicích portů. .
Obrázek níže je příkladem čistě elektrického ovladače vozidla.Určuje záměr řidiče shromažďováním řídicích signálů během jízdy a nabíjení, spravuje a plánuje elektronické ovládací zařízení vozidla prostřednictvím sběrnice CAN a používá různé modely pro různé modely.Strategie řízení pro realizaci řízení pohonu vozidla, řízení energetické optimalizace, řízení rekuperace brzdné energie a řízení sítě.Řídicí jednotka vozidla využívá technologie, jako je mikropočítač, inteligentní pohon a sběrnice CAN, a má vlastnosti dobré dynamické odezvy, vysoké přesnosti vzorkování, silné odolnosti proti rušení a dobré spolehlivosti.
Příklad čistě elektrického ovladače vozidla
3. Požadavky na konstrukci ovladače vozidla
Snímače, které přímo odesílají signály do ovladače vozidla, zahrnují snímač plynového pedálu, snímač brzdového pedálu a spínač řazení, přičemž snímač plynového pedálu a snímač brzdového pedálu vydávají analogové signály a výstupní signál spínače řazení je signál spínače.Řídicí jednotka vozidla nepřímo řídí činnost hnacího motoru a nabíjení a vybíjení napájecí baterie odesíláním příkazů do řídicí jednotky motoru a systému správy baterie a provádí zapínání a vypínání palubního modulu ovládáním hlavního relé. .
Podle složení řídicí sítě vozidla a analýzy vstupních a výstupních signálů řídicí jednotky vozidla by řídicí jednotka vozidla měla splňovat následující technické požadavky.
① Při navrhování hardwarového obvodu je třeba plně zvážit jízdní prostředí elektrického vozidla, věnovat pozornost elektromagnetické kompatibilitě a zlepšit schopnost rušení.Ovladač vozidla by měl mít určitou schopnost sebeochrany v softwaru a hardwaru, aby se zabránilo vzniku extrémních situací.
② Ovladač vozidla musí mít dostatek I/O rozhraní, aby mohl rychle a přesně shromažďovat různé vstupní informace, a alespoň dva A/D převodní kanály pro sběr signálů plynového pedálu a signálů brzdového pedálu.Digitální vstupní kanál se používá ke sběru signálu převodovky vozidla a mělo by existovat více výstupních kanálů signálu pohonu pro řízení relé vozidla.
③ Ovladač vozidla by měl mít různá komunikační rozhraní.Komunikační rozhraní CAN se používá pro komunikaci s ovladačem motoru, systémem správy baterie a systémem informačního displeje vozidla.Pro komunikaci s hostitelským počítačem se používá komunikační rozhraní RS232, vyhrazeno je komunikační rozhraní RS-485./422 komunikační rozhraní, které může být kompatibilní se zařízeními, která nepodporují komunikaci CAN, jako jsou některé modely dotykových obrazovek automobilů.
④ Za různých podmínek vozovky se vůz setká s různými otřesy a vibracemi.Ovladač vozidla by měl mít dobrou odolnost proti nárazům, aby byla zajištěna spolehlivost a bezpečnost vozu.
Čas odeslání: List-09-2022