混合动力轿车多能源动力总成控制系统研制与开发

3.2 软件设计系统软件包括底层驱动程序和上层管理程序,底层驱动程序主要负责与硬件有关的操作,而上层程序主要负责系统流程的控制策略和控制算法。软件的功能模块主要包括以下部分。

(1) 信号采集与处理 车速和发动机转速的采集使用输入捕捉模块,采用测周期方法计算转速,为避免高转速时测周期法出现的问题,转速计算中采取了滤波措施。

(2) 多能源系统状态转换判断 多能源动力总成输出方式复杂,可以分为:电机单独驱动、内燃机单独驱动、内燃机驱动电机发电、内燃机与电机共同驱动、制动能量回馈等方式。各种状态之间的切换要满足经济性、动力性等要求。文中根据加速踏板、制动踏板、钥匙、离合器状态、挡位等状态参量制定了多能源动力总成的状态转换判断程序。当程序根据状态转换判断进入各个子状态时,需要在各个子状态中合理执行相应的指令完成特定状态下的状态处理程序。

(3) 电子节气门控制 电控节气门驱动采用L298N驱动电路,采用主控制器发出的PWM信号驱动。电控节气门控制的目标是跟踪加速踏板的位置,或进行动力源之间的协调控制。

(4) 与发动机ECU的联系 多能源动力总成控制系统主要管理节气门和喷油回路,实现发动机功率管理和起停控制。

4 台架试验

4.1 试验目的及内容

(1) 主控制器、智能仪表、电机控制器、电池管理系统(锂离子电池管理系统和镍氢电池管理系统)等部件的CAN总线协议执行情况。

(2) 协调动力系统的电源供给逻辑和握手逻辑。

(3) 并联式混合动力系统各个子系统控制部件联合工作的通信能力测试;各个系统电源供给逻辑和握手逻辑测试;混合动力系统控制策略验证与工况测试。

4.2 试验和测试系统

台架调试时的动力控制系统如图3所示,它主要由测功机、多能源动力总成主控制器、TJ376QE发动机10kW 永磁同步电机的动力总成、发动机ECU、电机控制器、动力电池组、电池管理系统、上位机监控标定、智能仪表和驾驶室模拟环境等组成。

在台架上发动机和电机经过机电耦合,电机和电力测功机通过万向节相连,实现对动力总成转矩的测量,测功机还可以测量发动机的水温、进气温度和转速等物理量。油耗仪主要负责对发动机油耗的测量,电机控制器从CAN总线上接受主控制器的控制状态和转矩来控制电机,并监控电机的状态。电池管理系统负责对动力电池组状态进行监视和管理,并将状态信息发送到CAN总线上。主控制器负责协调发动机状态管理、转矩分配、发动机电子节气门的控制以及故障诊断处理。混合动力监控和标定系统通过接受CAN总线上所有的数据帧,解析后将信息实时显示在监控界面上,并向主控制器发送标定信息。驾驶室模拟操作台包括钥匙、离合器、挡位、加速踏板和制动踏板等物理量,可以模拟各种驾驶行为,满足试验的要求。

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