电动汽车增程器控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种电动汽车增程器控制器。包括硬件、增程器控制策略和底层驱动。硬件模块主要包括：信号输入处理模块，供电模块、主控芯片和CAN通信模块；主控芯片与信号调理模块、供电模块、CAN通信模块电路连接，根据信号输入处理模块传输来的各信号基于预先设定的APU控制策略产生发动机目标转速信号、电机目标转矩信号、APU故障信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将产生的各信号参数值通过底层驱动传输给CAN通信模块。本发明专利技术提供的电动汽车增程器控制器硬件可靠性高，任务处理速度快；增程器控制策略，可以实现对增程器发动机和电机更加精确的控制，提高燃油经济性，减小环境污染。

Controller for range indicator of electric vehicle

The invention provides a controller for an electric vehicle range controller. Including hardware, extension, control strategy, and underlying drivers. The hardware modules include: input signal processing module, power supply module, main control chip and CAN communication module; the main control chip and signal conditioning module, power supply module, CAN communication module circuit, the signal processing module based on the input signal transmission to the preset APU control strategy target engine speed signal, the motor target torque signal APU, fault signal, APU allows the maximum power output value, APU allows the output maximum torque value and APU output allows maximum speed value based on the parameters of the signal will produce the value through the bottom drive transmission to the CAN communication module. The present invention provides an electric vehicle extender controller hardware task of high reliability, fast processing speed; the extender control strategy can achieve more precise control of the extender engine and motor, improve fuel economy, reduce environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车增程器控制器
本专利技术涉及电动汽车能源控制
，尤其涉及一种电动汽车增程器控制器。
技术介绍
能源是一个国家或地区经济增长和社会发展的重要物质基础，进入二十一世纪以来，我国科学技术水平不断提高，经济飞速发展。与此同时，不断增长的能源需求使得我国越加依赖能源进口。碳排放量急剧增加加大了环境压力，从而更使得关于我国能源需求和二氧化碳的发展变化成为各方关注的焦点，其中，由于日常化石燃料的燃烧，增加了二氧化碳排放量，造成了日益关注的气候变化问题；化石燃料的过度使用和交通运输行业的能源消耗对环境造成沉重负担。电能作为未来潜在车用能源之一，已经在目前得到了世界各国的重视和应用。纯电动汽车作为对电能最直接的应用，近年来引发了国内外一系列的研究热潮。高效和零污染纯电动汽车成为国际公认解决问题的最佳途径，电动汽车所具有的环保特性代表着汽车产业未来的发展方向。增程式电动汽车以其低成本、节油率好、低排放、续驶里程长、基础设施投入少等诸多优点成为目前国际认可的发展方向和开发热点。在国外，发达国家汽车工业发展起步较早并且在长时间技术积累之后，发达国家如欧美日韩等其整车控制技术已非常成熟。国外的高校及研究机构的整车控制技术也有着深厚基础，例如德国的斯图加特大学以及代尔夫特大学在整车控制方面技术成熟。整车控制器包括硬件和软件两大组成部分，它的核心软件和程序一般由整车生产厂商研发，而汽车零部件供应商能够提供整车控制器硬件和底层驱动程序。在新能源汽车的研发方向，国外企业更偏重于对混合动力汽车的研究。在国外，成熟整车控制器方案能被很多大企业提供，如大陆、博世、德尔福、AVL和FEV。目前整车控制器开发形成了通过形成构架标准来简化系统开发流程并且增加整车控制器软件的复用性这样的趋势，汽车生产厂商、零部件供应商及软件公司形成了“汽车开放系统架构”标准，建立了汽车开放系统架构联盟。在国内，随着电动汽车产业的发展，作为电动汽车核心部件的整车控制器，对其研究发展已经得到重视。目前我国电动汽车已经得到快速的发展，但与国外相比还有一定的差距，对于电动汽车整车控制器的方面的差距主要体现在以下四个方面：(1)在整车控制器的软件设计方面，目前国内软件设计已经实现其功能，但是在故障诊断软件功能设计、车辆安全性控制策略研究等方面与国外还有差距；(2)在整车控制器的硬件设计方面，国内在核心芯片研发制造、功能集成等方面与国外差距比较明显，控制器稳定性和可靠性还有待提高；(3)在软件开发方面，目前国内多数汽车厂商和高等院校釆用“V”型开发模式实现整车控制器的开发，但是在生成制造和售后的服务方面还缺乏辅助工具；(4)在产业化方面，国内电动汽车技术处于研发初期，研发时间短，动力电池等关键技术突破性进展较小，尽管有国家政府部门补贴，纯电动汽车造价成本高，虽然部分城市已经实现了电动汽车示范运营，但是车辆普及率不高，发展相对缓慢，间接对整车控制器研发水平的提高产生影响。目前国内外还没有针对电动汽车增程器开发的专用控制器。现有的几款增程式电动汽车无论是量产还是实验用车，都是将电动汽车增程器部分划分给整车控制器管理，但是这种方式弊端非常大，由于整车控制器运行代码量大，运行速率会随着任务的不同而不同，整车控制器对增程器的控制受整车控制器任务管理多少的影响，任务多时对增程器发动机和电机的控制会有迟滞，不仅影响发动机的燃油经济型，而且对动力电池寿命产生影响。除此之外，这种集成的形式故障率高，可靠性低，误码率高，控制可靠性比较低，容易发生危险，当整车控制器失效时，增程器发动机不受控，很可能发生飞车以至于损坏整个车辆，造成极大损失，因此，开发电动汽车增程器专用控制器势在必行。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种电动汽车增程器控制器，以实现对增程器发动机和电机更加精确的控制，提高燃油经济性能。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种电动汽车增程器控制器，包括：信号调理模块，供电模块、主控芯片和CAN通信模块；所述信号调理模块，用于接收外部输入的冷却液温度信号、发动机转速信号、电机状态信号、SOC值和整车需求功率信号，将接收到的各信号传输给主控芯片；所述的主控芯片，用于与所述信号调理模块、供电模块、CAN通信模块连接，根据所述信号调理模块输出的各信号基于预先设定的APU控制策略产生发动机目标转速信号、电机目标转矩信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将各信号和数值传输给CAN通信模块；所述的CAN通信模块，用于通过CAN总线与发动机控制器、电机控制器和整车控制器进行通讯，将所述主控芯片输出的发动机目标转速信号传输给发动机控制器，将所述主控芯片输出的电机目标转矩信号传输给电机控制器，将所述主控芯片输出的APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值、APU允许输出最大转速值传输给整车控制器；所述的供电模块，用于对整个电动汽车增程器控制器进行供电。进一步地，所述的信号调理模块包括IO调理电路、AD调理电路和CAN调理电路；所述的IO调理电路，用于接收外界输入的APU启动信号、APU停机信号和发动机转速信号并传输给所述主控芯片；所述的AD调理电路，用于接收外界输入的冷却液温度信号并传输给所述主控芯片；所述的CAN调理电路，用于接收外界通过CAN通信输入的SOC值、整车需求功率、故障信号、电机状态信息并传输给所述主控芯片。进一步地，所述的主控芯片，用于根据所述IO调理电路、AD调理电路和CAN调理电路输出的各种信号，基于预先设定的APU控制策略产生起停信号、模式控制信号、发动机目标转速信号、发动机电子节气门信号、电机目标转速信号、电机目标转矩信号、电机模式控制信号、APU故障信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将产生的各信号和数值传输CAN通信模块；所述的CAN通信模块，用于将所述主控芯片输出的起停信号、模式控制信号、发动机目标转速、发动机电子节气门信号传输给发动机控制器，将所述主控芯片输出的起停信号、电机目标转速信号、电机目标转矩信号和电机模式控制信号传输给电机控制器，将所述主控芯片输出的APU故障信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值、APU允许输出最大转速值传输给整车控制器。进一步地，所述的主控芯片包括：温度信号处理电路；所述AD调理电路，用于通过负温度系数电阻式传感器测得发动机冷却液温度信号，并传输给所述温度信号处理电路；所述温度信号处理电路，用于包括ADC模块，通过ADC模块对所述发动机冷却液温度信号进行模数转换，根据发动机冷却液温度信号利用APU控制策略对发动机故障等级做出分级判断，若是一级故障，对电动汽车增程器进行停机操作；若是二级故障，将发动机二级故障信息通过CAN通信模块上报给整车控制器，由整车控制器进行进一步处理。进一步地，所述的主控芯片还包括：转速信号处理电路；所述的IO调理电路，用于通过磁电式转速传感器测量发动机转速信号，采用TC1782外部中断SCU模块和STM定时模块计算1秒内磁电式转速传感器的电路外部中断数，根据该外部中断数获得发动机转速信息，将该发动机转速信息传输给转速信号处理电路；所述的转速信号处理电路，用于根据所述IO调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车增程器控制器，其特征在于，包括：信号调理模块，供电模块、主控芯片和CAN通信模块；所述信号调理模块，用于接收外部输入的冷却液温度信号、发动机转速信号、电机状态信号、SOC值和整车需求功率信号，将接收到的各信号传输给主控芯片；所述的主控芯片，用于与所述信号调理模块、供电模块、CAN通信模块连接，根据所述信号调理模块输出的各信号基于预先设定的APU控制策略产生发动机目标转速信号、电机目标转矩信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将各信号和数值传输给CAN通信模块；所述的CAN通信模块，用于通过CAN总线与发动机控制器、电机控制器和整车控制器进行通讯，将所述主控芯片输出的发动机目标转速信号传输给发动机控制器，将所述主控芯片输出的电机目标转矩信号传输给电机控制器，将所述主控芯片输出的APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值、APU允许输出最大转速值传输给整车控制器；所述的供电模块，用于对整个电动汽车增程器控制器进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车增程器控制器，其特征在于，包括：信号调理模块，供电模块、主控芯片和CAN通信模块；所述信号调理模块，用于接收外部输入的冷却液温度信号、发动机转速信号、电机状态信号、SOC值和整车需求功率信号，将接收到的各信号传输给主控芯片；所述的主控芯片，用于与所述信号调理模块、供电模块、CAN通信模块连接，根据所述信号调理模块输出的各信号基于预先设定的APU控制策略产生发动机目标转速信号、电机目标转矩信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将各信号和数值传输给CAN通信模块；所述的CAN通信模块，用于通过CAN总线与发动机控制器、电机控制器和整车控制器进行通讯，将所述主控芯片输出的发动机目标转速信号传输给发动机控制器，将所述主控芯片输出的电机目标转矩信号传输给电机控制器，将所述主控芯片输出的APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值、APU允许输出最大转速值传输给整车控制器；所述的供电模块，用于对整个电动汽车增程器控制器进行供电。2.根据权利要求1所述的电动汽车增程器控制器，其特征在于，所述的信号调理模块包括IO调理电路、AD调理电路和CAN调理电路；所述的IO调理电路，用于接收外界输入的APU启动信号、APU停机信号和发动机转速信号并传输给所述主控芯片；所述的AD调理电路，用于接收外界输入的冷却液温度信号并传输给所述主控芯片；所述的CAN调理电路，用于接收外界通过CAN通信输入的SOC值、整车需求功率、故障信号、电机状态信息并传输给所述主控芯片。3.根据权利要求2所述的电动汽车增程器控制器，其特征在于；所述的主控芯片，用于根据所述IO调理电路、AD调理电路和CAN调理电路输出的各种信号，基于预先设定的APU控制策略产生起停信号、模式控制信号、发动机目标转速信号、发动机电子节气门信号、电机目标转速信号、电机目标转矩信号、电机模式控制信号、APU故障信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值和APU允许输出最大转速值，将产生的各信号和数值传输CAN通信模块；所述的CAN通信模块，用于将所述主控芯片输出的起停信号、模式控制信号、发动机目标转速、发动机电子节气门信号传输给发动机控制器，将所述主控芯片输出的起停信号、电机目标转速信号、电机目标转矩信号和电机模式控制信号传输给电机控制器，将所述主控芯片输出的APU故障信号、APU允许输出最大功率值、APU允许输出最大转矩值、APU允许输出最大转速值传输给整车控制器。4.根据权利要求3所述的电动汽车增程器控制器，其特征在于，所述的主控芯片包括：温度信号处理电路；所述AD调理电路，用于通过负温度系数电阻式传感器测得发动机冷却液温度信号，并传输给所述温度信号处理电路；所述温度信号处理电路，用于包括ADC模块，通过ADC模块对所述发动机冷却液温度信号进行模数转换，根据发动机冷却液温度信号利用APU控制策略对发动机故障等级做出分级判断，若是一级故障，对电动汽车增程器进行停机操作；若是二级故障，将发动机二级故障信息通过CAN通信模块上报给整车控制器，由整车控制器进行进一步处理。5.根据权利要求4所述的电动汽车增程器控制器，其特征在于，所述的主控芯片还包括：转速信号处理电路；所述的IO调理电路，用于通过磁电式转速传感器测量发动机转速信号，采用TC1782外部中断SCU模块和STM定时模块计算1秒内磁电式转速传感器的电路外部中断数，根据该外部中断数获得发动机转速信息，将该发动机转速信息传输给转速信号处理电路；所述的转速信号处理电路，用于根据所述IO调理电路传输过来的发动机转速信息对发动机转速进行实时监控，根据发动机转速对电动汽车增程器的运行状态进行调节。6.根据权利要求5所述的电动汽车增程器控制器，其特征在于，所述的主控芯片还包括：APU控制策略管理模块，用于设置并管理APU控制策略，该APU控制策略包括跟随整车控制器给定的目标功率值，在满足目标功率需求的前提下使发动机工作在特定工作点，该特定工作点根据发动机的功率曲线与发动机万有特性曲线中油耗最经济区域共同确定；接收到整车控制器给定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田颖，张昕，张良，张欣，李东江，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11