基于can網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，駕駛員通過觸摸屏向整車控制器發(fā)送上裝電機工作請求；整車控制器根據(jù)當前的高壓電池電量，車速及檔位情況，判斷是否允許上裝電機工作，并將上裝電機許可指令反饋給觸摸屏；觸摸屏接收到整車控制器的上裝電機工作許可指令后，將來自于駕駛員的上裝電機工作使能和工作轉速命令發(fā)送給上裝電機控制器；上裝電機控制器接收到使能信號后，通過轉速閉環(huán)控制，達到上裝電機的轉速隨動控制目的；同時增加語音報警器，實時記錄和報送整車及各零部件的故障信息。本發(fā)明的優(yōu)點為：極大改善了傳統(tǒng)按鍵式操作的不可靠性和粗暴性；同時改善了整車控制器實時性差問題。
【專利說明】 基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機控制方法，具體來說，是一種基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著國際原油資源的日益緊張和環(huán)境污染造成對車輛排放的要求日益嚴格，新能源車輛逐漸成為了各大汽車廠商的一大核心研發(fā)方向。在“十二五”計劃中，新能源汽車的發(fā)展成為國家的重點發(fā)展項目，得到了國家的高度重視和大力的支持。國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)中也把新能源汽車及相關項目做為重點，全力支持新能源汽車及相關產業(yè)的發(fā)展。在各種優(yōu)惠政策和激勵手段的引領下，全球的電動汽車示范推廣項目蓬勃開展，私人消費市場日趨活躍，各方面對電動汽車的市場預期大大加強。
[0003]當前，各大中小城市越來越重視城市衛(wèi)生清理，一來是積極響應國家對節(jié)能減排的要求；二來是為市民創(chuàng)造一個清潔、衛(wèi)生、健康的生存環(huán)境；當然是為爭取國家級的衛(wèi)生城市創(chuàng)造基礎條件。因此，各級政府對市政環(huán)衛(wèi)車的需求也與日俱增，這也加速了市場對純電動環(huán)衛(wèi)車的需求。純電動環(huán)衛(wèi)車，其重要的動力部件主要為:整車控制器，動力電池及電池管理器，底盤驅動電機及電機控制器，掃路掃盤驅動電機，即:上裝電機及電機控制器。其各部件工作狀態(tài)的穩(wěn)定性直接影響到整車的動力性、穩(wěn)定性和舒適性。
[0004]對于上裝電機控制方面，目前常見的控制方法為:駕駛員直接操作上裝電機操作面板，整車控制器采集操作面板的信號，直接對上裝電機控制進行控制信息交互，達到控制上裝電機的目的?，F(xiàn)有的技術對于底盤驅動電機和上裝電機的算法都由整車控制器實現(xiàn)，使得整車控制器實時任務量很重；另外，上裝電機操作盤為硬件輸入信號，故障率高，無反饋信息，駕駛員無法獲取出故障時造成停機的故障原因。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，利用高速和中速CAN網絡通訊，通過觸摸屏信號輸入-上裝電機工作請求-整車控制器上裝電機請求許可-上裝電機運行-語音報警等流程，解決傳統(tǒng)上裝電機控制過程中，故障率高，無反饋信息，駕駛員無法獲取出故障時造成停機的故障原因等問題，同時讓駕駛員體驗人機信號交互的舒適感和愉悅感。
[0006]一種基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，通過下述方式實現(xiàn):
[0007]步驟1:在需要啟動上裝電機時，操作觸摸屏，通過高速CAN網絡向整車控制器發(fā)送上裝電機啟動信號。
[0008]步驟2:整車控制器接收到上裝電機啟動信號后，檢測車輛高壓上電狀態(tài)結合高壓電池電量、車速、檔位信號，判定當前工況下，上裝電機是否允許使能；具體為:
[0009]當檢測到車輛高壓電處于上電成功狀態(tài)，且高壓電池電量大于設定閾值，車速小于設定閾值，且檔位為前進檔或空檔時，則整車控制器判斷上裝電機處于允許使能階段；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機使能允許信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機使能允許信息；同時，整車控制器還通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器發(fā)送當前時刻高壓電池電量信息，車速信息與檔位信息，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏對上述信息進行顯示；上述觸摸屏控制器還將上裝電機使能允許信號發(fā)送到上裝電機控制器。
[0010]否則，整車控制器判斷上裝電機不允使能；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機禁止使能信號，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機禁止使能信息；同時，整車控制器還將檢測到的不滿足上裝電機使能條件的信息反饋通過高速CAN網絡反饋給觸摸屏中的警報模塊。
[0011]步驟3:觸摸屏控制器接收到整車控制器的使能允許信號后，啟動觸摸屏中上裝電機開關模塊，包括上裝電機開啟單元與上裝電機關閉單元，由此分別通過上裝電機開啟單元或上裝電機關閉單元通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送上裝電機開啟或關閉信號，從而通過上裝電機控制器控制上裝電機的開啟或關閉；當上裝電機啟動或關閉時，上裝電機控制器通過中速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機啟動或關閉信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機啟動或關閉信息。
[0012]步驟4:觸摸屏控制器根據(jù)接收到的上裝電機啟動信號，啟動觸摸屏中上裝電機工作模式選擇模塊，包括兩種工作模式，分別為:保潔模式與標準模式；由此，通過對上述兩種模式進行選擇，實現(xiàn)對上裝電機工作轉速進行控制；選擇保潔模式或標準模式后，觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送目標4轉速控制信號；通過上裝電機控制器控制上裝電機以目標轉速工作。
[0013]步驟5:上裝電機控制器根據(jù)接收到的上裝電機開啟信號與目標轉速信號，對上裝電機轉速進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)上裝電機的轉速隨動控制。
[0014]步驟6:上裝電機控制器實時監(jiān)測上裝電機的工作狀態(tài)，以及故障信息，并將工作狀態(tài)與故障信息每間隔t時刻通過中速CAN網絡發(fā)送到觸摸屏中的監(jiān)測模塊中。
[0015]步驟7:觸摸屏對故障信息進行判斷，進而對電機進行控制，具體如下:當接收到的故障信息為所設定的一級嚴重故障時，則觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器直接發(fā)送關閉信號，通過上裝電機控制器控制上裝電機關閉。
[0016]步驟8:整車控制器從高速CAN網絡將獲取上裝電機故障信息，并轉發(fā)至中速CAN網絡。
[0017]步驟9:觸摸屏中的語音報警模塊通過中速CAN網絡獲取整車控制器轉發(fā)的上裝電機故障信息，通過語音報警模塊進行實時報送。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0019]1、本發(fā)明純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，利用高速和中速CAN網絡通訊，由觸摸屏分擔整車控制器任務，實現(xiàn)了對上轉電機的任上裝電機的有效控制；
[0020]2、本發(fā)明純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，具有語音報警器功能，實現(xiàn)了上裝電機及整車各部件的故障診斷語音報警功能，通過觸摸屏信號輸入-上裝電機工作請求-整車控制器上裝電機請求許可-上裝電機運行-語音報警等流程，解決了傳統(tǒng)上裝電機控制過程中，故障率高，無反饋信息，駕駛員無法獲取出故障時造成停機的故障原因等問題，同時讓駕駛員體驗到了人機信號交互的舒適感和愉悅感?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0023]本發(fā)明基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，通過下述方式實現(xiàn):
[0024]步驟1:駕駛員根據(jù)自身操作意愿，在需要啟動上裝電機時，操作觸摸屏(如:點擊觸摸屏上啟動請求按鍵)，通過高速CAN網絡向整車控制器發(fā)送上裝電機啟動信號；
[0025]步驟2:整車控制器接收到上裝電機啟動信號后，檢測車輛高壓上電狀態(tài)結合高壓電池電量、車速、檔位信號，判定當前工況下，上裝電機是否允許使能，具體為:
[0026]當檢測到車輛高壓電處于上電成功狀態(tài)，且高壓電池電量大于設定閾值&%，車速小于設定閾值b公里/小時，且檔位為前進檔或空檔時，則整車控制器判斷上裝電機處于允許使能階段；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機使能允許信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機使能允許信息，如:“上裝電機允許使能”；同時，整車控制器還通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器發(fā)送當前時刻高壓電池電量信息，車速信息與檔位信息，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏對上述信息進行顯示。上述觸摸屏控制器還將上裝電機使能允許信號發(fā)送到上裝電機控制器。
[0027]否則，整車控制器判斷上裝電機不允使能；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機禁止使能信號，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機禁止使能信息，如“上裝電機禁止使能”；同時，整車控制器還將檢測到的不滿足上裝電機使能條件的信息反饋通過高速CAN網絡反饋給觸摸屏中的警報模塊，如:當高壓電池電量小于a%，警報模塊顯示信息為“電池電量過低”;當車速大于b公里/小時，則警報模塊顯示信息為“車速過高”；當檔位為倒檔時，則警報模塊顯示信息為“車輛檔位為倒車檔位”。當車輛高壓電未上電時，則警示信息為“高壓電未上電”。且同時警報模塊以紅色進行閃爍報警。
[0028]上述a選取為35?45，優(yōu)選為40 ；b選取為15?25公里/小時，優(yōu)選為20公里/小時。
[0029]步驟3:觸摸屏控制器接收到整車控制器的使能允許信號后，啟動觸摸屏中上裝電機開關模塊，包括上裝電機開啟單元(開啟按鍵)與上裝電機關閉單元(關閉按鍵)，由此根據(jù)駕駛員的操作意愿，分別通過上裝電機開啟單元或上裝電機關閉單元通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送上裝電機開啟或關閉信號，從而通過上裝電機控制器控制上裝電機的開啟或關閉。當上裝電機啟動或關閉時，上裝電機控制器通過中速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機啟動或關閉信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機啟動或關閉信息，如:“上裝電機已啟動”或“上裝電機已關閉”；
[0030]步驟4:觸摸屏控制器根據(jù)接收到的上裝電機啟動信號，啟動觸摸屏中上裝電機工作模式選擇模塊，包括兩種工作模式，分別為:保潔模式與標準模式；由此，根據(jù)駕駛員的操作意愿，對上述兩種模式進行選擇(點擊各個工作模式對應的按鍵)，從而實現(xiàn)對上裝電機工作轉速進行控制。其中，選擇保潔模式或標準模式后，觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送目標轉速為X或I的轉速控制信號，通過上裝電機控制器控制上裝電機以目標轉速X工或y進行工作；上述X選取為2200-2600轉/分，優(yōu)選為2500轉/分；y選取2700?2900轉/分，優(yōu)選為2800轉/分。
[0031]步驟5:上裝電機控制器根據(jù)接收到的上裝電機開啟信號與目標轉速信號，對上裝電機轉速進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)上裝電機的轉速隨動控制，轉速誤差為z轉/分；z選取為40?60轉/分，優(yōu)選為50轉/分。
[0032]步驟6:上裝電機控制器實時監(jiān)測上裝電機的工作狀態(tài)(如:轉速，扭矩，溫度，電壓，電流等)，以及故障信息(如:電機過流故障，電機旋變故障，電機過壓故障、電機過溫故障等)，并將工作狀態(tài)與故障信息每間隔t時刻通過中速CAN網絡發(fā)送到觸摸屏中的監(jiān)測模塊中。上述各個故障信息通過O和I來標識，有故障時發(fā)送I，無故障時發(fā)送O。
[0033]步驟7:觸摸屏對故障信息進行判斷，進而對電機進行控制，具體如下:
[0034]當接收到的故障信息為一級嚴重故障時，則觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器直接發(fā)送關閉信號，通過上裝電機控制器控制上裝電機關閉。上述一級嚴重故障為:電機向線電流傳感器故障，電機轉子位置檢測故障，電機直流過壓故障，IGBT故障，MCU功率模塊硬件過流故障，電機旋變故障。
[0035]步驟8:整車控制器作為網關，從高速CAN網絡將獲取上裝電機故障信息，并轉發(fā)至中速CAN網絡；
[0036]步驟9:觸摸屏中的語音報警模塊通過中速CAN網絡獲取整車控制器轉發(fā)的上裝電機故障信息，通過語音報警模塊進行實時報送。
[0037]本發(fā)明中，中速CAN網絡和高速CAN網絡的通訊頻率分別為:250千比特/秒和500千比特/秒。
【權利要求】
1.基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:通過下述方式實現(xiàn): 步驟1:在需要啟動上裝電機時，操作觸摸屏，通過高速CAN網絡向整車控制器發(fā)送上裝電機啟動信號； 步驟2:整車控制器接收到上裝電機啟動信號后，檢測車輛高壓上電狀態(tài)結合高壓電池電量、車速、檔位信號，判定當前工況下，上裝電機是否允許使能；具體為: 當檢測到車輛高壓電處于上電成功狀態(tài)，且高壓電池電量大于設定閾值，車速小于設定閾值，且檔位為前進檔或空檔時，則整車控制器判斷上裝電機處于允許使能階段；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機使能允許信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機使能允許信息；同時，整車控制器還通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器發(fā)送當前時刻高壓電池電量信息，車速信息與檔位信息，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏對上述信息進行顯示；上述觸摸屏控制器還將上裝電機使能允許信號發(fā)送到上裝電機控制器； 否則，整車控制器判斷上裝電機不允使能；此時整車控制器通過高速CAN網絡向觸摸屏控制器反饋上裝電機禁止使能信號，并通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機禁止使能信息；同時，整車控制器還將檢測到的不滿足上裝電機使能條件的信息反饋通過高速CAN網絡反饋給觸摸屏中的警報模塊； 步驟3:觸摸屏控制器接收到整車控制器的使能允許信號后，啟動觸摸屏中上裝電機開關模塊，包括上裝電機開啟單元與上裝電機關閉單元，由此分別通過上裝電機開啟單元或上裝電機關閉單元通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送上裝電機開啟或關閉信號，從而通過上裝電機控制器控制上裝電機的開啟或關閉；當上裝電機啟動或關閉時，上裝電機控制器通過中速CAN網絡`向觸摸屏控制器反饋上裝電機啟動或關閉信號，通過觸摸屏控制器控制觸摸屏顯示上裝電機啟動或關閉信息； 步驟4:觸摸屏控制器根據(jù)接收到的上裝電機啟動信號，啟動觸摸屏中上裝電機工作模式選擇模塊，包括兩種工作模式，分別為:保潔模式與標準模式；由此，通過對上述兩種模式進行選擇，實現(xiàn)對上裝電機工作轉速進行控制；選擇保潔模式或標準模式后，觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器發(fā)送目標4轉速控制信號；通過上裝電機控制器控制上裝電機以目標轉速工作； 步驟5:上裝電機控制器根據(jù)接收到的上裝電機開啟信號與目標轉速信號，對上裝電機轉速進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)上裝電機的轉速隨動控制； 步驟6:上裝電機控制器實時監(jiān)測上裝電機的工作狀態(tài)，以及故障信息，并將工作狀態(tài)與故障信息每間隔t時刻通過中速CAN網絡發(fā)送到觸摸屏中的監(jiān)測模塊中； 步驟7:觸摸屏對故障信息進行判斷，進而對電機進行控制，具體如下:當接收到的故障信息為所設定的一級嚴重故障時，則觸摸屏通過中速CAN網絡向上裝電機控制器直接發(fā)送關閉信號，通過上裝電機控制器控制上裝電機關閉； 步驟8:整車控制器從高速CAN網絡將獲取上裝電機故障信息，并轉發(fā)至中速CAN網絡； 步驟9:觸摸屏中的語音報警模塊通過中速CAN網絡獲取整車控制器轉發(fā)的上裝電機故障信息，通過語音報警模塊進行實時報送。
2.如權利要求1所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述步驟2中高壓電池電量設定閾值為為35~45% ;車速設定閾值為15~25公里/小時。
3.如權利要求2所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述高壓電池電量設定閾值優(yōu)選為40% ;車速設定閾值優(yōu)選為20公里/小時。
4.如權利要求1所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述步驟4中，保潔模式對應上裝電機轉速為2200-2600轉/分；標準模式對應上裝電機轉速為2700~2900轉/分。
5.如權利要求4所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述保潔模式對應上裝電機轉速優(yōu)選為2500轉/分；標準模式對應上裝電機轉速優(yōu)選為2800轉/分。
6.如權利要求1所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述步驟5中，上裝電機的轉速隨動控制誤差為40~60轉/分。
7.如權利要求6所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述上裝電機的轉速隨動控制誤差優(yōu)選為50轉/分。
8.如權利要求1所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:步驟7中，所述一級嚴重故障為:電機向線電流傳感器故障，電機轉子位置檢測故障，電機直流過壓故障，IGBT故障，MCU功率模塊硬件過流故障，電機旋變故障。
9.如權利要求1所述基于CAN網絡的純電動環(huán)衛(wèi)車上裝電機控制方法，其特征在于:所述中速CAN網絡和高速C`AN網絡的通訊頻率分別為:250千比特/秒和500千比特/秒。
【文檔編號】B60R16/023GK103669265SQ201310711932
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】李忠志, 崔海龍, 高史貴 申請人:北京智行鴻遠汽車技術有限公司