電動汽車的應用驅動式動態(tài)切換網絡化控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車的控制裝置，具體為電動汽車的應用驅動式動態(tài)切換網絡化控制裝置。
【背景技術】
[0002]當前電動汽車的發(fā)展與推廣已經引起了人們的重視，但其續(xù)駛里程、行車安全和成本等方面的問題仍有待進一步解決。隨著汽車集成控制理論、電機控制技術、汽車電子技術和車載網絡技術的發(fā)展，一類致力于提高電動汽車能源效率、行車安全以及綜合性價比的多任務切換式集成控制類技術研究獲得了較快發(fā)展。借助于電機系統(tǒng)具有較快的響應能力和較高的控制精度，這些新的多任務切換式集成控制類技術近期獲得了較大進展。C.Tseng等在文獻(advanced shifting control of synchronizer mechanisms forclutchless automatic manual transmiss1n in an electric vehicle,Mechanism andMachine Theory，2015.)中提出了一種電動汽車用無離合器式電機-變速箱集成控制技術，通過合理控制驅動電機輸出的力矩和轉速，依據不同的控制策略，可以實現電動汽車的經濟模式驅動控制、動力模式驅動控制、自動變速控制、車輛巡航控制等多種應用功能的切換式集成運行，提高車輛綜合性能和性價比。
[0003]為了實現電動汽車的多種應用功能切換式集成控制，通過CAN協(xié)議車載網絡互連各控制單元是當前工程中常采用的技術手段。CAN協(xié)議車載網絡的使用一方面為集成類控制提供了便捷的數據交互能力，但也會引入新的問題，諸如由于網絡帶寬受限、網絡數據傳輸量大導致的網絡誘導延時、系統(tǒng)擴展能力差問題等。X.Zhu等在文獻(Speedsynchronizat1n control for integrated automotive motor-transmiss1n power-train system with random delays,Mechanical Systems and Signal Processing,2015)中指出:CAN協(xié)議網絡誘導延時將導致無離合器式電機-變速器集成系統(tǒng)控制性能降低、甚至失穩(wěn)。該文獻針對網絡誘導延時問題，提出了采用魯棒控制的方法，一定程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但魯棒控制具有較大的保守性，不能有效改善系統(tǒng)控制的動態(tài)性能；同時上述基于魯棒控制的方法對網絡延時本身的抑制和網絡數據傳輸量的降低問題不關注，所以對于電動汽車控制性能的改善有限，也不利于車輛網絡化控制系統(tǒng)的擴展?，F有的其它解決網絡誘導延時影響的電動汽車網絡化控制方法還有動態(tài)優(yōu)先級法和模型預測法，雖然可以一定程度上改善系統(tǒng)控制的實時性，但都不關注網絡傳輸量降低及系統(tǒng)擴展能力問題，尤其是模型預測法還需要事先建立系統(tǒng)的精確模型，因此都具有一定局限性，也無法滿足電動汽車的實際需要。
[0004]對于電動汽車，多種應用功能的切換式集成控制帶來的好處一方面是提高了系統(tǒng)的綜合性能，另一方面也充分利用了各種傳感器、控制器和執(zhí)行器資源，特別是當多種應用功能使用同樣的執(zhí)行器、控制器或者傳感器硬件時，而應用功能運行的切換主要是通過調用不同的軟件策略來實現。值得注意的是，盡管使用了同樣的硬件系統(tǒng)，但不同應用功能對于系統(tǒng)的狀態(tài)采樣頻率、控制頻率和實時性等的要求不同。以無離合器式電機-變速箱集成系統(tǒng)控制為例，正常駕駛、巡航控制和自動換擋控制三種應用功能都需要對車速和電機轉速采樣并通過調整電機輸出轉矩實現，但三者對車速、電機轉速信號采樣和電機轉矩控制作用的實時性和執(zhí)行周期的要求是有較大差別的。傳統(tǒng)的固定周期式采樣和控制處理方法為了滿足任務中實時性要求最高的任務，通常不得不采用較短的傳輸周期，這對于網絡化控制系統(tǒng)來說，將會導致網絡資源占用率高企、數據傳輸量巨大、信息排隊延時過長等問題;而在運行實時性相對較低的其它任務時如此頻繁的采樣是不必要的，大量采樣數據和控制命令信號的頻繁傳輸是對網絡資源的嚴重浪費。因此固定周期的采樣處理模式不能滿足電動汽車多任務切換式集成控制的需求。
[0005]而現有的其他變周期式采樣和控制處理方法，通常都是用于解決單任務系統(tǒng)控制性能改善的方法，如基于控制性能反饋的變采樣周期方法，并不適用于此類多任務切換式集成處理系統(tǒng)。
[0006]現有電動汽車網絡化控制方法都具有一定局限性，無法滿足電動汽車多任務應用功能切換式集成網絡化控制的應用要求。

【發(fā)明內容】

[0007]針對上述技術問題，本發(fā)明提出一種電動汽車用應用驅動切換式動態(tài)調節(jié)網絡化控制裝置，特別適用于網絡帶寬受限、多任務切換式集成處理，抑制網絡誘導延時對多任務應用控制性能的影響，同時降低網絡數據傳輸量、提高系統(tǒng)的擴展能力。
[0008]具體的技術方案為:
[0009]電動汽車的應用驅動式動態(tài)切換網絡化控制裝置，包括比較模塊、應用驅動模塊、切換模塊、各個任務策略庫和綜合模塊，其中各個任務策略庫又包含控制器模塊和調度器豐旲塊;
[0010]比較模塊，通過CAN協(xié)議網絡與車輛的傳感器連接，比較模塊還與切換模塊連接；用于實現目標參數與實際參數的比較產生控制性能參數；
[0011]應用驅動模塊，通過CAN協(xié)議網絡與車輛的傳感器連接，應用驅動模塊還與切換模塊連接;用于檢測或者依據相應的策略完成應用功能請求的識別與管理;應用驅動模塊負責識別和管理不同應用功能的請求，應用功能的請求包括由駕駛員直接下達的功能指令，如手動換擋開關指令，還有根據傳感器輸出的狀態(tài)依據相應的策略自動產生的功能指令，如自動變速器在車速到達換擋時刻時自動發(fā)出換擋指令。
[0012]切換模塊，與任務策略庫連接;響應應用驅動模塊的觸發(fā)控制任務開關，選擇具體的任務策略庫;各個任務策略庫的選擇由切換模塊動態(tài)管理，而切換模塊的運行由應用驅動模塊產生的應用申請結果觸發(fā)。
[0013]控制器模塊，與綜合模塊連接;根據控制性能依據相應的策略和算法處理計算產生控制命令；
[0014]調度器模塊，與綜合模塊連接;產生相應的發(fā)送周期和優(yōu)先級調度命令；
[0015]綜合模塊，通過CAN協(xié)議網絡與車輛的執(zhí)行器連接;通過實現控制命令和調度命令的組合，并實現信息的網絡發(fā)送。執(zhí)行器采用事件觸發(fā)模式接收處理并執(zhí)行命令。
[0016]本發(fā)明提供的電動汽車的應用驅動式動態(tài)切換網絡化控制裝置，通過應用驅動、策略切換模式，可以滿足多種任務的不同實時性和數據傳輸頻率需求，在保證系統(tǒng)性能的同時也可以降低了總的數據傳輸量，非常有利于網絡化控制系統(tǒng)的擴展；同時應用驅動切換式方法，僅需要采集容易獲得的狀態(tài)和輸入指令參數，不要建立系統(tǒng)的精確模型，不需要進行大量的線下理論推導分析，算法簡單、實用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0018]圖2為實施例電動汽車驅動執(zhí)行解析圖；
[0019]圖3為實施例網絡化控制執(zhí)行解析圖。
【具體實施方式】
[0020]根據電動汽車多功能集成控制需求，采用應用驅動切換式動態(tài)調節(jié)方案，通過應用驅動模塊基于駕駛員操作指令和系統(tǒng)狀態(tài)識別應用的啟動，并觸發(fā)切換模塊工作，接著切換模塊實現具體任務控制策略和調度策略的選取，保證各任務具有快速的響應特性，同時降低總的網絡數據傳輸量。
[0021 ]結合附圖附圖，對本發(fā)明的實施進行詳細的說明。
[0022]如圖1所示，包括車速傳感器、電機轉速傳感器以及駕駛員指令輸入、車輛控制器、電機控制器、CAN網絡以及其它節(jié)點，車輛控制器即為本發(fā)明提供的電動汽車的應用驅動式動態(tài)切換網絡化控制裝置。駕駛員指令輸入直接由車輛控制本地采集，車速、轉速傳感器與電機控制器通過CAN與車輛控制器相連。工程中車輛控制器可以采用內部集成CAN模塊的16位微控制器芯片實現;電機控制器可以實現電機轉速傳感器的采集，并通過CAN與車輛控制器交互;車速傳感器則一般與車身控制器模塊互連，并由車身控制器通過CAN與車輛控制器交互