專利名稱：通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置及控制方法，屬于輕 度混合動力車技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在輕度混合動力車型的功能樣車設(shè)計(jì)研發(fā)過程中，與發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)(EMS)供應(yīng) 商的合作至關(guān)重要，包括部分軟件的修改、新功能的實(shí)現(xiàn)、標(biāo)定的修改和優(yōu)化等等。這需要 比較長的周期來進(jìn)行技術(shù)協(xié)商和商務(wù)磋商，同時會需要一大筆費(fèi)用來完成整個修改方案。 其實(shí)在功能樣車設(shè)計(jì)過程中，由于目標(biāo)定位在方案設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，可以暫時不迫切 的完成電控系統(tǒng)的改造工作，同樣能實(shí)現(xiàn)功能樣車的設(shè)計(jì)。本發(fā)明提供了實(shí)現(xiàn)這種方案的 一種通用輕度混合動力樣車用整車控制器總成硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案和描述。隨著石油價(jià)格的日益高漲和汽車尾氣排放對環(huán)境的影響加劇，電動汽車在全世界 范圍內(nèi)進(jìn)入了高速發(fā)展的時期。純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等電動汽車正在 發(fā)揮各自的優(yōu)勢，得到規(guī)模性推廣應(yīng)用。由于技術(shù)相對成熟，節(jié)能和環(huán)保效果明顯，混合動力汽車得到快速發(fā)展，并在各國 優(yōu)惠政策的鼓勵下，逐步進(jìn)入商業(yè)化推廣應(yīng)用階段。2008年美國混合動力汽車銷量31. 4萬輛。在混合動力技術(shù)的發(fā)展上，表現(xiàn)出明顯的模塊化和平臺化趨勢，轎車混合動力系 統(tǒng)的模塊化愈加明顯，逐步推進(jìn)汽車動力的電氣化。從只具備自動啟停、怠速關(guān)機(jī)功能的 “微混合”、以并聯(lián)式混合動力發(fā)動機(jī)為主體的“中混合”和以混聯(lián)式為特征的“強(qiáng)混合”，隨 著電功率的比例逐步提高，混合程度不斷提高，最終過渡到可充電式的串聯(lián)式“全混合”方 式。在各類混合動力車型之中，盡管輕度混合動力汽車在降低油耗和改善排放方面的 能力有限，但由于其對現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車的改造成本最低，效果明顯，適合推向市場。皮帶驅(qū) 動的起動/發(fā)電機(jī)一體化BSG是在ISGantegrated Started Generator)微混合動力汽車 技術(shù)的基礎(chǔ)上用皮帶驅(qū)動技術(shù)，擁有其獨(dú)特的工作特性與優(yōu)點(diǎn)。BSG技術(shù)采用皮帶驅(qū)動起動 /發(fā)電機(jī)一體化電機(jī)(BSG電機(jī))，對現(xiàn)有汽車動力總成結(jié)構(gòu)改動量小，改善了汽車燃油經(jīng)濟(jì) 性、排放等各方面的指標(biāo)。目前在研發(fā)的各種輕度混合動力車型中，整車控制器總成的方案很多。有的公司 將該總成與BSG電機(jī)控制器集成在一起，這種方式雖然減少了一個控制器總成，但是需要 電機(jī)控制器的供應(yīng)商的大力配合，實(shí)現(xiàn)起來周期長、難度大、總體費(fèi)用高，不太適合在產(chǎn)品 開發(fā)前期進(jìn)行功能樣車開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，相對現(xiàn)有的其它整車控制器總成的硬件設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明的方案 實(shí)現(xiàn)簡單，需要的開發(fā)周期較短，費(fèi)用也比較低。同時基于設(shè)計(jì)方案的不確定性和可能存在的缺陷以及功能樣車開發(fā)所需要的快速周期，本發(fā)明具備很好的通用性和實(shí)用性。它結(jié)構(gòu) 比較簡單，同時考慮兼容性設(shè)計(jì)了很多冗余和預(yù)留的接口，方便不同車型應(yīng)用時的調(diào)整和 兼容，同時也方便后期的升級，比較靈活多變，非常適合進(jìn)行樣車設(shè)計(jì)開發(fā)和功能驗(yàn)證用。本發(fā)明的目的在于提供一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置及控制 方法。一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，包括以下步驟主控單片機(jī)通過獲取 CAN總線上共享的數(shù)據(jù)，通過CAN總線通訊模塊與其它控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過接插件 線束和各個模擬信號、數(shù)字信號和脈沖信號采集電路處理的信號，獲取整車狀態(tài)信息，判斷 車輛工作狀態(tài)和駕駛員駕駛意識，同時給各個執(zhí)行器的控制單元發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)了系 統(tǒng)各部件之間的通訊和信息共享，實(shí)現(xiàn)車輛各部件之間的協(xié)同工作和控制步驟；第一，當(dāng)駕駛員想起動車輛時，通過采集的整車狀態(tài)信息，依據(jù)整車控制策略判 斷，控制BSG電機(jī)輸出大扭矩快速拖動發(fā)動機(jī)，在短時間內(nèi)將發(fā)動機(jī)拖到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；第二、控制BSG電機(jī)實(shí)現(xiàn)取代原車發(fā)電機(jī)的功能，根據(jù)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電 量、整車負(fù)載用電狀態(tài)，調(diào)節(jié)BSG電機(jī)的勵磁量，發(fā)出足夠電量，滿足整車電氣用電需求和 保證12V蓄電池的電量比較充足，以備下一次的起動發(fā)動機(jī)。一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，包括一外殼盒體、接插件以及 盒體內(nèi)的一個控制板，控制板包括雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊、具備兩個CAN收發(fā)器和一 個K線收發(fā)器的總線通訊模塊、7通道低邊驅(qū)動模塊、6路模擬信號采集電路、5路數(shù)字信號 采集電路、2路脈沖信號采集電路、主控單片機(jī)及其外圍電路包括復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路。模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路和脈沖信號采集電路連接防水接插件；主 控單片機(jī)連接模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路、穩(wěn)壓電路、電源電路、A/D采樣基準(zhǔn)電 壓電路、低邊驅(qū)動電路、調(diào)試接口與電路、時鐘電路、復(fù)位電路和總線通訊模塊；模擬信號采 集電路連接穩(wěn)壓電路；電源電路連接蓄電池；總線通訊模塊連接通訊模塊；調(diào)試接口與電 路連接調(diào)試用PC計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的通用性和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在第一、具備CAN功能和K線通訊功能的總線通訊模塊，可以適用各種車型，包括較 低檔的采用K線通訊診斷系統(tǒng)的車輛和較高檔的采用CAN診斷的診斷系統(tǒng)，只要在軟件上 稍作改動即可實(shí)現(xiàn)，而硬件則不需要作任何改動；第二、因?yàn)楸究偝捎布?、軟件單?dú)設(shè)計(jì)，并未像很多其它公司的應(yīng)用方案一樣，集 成在其它模塊的控制器中，這樣它的開發(fā)比較獨(dú)立，這在樣車開發(fā)階段，極大的保證了項(xiàng)目 的順利實(shí)施，減少了項(xiàng)目的復(fù)雜性和失敗的可能；第三、本總成在設(shè)計(jì)時，考慮兼容性設(shè)計(jì)了很多冗余和預(yù)留的接口，方便不同車型 應(yīng)用時的調(diào)整和兼容，同時也方便后期的升級，比較靈活多變，非常適合進(jìn)行樣車設(shè)計(jì)開發(fā) 和功能驗(yàn)證用；第四、綜合考慮，采用本總成能極大的減小開發(fā)難度，減小費(fèi)用，同時可以作為一 個平臺來用，可以擴(kuò)展到其它產(chǎn)品的應(yīng)用中，從長遠(yuǎn)來看也是很有益的。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以 及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā) 明的不當(dāng)限定，其中圖1是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的模擬信號采集電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字信號采集電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的脈沖信號采集電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的電源電路之一結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的低邊驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)試接口與電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的時鐘電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路的電路復(fù)位電路結(jié)構(gòu)示 意圖；圖11是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的總線通訊模塊結(jié)構(gòu)之一示意圖；圖12是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的總線通訊模塊結(jié)構(gòu)之二示意圖；圖13是表示作為本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)位電路結(jié)構(gòu)示意圖?？偝煽刂瓢? ；防水接插件2 ；主控單片機(jī)3 ；模擬信號采集電路4 ；數(shù)字信號采集 電路5 ；脈沖信號采集電路6 ；穩(wěn)壓電路7 ；電源電路8 ；低邊驅(qū)動電路9 ；調(diào)試接口與電路 10 ；時鐘電路11 ；復(fù)位電路12 ；總線通訊模塊13 ；調(diào)試用PC計(jì)算機(jī)14 ；其它執(zhí)行單元的控 制器的通訊模塊15 ；A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路16 ；蓄電池17 ；執(zhí)行器18。
具體實(shí)施例方式參照圖1至圖13對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。本發(fā)明的一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，包括以下步驟通用型整車 控制器總成定位為整車最高的指揮協(xié)調(diào)中心，主要功能是采集整車狀態(tài)，判斷駕駛員意識， 依據(jù)整車控制策略，通過CAN總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)第一，當(dāng)駕駛員想起動車輛時，通過采集的整車狀態(tài)信息，依據(jù)整車控制策略判 斷，控制BSG電機(jī)輸出大扭矩快速拖動發(fā)動機(jī)，在短時間內(nèi)將發(fā)動機(jī)拖到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；第二、控制BSG電機(jī)實(shí)現(xiàn)取代原車發(fā)電機(jī)的功能，根據(jù)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電 量、整車負(fù)載用電狀態(tài)，調(diào)節(jié)BSG電機(jī)的勵磁量，發(fā)出足夠電量，滿足整車電氣用電需求和 保證12V蓄電池的電量比較充足，以備下一次的起動發(fā)動機(jī)。本總成通過CAN總線通訊模塊與其它控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時給各個執(zhí)行器 的控制單元發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各部件之間的通訊和信息共享，在本總成的控制下可以實(shí)現(xiàn)車輛各部件之間的協(xié)同工作和控制，保證整車具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放 性能；總線通訊模塊增加了扼流圈和瞬態(tài)電壓抑制TVS 二極管，從而增加了通訊模塊的穩(wěn) 定性，后期考慮增加AVAGO公司的光電隔離光耦芯片，再次提高通訊的可靠性；CAN總線通 訊模塊中的CAN收發(fā)器主要用于完成總線差分電平到CAN總線的轉(zhuǎn)換，這些工作主要在收 發(fā)器的硬件中自動完成，在軟件應(yīng)用層算法中不需要具體的編程實(shí)現(xiàn)。K線通訊模塊，主要采用了一顆基于KWP2000協(xié)議的專用通訊芯片。本總線通訊模塊的功能主要是集中體現(xiàn)在應(yīng)用層軟件上，同時本控制器總成的通 用性也體現(xiàn)在該模塊的具體軟件應(yīng)用上。本發(fā)明提供一種通用輕度混合動力樣車用整車控制器總成的硬件結(jié)構(gòu)，該總成包 括一外殼盒體、接插件以及盒體內(nèi)的一個控制板，控制板包括雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊、 具備兩個CAN收發(fā)器和一個K線收發(fā)器的總線通訊模塊、7通道低邊驅(qū)動模塊、6路模擬信 號采集電路、5路數(shù)字信號采集電路、2路脈沖信號采集電路、主控單片機(jī)及其外圍電路包 括復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路。主控單片機(jī)通過獲取CAN總線上共享的數(shù)據(jù)，通過接插件線束和各個模擬信號、 數(shù)字信號和脈沖信號采集電路處理的信號，獲取整車狀態(tài)信息，判斷車輛工作狀態(tài)和駕駛 員駕駛意識，協(xié)調(diào)和管理BSG系統(tǒng)的各個執(zhí)行模塊的工作；所述主控單片機(jī)外圍電路包括 A/D采樣參考電壓穩(wěn)壓電路、復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路等，能確保單片機(jī)內(nèi)部各個模塊的 穩(wěn)定工作，同時在出現(xiàn)故障時能夠及時復(fù)位主控單片機(jī)。調(diào)試接口與電路主要用來連接軟 件調(diào)試工具到PC機(jī)，時刷寫程序和調(diào)試的連接通道；控制板的雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊中，雙輸出主要是正5V和正2. 5V的電壓輸 出，本設(shè)計(jì)中采用了 hf ineon公司的Tle7469芯片來實(shí)現(xiàn)，這是顆匹配本控制板主控單片 機(jī)的專用芯片，以該芯片為核心，通過外圍電路匹配，輸出雙電壓，電路中所有的正5V和 正2. 5V的電壓均由該模塊供應(yīng)；穩(wěn)壓模塊輸出12V電壓，主要用來給一些信號采集電路提 供一個穩(wěn)定的上拉電壓或者給其它需要提供精準(zhǔn)12V電壓的模塊，從而提高信號采集的精 度，這點(diǎn)非常重要?？刂瓢宓牡瓦咈?qū)動模塊，主要用來驅(qū)動一些小電流的執(zhí)行器或者連接到儀表板上 點(diǎn)亮一些儀表燈來指示狀態(tài)。比如驅(qū)動一個小繼電器來控制大電流的繼電器，控制儀表板 上的充電指示燈、BSG故障指示燈等的狀態(tài)。該模塊實(shí)際的輸出接口有預(yù)留，可以方便以后 新增加功能的擴(kuò)充。本總成的盒體與接插件都采用了防水設(shè)計(jì)，滿足防水等級IP56。本總成硬件結(jié)構(gòu)配合軟件應(yīng)用層控制策略和算法，實(shí)現(xiàn)BSG起停系統(tǒng)控制功能， 主要包括快速起動發(fā)動機(jī)(無需發(fā)動機(jī)噴油，直接拖動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速至標(biāo)定的怠速轉(zhuǎn)速以 上500RPM-800RPM)。系統(tǒng)控制分兩種模式運(yùn)行起動工況時電機(jī)電動模式運(yùn)行提供發(fā)動 機(jī)起動扭矩，發(fā)電工況時電機(jī)發(fā)電模式運(yùn)行發(fā)電給傳統(tǒng)12V蓄電池充電。配合發(fā)動機(jī)電控 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)第一、可以在車輛短暫停車時，自動斷油停止發(fā)動機(jī)的工作，從而消除怠速 工況以消除怠速時燃油消耗及降低排放；第二、當(dāng)起動時，控制BSG電機(jī)提供大扭矩快速 (200ms內(nèi))將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速拖動到500-800RPM，有效縮短起動噴油加濃時的瞬態(tài)工況從而減 少起動時的油耗和排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。本總成硬件的具體電路結(jié)構(gòu)連接圖如圖1所示
總成控制板1 ；防水接插件2 ；主控單片機(jī)3 ；模擬信號采集電路4 ；數(shù)字信號采集 電路5 ；脈沖信號采集電路6 ；穩(wěn)壓電路7 ；電源電路8 ；低邊驅(qū)動電路9 ；調(diào)試接口與電路 10 ；時鐘電路11 ；復(fù)位電路12 ；總線通訊模塊13 ；調(diào)試用PC計(jì)算機(jī)14 ；其它執(zhí)行單元的控 制器的通訊模塊15 ；A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路16 ；蓄電池17 ；執(zhí)行器18。防水接插件2連接模擬信號采集電路4、數(shù)字信號采集電路5和脈沖信號采集電路 6 ；主控單片機(jī)3連接模擬信號采集電路4、數(shù)字信號采集電路5、穩(wěn)壓電路7、電源電路8、A/ D采樣基準(zhǔn)電壓電路16、低邊驅(qū)動電路9、調(diào)試接口與電路10、時鐘電路11、復(fù)位電路12和 總線通訊模塊13 ；模擬信號采集電路4連接穩(wěn)壓電路7 ；電源電路8連接蓄電池17 ；總線通 訊模塊13連接通訊模塊15 ；調(diào)試接口與電路10連接調(diào)試用PC計(jì)算機(jī)14。防水接插件2、主控單片機(jī)3、模擬信號采集電路4、數(shù)字信號采集電路5、脈沖信號 采集電路6、穩(wěn)壓電路7、電源電路8、低邊驅(qū)動電路9、調(diào)試接口與電路10、時鐘電路11、復(fù) 位電路12、總線通訊模塊13、A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路16和執(zhí)行器18安裝在總成控制板1 上。如圖2所示，模擬信號采集電路結(jié)構(gòu)示意圖，電阻R31的一端連接電阻R32和電阻 R51的一端；電阻R32和電阻R51的另一端連接電容C25的一端；電容C25的另一端接地；如圖3所示，電阻R44的一端連接電容C32和電阻R39和電阻R39”的一端，電阻 R44的另一端連接電容C33，電容C32和電容C33的另一端接地；電阻R39的另一端連接VBB 端；電阻R39”的另一端接地。如圖4所示，電阻R50的一端連接電阻R49和二極管D2，電阻R50的另一端連接電 容C41，電容C41另一端連接電容C40并接地；電阻R49的另一端連接VBB端；電容C40另
一端連接二極管D2另一端。如圖5所示，集成電路塊LM3488的端口 1連接電容Csn，端口 2連接電容Ce，電 容Cc另一端連接電阻Re，端口 3連接電阻Rf2和電阻Rfl，端口 5和端口 4接地；端口 6連 接功率場效應(yīng)管IRF7807，功率場效應(yīng)管IRF7807的一端連接電感Ll和電容Cs，功率場效 應(yīng)管IRF7807的一端連接電阻Rsn和端口 1，電感Ll另一端連接端口 8和電阻Rcc和電容 Cbypass,電阻Rcc另一端連接電容Cin，端口 7連接電阻Rfa，電容Cs另一端連接電感L2 和肖特基二極管D，肖特基二極管D另一端連接電容Cout和電阻Rf 1，電阻Rfl另一端連接 端口 3。如圖6所示，集成電路塊TLE469的端口 Il連接端口 12和電阻Rl、電容Cl、電容 C2和二極管D3，電容Cl和電容C2并聯(lián)并接地；端口 /INH連接電阻Rl另一端，端口 DT連 接電阻R4，端口 RO連接電阻R6，端口 Q2連接并聯(lián)的電容C3和電容C4，端口 Ql連接并聯(lián)的 電容C5和電容C6。如圖7所示，集成電路塊U4的端口 OUTl連接電阻12，端口 0UT2連接電阻13，端 口 0UT3連接電阻14。如圖8所示，集成電路塊P2端口 P3.4連接電阻R15，端口 P3. 2連接電阻R16，端 口 /TRST連接電阻R17，端口 P3. 1連接電阻R18，端口 P3. 7連接電阻R19。如圖9所示，晶振器Xl—端連接電阻R20和電容C11，晶振器Xl另一端連接電容C12。如圖10所示，電阻R24與電容C14并聯(lián)，其一端連接5伏電壓，另一端連接端口 VaREF。
如圖11所示，集成電路塊U2端口 T)(D連接電阻R7，端口 VCC連接電容C7，端口 Rs 連接電阻R8，端口 CANH連接電容C8和電阻R9，端口 CANL連接電容C9和電阻R10，電阻RlO 和電阻R9的另一端連接電容ClO和端口 Vref。如圖12所示，集成電路塊U3端口 VBB連接電阻R11，端口 ISO連接電阻Rll的另 一端，端口 CEN和端口 VDD連接電容C42，電容C43連接端口 VBB。如圖13所示，電阻R21連接電容C13和信號線/RSTIN。本發(fā)明提供一種通用輕度混合動力樣車用整車控制器總成的硬件結(jié)構(gòu)，該總成包 括一外殼盒體、接插件以及盒體內(nèi)的一個控制板，控制板包括雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊、 具備兩個CAN收發(fā)器和一個K線收發(fā)器的總線通訊模塊、7通道低邊驅(qū)動模塊、6路模擬信 號采集電路、5路數(shù)字信號采集電路、2路脈沖信號采集電路、主控單片機(jī)及其外圍電路包 括復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路。如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā) 明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這 樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。術(shù)語解釋①BSG:Belt Driven Starter Generator的縮寫，指皮帶驅(qū)動起停系統(tǒng)，是一項(xiàng)輕 度混合動力技術(shù)。這種混合動力系統(tǒng)通常加裝了皮帶驅(qū)動起動電機(jī)(也就是常說的Belt alternator Starter Generator,簡稱 BSG 系統(tǒng))。該電機(jī)為發(fā)電起動(Stop-Start) 一體 式電動機(jī)，用來控制發(fā)動機(jī)的起動和停止，從而取消了發(fā)動機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。②ISG integrated Starter and Generator的縮寫，是直接集成在汽車發(fā)動機(jī)主 軸上的起動發(fā)電一體機(jī)，就是直接以某種瞬態(tài)功率較大的電機(jī)替代傳統(tǒng)的起動電機(jī)，在起 步階段短時替代發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車，并同時起到起動發(fā)動機(jī)的作用，減少發(fā)動機(jī)的怠速損耗 和污染，正常行使時，發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛，該電機(jī)斷開或者起到發(fā)電機(jī)的作用，剎車時，該電機(jī) 還可以起到再生發(fā)電，回收制動能量的節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，其特征是包括以下步驟主控單片機(jī)通 過獲取CAN總線上共享的數(shù)據(jù)，通過CAN總線通訊模塊與其它控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過 接插件線束和各個模擬信號、數(shù)字信號和脈沖信號采集電路處理的信號，獲取整車狀態(tài)信 息，判斷車輛工作狀態(tài)和駕駛員駕駛意識，同時給各個執(zhí)行器的控制單元發(fā)送控制命令，實(shí) 現(xiàn)了系統(tǒng)各部件之間的通訊和信息共享，實(shí)現(xiàn)車輛各部件之間的協(xié)同工作和控制步驟；第一，當(dāng)駕駛員想起動車輛時，通過采集的整車狀態(tài)信息，依據(jù)整車控制策略判斷，控 制BSG電機(jī)輸出大扭矩快速拖動發(fā)動機(jī)，在短時間內(nèi)將發(fā)動機(jī)拖到目標(biāo)轉(zhuǎn)速；第二、控制BSG電機(jī)實(shí)現(xiàn)取代原車發(fā)電機(jī)的功能，根據(jù)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電量、 整車負(fù)載用電狀態(tài)，調(diào)節(jié)BSG電機(jī)的勵磁量，發(fā)出足夠電量，滿足整車電氣用電需求和保證 12V蓄電池的電量比較充足，以備下一次的起動發(fā)動機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，其特征是總線 通訊模塊增加了扼流圈和瞬態(tài)電壓抑制TVS 二極管，從而增加了通訊模塊的穩(wěn)定性，CAN總 線通訊模塊中的CAN收發(fā)器用于完成總線差分電平到CAN總線的轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，其特征是增 加AVAGO公司的光電隔離光耦芯片，再次提高通訊的可靠性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制方法，其特征是 車輛各部件之間的協(xié)同工作和控制步驟包括應(yīng)用層控制策略和算法，實(shí)現(xiàn)BSG起停系統(tǒng)控 制功能，主要包括快速起動發(fā)動機(jī)；兩種模式步驟運(yùn)行起動工況時電機(jī)電動模式運(yùn)行提 供發(fā)動機(jī)起動扭矩，發(fā)電工況時電機(jī)發(fā)電模式運(yùn)行發(fā)電給傳統(tǒng)12V蓄電池充電；配合發(fā)動 機(jī)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第一、可以在車輛短暫停車時，自動斷油停止發(fā)動機(jī)的工作，從而消除怠 速工況以消除怠速時燃油消耗及降低排放；第二、當(dāng)起動時，控制BSG電機(jī)提供大扭矩快速 (200ms內(nèi))將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速拖動到500-800RPM，有效縮短起動噴油加濃時的瞬態(tài)工況從而減 少起動時的油耗和排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
5.一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征是包括一外殼盒體、接 插件以及盒體內(nèi)的一個控制板，控制板包括雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊、具備兩個CAN收 發(fā)器和一個K線收發(fā)器的總線通訊模塊、7通道低邊驅(qū)動模塊、6路模擬信號采集電路、5路 數(shù)字信號采集電路、2路脈沖信號采集電路、主控單片機(jī)及其外圍電路包括復(fù)位電路、調(diào)試 接口與電路；模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路和脈沖信號采集電路連接防水接插件； 主控單片機(jī)連接模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路、穩(wěn)壓電路、電源電路、A/D采樣基準(zhǔn) 電壓電路、低邊驅(qū)動電路、調(diào)試接口與電路、時鐘電路、復(fù)位電路和總線通訊模塊；模擬信號 采集電路連接穩(wěn)壓電路；電源電路連接蓄電池；總線通訊模塊連接通訊模塊；調(diào)試接口與 電路連接調(diào)試用PC計(jì)算機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是防水接插件、主控單片機(jī)、模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路、脈沖信號采集電路、 穩(wěn)壓電路、電源電路、低邊驅(qū)動電路、調(diào)試接口與電路、時鐘電路、復(fù)位電路、總線通訊模塊、 A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路和執(zhí)行器安裝在總成控制板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是模擬信號采集電路的第三十一電阻的一端連接第三十二電阻和第五十一電阻的一端； 第三十二電阻和第五十一電阻的另一端連接第二十五電容的一端；第二十五電容的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特 征是數(shù)字信號采集電路的第四十四電阻的一端連接第三十二電容和第三十九電阻和 第三十九九電阻的一端，第四十四電阻的另一端連接第三十三電容，第三十二電容和第 三十三電容的另一端接地；第三十九電阻的另一端連接VBB端；第三十九九電阻的另一端 接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是復(fù)位電路結(jié)構(gòu)的第二十一電阻連接第十三電容和信號線/RSTIN。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是脈沖信號采集電路的第五十電阻的一端連接第四十九電阻和第一二極管，第五十電阻的 另一端連接第四十一電容，第四十一電容另一端連接第四十電容并接地；第四十九電阻的 另一端連接VBB端；第四十電容另一端連接第一二極管另一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)的集成電路塊LM3488的第一端口連接第六十第六十二電容，第二端口 連接第六十一電容，第六十一電容另一端連接七十三電阻，第三端口連接第七十二電阻和 第七十一電阻，第五端口和第四端口接地；第六端口連接功率場效應(yīng)管IRF7807，功率場效 應(yīng)管IRF7807的一端連接第一電感和第六十二電容，功率場效應(yīng)管IRF7807的一端連接第 六十電阻和第一端口 1，第一電感另一端連接第八端口和第六十一電阻和第六十三電容，第 六十一電阻另一端連接第六十四電容，第七端口連接第六十四電阻，第六十二電容另一端 連接第二電感和肖特基二極管D，肖特基二極管D另一端連接第五十電容和第五十電阻，第 五十電阻另一端連接第三端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是電源電路的集成電路塊TLE469的第七十二端口連接第九端口和第一電阻、第一電容、 第二電容和第三二極管，第一電容和第二電容并聯(lián)并接地；第七十一端口連接第一電阻另 一端，第十端口 DT連接第四電阻，第十一端口連接第六電阻，第七十端口連接并聯(lián)的第三 電容和第四電容，第十二端口連接并聯(lián)的第五電容和第六電容。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特 征是低邊驅(qū)動電路的集成電路塊U4的第十三端口連接第十二電阻，第十四端口連接第 十三電阻，第十五端口連接第十四電阻。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是調(diào)試接口與電路的集成電路塊P2第十六端口連接第十五電阻，第十七端口連接第十六 電阻，第十八端口連接第十七電阻，第三十端口連接第十八電阻，第三十一端口連接第十九 電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是時鐘電路的晶振器一端連接第二十電阻和第十一電容，晶振器的另一端連接第十二電 容。
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是A/D采樣基準(zhǔn)電壓電路的電路復(fù)位電路的第二十四電阻與第十四電容并聯(lián)，其一端連 接5伏電壓，另一端連接第二十九端口。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是總線通訊模塊結(jié)構(gòu)的集成電路塊U2第十九端口連接第七電阻，第二十八端口連接第七 電容，第二十端口連接第八電阻，第二十一端口連接第八電容和第九電阻，第二十七端口連 接第九電容和第十電阻，第十電阻和第九電阻的另一端連接第十電容和第二十二端口。
18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是總線通訊模塊結(jié)構(gòu)的集成電路塊U3第二十三端口連接第十一電阻，第二十六端口連接 第十一電阻的另一端，第二十四端口 CEN和第二十五端口連接第四十二電容，第四十三電 容連接第二十三端口。
19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征是主控單片機(jī)通過獲取CAN總線上共享的數(shù)據(jù)，通過接插件線束和各個模擬信號、數(shù)字 信號和脈沖信號采集電路處理的信號，獲取整車狀態(tài)信息，判斷車輛工作狀態(tài)和駕駛員駕 駛意識，協(xié)調(diào)和管理BSG系統(tǒng)的各個執(zhí)行模塊的工作；所述主控單片機(jī)外圍電路包括A/D采 樣參考電壓穩(wěn)壓電路、復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路等，能確保單片機(jī)內(nèi)部各個模塊的穩(wěn)定工 作，同時在出現(xiàn)故障時能夠及時復(fù)位主控單片機(jī)。調(diào)試接口與電路主要用來連接軟件調(diào)試 工具到PC機(jī)，時刷寫程序和調(diào)試的連接通道；控制板的雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊中，雙輸出主要是正5V和正2. 5V的電壓輸出，采 用了 hfineon公司的Tle7469芯片來實(shí)現(xiàn)，以該芯片為核心，通過外圍電路匹配，輸出雙電 壓，電路中所有的正5V和正2. 5V的電壓均由該模塊供應(yīng)；穩(wěn)壓模塊輸出12V電壓，主要用 來給一些信號采集電路提供一個穩(wěn)定的上拉電壓或者給其它需要提供精準(zhǔn)12V電壓的模 塊，從而提高信號采集的精度。
20.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置，其特征 是控制板的低邊驅(qū)動模塊，用來驅(qū)動一些小電流的執(zhí)行器或者連接到儀表板上點(diǎn)亮一些 儀表燈來指示狀態(tài)。
全文摘要
通用輕度混合動力車用整車控制器總成裝置及控制方法，屬于輕度混合動力車技術(shù)領(lǐng)域。通過CAN總線通訊模塊與其它控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過接插件線束和各個模擬信號、數(shù)字信號和脈沖信號采集電路處理的信號，獲取整車狀態(tài)信息，判斷車輛工作狀態(tài)和駕駛員駕駛意識，同時給各個執(zhí)行器的控制單元發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各部件之間的通訊和信息共享，實(shí)現(xiàn)車輛各部件之間的協(xié)同工作和控制步驟；控制板包括雙輸出電源模塊與穩(wěn)壓模塊、具備兩個CAN收發(fā)器和一個K線收發(fā)器的總線通訊模塊、7通道低邊驅(qū)動模塊、6路模擬信號采集電路、5路數(shù)字信號采集電路、2路脈沖信號采集電路、主控單片機(jī)及其外圍電路包括復(fù)位電路、調(diào)試接口與電路。
文檔編號G05B19/418GK102079307SQ20111000265
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者尹穎, 張友煥 申請人:北京汽車新能源汽車有限公司