CN108973978A - 一种混合动力汽车控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车控制***,包括控制单元芯片、调理电路模块、温度传感器模块、蓄电池模块、启动信号模块、晶振模块、复位电路模块、电源电路模块、上位机模块、和CAN接口电路模块,所述蓄电池模块、启动信号模块和晶振模块的输出端均通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输出端连接有输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号。利用CAN接口电路模块控制输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号之间的切换,复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,提高了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车控制技术领域,具体为一种混合动力汽车控制***。
背景技术
混合动力汽车主要通过以下途径达到节能和降低排放的目的:
(1)减小内燃机的排量。以某普通5座轿车为例,其传统车型配置1.7L汽油机,而其轻度混合混合动力版本汽车却只需配置1.3L汽油机。
(2)怠速停机。由于采用了高效率的电机和小排量内燃机,内燃机快速起动得到保证。因此当无需发动机出功时,内燃机可立即断油停机,免除了怠速运转。
(3)制动能量回收。其作用相当于重型车辆的电力缓速器:车轮拖动电机旋转,电机工作于发电机模式,其输出电流经逆变器变换后可用于对电池堆的充电。
(4)优化运行区域。通过内燃机和电机的合理配置,内燃机可以最大限度地避开低效率运行区。例如,借助电机的加速助力,内燃机在全负荷下仍可按化学当量燃烧;减小内燃机运行速度区域,以便实现高效润滑,减少节流损失等。
混合动力汽车的动力一般来自热机和电机。就热机而言,除汽油机和柴油机这两中常见的车用热力机器外,在美国PNGV项目中,GM、Ford、DC还分别研制了混合动力汽车专用的斯特林发动机和燃气轮机。但其研究结论明确表示燃气轮机和斯特林发动机型HEV难以在可预见的将来进入市场。在能量储存方面,尽管超级电容和高速碳纤维飞轮在比功率方面有其优势,高性能动力电池在可预见地将来仍将主导市场。但是现有混合动力汽车与现有内燃机***的控制部分兼容性较差,为了满足混合动力的控制要求,需要从总体上重新设计控制***,升级困难,工作量大,因此导致成本居高不下。
为此,申请号为CN200310124511.6公开了一种混合动力汽车控制***,所述混合动力汽车的动力由内燃机和电机提供,包括:发动机电子控制单元,其通过控制电子节气门的开度来调整内燃机的输出扭矩;混合动力控制单元,其确定内燃机与电机的输出扭矩并指示发动机电子控制单元对内燃机的输出扭矩作相应的调整;以及控制器区域(CAN)总线,所述发动机电子控制单元和混合动力控制单元通过接入CAN总线实现相互之间的通信。该发明的混合动力汽车控制***具有与现有内燃机***控制部分极佳的兼容性,无需从总体上重新设计原有控制***而仅需作局部修改,减少了工作量,加快了开发进度,使设计成本大幅度降低。
但是上述方案仍然具有一定的缺陷,可靠性差,无法及时的控制输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号之间的切换,具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力汽车控制***,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种混合动力汽车控制***,包括控制单元芯片、调理电路模块、温度传感器模块、蓄电池模块、启动信号模块、晶振模块、复位电路模块、电源电路模块、上位机模块、和CAN接口电路模块,其特征在于:所述控制单元芯片通过调理电路模块连接到车速传感器块、发动机转速传感器模块、油门踏板位置传感器模块和制动踏板位置传感器模块,所述调理电路模块、复位电路模块、电源电路模块和CAN接口电路模块的输出端均连接到控制单元芯片的输入端,所述蓄电池模块、启动信号模块和晶振模块的输出端均通过串口连接到控制单元芯片,所述上位机模块的输出端通过RS232连接到控制单元芯片,所述控制单元芯片采用TMS320F2812,所述CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输出端连接有输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种混合动力汽车控制***,所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环倍频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种混合动力汽车控制***,所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环分频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种混合动力汽车控制***,TMS320F2812控制单元芯片内部提供了12位精度A/D转换模块,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,A/D转换采用TMS320F2812自带的A/D转换接口。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种混合动力汽车控制***,TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种混合动力汽车控制***,所述复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明一种混合动力汽车控制***,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,温度传感器模块用于采集温度数据,蓄电池模块用于为控制单元芯片提供电能,CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,利用CAN接口电路模块控制输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号之间的切换,复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试,提高了可靠性,TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输,减少无线通信的干扰,具有很高的实用性,大大提升了该一种混合动力汽车控制***的使用功能性,保证其使用效果和使用效益,适合广泛推广。
附图说明
图1为本发明一种混合动力汽车控制***的***框图;
图2为本发明一种混合动力汽车控制***的AD转换流程图;
图3为本发明一种混合动力汽车控制***的复位电路模块电路图;
图4为本发明一种混合动力汽车控制***的晶振电路模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:一种混合动力汽车控制***,包括控制单元芯片、调理电路模块、温度传感器模块、蓄电池模块、启动信号模块、晶振模块、复位电路模块、电源电路模块、上位机模块、和CAN接口电路模块,其特征在于:所述控制单元芯片通过调理电路模块连接到车速传感器块、发动机转速传感器模块、油门踏板位置传感器模块和制动踏板位置传感器模块,所述调理电路模块、复位电路模块、电源电路模块和CAN接口电路模块的输出端均连接到控制单元芯片的输入端,所述蓄电池模块、启动信号模块和晶振模块的输出端均通过串口连接到控制单元芯片,所述上位机模块的输出端通过RS232连接到控制单元芯片,所述控制单元芯片采用TMS320F2812,所述CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输出端连接有输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号。
具体的,所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环倍频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
具体的,TMS320F2812控制单元芯片内部提供了12位精度A/D转换模块,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,A/D转换采用TMS320F2812自带的A/D转换接口。
具体的,TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输。
具体的,所述复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试。
实施例2
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:一种混合动力汽车控制***,包括控制单元芯片、调理电路模块、温度传感器模块、蓄电池模块、启动信号模块、晶振模块、复位电路模块、电源电路模块、上位机模块、和CAN接口电路模块,其特征在于:所述控制单元芯片通过调理电路模块连接到车速传感器块、发动机转速传感器模块、油门踏板位置传感器模块和制动踏板位置传感器模块,所述调理电路模块、复位电路模块、电源电路模块和CAN接口电路模块的输出端均连接到控制单元芯片的输入端,所述蓄电池模块、启动信号模块和晶振模块的输出端均通过串口连接到控制单元芯片,所述上位机模块的输出端通过RS232连接到控制单元芯片,所述控制单元芯片采用TMS320F2812,所述CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输出端连接有输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号。
具体的,所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环分频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
具体的,TMS320F2812控制单元芯片内部提供了12位精度A/D转换模块,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,A/D转换采用TMS320F2812自带的A/D转换接口。
具体的,TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输。
具体的,所述复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试。
工作原理:本发明一种混合动力汽车控制***,使用时,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,温度传感器模块用于采集温度数据,蓄电池模块用于为控制单元芯片提供电能,CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,利用CAN接口电路模块控制输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号之间的切换,复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试,提高了可靠性,TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输,减少无线通信的干扰。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种混合动力汽车控制***,包括控制单元芯片、调理电路模块、温度传感器模块、蓄电池模块、启动信号模块、晶振模块、复位电路模块、电源电路模块、上位机模块、和CAN接口电路模块,其特征在于:所述控制单元芯片通过调理电路模块连接到车速传感器块、发动机转速传感器模块、油门踏板位置传感器模块和制动踏板位置传感器模块,所述调理电路模块、复位电路模块、电源电路模块和CAN接口电路模块的输出端均连接到控制单元芯片的输入端,所述蓄电池模块、启动信号模块和晶振模块的输出端均通过串口连接到控制单元芯片,所述上位机模块的输出端通过RS232连接到控制单元芯片,所述控制单元芯片采用TMS320F2812,所述CAN接口电路模块的输入端通过串口连接到控制单元芯片,所述CAN接口电路模块的输出端连接有输出发动机控制信号、输出蓄电池控制信号、输出电机控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车控制***,其特征在于:所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环倍频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车控制***,其特征在于:所述晶振模块采用内部振荡器方式,选用30M的外部晶振,主要用来控制DSP内核的工作频率,外部提供一个参考时钟输入,经过锁向环分频后提供给DSP内核,2812DSP有4位倍频位,能够实现0.5~10倍的倍频。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车控制***,其特征在于:TMS320F2812控制单元芯片内部提供了12位精度A/D转换模块,直接采用A/D转换模块进行模拟信号采集,A/D转换模块将加速踏板行程、制动踏板行程等模拟信号转换数字信号,用于CPU处理,A/D转换采用TMS320F2812自带的A/D转换接口。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车控制***,其特征在于:TMS320F2812控制单元芯片内置CAN2.0控制器,CAN总线收发器采用的型号是SN65HVD230,CAN总线收发器将CANTX、CANRX信号转化为CANH、CANL信号,并在在CAN总线上传输。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车控制***,其特征在于:所述复位电路模块使用RC电路保证DSP芯片可靠复位,并提供手动复位按钮,方便调试。
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