一種用于串聯混合動力客車的整車控制器的制作方法

專利名稱：一種用于串聯混合動力客車的整車控制器的制作方法
技術領域：
一種用于串聯混合動力客車的整車控制器技術領域[0001]本實用新型涉及一種整車控制器，尤其是一種用于串聯混合動力客車的整車控 制器。
背景技術：
[0002]為緩解全球能源緊張和排放污染問題，世界各國都在大力研究開發新型節能低 污染或零污染的汽車。隨著經濟的快速發展，我國的許多大城市汽車密集、交通擁擠， 汽車需要頻繁起步停車，對于傳統內燃機汽車，這種變工況運行模式會導致排放差、噪 聲大、油耗率高等問題。因此，開發低排放、低油耗的新能源城市客車已成為當今汽車 工業的緊迫任務。[0003]汽車電子控制技術是新能源汽車的關鍵技術，整車控制器是其中重要的一部 分，它是新能源汽車的控制核心，是整車可靠運行的必要保證。而作為新能源汽車的主 要成員的新能源客車，其運行工況特殊，電子控制系統具有分布廣、信號傳輸距離大， 整車控制器需要具有很強的可靠性。然而，目前現有的整車控制器，在功能和穩定性 上，尚無法滿足新能源客車的需要。實用新型內容[0004]本實用新型的目的在于提供一種控制的可靠性高、穩定性強的用于串聯混合動 力客車的整車控制器。[0005]為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案一種用于串聯混合動力客 車的整車控制器，包括微處理器CPU，微處理器CPU的輸入端分別與模擬量輸入電路、 開關量輸入電路和CAN通訊接口相連，微處理器CPU的輸出端分別與PWM模塊、開關 量輸出電路和通信電路相連，電源管理模塊向微處理器CPU供電。[0006]由上述技術方案可知，本實用新型的微處理器CPU處理速度快，接口資源豐 富，專門面向汽車領域設計接口電路，充分考慮混合動力客車存在的干擾，具有更好的 抗干擾能力和高穩定性。本實用新型功能完備，適用性強，為串聯混合動力汽車整車控 制算法提供了穩定可靠的硬件平臺。微處理器CPU通過外圍電路獲取司機駕駛意圖和控 制參數，根據控制策略，得到相應的控制邏輯和控制量，輸出到相應的執行部件，完成整 車控制；同時，整車控制器還根據采集到的數據，監控整車狀態，存儲故障模式供分析。


[0007]圖1是本實用新型的電路框圖；[0008]圖2是本實用新型的CPU電路板和I/O電路板的連接示意圖。
具體實施方式
[0009]一種用于串聯混合動力客車的整車控制器，包括微處理器CPU 1，微處理器端分別與模擬量輸入電路、開關量輸入電路和CAN通訊接口 5相連，微處 理器CPU 1的輸出端分別與PWM模塊、開關量輸出電路和通信電路相連，電源管理模 塊2向微處理器CPU 1供電，如圖1所示。所述的微處理器CPU 1包括1MB Flash存儲 器、512KB SRAM存儲器、U8KB掉電不丟失存儲器、實時時鐘。所述1MB Flash存儲 器用于用戶程序存儲，512KB SRAM存儲器用于片內SRAM擴展，U8KB掉電不丟失存 儲器用于監控、故障數據存儲。[0010]如圖1所示，所述的微處理器CPU 1采用MPC55XX 32位微處理器，MPC55xx 32位微處理器集成了 e200z3內核，滿足復雜控制算法的實時實現；包含64KB內部 SRAM, 1MB片內Flash Memory,滿足大量數據的存儲；提供32路eDMA，32路 eTPU, 24 路 eMIOS，2 路 SCI，2 路 FlexCAN, 3 路 DSPI，40 路 eQADC，中斷控制器， 以及JTAG、Nexus調試接口的等功能模塊，系統接口資源豐富，增強了 CPU電路板6的 通用性。MPC55xx32位微處理器為3 腳的BGA封裝，可以在_40°C至150°C范圍內工 作，系統時鐘可達到80MHz，內部邏輯供電1.5V，輸入/輸出供電3.3V、5V，外部總線 接口支持1.6V 3.6V操作。[0011]如圖1所示，所述的模擬量輸入電路包括模擬量輸入接口以及與其相連的模擬 量濾波放大電路3，微處理器CPU 1的eQADC模塊與模擬量濾波放大電路3相連；所述 的開關量輸入電路包括開關量輸入接口以及與其相連的開關量濾波箝位電路4，開關量濾 波箝位電路4通過光電隔離電路與微處理器CPUl的I/O端口相連；所述的CAN通訊接 口 5接整車CAN總線，并與微處理器CPU 1的FlexCAN模塊相連。CAN通訊接口 5負 責與汽車各部件控制器通信，由于MPC55XX 32位微處理器集成了兩個CAN2.0B總線控 制器，所以無需額外添加片外CAN控制器。模擬量輸入接口主要采集駕駛員加速踏板信 號，駕駛員剎車踏板信號，發電機電流信號，母線電壓信號和母線電流信號；開關量輸 入接口主要采集KEYSTART、空檔開關、前進檔開關、倒檔開關、駐車開關、數字診斷 開關、診斷刪除開關、空氣斷路器閉合反饋、主副接觸器閉合反饋、水溫報警開關、發 動機運行開關、發動機關閉開關、ABSWORK開關、ASRWORK開關和APKICKDWN開 關。[0012]如圖1所示，所述的PWM模塊包括光電隔離電路以及與其相連的PWM輸出接 口，微處理器CPUl的eMIOS模塊與光電隔離電路相連；所述的開關量輸出電路包括光 電隔離電路以及與其相連的開關量輸出接口，微處理器CPU 1的eTPU模塊與光電隔離電 路相連；所述的通信電路包括光電隔離電路以及與其相連的RS232通訊接口，微處理器 CPU 1的SCI串行通信模塊與光電隔離電路相連。所述的電源管理模塊2提供1.5V直流 電至微處理器CPU 1的微處理器核，提供3.3V直流電至微處理器CPU 1的外圍模塊和存 儲器供電，提供5V隔離電源至CAN通訊接口 5。SCI串行通信模塊使用MAX323&se作 為RS-232收發器，符合R^232通信標準，實現電平轉換，與PC機通信，方便實現基于 串口的用戶參數在線標定和診斷。開關量輸出接口主要包括正常輸出、警告輸出、電機 制動輸出、倒車信號輸出、發動機啟動輸出、發動機停止輸出、故障輸出、發動機風扇 輸出、主正接觸器閉合、主副接觸器閉合、預充電接觸器閉合、電機風扇控制輸出、水 泵控制輸出等；2路PWM輸出PWM輸出接口，一路提供SPEEDPWM信號，一路作為 備用輸出；2路采用光耦隔離的RS232接口，一路用于特殊設備控制，一路用在線診斷、4調試，實現基于串口的程序下載和數據傳輸。[0013]如圖2所示，所述的微處理器CPUl及其擴展的外部存儲器、電源管理模塊2、 CAN通訊接口 5以及RS232通訊接口焊接在CPU電路板6上，所述的模擬量濾波放大電 路3、開關量濾波箝位電路4、模擬量輸入接口、開關量輸入接口、PWM輸出接口、開 關量輸出接口以及光電隔離電路焊接在I/O電路板7上，所述的CPU電路板6通過64針 接插件8與I/O電路板7相連。CPU電路板6其主要功能是采集汽車各類信號，與汽車 各部件控制器通信，對數據信息進行分析處理，監測汽車整車和部件狀態并進行相應的 故障處理，依據控制策略發送各種控制信號到相應的部件控制器并由其控制各部件正確 運行。I/O電路板7主要完成電源管理和輸入輸出信號處理。[0014]本實用新型的CPU電路板6的主控制器選用MPC55XX 32位微處理器，處理速度 快，接口資源豐富；專門面向汽車領域設計接口電路，充分考慮混合動力客車存在的干 擾，具有更好的抗干擾能力和高穩定性；各種開關量、模擬量輸入輸出接口，CAN通訊 接口 5和RS232接口，接口豐富且留有裕量，具有很好的適用性；集成度高，采用CPU 電路板6與I/O電路板7接插連接，減少占用空間，維護方便；該控制器功能完備，適用 性強，為串聯混合動力汽車整車控制算法提供了穩定可靠的硬件平臺。
權利要求1.一種用于串聯混合動力客車的整車控制器，包括微處理器CPU(I)，微處理器 CPU(I)的輸入端分別與模擬量輸入電路、開關量輸入電路和CAN通訊接口( 相連， 微處理器CPU(I)的輸出端分別與PWM模塊、開關量輸出電路和通信電路相連，電源管 理模塊O)向微處理器CPU(I)供電。
2.根據權利要求1所述的用于串聯混合動力客車的整車控制器，其特征在于所述 的微處理器CPU(I)采用MPC55XX 32位微處理器，所述的模擬量輸入電路包括模擬量 輸入接口以及與其相連的模擬量濾波放大電路(3)，微處理器CPU(I)的eQADC模塊與 模擬量濾波放大電路C3)相連；所述的開關量輸入電路包括開關量輸入接口以及與其相 連的開關量濾波箝位電路G)，開關量濾波箝位電路(4)通過光電隔離電路與微處理器 CPU(I)的I/O端口相連；所述的CAN通訊接口(5)接整車CAN總線，并與微處理器 CPU(I)的FkxCAN模塊相連。
3.根據權利要求1所述的用于串聯混合動力客車的整車控制器，其特征在于所述 的PWM模塊包括光電隔離電路以及與其相連的PWM輸出接口，微處理器CPU(I)的 eMIOS模塊與光電隔離電路相連；所述的開關量輸出電路包括光電隔離電路以及與其相 連的開關量輸出接口，微處理器CPU(I)的eTPU模塊與光電隔離電路相連；所述的通信 電路包括光電隔離電路以及與其相連的RS232通訊接口，微處理器CPU(I)的SCI串行通 信模塊與光電隔離電路相連。
4.根據權利要求1所述的用于串聯混合動力客車的整車控制器，其特征在于所述 的微處理器CPU(I)擴展的外部存儲器包括1MB Flash存儲器、512KB SRAM存儲器、 128KB掉電不丟失存儲器、實時時鐘。
5.根據權利要求1或3或4所述的用于串聯混合動力客車的整車控制器，其特征在 于所述的電源管理模塊( 提供1.5V直流電至微處理器CPU(I)的微處理器核，提供 3.3V直流電至微處理器CPU(I)的外圍模塊和存儲器供電，提供5V隔離電源至CAN通 訊接口 (5)。
6.根據權利要求2或3所述的用于串聯混合動力客車的整車控制器，其特征在于所 述的微處理器CPU(I)及其擴展的外部存儲器、電源管理模塊O)、CAN通訊接口(5)以 及RS232通訊接口焊接在CPU電路板(6)上，所述的模擬量濾波放大電路(3)、開關量 濾波箝位電路G)、模擬量輸入接口、開關量輸入接口、PWM輸出接口、開關量輸出接 口以及光電隔離電路焊接在I/O電路板(7)上，所述的CPU電路板(6)通過64針接插件 ⑶與I/O電路板(7)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于串聯混合動力客車的整車控制器，包括微處理器CPU，微處理器CPU的信號輸入端分別與模擬量輸入電路、開關量輸入電路和CAN通訊接口相連，微處理器CPU的信號輸出端分別與PWM模塊、開關量輸出電路和通信電路相連，電源管理模塊向微處理器CPU供電。本實用新型的微處理器CPU處理速度快，接口資源豐富，專門面向汽車領域設計接口電路，充分考慮混合動力客車存在的干擾，具有更好的抗干擾能力和高穩定性。本實用新型功能完備，適用性強，為串聯混合動力汽車整車控制算法提供了穩定可靠的硬件平臺。
文檔編號G05B19/04GK201812166SQ20102053675
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者丁傳記, 凌青, 吳剛, 李韌, 王少凱, 王江安, 石春, 秦琳琳, 陳順東 申請人:中國科學技術大學, 安徽安凱汽車股份有限公司