[發明專利]基于雙CAN總線的混合動力機動平臺控制系統

有效

• 申請號: 202011102137.X
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112224196B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 蘇建強;劉秋麗;劉利強;東洪武;董丹婷;賀偉龍
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: B60W20/10
• 分類號: B60W20/10;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 宋紅賓

1.一種基于雙CAN總線的混合動力機動平臺控制系統，其特征在于，包括：綜合控制單元、發動機控制單元、發電機控制單元、動力電池組管理系統、驅動電機控制單元、駕駛員顯控終端、發動機、發電機、電動機和動力電池；

綜合控制單元通過CAN總線分別連接發動機控制單元、發電機控制單元、動力電池組管理系統、驅動電機控制單元和駕駛員顯控終端；

綜合控制單元、發動機控制單元、發電機控制單元、動力電池組管理系統和驅動電機控制單元以DSP為核心，構建CAN總線通信網絡，實現信息交互；

發動機控制單元與發動機通信連接，發電機控制單元與發電機通信連接，動力電池組管理系統與動力電池通信連接，驅動電機控制單元與電動機通信連接，發動機與發電機機械連接，發電機和動力電池通過直流母線與電動機連接；

綜合控制單元收集駕駛員的各種操作信息，根據駕駛員的操作和車輛當前的狀態解析出駕駛員的意圖；并根據發動機控制單元、發電機控制單元、動力電池組管理系統、驅動電機控制單元和駕駛員顯控終端的反饋數據和當前車輛的運行狀態進行協調，實現能量的分配管理及車輛驅動；

發動機控制單元用于接收綜合控制單元發送的發動機-發電機組分配功率，根據發動機當前轉速查表得到該轉速下的最佳功率，兩者比較后通過對轉速的調節，使發動機工作在優化圖譜附近；

發電機控制單元用于調節發電機輸出電壓，實現對動力電池的充放電控制和能量管理；

動力電池組管理系統用于監測動力電池SOC參數，并反饋SOC參數數據；

驅動電機控制單元用于開關磁阻驅動電動機的控制；

駕駛員顯控終端用于顯示車輛模式和車輛狀態；

所述發電機控制單元采集接收CAN通信接口傳送的母線電壓U_dc、電池電流I_b和能量管理控制策略確定的動力電池分配功率P_{battery_req}，利用母線電壓 U_dc和電池電流I_b計算出電池的實際功率，將其與綜合控制單元發送的動力電池分配功率 P_{battery_req}比較，經PID計算后，輸出發電機的激磁電流，控制發電機輸出電壓的大小，實現對動力電池充放電的控制與平臺能量分配的管理；

發電機控制單元還設計了電池過流保護程序；發電機控制單元設置電池最大允許充電電流I_{b_0}，接收母線電流值后，將其與最大允許充電電流I_{b_0}相比較，如果高于該值，則使勵磁電流變小，從而降低發電機輸出電壓，減少輸出電流，達到保護電池的目的；

發電機控制單元還設計了母線電壓限值流程；當檢測到母線電壓高于電池最高工作電壓U_{b_max}時，通過PID控制發電機輸出電壓保持為電池最高工作電壓U_{b_max}。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙CAN總線的混合動力機動平臺控制系統，其特征在于：發動機控制單元接收CAN總線數據中的發動機-發電機組分配功率，采集發動機實際轉速和母線電流信號，查出當前轉速對應的最佳功率，綜合計算控制發動機油門開度的步進電機脈沖，并把新的轉速信號值與上一采樣周期計算的脈沖數比較，大于該值則正轉，反之則反轉；為了防止油門調節過快引起發動機振蕩，對每次調節步長進行限制。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙CAN總線的混合動力機動平臺控制系統，其特征在于：驅動電機控制單元為了實現對開關磁阻電機的優化控制，根據電機轉速的不同，采用了不同的控制模式：在低速運行時，固定開通角θ_on、關斷角θ_off，采用電流斬波控制；中速時采用電壓PWM控制；高速運行時，改變開通角θ_on、關斷角θ_off，采用角度位置控制；

驅動電機控制單元采集電機轉速信號，接收綜合控制單元程序發送的母線電壓、電流和電機的參考轉矩，計算電機的平均轉矩，給出參考電流值；根據電機速度的不同采用不同的控制算法：當電機轉速低于800rpm時，采用電流斬波控制，當電機轉速滿足800rpm＜n_m1＜1600rpm時，采用電壓PWM控制，否則采用角度位置控制。