一种纯电动客车的整车控制方法与流程

本发明涉及计电车控制，具体涉及一种纯电动客车的整车控制方法。

背景技术：

1、对于新能源整车控制系统，一般使用c代码和控制模型来实现相关的功能逻辑如cn103010127a和cn205854135u；但c代码可视化差，迭代慢，许多功能逻辑的开发是根据整车的需求开发，没有形成模块化，且不同的功能逻辑都运行在同一周期函数内，导致匹配不同车型时，控制模型改动较大，开发周期变长。由于所有策略都运行在同一函数周期内，随着车型的不断扩展，功能不断的更新迭代，所需求的运行内存越来远大，由此可能会导致硬件的变动，成本的增加，也可能会导致控制器宕机等，影响行驶安全的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有纯电车整车系统存在应用层软件适配性差、功能模块划分不清晰、不同车型控制逻辑开发周期长的问题，提供了一种纯电动客车的整车控制方法，采用模块化实施控制策略，策略模块功能划分清楚，方便纯电动客车控制系统的功能定义、策略实施、数据修改，极大的缩短了新车型的开发周期。

2、为了实现上述目的，本发明提出了一种纯电动客车的整车控制方法，包括信号输入模块、信号处理模块、信号输出模块、上下电控制模块、扭矩管理模块、能量管理模块、热管理模块、附件管理模块和故障管理模块，所述信号输入模块包括硬线信号输入、can信号输入、硬线诊断接口输入和can诊断接口输入，所述信号处理模块包括第一信号处理子模块和第二信号处理子模块，信号处理模块与信号输入模块通信连接，信号处理模块分别与上下电控制模块、扭矩管理模块、能量管理模块、热管理模块、附件管理模块、故障管理模块和信号输出模块通信连接；

3、步骤1：硬线信号输入用于模拟量采集、数字量采集和端口故障诊断，硬线信号输入经过观测量读取模块并通过标定软件读取原始数据，后经过switch标定模块对标定量标定确认最终输入参数，所述参数再经过观测量读取模块输出；

4、步骤2：can信号输入包括整车can、动力can和标定can，数据报文的接收通过canreceive模块导入整车can通讯协议的dbc文件传输can信号 、使用simulink原生模块进行应用层移植，使用封装底层的周期函数库，对每帧报文解析，按照通讯协议要求的周期触发应用层运行；

5、步骤3：信号输入模块将硬线故障信号和can故障信号传递至信号处理模块，第一信号处理子模块对输入信号进行故障诊断；

6、第二信号处理子模块对输入信号进行处理；

7、步骤4：所述上下电管理模块、扭矩管理模块、附件管理模块、能量管理模块、热管理模块、故障诊断模块和信号输出模块接收信号处理模块输出的信号、并执行控制指令。

8、进一步地，所述信号包括：on档信号、start信号、ptc信号、制动踏板信号、油门踏板信号、ac信号、手刹信号、充电唤醒信号和能量回收开关信号。

9、进一步地，步骤2所述can信号输入包括整车can、动力can、标定can；

10、所述动力can用于接收发送mcu数据报文与mcu控制器进行数据交互；

11、所述整车can用于接收、发送bms、空调、多合一、仪表、ats数据报文，用于控制动力电池、多合一和热管理上电工作；

12、所述讯协议要求的周期包括1ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1000ms、2000ms、5000ms、10000ms，其中1ms为应用层运行的最小周期。

13、进一步地，所述硬线故障信号包括接地故障、短路故障和开路故障；

14、can故障信号包括busoff故障；

15、第一信号处理子模块将接地故障、短路故障、开路故障以及busoff故障分别与定义的标定量为“and”关系，用于控制是否启用端口诊断，故障信息输出前再通过所述观测量读取模块对输出的信号做测量。

16、进一步地，所述步骤3包括：

17、所述第二信号处理子模块包括硬线信号输入处理单元和can信号处理单元；

18、硬线信号输入处理单元包括：油门踏板信号处理、制动踏板信号处理、钥匙开关信号处理、手刹信号、ptc信号和能量回收开关信号处理；

19、所述can信号处理单元包括辅助信号处理、bms信号处理、mcu信号处理和其他信号处理；

20、所述其他信号处理包括：多合一信号处理、ac信号处理、仪表信号处理、热管理信号处理和档位信号处理。

21、进一步地，所述步骤4包括：

22、所述上下电管理模块采集信号输出模块输出的钥匙档位状态、整车故障标识符、充电枪状态、充电状态、bms反馈的上高压状态、高压接触器状态、各控制器当前工作状态、下高压指令、mcu主动放电状态、车速信号、档位信号、母线电流、母线电压、电机转速、手刹信号、油门开度信号和制动踏板信号，用于管理上高压流程；

23、所述扭矩管理模块根据输入的油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号、手刹信号、车速信号、mcu工作状态、当前工作模式、当前扭矩、当前转速、允许输出最大扭矩、电池允许持续充/放电功率、电池允许瞬时充/放电功率、整车故障状态和上下电模块当前状态信号控制整车扭矩输出；

24、所述能量管理模块根据输入的电池允许持续充/放电电流、电池允许瞬时充/放电电流、电池电压、mcu母线电流、电机当前扭矩、电机当前转速、dcdc工作电流、ptc工作电流、dcac工作电流和空调工作电流和高压器件工作电流，计算输出各控制器当前功率、电池允许的充放电功率、电机输出功率；

25、根据整车动力需求，实时判断分配给驱动系统的功率是否满足整车动力需求，若满足整车动力需求，分配控制所需功率；

26、若不满足，则控制ptc、空调以及不影响整车行车安全的器件降功率运行，以保证整车动力性；

27、根据电池允许充电功率和各器件用电功率输出驱动电机允许的最大能量回收，允许回收的最大能量信号作为能量回收模块的输入，用于限制最大的能量回收力矩；

28、附件管理模块包括附件管理状态机模块和附件管理模块，所述附件管理状态机根据上下电管理模块所处的状态控制激活附件管理模块，附件状态机模块检测到整车处于ready状态、充电状态，激活dcdc、ac、ptc管理模块输入信号；

29、所述热管理模块根据输入的电池最大温度、电池最小温度、平均温度、目标温度、mcu温度、驱动电机温度、器件温度、水泵工作模式、散热风扇工作状态、冷却机组工作模式、冷却机组工作状态和自加热工作状态信号对电机、电池、电控发热器件做热管理控制；

30、所述故障诊断模块根据输入的硬件端口故障、bms故障、mcu故障、dcdc故障、ac故障、油泵故障、气泵故障、pdu故障和其他故障，做等级划分及故障代码管理。

31、进一步地，所述步骤4还包括：

32、所述信号输出模块分为硬线信号输出和can信号输出；

33、硬线信号输出用于输出bms、mcu、仪表信号的高低边驱动和控制水泵和散热风扇的pwm信号；

34、can信号输出将所有用于交互的can信号通过buscreator依据can矩阵形成总线信号、并通过trigger port模块由上下电模块所处状态触发运行周期。

35、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

36、本发明通过对底层接口函数进行封装，使其可以在matlab/simulink应用层直接调用，其中包括：模拟量、数字量、can接口、硬件接口诊断、不同周期的函数等底层模块；可在搭建应用层控制逻辑时，快速引用。应用层控制逻辑共分为：信号输入模块、信号处理模块、扭矩管理模块、能量管理模块、上下电管理模块、信号输出模块、故障诊断模块、热管理模块和附件控制模块，每个模块都可以根据设计需要进行调用或屏蔽，运行周期可以根据设计需求自由定义，避免所有算法运行在同一周期内。控制器硬件对信号进行采集，通过应用层信号输入模块对采集的模拟量、开关量、can信号进行解析，转化成应用层控制策略搭建所需要的信号；信号处理模块对信号输入模块输出的原始信号，运用算法进行处理，输出策略逻辑搭建所需要的信号；信号处理模块将控制策略搭建所需要的信号输入上下电管理模块、扭矩管理模块、故障处理、附件控制等模块用于控制策略搭建；策略模块输出的控制信号一部分进入故障管理模块进行故障处理、一部分进入信号延时模块对输出信号做延时处理避免部分信号反复调用，形成滞环。最终，所有控制信号通过信号输出模块输出，经硬线或can总线传输到各控制器、传感器、继电器等电器件，进行数据交互，达控制整车的目的。