Krmilnik vozila vključuje dve glavni komponenti, strojno in programsko opremo.Njegovo osnovno programsko opremo in programe običajno razvijejo proizvajalci, medtem ko lahko dobavitelji avtomobilskih delov zagotovijo strojno opremo za krmiljenje vozil in osnovne gonilnike.Na tej stopnji se tuje raziskave o krmilniku vozila za povsem električna vozila osredotočajo predvsem na povsem električna vozila, ki jih poganja v kolesumotorji.Pri povsem električnih vozilih z enim motorjem običajno ni opremljeno s krmilnikom vozila, temveč se krmilnik motorja uporablja za krmiljenje vozila.Mnoga velika tuja podjetja lahko zagotovijo zrele rešitve za krmiljenje vozil, kot so Continental, Bosch, Delphi itd.
1. Sestava in načelo delovanja krmilnika vozila
Sistem za nadzor vozila čisto električnega vozila je v glavnem razdeljen na dve shemi: centraliziran nadzor in porazdeljen nadzor.
Osnovna ideja centraliziranega nadzornega sistema je, da krmilnik vozila sam dokonča zbiranje vhodnih signalov, analizira in obdela podatke v skladu s strategijo nadzora, nato pa neposredno izda krmilne ukaze vsakemu aktuatorju za normalno vožnjo čisto električno vozilo.Prednosti centraliziranega nadzornega sistema so centralizirana obdelava, hitra odzivnost in nizki stroški;slabost je, da je vezje zapleteno in ni enostavno odvajati toplote.
Osnovna zamisel porazdeljenega krmilnega sistema je, da krmilnik vozila zbere nekaj voznikovih signalov in komunicira s krmilnikom motorja in sistemom za upravljanje baterije prek vodila CAN.Krmilnik motorja oziroma sistem za upravljanje baterije zbirata signale vozila prek vodila CAN.posredovan krmilniku vozila.Krmilnik vozila analizira in obdeluje podatke v skladu z informacijami o vozilu in v kombinaciji s strategijo nadzora.Ko krmilnik motorja in sistem za upravljanje akumulatorja prejmeta krmilni ukaz, nadzorujeta delovanje motorja in praznjenje akumulatorja glede na podatke o trenutnem stanju motorja in akumulatorja.Prednosti porazdeljenih krmilnih sistemov so modularnost in majhna kompleksnost;pomanjkljivost je relativno visok strošek.
Shematski diagram tipičnega porazdeljenega krmilnega sistema vozila je prikazan na spodnji sliki.Zgornja plast sistema za nadzor vozila je krmilnik vozila.Krmilnik vozila sprejema informacije krmilnika motorja in sistema za upravljanje baterije prek vodila CAN ter zagotavlja informacije krmilniku motorja in bateriji.Sistem za upravljanje in sistem za prikaz informacij v vozilu pošiljata krmilne ukaze.Krmilnik motorja in sistem za upravljanje baterije sta odgovorna za spremljanje in upravljanje pogonskega motorja in napajalne baterijepaket, sistem za prikazovanje informacij v vozilu pa se uporablja za prikaz trenutnih informacij o stanju vozila.
Shematski diagram tipičnega porazdeljenega krmilnega sistema vozila
Spodnja slika prikazuje načelo sestave popolnoma električnega krmilnika vozila, ki ga je razvilo podjetje.Strojno vezje krmilnika vozila vključuje module, kot so mikrokrmilnik, kondicioniranje količine stikala, analogno kondicioniranje količine, relejni pogon, hitri vmesnik vodila CAN in napajalna baterija.
Shematski diagram sestave popolnoma električnega krmilnika vozila, ki ga je razvilo podjetje
(1) Mikrokrmilniški modul Mikrokrmilniški modul je jedro krmilnika vozila.Glede na funkcijo krmilnika vozila za čisto električno vozilo in zunanje okolje njegovega delovanja mora mikrokrmilniški modul imeti visoko hitrost obdelave podatkov, bogate značilnosti vmesnika strojne opreme, nizke stroške in visoko zanesljivost.
(2) Modul za spreminjanje količine stikala Modul za spreminjanje količine stikala se uporablja za pretvorbo ravni in oblikovanje vhodne količine stikala, katerega en konec je povezan z množico senzorjev količine stikala., drugi konec pa je povezan z mikrokrmilnikom.
(3) Analogni klimatski modul Analogni klimatski modul se uporablja za zbiranje analognih signalov stopalke za plin in zavornega pedala ter njihovo pošiljanje v mikrokrmilnik.
(4) Relejni pogonski modul Relejni pogonski modul se uporablja za krmiljenje množice relejev, katerih en konec je povezan z mikrokrmilnikom preko optoelektronskega izolatorja, drugi konec pa je povezan z množico relejev.
(5) Hitri vmesniški modul CAN vodila Vmesniški modul hitrega CAN vodila se uporablja za zagotavljanje hitrega vmesnika CAN vodila, katerega en konec je povezan z mikrokrmilnikom prek optoelektronskega izolatorja, drugi konec pa je povezan na sistemsko hitro vodilo CAN.
(6) Napajalni modul Napajalni modul zagotavlja izolirano napajanje za mikroprocesor ter vsak vhodni in izhodni modul, nadzoruje napetost baterije in je povezan z mikrokrmilnikom.
Krmilnik vozila upravlja, usklajuje in spremlja vse vidike napajalne verige električnega vozila, da izboljša učinkovitost izrabe energije vozila ter zagotovi varnost in zanesljivost.Krmilnik vozila zbira voznikov vozni signal, pridobiva ustrezne informacije o sistemu pogonskega motorja in napajalne baterije prek vodila CAN, analizira in izračuna ter daje krmiljenju motorja in navodila za upravljanje baterije prek vodila CAN, da realizira nadzor pogona vozila in nadzor optimizacije energije.in nadzor rekuperacije zavorne energije.Krmilnik vozila ima tudi celovito funkcijo instrumentnega vmesnika, ki lahko prikaže informacije o stanju vozila;ima popolno diagnostiko napak in funkcije obdelave;ima prehod vozila in funkcije upravljanja omrežja.
2. Osnovne funkcije krmilnika vozila
Krmilnik vozila zbira informacije o vožnji, kot so signal pedala za plin, signal pedala zavore in signal prestavnega stikala, in hkrati sprejema podatke, ki jih pošiljata krmilnik motorja in sistem za upravljanje baterije na vodilu CAN, ter analizira informacije v kombinaciji s strategijo krmiljenja vozila in presoje, izlušči voznikovo namero vožnje in informacije o stanju vožnje ter končno pošlje ukaze prek vodila CAN za nadzor dela vsakega krmilnika komponente za zagotovitev normalne vožnje vozila.Krmilnik vozila mora imeti naslednje osnovne funkcije.
(1) Funkcija krmiljenja vožnje vozila Pogonski motor električnega vozila mora oddajati pogonski ali zavorni navor glede na voznikovo namero.Ko voznik pritisne na stopalko za plin ali zavoro, mora pogonski motor proizvesti določeno pogonsko moč ali regenerativno zavorno moč.Večja kot je odprtina pedala, večja je izhodna moč pogonskega motorja.Zato bi moral upravljavec vozila razumno razložiti voznikovo delovanje;prejemanje povratnih informacij od podsistemov vozila za zagotavljanje povratnih informacij o odločanju za voznika;in pošiljanje krmilnih ukazov podsistemom vozila, da se doseže normalna vožnja vozila.
(2) Omrežno upravljanje celotnega vozila Krmilnik vozila je eden izmed mnogih krmilnikov električnih vozil in vozlišče v vodilu CAN.Pri upravljanju omrežja vozil je krmilnik vozila središče nadzora informacij, odgovoren za organizacijo in prenos informacij, spremljanje statusa omrežja, upravljanje omrežnih vozlišč ter diagnosticiranje in obdelavo napak omrežja.
(3) Rekuperacija zavorne energije Pomembna lastnost popolnoma električnih vozil, ki se razlikuje od vozil z motorjem z notranjim zgorevanjem, je, da lahko rekuperirajo zavorno energijo.To se doseže z delovanjem motorja popolnoma električnih vozil v stanju regenerativnega zaviranja.Analiza krmilnika vozila Voznikova namera zaviranja, stanje napajalne baterije in informacije o stanju pogonskega motorja v kombinaciji s strategijo nadzora rekuperacije zavorne energije pošiljajo ukaze za način motorja in ukaze navora krmilniku motorja pod pogoji rekuperacije zavorne energije, tako da da pogon Motor deluje v načinu za ustvarjanje električne energije, energija, pridobljena z električnim zaviranjem, pa je shranjena v napajalnem akumulatorskem paketu, ne da bi to vplivalo na zavorno zmogljivost, tako da se doseže rekuperacija zavorne energije.
(4) Upravljanje energije v vozilu in optimizacija V povsem električnih vozilih napajalna baterija ne napaja samo pogonskega motorja, ampak tudi napaja električno dodatno opremo.Da bi torej dosegli največji doseg vožnje, bo krmilnik vozila odgovoren za celotno napajanje vozila.Upravljanje z energijo za izboljšanje izrabe energije.Ko je vrednost SOC baterije razmeroma nizka, bo krmilnik vozila poslal ukaze nekaterim električnim dodatkom za omejitev izhodne moči električnih pripomočkov za povečanje dosega vožnje.
(5) Spremljanje in prikazovanje statusa vozila Podatki, kot so moč, skupna napetost, napetost celice, temperatura akumulatorja in napaka, nato pa te informacije v realnem času pošljejo sistemu za prikaz informacij o vozilu prek vodila CAN za prikaz.Poleg tega krmilnik vozila redno zaznava komunikacijo vsakega modula na vodilu CAN.Če ugotovi, da vozlišče na vodilu ne more normalno komunicirati, prikaže informacije o napaki na sistemu za prikaz informacij o vozilu in sprejme razumne ukrepe za ustrezne izredne razmere.obdelavo za preprečevanje pojava ekstremnih pogojev, tako da lahko voznik neposredno in natančno pridobi informacije o trenutnem stanju delovanja vozila.
(6) Diagnostika in obdelava napak Nenehno spremljajte elektronski nadzorni sistem vozila za diagnosticiranje napak.Indikator napake prikazuje kategorijo napake in nekatere kode napak.Glede na vsebino napake pravočasno izvedite ustrezno obdelavo varnostne zaščite.Pri manj resnih okvarah je možna vožnja z nizko hitrostjo do bližnje vzdrževalne postaje za vzdrževanje.
(7) Zunanje upravljanje polnjenja realizira povezavo polnjenja, spremlja postopek polnjenja, poroča o statusu polnjenja in konča polnjenje.
(8) Spletna diagnostika in odkrivanje diagnostične opreme brez povezave je odgovorna za povezavo in diagnostično komunikacijo z zunanjo diagnostično opremo ter izvaja diagnostične storitve UDS, vključno z branjem podatkovnih tokov, branjem in brisanjem kod napak ter odpravljanjem napak nadzornih vrat .
Spodnja slika je primer popolnoma električnega krmilnika vozila.Ugotavlja voznikovo namero z zbiranjem kontrolnih signalov med vožnjo in polnjenjem, upravlja in razporeja elektronsko krmilno opremo vozila prek vodila CAN ter uporablja različne modele za različne modele.Strategija nadzora za uresničitev nadzora pogona vozila, nadzora optimizacije energije, nadzora rekuperacije zavorne energije in upravljanja omrežja.Krmilnik vozila uporablja tehnologije, kot so mikroračunalnik, inteligentni pogon napajanja in vodilo CAN, in ima značilnosti dobrega dinamičnega odziva, visoke natančnosti vzorčenja, močne zmožnosti proti motnjam in dobre zanesljivosti.
Primer čisto električnega krmilnika vozila
3. Zahteve za načrtovanje krmilnika vozila
Senzorji, ki neposredno pošiljajo signale krmilniku vozila, vključujejo senzor pedala za plin, senzor zavornega pedala in prestavno stikalo, pri čemer senzor pedala za plin in senzor zavornega pedala oddajata analogne signale, izhodni signal prestavnega stikala pa je signal stikala.Krmilnik vozila posredno nadzoruje delovanje pogonskega motorja ter polnjenje in praznjenje napajalne baterije s pošiljanjem ukazov krmilniku motorja in sistemu za upravljanje baterije ter realizira vklop/izklop vgrajenega modula s krmiljenjem glavnega releja. .
Glede na sestavo krmilne mreže vozila in analizo vhodnih in izhodnih signalov krmilnika vozila bi moral krmilnik vozila izpolnjevati naslednje tehnične zahteve.
① Pri načrtovanju vezja strojne opreme je treba v celoti upoštevati vozno okolje električnega vozila, posvetiti pozornost elektromagnetni združljivosti in izboljšati sposobnost proti motnjam.Krmilnik vozila mora imeti določeno samozaščitno sposobnost v programski in strojni opremi, da prepreči pojav ekstremnih situacij.
② Krmilnik vozila mora imeti dovolj V/I vmesnikov, da lahko hitro in natančno zbira različne vhodne informacije, in vsaj dva A/D kanala za pretvorbo za zbiranje signalov pedala za plin in signalov pedala zavore.Digitalni vhodni kanal se uporablja za zbiranje signala prestave vozila in mora obstajati več izhodnih kanalov pogonskega signala za krmiljenje releja vozila.
③ Krmilnik vozila mora imeti različne komunikacijske vmesnike.Komunikacijski vmesnik CAN se uporablja za komunikacijo s krmilnikom motorja, sistemom za upravljanje baterije in sistemom za prikaz informacij o vozilu.Za komunikacijo z gostiteljskim računalnikom se uporablja komunikacijski vmesnik RS232, komunikacijski vmesnik RS-485 pa je rezerviran./422 komunikacijski vmesnik, ki je lahko združljiv z napravami, ki ne podpirajo CAN komunikacije, kot so nekateri modeli avtomobilskih zaslonov na dotik.
④ V različnih razmerah na cesti bo avto naletel na različne udarce in tresljaje.Krmilnik vozila mora imeti dobro odpornost na udarce, da se zagotovi zanesljivost in varnost avtomobila.
Čas objave: Nov-09-2022