純電動(dòng)車整車控制器設(shè)計(jì)與失效性分析方法研究.pdf

1、隨著能源消耗、環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,純電動(dòng)汽車是未來汽車發(fā)展方向之一。本文以純電動(dòng)汽車中整車控制器為研究對(duì)象,主要研究了整車控制器的硬件設(shè)計(jì),并對(duì)其部分電路進(jìn)行了失效性分析方法研究,且為整車控制器中雙MCU間的SPI通信設(shè)計(jì)了上層通信協(xié)議,最后,針對(duì)車輛坡路起車存在倒溜現(xiàn)象,依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)方法為其設(shè)計(jì)坡路起車控制器。
　　在整車控制器的硬件設(shè)計(jì)過程中,首先分析了各個(gè)模塊的功能,然后對(duì)每個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),這其中包括信號(hào)采集

2、模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、CAN收發(fā)模塊以及微控制器(MCU)模塊。分析了輸入給整車控制器的信號(hào)流,并對(duì)信號(hào)采集的濾波電路進(jìn)行了設(shè)計(jì);對(duì)于外圍驅(qū)動(dòng)部分,對(duì)其設(shè)計(jì)了可靠并帶帶診斷功能的電路;為了實(shí)現(xiàn)與其他電子控制單元間的通信,對(duì)其設(shè)計(jì)CAN收發(fā)電路。最后,為了提高整車控制器可靠性,對(duì)電路中關(guān)鍵電路及微控制器設(shè)計(jì)了冗余電路,對(duì)其量產(chǎn)投入使用有著促進(jìn)作用。
　　在硬件設(shè)計(jì)過程中,對(duì)其進(jìn)行失效性分析對(duì)提高整車控制器可靠性有著重要影響。分析整車控制器

3、中單元電路的器件的可能存在的失效模式、失效機(jī)理以及每種失效模式下可能對(duì)整車控制器單元電路帶來的影響及危害。最后,針對(duì)可能產(chǎn)生的后果及危害,提出可能的采取有效改進(jìn)措施,從而提高其可靠性。
　　由于對(duì)整車控制器采取雙MCU的冗余設(shè)計(jì),對(duì)于其雙MCU間的通信問題,首先簡(jiǎn)單介紹了SPI基本通信原理,基于SPI沒有規(guī)定應(yīng)答機(jī)制的考慮,為主、從MCU間的通信設(shè)計(jì)上層通信協(xié)議,包括定義了其報(bào)文格式、數(shù)據(jù)內(nèi)容、緩沖區(qū)大小以及握手信號(hào)等。最后對(duì)其通

4、信函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　文章最后,在其他控制策略已開發(fā)完成的基礎(chǔ)上,針對(duì)純電動(dòng)汽車坡路起車存在倒溜現(xiàn)象,為使車輛在起車過程中按照預(yù)定的車速曲線平滑起車,在分析車輛縱向動(dòng)力學(xué)及輪胎動(dòng)力學(xué)的模型基礎(chǔ)上,建立了簡(jiǎn)化的非線性車輛模型,并對(duì)所建立的模型在高精度車輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件veDYNA中進(jìn)行了驗(yàn)證,依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,為建立的模型設(shè)計(jì)滑模變結(jié)構(gòu)控制器,并將設(shè)計(jì)的控制器按不同工況下在veDYNA中進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制器