嵌入式混合动力汽车总成控制系统的设计与研究

【摘要】： 汽车从一百多年前诞生以来,经过不断的发展,如今已成为我们日常工作生活中不可缺少的部分。与此同时,能源减少、污染加剧已经成为当今发达国家和发展中国家必须解决的问题。从汽车环保及改善性能角度来说,理想的零排放或低排放的电动汽车成为最主要的选择之一。电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种形式。混合动力电动汽车(HEV)是将新老技术结合的最可行的产物,它不仅具有纯电动汽车的低排放和高效率的性能,而且具有传统燃油汽车的行驶里程长和燃料补充快速的特点。因此混合动力电动汽车成为当前解决节能、环保问题切实可行的方案。 本文以并联混合动力汽车动力总成控制系统为研究对象,以PHILIPS公司的ARM7系列的LPC2294微控制器为核心,进行了外围模块接口电路的设计,建立了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统平台,对应用层任务进行了设计和调试。通过组建CAN网络,实现了总成控制器与各控制单元节点的通信。主要的工作内容如下: 首先对混合动力汽车的分类作了介绍,选择双轴并联式混合动力汽车作为研究对象,分析了整车设计的性能要求;阐述了混合动力汽车的工作模式,及在不同工况下工作模式的转换;提出了混合动力汽车的控制结构组成,并对各个组成单元作了详细的说明。 其次在对混合动力汽车控制策略分析的基础上,提出了控制策略的主要控制目标和能源分配方式,并以ADVISOR仿真软件为工具,通过一系列仿真设计计算,仿真结果证明混合动力汽车控制策略切实可行。 再次在硬件设计部分,选定了LPC2294作为总成控制器主芯片,对总成控制器的输入输出信号进行了详细的划分;对总成控制器电源模块、复位电路、A/D转换电路、D/A转换电路、RS232串行口通信电路、开关量接口电路、PWM控制电路、JTAG接口电路、CAN通信电路等进行了详细的设计。在软件设计部分,实现了实时操作系统μC/OS-Ⅱ在LPC2294上的移植;设计并调试了接口函数和应用层任务。 最后介绍了CAN通信的特点,组建了CAN网络节点;分析了CAN总线的帧结构和SAEJ1939协议,制定了应用层协议。 【关键词】：混合动力汽车 总成控制器 LPC2294 μC/OS-II CAN总线
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-17
• 1.1 课题来源与背景12-13
• 1.2 课题研究目的与意义13-14
• 1.3 混合动力汽车国内外发展现状14-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 2 混合动力汽车的结构性能17-26
• 2.1 混合动力汽车的分类17-20
• 2.2 混合动力汽车的性能及工作模式20-22
• 2.3 混合动力汽车控制系统结构22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 混合动力汽车控制策略及仿真分析26-37
• 3.1 控制策略概述26-27
• 3.2 控制策略的软件设计27-29
• 3.3 控制系统仿真29-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 总成控制器的硬件设计37-52
• 4.1 总成控制器硬件设计方案37-39
• 4.2 总成控制器各模块设计39-50
• 4.3 可靠性设计及调试50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 总成控制器的软件设计52-76
• 5.1 软件开发平台52-53
• 5.2 实时操作系统μC/OS-II概述53-55
• 5.3 μC/OS-II的移植55-61
• 5.4 基于μC/OS-II的实时多任务软件设计61-70
• 5.5 软件的调试和处理70-75
• 5.6 本章小结75-76
• 6 CAN通信网络及协议设计76-84
• 6.1 CAN总线特点76-77
• 6.2 CAN的分层及分布式网络77-79
• 6.3 CAN帧类型及通信协议79-83
• 6.4 本章小结83-84
• 7 结论与展望84-86
• 7.1 论文的主要工作84-85
• 7.2 存在的问题及展望85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90
• 攻读硕士期间发表的论文90

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