一种基于CAN通讯的混合动力车控制方法及系统与流程

本发明涉及一种基于can通讯的混合动力车控制方法及系统。

背景技术：

随着客户群体对车辆配置需求的增加，汽车上的电子设备越来越多，尤其是智能化的设备逐渐增多，48v的电源系统拥有更大容量的电池，可以解决现有可能出现的电量不足问题；另外，为了满足日益严苛的油耗和排放法规要求，单纯靠提高发动机的燃油效率，很难实现排放标准，但48v系统可以通过集成更多的节能技术，来实现降低汽车油耗。同时，48v系统也能够通过合理分配电机与发动机的动力分配，来实现更强的加速性能，为客户群体提供更好的加速体验。

can总线特点及应用优势：低成本；多主串行数据通信协议总线；根据报文的id决定接收或屏蔽该报文，灵活实现各种通讯；极高总线利用率；报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息；通信速率可达1mbps；无损失总线仲裁；可靠的错误处理和检错机制，可靠性高（假设一台装备了can的车辆每年运行2000小时，总线速率为500kbps，25%的总线负载。这种情况下，每1000年才会有一个错误检测不到）；节点在错误严重的情况，自动退出总线。

现有燃油车微混合动力系统（48v）分为两种：48v系统（p0）和48v系统（p2）。48v系统（p0）：电机位于发动机前侧。48v系统（p2）：电机位于发动机与变速箱之间。如图6所示，48系统（p0）的电机处于p0位置（位于发动机的前侧），这种布置位置对整车的改动最小，其组成机构包含集成hcu的ems+发动机、bsg+电机、bms+48v电池（动力电池）、dcdc+dcdc控制器（dc/dc控制器）和蓄能电池（12v电池），系统内各控制信号通过多个线束传递，控制指令容易出差错，可靠性较差，同时由于线束过多增加了布线难度，也加大了车辆负重。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种基于can通讯的混合动力车控制方法及系统，能够有效减少线束，保证系统控制的可靠性。

基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：

1、一种基于can通讯的混合动力车控制方法，包括发动机、电机、动力电池和蓄能电池，其特征在于：

动力电池控制器bms向发动机控制器ems传送动力电池的soc值和健康状态值，发动机控制器ems根据动力电池的soc值和健康状态值向电机控制器bsg发送电机工作模式请求；当动力电池的soc值达到下限值时，电机控制器bsg控制电机向动力电池进行充电；

发动机控制器ems根据蓄能电池的soc值和健康状态值向dc/dc控制器发送工作模式请求；当蓄能电池的soc值达到下限值时，dc/dc控制器控制动力电池向蓄能电池放电。

进一步地，电机控制器bsg控制电机向动力电池进行充电时，发动机控制器ems根据当前动力电池允许的最大充电电流和最大充电电压，向电机控制器bsg发送指令，限定电机输出的扭矩值和输出电压值。

进一步地，当蓄能电池的soc值低于下限值，dc/dc控制器控制动力电池向蓄能电池放电时，发动机控制器ems根据当前动力电池soc值和电池健康状态值、当前动力电池允许的最小放电电流和最小放电电压、当前dc/dc控制器的电压值和电流值，向dc/dc控制器发送指令，限定dc/dc控制器在动力电池高压端和蓄能电池低压端的电压值、电流值。

进一步地，发动机控制器ems根据油门踏板和制动踏板信号，获取驾驶员相应的需求扭矩，向电机控制器bsg发送电机工作模式请求；当电机处于扭矩控制模式下，电机控制器bsg控制电机输出所需分配的扭矩。

进一步地，当电机处于扭矩控制模式下，电机控制器bsg控制电机输出所需分配的扭矩时，发动机控制器ems根据发动机运行工况、电机的允许能力、动力电池的soc值，向电机控制器bsg发送指令，限定电机输出的扭矩值。

进一步地，发动机控制器ems根据油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号、动力电池soc值和健康状态值，启动能量回收模式，向电机控制器bsg发送电机工作模式请求，电机控制器bsg控制电机向动力电池进行充电，即将回收的动能转化为电能。

进一步地，能量回收模式下，发动机控制器ems向电机控制器bsg发送指令，限定电机的输出电压值和扭矩值。

进一步地，发动机控制器ems根据怠速启停按键信号、油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号和动力电池soc值，启动怠速启停模式，同时向仪表传送怠速启停状态信号。

2.一种实现上述方法的系统，其特征在于：发动机控制器ems与动力电池控制器bms、电机控制器bsg、dc/dc控制器、仪表通过can通讯总线连接。

本发明具有的有益效果：

本发明通过can总线实现48v系统各控制单元之间的信号交互，实现系统电源管理、扭矩分配、能量回收、怠速启停等控制，实现更为精准的控制，既节约线束，又提高可靠性，减少错误率。

附图说明

图1为本发明动力电池充电控制信号交互示意图；

图2为本发明动力电池放电控制信号交互示意图；

图3为本发明扭矩分配控制信号交互示意图；

图4为本发明能量回收控制信号交互示意图；

图5为本发明怠速启停控制信号交互示意图；

图6为现有燃油车微混合动力系统结构示意图。

具体实施方式

实施例一：基于can通讯的混合动力车控制方法

电源管理控制：

动力电池（48v电池）充电：如图1所示，动力电池控制器bms向发动机控制器ems传送动力电池的soc值和健康状态值，发动机控制器ems根据动力电池的soc值和健康状态值向电机控制器bsg发送电机工作模式请求；当动力电池的soc值达到（或接近）下限值时，电机控制器bsg控制电机向动力电池进行充电，即电机工作在发电机模式。充电时，发动机控制器ems根据当前动力电池允许的最大充电电流和最大充电电压，向电机控制器bsg发送指令，限定电机输出的扭矩值和输出电压值。当48v电池的soc值达到（或接近）上限值时，根据48v系统所处的状态，来请求电机处于其他的工作模式。

动力电池（48v电池）放电：发动机控制器ems根据蓄能电池的soc值和健康状态值向dc/dc控制器发送工作模式请求；当蓄能电池的soc值达到（或接近）下限值时，dc/dc控制器控制动力电池向蓄能电池（12v电池）放电。放电时，发动机控制器ems根据当前动力电池soc值和电池健康状态值、当前动力电池允许的最小放电电流和最小放电电压、当前dc/dc控制器的电压值和电流值，向dc/dc控制器发送指令，限定dc/dc控制器在动力电池高压端和蓄能电池低压端的电压值、电流值。

扭矩分配控制：

如图3所示，发动机控制器ems根据油门踏板和制动踏板信号，获取驾驶员相应的需求扭矩，向电机控制器bsg发送电机工作模式请求；当电机处于扭矩控制模式下，电机控制器bsg控制电机输出所需分配的扭矩。扭矩分配时，发动机控制器ems根据发动机运行工况、电机的允许能力、动力电池的soc值，向电机控制器bsg发送指令，限定电机输出的扭矩值。

能量回收控制：

如图4所示，发动机控制器ems根据油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号、动力电池soc值和健康状态值，启动能量回收模式，向电机控制器bsg发送电机工作模式请求，电机控制器bsg控制电机向动力电池进行充电，即将回收的动能转化为电能。能量回收时，发动机控制器ems向电机控制器bsg发送指令，限定电机的输出电压值和扭矩值。

发动机带动电机转动时，无论是车辆滑行时工况，还是用户对车辆进行制动时的工况，电机都可以进入发电模式，结合48v电池的soc值和健康状态值，来确定是否需要对48v电池进行充电。根据车辆所处工况，能量回收功能分为两种：滑行能量回收和制动能量回收。

滑行能量回收：当用户松开油门踏板和制动踏板，变速箱档位挂入d档时，车辆进行滑行状态，在不影响整车舒适性和制动安全的前提下，将消耗的动能转换为电能进行存储，此种类型可以存储的能量较小。

制动能量回收：当用户松开油门踏板和踩下制动踏板，变速箱档位挂入d档，车辆进行制动状态，在不影响整车舒适性和制动安全的前提下，将消耗的动能转换为电能进行存储，此种类型可以存储的能量较大。

怠速启停控制：

如图5所示，发动机控制器ems根据怠速启停按键信号、油门踏板信号、制动踏板信号、档位信号和动力电池soc值，启动怠速启停模式，同时向仪表传送怠速启停状态信号。

等红绿灯时，用户按下启停按键，启停功能处于standby模式，当车辆在挂入d档，用户踩刹车踏板至车速为0时，启停功能激活，发动机处于关闭状态，48v大容量电池利用存储的能量维持车载电气的正常运行。当48v系统功能正常，用户踩下油门踏板，发动机可以快速启动。

上述控制信号均通过can总线传递。

实施例二：实现上述基于can通讯的混合动力车控制方法的系统

发动机控制器ems与动力电池控制器bms、电机控制器bsg、dc/dc控制器、仪表通过can通讯总线连接。