VCU开发任务书

VCU开发任务书一、功能定义整车控制器采集驾驶员操作信息和车辆当前运行状态信息，根据控制策略计算出动力系统需求的目标转矩和车辆行驶的需求功率，控制各部件的工作状态，满足驾驶员的要求，实现对车辆运行的控制。同时协调各模块之间的功率分配，实现整车能量流动的优化管理，在车辆行驶中更好地有效利用有限的能源，提高能量利用率。对纯电动客车而言，整车控制器需具有的功能如下：1、实现对电动客车驱动行驶的控制。2、控制制动能量回收。3、整车能量优化管理控制。为了提高电动汽车的最大续驶里程，VCU通过整车控制策略对动力系统的电机控制系统、电池管理系统（BMS）以及其余车用电动附件（如空调、电动真空泵等）的协调控制，使得能量利用效率提高。如：VCU根据采集到的空调开关状态，并结合车辆行驶工况，在电池电量（SOC值）较低或驱动电机需要输出的瞬时功率较大时，切断空调运行来满足短时车辆行驶的要求。4、实时监测和显示车辆的状态。如：钥匙门开关、空调开关、充电开关位置、整车车速、电池SOC、电流、电压、电机的输出转速以及各种指示和报警信息。若存在故障，将故障代码、故障名称及故障原因等显示出来。5、整车的网络管理。6、诊断与处理故障。二、硬件设计1、VCU硬件模块从功能上可以把整车控制器分为5个模块。1）微控制器模块：包括主控制芯片（微控制器）及其外围电路，负责数据的运算及处理，也是控制方法实现的载体；2）电源模块：为各输入和输出模块提供电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；12V→5v，5v→3.3v3）信号处理模块：用于模拟和数字量输入信号的调理，包括模拟量信号处理和数字量信号处理，其一端与传感器或开关相连，另一端与微控制器相接；【1）对地、对电源短接保护；2）开路、对地、对电源短接诊断；3）所有的传感器都具有故障时的默认状态；4）ESD保护；5）低通滤波。】4）功率驱动模块：用于驱动多个继电器或系统状态指示灯，包括低端驱动和PWM驱动两部分，与微控制器通过I/O相连，另一端与被控继电器（低端驱动）或指示灯（PWM驱动）相接，微处理器可通过SPI总线进行故障诊断；5）通讯模块：整车控制器与其他设备相连的接口，包括两路CAN总线、一路FlexRay总线、一路LIN总线及一路RS232总线，其中CAN总线是整车控制器最重要的对外通讯接口。2、VCU底层驱动软件设计底层驱动是汽车系统控制软件的基础部分,它承担着整个系统软件的调度和控制器输入输出的工作,即调度各功能软件模块,指挥整个系统各部件协调工作,包括传感器、执行器、控制器内部的电路模块;同时还要执行输入输出功能,即把能确定整车工作状态的各传感器信号准确及时地采集到,然后转化为上层软件能够接受的量提供给上层,并及时从上层软件接受各执行器的控制量。1)系统上电和断电处理系统上电处理程序包括初始化寄存器、系统自检、变量初始化等操作。断电处理程序主要用于HCU断电数据保存。2)底层驱动与上层控制策略接口底层驱动和上层控制策略的交互需要遵守一定的接口协议,协议主要规定了交互变量的定义。3)信号采集对输入开关信号和模拟信号驱动的处理方法。4)信号输出对输出开关信号和模拟信号的处理方法。5)时间脉冲信号处理主要是对车速信号的处理。6)CANdriver以及收发策略主要设计了CAN接收驱动、发送驱动以及分时收发策略。7)软件标定和监测底层接口根据CCP协议设计了相关的程序。3、CAN应用层设计CAN总线应用层协议的制定过程中,主要参考了ISO11898标准、道路车辆-数字信息交换-高速通信控制器局域网CAN2.0B规范和SAEJ1939标准。本协议中采用29位扩展帧,规定了网络的硬件要求和车载VCU的名称与地址。在网络通信中,每个VCU节点至少有一个名字和与其关联的地址相对应,本协议中还为各个控制器分配好通信节点的固定地址,省略了地址的宣称与修改。在VCU上电初始化过程中,应按照协议所分配好的首选地址设置好该节点的通信地址。