汽车整车功能梳理

原创 汽车ECU开发 2024-08-05 09:02
对于汽车上各个部件功能,之前也陆陆续续做了梳理和分享,包括VCU、BMS、电驱系统、T-Box、电子助力系统等【回送门:谈谈整车控制器的功能;谈谈电池管理系统的功能、浅谈电机控制器及其功能、T-Box功能梳理、电子助力系统EPS功能、方案、测试介绍、车辆ESP系统功能梳理】,这些文章揭晓了汽车作为一个复杂系统内部各个子系统的功能,也得到了大家的喜欢,今天我们从整车角度,来分享一下整车的功能及其逻辑。
1.跛行功能
车辆处于Ready状态,整车故障等级为三级,整车乌龟灯点亮,整车进入跛行模式;

跛行模式,电机进入转速控制模式,电机转速请求根据油门踏板开度查表计算,电机设定最大转速限制,对应整车车速最大限制为20km/h,跛行电机扭矩限制为较小的标定值,防止跛行电机扭矩过大,保证整车行驶安全。

2.车辆限速功能
车辆限速功能主要限制最高速度,比如某些车在D档下,限速180km/h,在R档,限速为20km/h。
整车车速优先采用ABS计算,电机转速做备选。
ABS发送车速有效性信号有效,VCU采用ABS车速作为整车车速发送给仪表;ABS发送车速有效性信号无效或者ABS故障或者收不到ABS CAN报文时,VCU按照电机转速计算车速并发送给仪表。
在车速信号异常的时候,故障处理逻辑如下:
<1.车速信号无效或故障时(包括ABS反馈的车速和MCU反馈的转速),车速信号无效或故障时;
<2.BS故障或ABS车速信号无效或收不到ABS车速CAN信号时,按照电机转速计算车速
3.档位解析功能

档位解析是指车辆N、R、D三种档位的解析和档位切换管理。
上电时, 档位开关默认为N档,整车处于N档,VCU发送N档位信号给ICM、MCU、T-Box。

整车电源处于ON/Ready档,车速<2km/h时,踩刹车,能从N档换到D/R档;当处于R档时,VCU控制倒车灯继电器点亮倒车灯;车速>2km/h时, 电机转速为正值,N档和D档可相互切换,但是不能进入R档;车速>2km/h时, 电机转速为负值, N档和R档可相互切换,但是不能进入D档;
整车处于D/R档时, 可以直接切换至N档;D与R档之间不能直接切换,D→R或R→D切换必须经过N档。
整体的错误处理包括,1. 换挡旋钮信号无效时,则维持当前档位;2.车速有效且车速<2km/h时,检测到插枪充电信号时,自动切换到且锁定在N档;3.发生碰撞故障时,自动切换到且锁定在N档;4.当前是N档,旋到D/R档,但不满足进入D档条件时,维持N档。
4.低速报警功能
低速报警功能指的是行人提醒功能是指车辆处于低速状态且行人提醒禁止开关未打开,行人提醒喇叭工作提醒行人。
整体的功能策略如下:
行人提醒关闭信号开关关闭时(默认状态),当整车处于Ready档,整车档位处于非N档,2km/h≤车速≤20km/h, VCU使能低速报警器发出声音,提示行人,同时VCU发送VCU_AWSOff=1(行人提醒关闭信号关闭)给仪表。

行人提醒关闭信号开关开启时,当整车处于Ready档, 整车档位处于非N档,2km/h≤车速≤20km/h, VCU控制低速报警器不发出声音,不提示行人,同时VCU发送VCU_AWSOff=0(行人提醒关闭信号开启)给仪表。

行人提醒关闭信号开关关闭时(默认状态),当整车处于Ready档且整车档位处于非N档且车速<2km/h,或车速>20km/h时,VCU控制低速报警器不发出声音,不提示行人,同时VCU发送VCU_AWSOff(行人提醒关闭信号开启)给仪表。

5. 电池包充电加热功能
电池包充电加热功能是指低温环境下,电池包温度过低,交流充电时,为了实现快速充电,需要通过电加热器加热电池包,待电池包温度达到预期后,开始充电。
整体功能策略如下:

充电交互成功后,VCU控制ACC继电器闭合,整车处于ACC档供电,若水泵无故障,水泵可以正常工作(此时电池冷却流量请求为默认,水泵不工作);

若此时电池最低温度低于-10℃或温差范围超过3℃, BMS发出电池水泵冷却流量请求,并根据单体最低温度实时控制电池水泵流量请求;

收到BMS流量请求后VCU控制电池水泵工作,并实时反馈电池包冷却水泵状态;

BMS收到电池包冷却水泵状态为运行后,BMS发出加热请求,同时电池进水口目标温度设定为40℃(默认为-40℃);

收到电池包加热请求后,VCU发出HVH加热允许指令,同时VCU发出电池包热管理状态为加热,HVH运行状态为Normal,此时HVH开始加热;

收到HVH运行状态后,BMS反馈电池加热状态为加热开始,并发出HVH功率限制,HVH反馈实时电压和电流;同时BMS根据电池包温度调整电池冷却流量请求。

BMS判断电芯最低温度BMS_MinTemp>5℃或40mins内仍然加热未完成,BMS加热状态为加热完成,同时BMS根据电池包温差调整电池包冷却流量,电池包热管理请求切换为匀热,此时电池进水口目标温度恢复为-40℃;

BMS判断电芯温差<5℃后,退出电池包匀热,此时电池包热管理请求为默认值, 此时BMS反馈无加热请求,VCU收到后发出停止加热,HVH停止工作;

加热完成10min后BMS检查电芯温度均匀性,温差<5℃后停止发出电池水泵流量请求,此时电池加热状态为默认,此时进入正常充电状态,

待充电完成, BMS断开硬线使能HVH,HVH进入停机状态,HVH延时30s后休眠。

6.高压互锁功能

高压电气回路高压互锁分为两路。一路是电池包自身高压互锁回路,一路是VCU、电机系统、PTC,压缩机及充电机组成的高压互锁回路;

BMS检测电池高压互锁回路并发送给VCU高压互锁状态;

VCU供电12V给另一路高压互锁回路并检测回路高压互锁状态;

VCU检测高压互锁状态并收到BMS高压互锁检测状态后对整车高压互锁状态进行判断。

高压互锁策略如下:

VCU高压互锁输出管脚输出12V高电平,高压互锁输入管脚采集到超过8V高电平,认为动力系统高压互锁正常,否则认为动力系统高压互锁故障;

VCU通过CAN报文收到BMS高压互锁状态为正常,认为电池系统高压互锁正常,否则认为电池系统高压互锁故障;

VCU根据动力总成高压互锁状态及接收BMS发送的电池系统高压互锁状态,判断整车高压互锁状态是否正常并实时发送CAN报文(高压互锁判断时间为150ms)。

7. 空调控制功能

空调控制功能是指用户可以控制空调按键设置,控制驾驶舱温度降低,提高乘客乘车舒适性。通过打开空调开关,选择空调制冷档位,打开鼓风机,此时空调可以实现驾驶舱制冷。

功能定义如下:

1、高压上电状态,用户打开空调开关,然后设置空调制冷档位,开启鼓风机开关,此时空调发出空调请求;

2、VCU收到空调请求后,判断SOC与压缩机状态,若高压下电故障或能量管理介入,VCU不发送空调工作使能,若整车满足空调使能条件(无高压下电故障,压缩机三级故障,且无能量管理介入),VCU发出空调功能使能;

3、空调收到VCU空调工作使能后,打开驾驶舱截止阀,并发出压缩机工作指令,并同时发出压缩机转速请求,同时空调发出低速风扇工作指令,若条件满足,空调发出高速风扇工作指令;

4、电子压缩机收到空调发出的压缩机工作指令及压缩机转速请求后,压缩机工作,实时反馈压缩机转速及消耗功率,此时空调制冷开始;

5、VCU收到高速风扇工作请求后,VCU控制高速风扇继电器闭合,高速风扇开始工作;空调收到压缩机工作信号后,反馈空调制冷状态;

6、制冷过程中,VCU对是否满足空调使能条件进行判断(压缩机故障小于3级,SOC>5%,无高压系统故障等),周期性向空调发出使能指令;不满足制冷控制条件,则VCU发出空调无工作使能;

7、制冷过程中,用户不再需要空调制冷(用户关闭空调开关,或用户设定温度档位、或用户关闭鼓风机),此时空调停止发出空调请求,空调停止发出压缩机工作指令,同时压缩机转速恢复为0rpm;

8、 空调收到VCU停止空调工作使能请求后,停止发送空调请求,同时空调停止发出压缩机工作指令,同时压缩机转速恢复为0rpm;

9、 待压缩机反馈无制冷状态后,VCU发出无空调制冷反馈, 空调制冷结束。注-能量管理:电池峰值功率≥21kw(可标定阈值)且保持3s,空调允许使能(PTC继电器闭合);电池峰值功率<21kw,电池后备功率能力足够(电池峰值放电功率-电池实际功率)>=3.5kw并持续5s后,空调允许使能(PTC继电器闭合);反之,后备功率<3.5kw,则不允许空调使能,且PTC继电器不闭合或断开;同时取消空调制冷制热强制条件:BMS三级及以上故障,空调制冷或制热不允许使能。


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