基于FSAC赛车的VCU整车控制策略开发

在中国大学生无人驾驶方程式大赛(FSAC)中,整车控制器是纯电动赛车底层运动控制的核心,负责根据规划决策层的指令以及赛车实时状态,实现赛车运动控制、整车能量管理、比赛任务选择及故障处理等功能。为满足FSAC赛事规则,针对FSAC赛车进行VCU整车控制策略的开发。基于Simulink软件搭建整车控制策略模型,并实现代码的自动生成,将生成的代码烧写至赛车的整车控制器;将赛车安全系统融入无人系统的各个状态,保证了系统的完整性。不考虑环境感知层和规划决策层的搭建和调试,最后的实验验证基于搭载完整的无人驾驶系统的FSAC赛车进行,测试数据充分验证了整车控制策略的有效性和赛车安全系统的可靠性。

智能两轮电动车VCU中控系统设计

VCU是实现车辆控制决策的核心电子控制单元。文章介绍的两轮电动车VCU在防盗器功能上结合了GPS定位、GPRS网络通信、BLE蓝牙通信控制系统。VCU配合云服务器、手机终端可以实现数据实时查看,GPRS网络通道可以实现远程控制车辆,近场无网络时可以用BLE蓝牙通道控制车辆。

融合主动减振的增程混动系统动力域控制器开发

针对增程混动系统的扭转振动问题,开发了一种基于多核单片机的动力域控制器,集成了整车控制、APU系统控制、发动机控制和电机控制的软硬件,在多核任务分配和核间协调的基础上,通过电机相位和发动机相位同步算法,利用矩形波进行扭矩补偿,实现了主动减振功能。试验结果表明:利用该控制器,恒转速倒拖工况发动机转速波动范围可以减少79.7%;倒拖起动工况和自由停机工况共振时,第一阶次频率分量的幅值降幅约42.9%。

基于动态模拟技术的混动车辆发动机电控单元检测系统设计

电控单元是混动车辆发动机中的重要组成部分,对于发动机以及混动车辆的行驶性能产生直接影响,为保证电控单元的运行正常,利用动态模拟技术,优化设计了混动车辆发动机电控单元检测系统;改装温度、转速等传感器设备以及信号处理器设备,调整系统电路的连接方式,实现硬件系统的优化;利用动态模拟技术模拟混动车辆发动机电控过程,结合不同故障类型下电控单元的运行特征,设置系统的检测标准;采集电控单元输出信号,从时域和频域两个方面提取信号特征,最终通过特征匹配确定电控单元状态、故障类型以及故障位置,实现系统的电控单元检测功能;综合混动车辆发动机的3种运行场景,通过系统测试实验得出结论:与传统检测系统相比,优化设计系统的漏检率和误检率分别降低了2.59%和2.05%,由此证明优化设计系统具有良好的检测功能。

基于MVB通信的VCU软冗余功能研究与开发

VCU(车辆控制单元)是列车网络与控制系统的中枢,是保证列车运行安全的关键设备,其冗余设置非常必要。文章介绍了基于MVB(多功能车辆总线)通信的软冗余功能包的开发,使VCU冗余不再依赖硬件,既能保证列车运行安全,又降低了成本,提高了可靠性。

纯电动装载机整车控制器设计

分析纯电动装载机功能需求,明确整车控制器应具备的硬件功能,并根据各传感器和执行器确定各硬件模块的通道数量,完成整车控制器硬件设计。基于Bootloader实现生成代码下载;基于局域网总线标定协议开发上位机标定软件,通过解析A2L文件对程序中的参数进行观测和标定。对应用整车控制器的纯电动装载机进行实车V型铲装作业试验验证。结果表明:相同时间内,纯电动装载机的效率较柴油装载机提高8.7%;相同工况下,纯电动装载机作业成本约为柴油装载机的35%。

新能源汽车电控单元故障智能诊断与维修方法分析

阐述一种基于新能源汽车电控单元集成电路智能算法的故障诊断与维修方法,该方法结合数据采集、信号处理和故障判别技术,能够高效准确地诊断和修复电控单元集成电路的故障。

基于功能安全的整车控制器转矩监控策略研究

转矩控制作为整车控制器(VCU)的核心功能,保证其安全性至关重要。为此,本文针对VCU非预期的转矩输出异常的问题,参考ISO 26262标准开展功能安全分析,并提出一种基于EGAS架构的转矩控制3层监控策略。首先,以VCU相关项定义为基础,通过危害分析与风险评估确定汽车安全完整性等级以及安全目标。其次,采用故障树分析方法导出功能安全要求以及技术安全要求。再次,针对安全目标,设计了基于AURIX TC275三核主控芯片与TLF35584电源监控芯片的功能安全机制。此外,通过3层监控策略分配CPU资源,实现转矩控制基本功能与监控功能的分离。最后,进行处理器在环测试,包括UDE调试、UDS诊断以及TLF35584安全状态控制测试。结果表明:该3层监控策略能够实现VCU转矩控制的基本功能并在出现故障时及时进入安全状态,从而达到安全目标。

基于区块链验证算法的车载软件Uptane安全框架升级研究

为解决当前车载软件Uptane框架存在的安全问题,研究设计了一种基于区块链验证算法的Uptane框架优化方案。研究方案采用分级验证和区块链技术相结合的方法,将节点分为普通节点和代表成员节点,以此来减轻车载设备的计算负担。与现有的Uptane框架相比,优化后的Uptane框架更新50个数据时,框架的电子控制单元使用内存减少约15 MB;其验证50个节点时,花费时间减少约7.4 s;在安全密钥泄露的情况下,数据丢失率为0。研究对Uptane框架的升级改进有助于提高车载软件更新框架的安全性和性能,从而更好地应对汽车行业面临的网络安全挑战。

电动汽车有序充电智能管控装置设计

新能源汽车的充电基础设施是新能源汽车产业的重要组成部分,是新能源汽车最重要的配套基础设施。针对现有充电桩无法进行远程管理控制和数据采集的问题,基于现有充电桩和国家标准设计一款电动汽车有序充电智能管控装置。该装置主要由数据转换单元(Data Transfer Unit,DTU)和充电管理控制器组成。DTU与每台充电中的充电管理控制器及小区基础负荷总电度量表进行通信,同时通过以太网接口与服务器进行通信,实现数据的远程传输与中转。同时解决充电桩与服务器之间的连接问题。充电管理控制器作为核心部件,具备控制充电桩的通断和采集充电状态信息的功能。通过接收来自服务器的指令,可以实现对充电桩的远程控制。同时充电管理控制器还可以实时采集充电桩的充电状态信息,并将这些信息传输给服务器,以便用户和管理员进行查看和监控。

基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元设计

针对新一代轨道车辆控制系统的高可靠、高安全、高冗余、高集成等要求,为了使车载计算机在复杂运行环境下快速、准确、高效地完成网络传输、数据计算和输出控制,设计了基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元(DLU),并在软件的配合下实现了对车辆关键控制电路的安全服役功能。该控制单元采用三取二冗余控制策略。程序采用抢占式多任务实时操作的控制逻辑。系统采用电源模块、信号采集模块、信号输出模块和处理器模块并行启动和运算电路。输出采用具有自反馈校正的同步校验信号机制。通过可用性和安全性这两个方面的综合对比分析,验证了三取二架构DLU在正常运行下基本功能的实现和在失效模式下对系统运行保护的冗余切换功能。在发生单个或多个故障时,三取二架构不仅确保了系统控制的完整性和可靠性,而且最大限度保障了系统资源的可用性。该设计为DLU在车辆的实际应用中提供了利用率高和满足高安全等级的可行设计方案。

一种采用自抗扰控制算法的蠕行控制策略研究

车辆蠕行状态是指驾驶员未踩下油门、刹车踏板时,车辆以较低的设定车速稳定行驶的状态,在跟车、爬坡工况下应用广泛。目前,汽车蠕行控制方法大概有以下几种:根据车速查整车需求扭矩,该方法简单,但无法适应不同载重及坡度条件;电机恒转速控制,能够适应载重及坡度变化,常常采用PID算法控制转速,参数调节困难,容易产生超调问题。文章提出一种采用自抗扰控制算法的蠕行控制策略,能够提高蠕行时车辆的平顺性和稳定性,适应不同的载重及道路条件,降低调参难度,减少蠕行车速的超调,为实现整车蠕行功能给出了新的方案。

新能源汽车中的整车控制单元设计

阐述整车控制单元的功能需求,探讨整车控制策略,包括汽车驱动控制、制动能量回馈控制、整车能量优化管理、车辆状态显示。制定整车驱动控制、充电控制、能量管理的整车控制方法。

基于CODESYS的逻辑控制单元在轨道车辆司机操纵台上的应用

传统轨道车辆司机操纵台的电气接口复杂、维护检修困难、智能化水平低,为解决该问题,文章提出一种基于CODESYS的逻辑控制单元。介绍了司机操纵台的设计方案,对比了采用逻辑控制单元的智能操纵台与传统操纵台的差异。阐述了逻辑控制单元硬件和软件的设计方案,并通过试验测试了逻辑控制单元的功能和性能可靠性。逻辑控制单元简化了操纵台电气布线,提升了司机操纵台的智能化水平,提高了施工、检修及维护效率。

地铁车辆LCU热设计及仿真研究

逻辑控制单元(LCU)作为一种电子设备,其工作可靠性和使用寿命主要受到温度的影响。为了提高LCU的可靠性,延长LCU的使用寿命,结合热设计理论和北京地铁某项目LCU系统方案,对LCU热设计进行优化,并通过热仿真进行验证。

一种融合高节能整车控制器的动力域集成技术

在汽车产业“低碳化、信息化、智能化”的趋势下,为了满足新能源汽车绿色、节能和高效发展的要求,文章详细论述了一种融合高节能整车控制器的动力域集成技术。首先,提出一种高节能驱动扭矩分配方法和一种最优制动能量回馈模型及优化策略,可在一定程度上实现整车能耗的降低和续航里程的提升。其次,提出一种动力域集成技术设计,将整车电池管理控制单元、整车控制单元、电机控制单元及高压配电控制单元的控制功能进行了集成融合,简化电子系统架构,使整体动力系统更加高效。

地铁车辆自动轮径校准功能实际应用问题与优化策略研究

北京地铁11号线试运行阶段出现自动轮径校准功能设计触发逻辑与运营线路条件不匹配,无法正常触发自动轮径校准功能,且牵引控制单元(DCU)轮径输入值校准逻辑存在缺陷,在DCU与网络通信延迟丢包情况下,除2号车外,其余动车均丢失轮径输入值,引起2号车以外的动车转向架牵引力封锁故障。针对上述故障,文章分析了故障数据,提出了优化自动轮径校准功能,放宽校准条件,同时修改DCU轮径输入值校准与锁存逻辑的方案来解决相关问题,最后通过试验证明了优化方案可行。通过分析故障原因、提出解决方案、进行方案验证,确定了地铁车辆轮径校准功能与轮径校准条件的一种可行的设计方案,确保了自动轮径校准功能正常使用,在轮轨式地铁车辆日常运行轮径值不断变化的过程中,能够及时自动更新DCU轮径输入值。

基于dSPACE的纯电动客车VCU硬件在环仿真测试

针对纯电动客车整车控制单元VCU搭建基于dSPACE的硬件在环测试仿真平台,仿真平台模拟整车采用CAN通讯方式传输数据。详细论述系统硬件架构、硬件在环实验、结果分析等。

Adaptive coordinated control of engine speed and battery charging voltage

In this paper, the control problem of auxiliary power unit （APU） for hybrid electric vehicles is investigated. An adaptive controller is provided to achieve the coordinated control between the engine speed and the battery charging voltage. The proposed adaptive coordinated control laws for the throttle angle of the engine and the voltage of the power-converter can guarantee not only the asymptotic tracking performance of the engine speed and the regulation of the battery charging voltage, but also the robust stability of the closed loop system under external load changes. Simulation results are given to verify the performance of the proposed adaptive controller.

无人方程式赛车VCU软件设计

整车控制器(vehicle control unit,VCU)作为无人驾驶方程式赛车的重要组成部分,直接影响赛车的稳定性、灵敏性和控制性。为满足中国大学生无人驾驶方程式大赛(Formula Student Autonomous China,FSAC)规则要求,分析了赛车状态机需求,以MC9S12XET256单片机为主控芯片,基于控制器局域网络(controller area network,CAN)通信技术,设计了整车控制器软件系统,针对模数转换(analog to digital converter,A/D)采样技术、轮速测量技术及通信技术3个功能模块进行详细阐述,并进行实验。实验测试证明,所设计的控制器能够较好地完成无人驾驶方程式赛车的控制任务。