[实用新型]一种混合动力车辆的分布式控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种混合动力车辆的分布式控制系统。 

背景技术

目前，国内外混合动力车辆的控制系统普遍采用的控制方法为：混合动力整车控制器（HCU）作为高级管理层，从总线上获得外部输入和车辆状态信息，再通过总线向发动机、电机、电池、变速器和制动控制器等发送相关控制参数。此时，发动机、电机、电池、变速器、制动控制器等均只作为混合动力系统的执行器，接收来自混合动力整车控制器（HCU）的指令并进行相应的操作。目前这种控制系统架构虽然采用了总线结构，但实质上与传统的集成式控制并无很大差异。 

具体地说，虽然这种控制架构也采用了目前普遍应用的总线结构，但并没有整体考虑总线的负载率和所有硬件的资源利用率，而是主观的集整车能量管理、模式切换搭接过程、换挡决策等所有控制任务施加于混合动力整车控制器这一个控制器。这样，繁琐的控制任务的过于集中对混合动力整车控制器的要求非常高，要实现更加复杂的算法非常困难，而且这样控制的实时性不好，导致ECU内部任务间调度延时、网络通信延时、系统级信号端到端延时等现象大量发生，还容易出现“单点失效”等毁灭性错误。因此，迫切需要对混合动力车辆现有的控制系统进行革新。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种混合动力车辆的分布式控制系统，以更加合理的使用整个控制系统的硬件资源，降低总线负载率，提 高系统的可靠性与实时性。 

根据本实用新型的一个方面，提供一种混合动力车辆的分布式控制系统，所述系统包括任务分配系统和任务执行系统，所述任务执行系统包括多个控制单元和总线，所述多个控制单元由所述总线相连，每个所述控制单元运行所述任务分配系统所分配的任务，所述多个控制单元包括：混合动力整车控制器HCU、发动机管理系统EMS、电机控制器MCU、电池管理系统BMS和机械式自动变速箱控制器TCU。 

优选地，所述总线是CAN总线或FlexRay总线。 

从上述方案中可以看出，本实用新型以总线上的数据量最少为目标，能够合理的利用已有的硬件资源降低总线负载率，有效提高混合动力车辆的分布式控制系统的可靠性与实时性。 

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，其中： 

图1是具体实施方式中混合动力车辆的分布式控制系统的系统结构图； 

图2是具体实施方式中混合动力车辆的硬件结构示意图； 

图3是具体实施方式中任务执行系统的系统硬件结构模型示意图； 

图4是具体实施方式中任务执行系统的系统软件结构模型示意图； 

图5示出了具体实施方式中任务执行系统的一个有向无环图； 

图6是具体实施方式中利用遗传算法的任务分配方案进化曲线图； 

图7是具体实施方式中任务执行系统任务分配后的有向无环图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。 

为了克服混合动力车辆现有的集成式控制架构的不足，本实用新型在分布式硬件结构的基础上，建立了一种混合动力车辆的分布式控制系统。利用该系统，获取控制任务的特征参数，以总线上的数据量最少为目标，从而将多个控制任务分配到多个控制单元中。 

下面，通过具体实施方式来详细地介绍本实用新型的混合动力车辆的分布式控制系统。 

图1是具体实施方式中混合动力车辆的分布式控制系统的系统结构图。如图1所示，混合动力车辆的分布式控制系统包括任务分配系统1和任务执行系统2，所述任务执行系统2包括多个控制单元和总线26，所述多个控制单元由所述总线26相连，所述任务分配系统1基于确定的任务特征参数，以所述总线26上的数据传输量最小为目标，将一个或多个任务分配到所述多个控制单元中，每个所述控制单元可运行所述任务分配系统2所分配的任务。 

由于上述分布式控制系统中的任务执行系统2是由多个处理器按照一定拓扑结构组合而成的，因此在系统设计过程中需要考虑控制器之间的功能分配和任务协调。任务分配系统1将任务分配到各个处理器中，从系统的角度设定了每个任务的优先级和任务周期。