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μC/OS-II在混合動(dòng)力整車控制器中的應(yīng)用
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μC/OS-II在混合動(dòng)力整車控制器中的應(yīng)用  2012/3/1
汪葵,孔治國(guó),王斌(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,天津300162)引言混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的子系統(tǒng)眾多,其中整車控制器作為實(shí)現(xiàn)駕駛員駕駛需求和能量安全的管理系統(tǒng),需要協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)、扭矩、電機(jī)和電池的功率在不同工況下的合理分配,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回饋,并控制外圍設(shè)備(如空調(diào)、燈光),以達(dá)到最佳的節(jié)能排放效果。系統(tǒng)任務(wù)的復(fù)雜性和強(qiáng)電磁干擾環(huán)境都對(duì)整車控制器的實(shí)時(shí)性和可靠性提出了重大挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的單任務(wù)循環(huán)式的程序控制模式難以滿足

汪葵,孔治國(guó),王斌

(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,天津 300162)

引言

混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的子系統(tǒng)眾多,其中整車控制器作為實(shí)現(xiàn)駕駛員駕駛需求和能量安全的管理系統(tǒng),需要協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)、扭矩、電機(jī)和電池功率在不同工況下的合理分配,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回饋,并控制外圍設(shè)備(如空調(diào)、燈光),以達(dá)到最佳的節(jié)能排放效果。系統(tǒng)任務(wù)的復(fù)雜性和強(qiáng)電磁干擾環(huán)境都對(duì)整車控制器的實(shí)時(shí)性和可靠性提出了重大挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的單任務(wù)循環(huán)式的程序控制模式難以滿足需求,因此作者采用了開(kāi)放源碼的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II設(shè)計(jì)整車控制器系統(tǒng)軟件。

1 整車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

所開(kāi)發(fā)的全混合動(dòng)力轎車是天津市重大專項(xiàng)課題,以長(zhǎng)城哈佛SUV轎車為平臺(tái)。該車動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)和高性能的鎳氫電池、行星架動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)以及DC-AC逆變器組成。整車控制器采用總線與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器和動(dòng)力電池組管理系統(tǒng)交換信息,并且預(yù)留了1路CAN以便后期與車身系統(tǒng)通信。

整車控制器根據(jù)駕駛員輸入信號(hào),結(jié)合電池組狀態(tài)和車輛當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài),根據(jù)一定的策略控制各個(gè)子系統(tǒng)的工作,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。



2 整車控制器硬件設(shè)計(jì)

ECU的硬件設(shè)計(jì)按照模塊化原則,可分為如下幾個(gè)功能模塊:微控制器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率驅(qū)動(dòng)及保護(hù)模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、通信模塊、顯示及報(bào)警接口和標(biāo)定診斷接口等。采用Infineon公司的XC164CS微控制器,它基于增強(qiáng)的C166SVZ內(nèi)核,并在性能上優(yōu)于其他16位微控制器:內(nèi)部集成DSP功能、擴(kuò)展的中斷處理能力、強(qiáng)大的片上外設(shè)以及高性能片上Flash,如圖2所示。



3 μC/OS-II的移植

μC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)采用ANSI C語(yǔ)言編寫(xiě),具備很好的可讀性和可移植性;對(duì)硬件資源要求不高,在大多數(shù)8位、16位微控制器上都可以實(shí)現(xiàn)移植。

3.1 μC/OS-II的啟動(dòng)

首先要調(diào)用硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ布M(jìn)行初始化設(shè)置,然后調(diào)用系統(tǒng)初始化函數(shù)OSlnit()初始化μC/OS-II所有的變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

啟動(dòng)μC/OS-II之前建立1個(gè)應(yīng)用任務(wù)。OSlnit()建立空閑任務(wù)idletask,這個(gè)任務(wù)總是處于就緒態(tài)�?臻e任務(wù)OSTaskIdle()的優(yōu)先級(jí)設(shè)成最低,即OS_LOWEST_PRIO。多任務(wù)的啟動(dòng)需要用戶通過(guò)調(diào)用OSStart()實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然還有其他設(shè)置,這里不再一一介紹。

3.2 μC/OS-II的移植

μC/OS-II操作系統(tǒng)在XC164CS微處理器上的移植主要實(shí)現(xiàn)對(duì)3個(gè)文件OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU A.ASM的處理。

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