宇通混动12m 钣金件五合一软件设计以及整机调试说明 V20.docx
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宇通混动12m钣金件五合一软件设计以及整机调试说明V20
宇通混动五合一软件设计以及整机调试说明
——适用于12m五合一
1.整机上下电逻辑设计方案
宇通五合一内部各部件的拓扑关系如下图1所示，其中TM与ISG共一条母线，该母线的通断由TM接收VCU的CAN指令进行相应操作；助力转向与DC-DC共另外一条母线，该条母线的通断由ISG接收VCU的指令，再配合助力转向控制器进行相应操作。
以下，配合图2中的高压仓拓扑图，分别进行这两条母线的通断控制逻辑说明：
（1）TM与ISG的母线通断控制逻辑：
这条母线的控制逻辑保持与混动60KW二合一的逻辑一致。
上电过程：
A.上电时，VCU发送3（待机）给TM控制器，TM控制器首先判断TM与ISG是否有故障（ISG的116、117、119故障除外），若无故障则吸合缓冲接触器KM2，功能只有在KM2吸合后才给性能发送上电指令（可通过U0-88查看，2代表上电指令，1代表下电指令）；
B.在上电缓冲过程中，性能根据收到的上电指令、以及母线电压是否稳定（母线电压大于欠压点20V以上且dv/dt不变化）吸合主接触器KM1，并且性能将主接触器吸合的标志发送给功能（可通过U0-77查看，1代表主接吸合，0代表主接未吸合）；
C.功能这边收到性能的主接触器KM1吸合标志后，延迟1s后断开KM2并给VCU反馈3（待机），即上电完成；
D.在上电缓冲过程中，当主接还未吸合时，若TM与ISG存在故障，功能会断开缓冲接触器KM2，并且给性能发送下电指令，不允许吸合主接触器KM1；
下电过程：
A.下电时，VCU发送6（停机）给TM控制器，功能会在判断转速低于5.00HZ以后才会响应停机下电指令。
在执行下电操作时，先执行关管操作，然后功能给性能传递下电标志（可通过U0-88查看，2代表上电指令，1代表下电指令），完成主接触器KM1断开操作并反馈6（停机）给VCU；
B.下电时，功能会强制执行断开缓冲继电器KM2的操作，防止出现上电不成功时，无法断开缓冲接触器的情况；
（2）助力转向与DC-DC的母线通断控制逻辑：
上电过程：
A.上电时，VCU给ISG发送3，ISG控制板吸合缓冲接触器KM4，紧接着助力转向的R3直接开始进行上电缓冲，待电压稳定后（母线电压大于欠压点20V以上且dv/dt不变化），助力转向控制器的性能底层吸合接触器KM5（可通过EPS的U0-82查看，1代表吸合，0代表未吸合）。
B.KM5吸合后，助力转向通过一个内部交互的CAN报文（ID：
0x18FF2A13），将KM5的吸合状态告知ISG控制板，此时ISG吸合接触器KM3，并延迟1s后断开KM4并给VCU反馈3（待机），即附件回路上电完成；
C.KM3吸合后，ISG会使用另外一个报文（ID：
0X18FF8283），将KM3是否吸合的状态告知EPS与DCDC，EPS和DCDC只有在收到KM3已经吸合之后，才会响应DI使能运行，否则EPS与DCDC均不会运行；（ISG中，U0-86为2时，代表KM3已经吸合，EPS与DCDC可以运行）
D.上电成功后，即KM3吸合之后，当附件回路的母线电压降低至EPS的欠压点以下时，EPS控制的接触器KM5不允许断开，防止缓冲电阻R3过度发热而烧毁；
下电过程：
A.下电时，VCU发送附件下电指令6，ISG控制器在断开接触器KM3之前，会使用另外一个报文（ID：
0X18FF8283），让EPS与DCDC先关管。
（ISG中，U0-86为1时，代表KM3需要断开，先让EPS与DCDC停止运行，防止带载切断KM3）。
B.EPS与DCDC在收到ISG发送的停止运行命令后关管，EPS仍然通过报文告知ISG（ID：
0x18FF2A13），DCDC也会通过报文告知ISG自己已经处于停机状态（ID：
0X18FF2DF3），ISG在得知EPS与DCDC均已停止运行后，才最终断开接触器KM3，完成附件下电过程并反馈6（停机）给VCU；
C.下电时，功能会强制执行断开缓冲继电器KM4的操作，防止出现上电不成功时，无法断开缓冲接触器的情况；
注意：
以上的主回路和附件电源回路的上下电操作是在正常情况下，响应VCU的CAN通讯指令进行上下电的操作过程，异常情况下所做的上下电等冗余保护操作，详见相应的保护功能操作描述。
并且在主回路的下电过程中，VCU会先对ISG执行0力矩关管断使能操作，并断开附件回路，然后再对TM执行0力矩关管断使能操作，并断开主回路，此操作顺序由VCU保证。
图1五合一部件拓扑
图2高压仓拓扑及助力转向部分的主回路
（3）内部CAN报文交互通路
宇通混动五合一的内部报文通路如下图3所示，共有7个相互交互的报文，用于处理正常上下电及高压急断时的相关任务，以下分别进行叙述：
通路1：
高压急断时TM给ISG的0力矩关管CAN报文，因为TM在断主接触器之前，必须先让ISG进入0力矩关管状态；（发送ID:
0x18FF8382）
通路2：
高压急断时ISG给TM反馈的是否已完成0力矩关管的CAN报文，TM在收到该报文后，开始让TM执行0力矩断主接触器的操作；（发送ID:
0x18FF8283）
通路3：
将ISG控制的KM3的状态反馈给EPS的CAN报文，因为EPS只有在获知KM3、已吸合的情况下才会响应DI开管指令，否则EPS不会运行（发送ID:
0x18FF8283）
通路4：
将EPS控制的KM5的状态、EPS是否运行的状态告知ISG的CAN报文；（发送ID:
0x18FF2A13，EPS给VCU的状态反馈报，同时在ISG里面进行接收判断）
通路7：
将ISG控制的KM3的状态告知DC/DC，因为DC/DC只有在获知KM3、已吸合的情况下才会响应唤醒使能DI指令进行开管；（发送ID:
0x18FF8283）
通路8：
将DCDC当前的运行状态告知ISG的报文，因为ISG只有在DCDC与EPS已关管的情况下才会断开接触器KM3（发送ID:
0X18FF2DF3）
TM发送到ISG的报文：
用于高压急断的处理
报文1:
OUT
IN
ID
周期mS
主电机控制器
ISG控制器
0x18FF8382
（P:
6,PF:
255,PS:
131SA:
130）
高压急断端子有效后开始发送
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
1.8-1.3
保留
保留
保留
1.2-1.1
01：
高压急断有效，让ISG执行0力矩关管；
10：
正常响应VCU指令
高压急断的处理
ISG发送到TM/EPS/DCDC的报文：
用于高压急断的处理、附件上下电的处理
报文1:
OUT
IN
ID
周期mS
ISG电机控制器
TM/EPS/DCDC
0x18FF8283
（P:
6,PF:
255,PS:
130,SA:
131）
50
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
8-5
未定义
4-3
EPS与DCDC使能
00（无效）;01（使能无效）;
10（使能有效）;11（无效）
CAN使能
2-1
其他用途
整车高压急断使用
EPS发送到ISG的报文：
告知ISG当前KM5的状态、告知ISG当前是否运行的状态
OUT
IN
ID
周期mS
电动转向控制器
整车控制器
0x18FF2A13
（P:
6,PF:
255,PS:
42SA:
19）
500
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
7
0：
EPS已停机
1：
EPS已运行
5
0：
KM5未吸合；
1：
KM5已吸合；
4-1
保留
DCDC报文
OUT
IN
ID
周期mS
DCDC
所有节点
0x18FF2DF3
（P:
6,PF:
255,PS:
45SA:
243）
1000
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
8-4
保留
（4）各个控制器的监控功能码汇总
A.TM控制器可以监控的功能码
U0-77：
主接触器KM1是否吸合的标志，1—吸合，0—断开；
U0-78：
控制器给VCU反馈的状态，1—驱动，2—发电，3—待机，4—复位，5—高压急断，6—停机；
U0-79:
VCU发送的控制指令，1—驱动，2—发电，3—待机，4—复位，6—停机；
U0-88:
功能给性能的上下电指令，1—下电，2—上电；
B.ISG控制器可以监控的功能码
U0-77：
主接触器KM3是否吸合的标志，1—吸合，0—断开；
U0-78：
控制器给VCU反馈的状态，1—驱动，2—发电，3—待机，4—复位，6—停机；
U0-79:
VCU发送的控制指令，1—驱动，2—发电，3—待机，4—复位，6—停机；
U0-86——1：
DCDC与EPS不可以运行（KM3未吸合或者还在上电缓冲）；2：
DCDC与EPS可以运行（KM3吸合）
U0-87——0：
EPS停止工作，1：
EPS运行；
U0-88——DCDC故障代码：
0：
无故障，1：
输入异常（输入欠压或过压）2：
输出过压3：
输出欠压4：
输出过流 6：
过温
U0-89——DCDC运行状态：
1：
DCDC准备就绪，2：
DCDC正在工作，3：
DCDC停止工作，4：
DCDC故障
U0-90——DCDC输出电流
U0-91——DCDC输出电压
U0-92——DCDC温度
C.EPS控制器可以监控的功能码
U0-82:
接触器KM5是否吸合的标志，1—吸合，0—断开；
U0-99：
1：
DCDC与EPS不可以运行（KM3未吸合或者还在上电缓冲）；2：
DCDC与EPS可以运行（KM3吸合）
2.整机调试方法（面板控制）
整机其实可以看成是宇通60KW混合动力二合一（TM与ISG）、宇通辅助动力二合一（EPS与DC/DC）的集成，因此，整机上下电回路的调试是其主要调试部分，其余部分可以使用正常控制器的调试方法进行调试。
以下就整机涉及到的端子信号（DI）、CAN报文信号以及上下电逻辑测试方法等进行说明。
注意：
以下操作过程是在面板控制下的操作方法，CAN通讯控制下的操作方法，只需按照CAN通讯协议进行相应的指令发送即可。
（1）TM与ISG的母线通断控制
TM控制器在面板操作下，设置了一个调试功能码C4-35来模拟VCU对该母线回路进行上下电。
上电：
在无故障的情况下，C4-35设为2时，功能先吸合KM2，缓冲完成后，性能会反馈上电完成标志，即KM1已吸合，可通过U0-77来查看，为1即吸合，紧接着功能会断开KM2，代表主回路上电已完成；下电：
C4-35设为1时，性能断开主接触器KM1，完成下电。
（2）助力转向与DC-DC的母线通断控制
附件电源回路中，助力转向的控制板需要高压取电，因此要调试EPS时，必须要对附件回路上电后才能测试，附件回路上电方法如下：
KM3与KM4分别由ISG的驱动板和控制板上的继电器进行控制，同样，在ISG里面设置了一个调试功能码C4-35来模拟VCU对该附件电源回路进行上电。
上电：
C4-35设为2时（ISG不会关联有无故障），功能先吸合KM4，此时，EPS端借助其驱动板上的缓冲电阻进行上电缓冲，缓冲完毕后，性能吸合KM5（可通过EPS的U0-82查看，1代表吸合，或者通过ISG的U0-84查看，1代表吸合），EPS也会将KM5的状态反馈给ISG（通过ISG的U0-84查看，1代表吸合）；ISG在收到EPS控制的KM5吸合后，吸合KM3，紧接着断开KM4，完成附件回路的上电；下电：
C4-35设为1时，性能断开主接触器KM3，完成下电。
（3）DI端子信号有效性测试
在五合一中，只用到了3个DI端子，分别如下：
A.TM控制器的高压急断端子DI6，控制板上的SW9跳线到24V端，此时将DI6的外出引线与COM短接，查看U0-51即可；
B.EPS的控制使能端子DI1，控制板上的SW9跳线到24V端，此时将DI1的外出引线与COM短接，查看U0-51即可；
C.DC/DC的唤醒信号（其实是个AI），通过外部的开关电源，输入一个24V到该唤醒端口，通过将EPS的B9-40设为xxx1，启动对DCDC状态的监视，查看U0-87的唤醒电压，即可以看到唤醒电压是否输入至DC/DC，更详细的说明，详见“24V-DCDC_CAN监控工装使用说明”
（4）整机带载测试
A.TM控制器：
按照上述描述的上电方法，先对TM与ISG的母线回路进行上电，直接使用面板控制即可进行控制；
B.ISG控制器：
按照上述描述的上电方法，先对TM与ISG的母线回路进行上电，直接使用面板控制即可进行控制；
C.EPS控制器：
按照上述描述的附件回路上电方法，只要上电完成，即可对EPS进行V/F控制；
D.DC/DC控制器：
按照上述描述的附件回路上电方法，先输入唤醒信号，然后使用一个24V电压对其输出端进行触发，即可开始工作并加载；
注意：
因为在给附件回路上电时，ISG需要与EPS、DC/DC进行CAN通讯，会报118故障，因此，需要用到CAN卡来模拟发送VCU报文，这样的话，整机中的4个控制器就可以同时运行起来。
正常情况下，我们都是先对TM与ISG控制器进行带载测试，之后再对EPS于DC/DC进行带载测试，这样就不需要使用CAN卡来发送报文了。
3.软件保护功能说明
（1）高压急断功能
在整车异常情况下直接按下翘板（对应TM控制器的DI6有效）后，需要执行断主接触器KM1的操作。
为此，TM和ISG控制器必须进行相关冗余保护，即先对ISG执行0力矩关管操作，然后再对TM执行0力矩关管断主接触器操作，并反馈5（高压急断）给VCU。
具体设计如下：
A.在ISG与TM之间定义了一对点对点的CAN报文，TM发送ID:
0x18FF8382，ISG发送ID：
0x18FF8283；
B.TM在收到高压急断DI端子后，且转速低于5.00HZ时，TM给ISG发送撤扭矩关管信号，ISG将当前状态反馈给TM，可查看TM控制器中的以下监控变量：
U0-78：
控制器给VCU反馈的状态，1——驱动，2——发电，3——待机。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
U0-79：
VCU给控制器的命令，1——驱动，2——发电，3——待机。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
U0-81：
为TM给ISG的命令，1——撤扭矩关管，2——正常响应VCU的指令；
U0-82：
为ISG反馈给TM的关管是否完成的状态，1——已收到高压急断命令，并已经处于0扭矩关管状态，2——未收到高压急断指令；
C.TM在收到ISG反馈已经处于0扭矩关管状态后，开始将TM这边的扭矩置0，并紧接着关管断主接触器，反馈5（高压急断）状态给VCU，可查看以下监控变量：
U0-78：
控制器给VCU反馈的状态，1——驱动，2——发电，3——待机，4——复位，5——高压急断，6——停机
U0-79：
VCU给控制器的命令，1——驱动，2——发电，3——待机。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
U0-81：
功能给性能的上下电标志，1——下电，2——上电；
U0-86：
为ISG反馈给TM的关管是否完成的状态，1——已收到高压急断命令，并已经处于0扭矩关管状态，2——未收到高压急断指令；
U0-87：
为TM给ISG的命令，1——撤扭矩关管，2——正常响应VCU的指令；
D.在此过程中，附件接触器KM3不做处理；
（2）CAN故障处理
当TM电机控制器出现CAN故障（116、117、118、119任一故障）或者CNT不更新时，TM控制器进行冗余保护，先执行0力矩关管操作，再延迟BC-20设置的时间（60s）后断开主接触器KM1。
（3）油门及制动保护功能
A.当VCU发送驱动指令时:
（a）当检测到129故障时，进入0扭矩开管发电状态；
（b）当129故障不出现时，油门AI3>6V,制动AI2<2V，进入正常的驱动状态，响应VCU给定的目标扭矩值；
（c）当129故障不出现时，如果油门AI3<3V（油门无效），或者制动AI2>3V（误踩制动），进入0扭矩开管发电状态；
B.当VCU发送发电指令时：
（a）当检测到129故障时，进入0扭矩开管发电状态；
（b）当当129故障不出现时，进入正常的发电状态，响应VCU给定的目标扭矩值；
（4）油门断线故障处理方式
由于程序里面当前仅在进入驱动状态下时会关联油门与制动硬线，故当前仅在VCU发送驱动命令时进行故障判断。
应宇通的要求，仅在驱动状态下进行该故障判断。
判断逻辑如下：
当VCU发送驱动指令是，且AI3或AI2检测到的电压低于0.05V时，延迟200ms报出断线故障，可以自动复位，并且该故障会通过CAN通讯上报给VCU。
（5）过压保护功能
（a）电压大于600V时，整车控制器会发出下电指令；
（b）电机控制器接收到下电指令后，做以下冗余：
在电压正常情况下：
当接收到VCU下电指令且电机转速小于50rmp转时断开主接；
当接收到VCU下电指令且电机转速大于50rmp时不响应整车下电指令，不会断开主接。
（c）当电压大于585V时，不论是否收到整车控制器发送的下电指令，TM控制器先将力矩置零，并延迟BC-21设置的时间（0s）后断开主接触器KM1,ISG控制器不断电附件接触器；
（6）主电机复合制动保护功能
针对现场车在静止状态下，挂前进档踩油门后车倒退的问题，很有可能这个时候VCU给电机控制器发送了发电、正转和一个大的目标扭矩值导致，因此程序中做如下冗余保护，具体设计如下：
（a）如果整车给正转命令，运行频率为负（车在倒退），电机控制器不响应发电指令，防止整车继续倒退；
（b）如果整车给反转命令，运行频率为正（车在前进），电机控制器不响应发电指令，防止整车继续前进；
4.3集成控制器报文
（其PGN的PF为FF，PS为：
81－88）源地址为130、131（十六进制82、83），字节序号从1－8{电机温度的解析方程式：
当前温度＝1℃*［byte（6）-40］｝。
4.3.1主电机控制器状态信息
OUT
IN
ID
周期mS
主电机控制器
整车控制器
0x0CFF5182
（P:
3,PF:
255,PS:
81,SA:
130）
10
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
8
未定义
7-5
工作模式
100（复位）;001（驱动）;010（发电）;011（待机）;110（已停机）；其它（无效）；101（高压急断）
待机状态下允许控制，同Ready;停机即切断高压。
4-3
旋转方向
00（无效）;01（正转）;10（反转）;11（无效）
2-1
控制模式
00（无效）;01（转速控制）;10（转矩控制）;11（无效）
3-2
主电机当前输出转矩
16bit;分辨率:
1Nm/bit;
偏移:
0Nm;范围:
0~3000Nm
最大:
Nm;额定:
Nm
5-4
主电机当前转速
16bit;分辨率:
0.125rpm/bit;范围:
0到3500rpm
最大:
rpm;额定:
rpm
6
主电机温度
8bit;分辨率:
1℃/bit偏移:
－40℃;范围:
－40℃到150℃
无符号数
7
主电机控制器温度
8bit;分辨率:
1℃/bit偏移:
－40℃;范围:
－40℃到150℃
无符号数
8
8-7
故障等级
00：
无故障；01：
一级故障；10：
二级故障；11：
无效
6-1
故障代码
00：
无故障；01-63：
详见故障说明
4.3.2主电机控制器电压电流
OUT
IN
ID
周期mS
主电机控制器
整车控制器
0x18FF5282
（P:
6,PF:
255,PS:
82,SA:
130）
50
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
2-1
主电机控制器母线电流
16bit;1A/bit;偏移量:
-600A;
范围:
-600A～600A
0xFFFF无效
4-3
主电机控制器母线电压
16bit;1V/bit;偏移量:
0V;
范围:
0V～700V
0xFFFF无效
6-5
主电机控制器实际接收扭矩（标定用）
16bit;分辨率:
1Nm/bit;
偏移:
0Nm;范围:
0~3000Nm
最大:
Nm；
额定:
Nm；
7
CNT计数
报文发送次数统计
0~255循环发送
8
保留
4.3.3主电机控制器版本信息
OUT
IN
ID
周期mS
电动转向控制器
整车控制器
0x18FF5582
（P:
6,PF:
255,PS:
85SA:
130）
5000
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
1.8-1.5
次版本高位
硬件版本号
版本号采用主版本号+次版本号表示，如1.01
1.4-1.1
次版本低位
2
2.4-2.1
主版本号
3
3.8-3.5
次版本高位
软件版本信息
版本号采用主版本号+次版本号表示，如1.01
3.4-3.1
次版本低位
4
4.4-4.1
主版本号
4.8-4.5
车辆信息
0001（纯电动），0010（油电混合），0011（气电混合）
若各车型通用则为“保留”
6-5
6.8-6.5
月份
软件定型日期
年取后两位，用16进制表示如12年12月21用0xca8c表示
6.4-5.8
日期
5.7-5.1
年份
7
设备地址
即SA:
130
设备源地址
8
保留
4.3.4ISG电机控制器状态信息
OUT
IN
ID
周期mS
ISG电机控制器
整车控制器
0x0CFF5383
（P:
3,PF:
255,PS:
83,SA:
131）
50
数据
字节
位置
参数定义
参数说明
备注
1
8
未定义
7-5
工作模式
100（复位）;001（驱动）;010（发电）;011（待机）;110（已停机）；其它（无效）
待机状态下允许控制，同Ready;停机即切断高压。
4-3
旋转方向
00（无效）;01（正转）;10（反转）;11（无效）
2-1
控制模式
00（无效）;01（转速控制）;10（转矩控制）;11（无效）
3-2
ISG电机当前输出转矩
16bit;分辨率:
1Nm/bit;
偏移:
0Nm;范围:
0~3000Nm
最大:
Nm;额定:
Nm
5-4
ISG电机当前转速
16bit;分辨率:
0.125rpm/bit;
范围:
0~3500rpm
最大:
rpm;额定:
rpm
6
ISG电机温度
8bit;分辨率:
1℃/bit偏移:
-40℃;范围:
-40℃~150℃
无符号数
7
ISG电机控制器温度
8bit;分辨率:
1℃/bit偏移:
-40℃;范围:
-40℃~150℃
无符号数
8
8-7
故障等级
00：
无故障；01：
一
升级会员 