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基于μC/OS-II的整车控制器系统设计技术

作者:时间:2013-12-27来源:网络收藏
混联式混合动力系统的子系统众多,其中作为实现驾驶员驾驶需求和能量安全的管理系统,需要协调发动机、扭矩、电机和电池的功率在不同工况下的合理分配,实现制动能量回馈,并控制外围设备(如空调、灯光),以达到最佳的节能排放效果。系统任务的复杂性和强环境都对的实时性和可靠性提出了重大挑战,传统的单任务循环式的程序控制模式难以满足需求,本文采用了开放源码的嵌入式操作系统μC/OS-II设计系统软件。

1 整车系统结构

所开发的全混合动力轿车是天津市重大专项课题,以长城哈佛SUV轿车为平台。该车动力系统主要由发动机、交流电动机、交流发电机和高性能的镍氢电池、行星架动力分配机构以及DC-AC逆变器组成。整车控制器采用总线与发动机管理系统、电机控制器和动力电池组管理系统交换信息,并且预留了1路CAN以便后期与车身系统通信。

整车控制器根据驾驶员输入信号,结合电池组状态和车辆当前运行状态,根据一定的策略控制各个子系统的工作,实现节能减排的目标。系统网络拓扑如图1所示。
基于μC/OS-II的整车控制器系统设计技术

2 整车控制器硬件设计

ECU的硬件设计按照模块化原则,可分为如下几个功能模块:微控制器模块、数据采集模块、功率驱动及保护模块、D/A转换模块、电源模块、通信模块、显示及报警接口和标定诊断接口等。采用Infineon公司的XC164CS微控制器,它基于增强的C166SVZ内核,并在性能上优于其他16位微控制器:内部集成DSP功能、扩展的中断处理能力、强大的片上外设以及高性能片上Flash,如图2所示。
基于μC/OS-II的整车控制器系统设计技术

3 μC/OS-II的移植

μC/OS-II嵌入式实时操作系统采用ANSI C语言编写,具备很好的可读性和可移植性;对硬件资源要求不高,在大多数8位、16位微控制器上都可以实现移植。

3.1 μC/OS-II的启动

首先要调用硬件驱动程序对硬件进行初始化设置,然后调用系统初始化函数OSlnit()初始化μC/OS-II所有的变量和数据结构。

启动μC/OS-II之前建立1个应用任务。OSlnit()建立空闲任务idletask,这个任务总是处于就绪态。空闲任务OSTaskIdle()的优先级设成最低,即OS_LOWEST_PRIO。多任务的启动需要用户通过调用OSStart()实现。当然还有其他设置,这里不再一一介绍。

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