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CN105172616A - 一种电动汽车智能整车控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车智能整车控制器，包括：微控制器模块，数据处理模块，功率驱动模块，电源模块，其中，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接，所述整车控制器还包括了一个通讯接口模块和一个无线3G模块，所述通讯接口模块分别包括两路CAN总线、KWP总线以及一路RS232总线。通过设置无线模块，使得数据的上传不再被动接入整车的动力总线CAN，避免了数据接入所带来的干扰，并且不需要再增加通信线缆，减少了装配的复杂性以及降低了故障发生的概率，并且增加了电动汽车的适配兼容性的同时降低了电动汽车的制造成本。

Description

一种电动汽车智能整车控制器
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种电动汽车整车控制器。
背景技术
电动汽车是多系统组成的复杂系统，整车控制器（简称VCU）是电动汽车控制核心管理中心，其功能主要包含解析驾驶员意图，引导电机控制器（简称MCU）对驱动电机（简称MC）进行扭矩控制，同时对于动力电池单元的能力管理控制及输出管理，DC/DC、车载充电机控制、整车电器部件故障诊断及系统级的故障处理等。当前的电动汽车相比于传统汽车，技术成熟度及市场应用不足，以及车载储能单元安全性，需要整合ECU收集的故障信息进行远程信息监控与存储，配置远程信息管理终端的车辆在运行中便于车辆使用者以及车辆生产企业进行技术状态监控，目前国内较多企业采用的整车控制器不具备远程信息终端功能（简称DCM），需要单独配置DCM，采用这样配置只能被动接入整车的动力CAN总线，进行CAN总线数据上传，采用这种结构存在一定弊端：需要从VCU接入通信，增加数据源传输干扰。需要增加通信线缆，增加装配复杂性以及增大故障发生概率；增加电动汽车制造成本以及适配兼容性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高可靠性、高集成度并且可提升电动汽车品质以及可拓展的电动汽车智能整车控制器。
为了解决以上技术问题，本发明一种电动汽车智能整车控制器，包括：
微控制器模块，为整车控制器的控制中心，负责数据的预算以及处理；
数据处理模块，用于数据的采集与处理，其一端与数据采集的多个传感器连接，另一端与所述微控制器电连接；
功率驱动模块，用于驱动多个开关以及系统状态指示灯，一端与微控制器模块电连接，另一端与所驱动的开关或指示灯电连接；
电源模块，为整车控制器各模块提供电源，并对所述电动汽车的蓄电池电压进行监控，并与所述微控制器电连接；
其中，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接，所述整车控制器还包括了一个通讯接口模块和一个无线3G模块，所述通讯接口模块分别包括两路CAN总线、KWP总线以及一路RS232总线。
优选的，所述数据处理模块包括模拟量处理部和开关量处理部，所述模拟量处理部用于模拟输入量的滤波和调理，所述开关量处理部用于开关输入量的电平转换和整型，所述开关处理部通过光电隔离器与所述微控制器电连接。
优选的，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接。
优选的，所述整车控制器采用了分层的模块化体系的软件结构，包括：微处理器抽象层、ECU抽象层、服务层、复杂驱动函数和应用层。
优选的，所述微处理器抽象层包括I/O驱动、通信驱动、存储驱动和单片机驱动，所述通信驱动包括了CAN总线驱动、flash驱动、CCP协议驱动。
优选的，所述ECU抽象层包括I/O硬件抽象、通信硬件抽象、存储硬件抽象和ECU板上设备的驱动。
优选的，所述服务层包括实时任务调度系统、函数库、存储服务和通信服务。
优选的，所述应用层包括，能量管理、维护管理、故障诊断、车辆驱动、通信管理和驾驶解释。
优选的，所述应用层在matlab或者simulink下建立整车控制器的控制策略模式，使用Cruise和matlab或者simulink相互耦合，在不同的工况下计算并评价控制策略对于电动汽车的经济性能、动力性能及控制的平顺性的控制能力等，从而评价控制策略的优劣和车辆的性能。
优选的，所述应用层确定整车控制策略并利用Embeddedcoder自动生成代码嵌入到整车控制器。
通过设置无线模块，使得数据的上传不再被动接入整车的动力总线CAN，避免了数据接入所带来的干扰，并且不需要再增加通信线缆，减少了装配的复杂性以及降低了故障发生的概率，并且增加了电动汽车的适配兼容性的同时降低了电动汽车的制造成本。
实现车辆的物联网、车联网基本架构的搭建，对车辆的远程监控功能完全的融合，控制功能如远程空调控制、远程充电控制、远程防盗、远程故障诊断等功能。物联网技术与新能源汽车的有机结合，推动了实现了车网融合技术的发展。
连接汽车局域网与互联网网关，实时传输运行所需的整车运行参数，配合后台服务系统自动升级。提高车辆产品品质，提高车辆车载能源利用率。提高了新能源汽车使用的舒适性，如实现车辆的远程控制功能的空调系统控制，车辆的预启动热车等功能。提高了新能源汽车的经济型：实现驾驶员不良操作的远程提醒；实现充电的远程设置，使车辆在电网波谷进行充电，减少充电费用提高了新能源汽车的安全性：实现车辆远程的故障诊断及提醒；实现车辆的远程防盗锁定及报警。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1是本发明电动汽车智能整车控制器的实施例的整体框图；
图2是本发明电动汽车智能整车控制器的实施例的软件框架图
图3是本发明电动汽车智能整车控制器的实施例的控制示意图。
具体实施方式
实施例：
如图1所示，本发明一种电动汽车智能整车控制器，包括：微控制器模块，为整车控制器的控制中心，负责数据的预算以及处理；数据处理模块，用于数据的采集与处理，其一端与数据采集的多个传感器连接，另一端与所述微控制器电连接；功率驱动模块，用于驱动多个开关以及系统状态指示灯，一端与微控制器模块电连接，另一端与所驱动的开关或指示灯电连接；电源模块，为整车控制器各模块提供电源，并对所述电动汽车的蓄电池电压进行监控，并与所述微控制器电连接；其中，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接，所述整车控制器还包括了一个通讯接口模块和一个无线3G模块，所述通讯接口模块分别包括两路CAN总线、KWP总线以及一路RS232总线。所述数据处理模块包括模拟量处理部和开关量处理部，所述模拟量处理部用于模拟输入量的滤波和调理，所述开关量处理部用于开关输入量的电平转换和整型，所述开关处理部通过光电隔离器与所述微控制器电连接。
所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接。
如图1所示，在本实施例中，所述电源模块连接有电池供电、钥匙信号、充电开关、5V传感器供电、地线等。所述模拟信号处理部包括了油门踏板信号、制动踏板信号、档位请求、车内外温度传感器、冷却水温等。数字信号处理部包括了钥匙信号、档位开关、制动开关信号、ENS、车速信号、充电状态、手刹信号、暖风请求、空调开关、SOS、巡航开关等。功率驱动包括了继电器开关驱动、用于驱动电磁阀的PWM驱动、以及指示灯驱动。3G模块，预使用SIMcom公司的SIM5320，该模块的工作温度范围为：-40~85℃，能够满足整个的设计要求。
在本实施中，所述整车控制器采用了分层的模块化体系的软件结构，包括：微处理器抽象层、ECU抽象层、服务层、复杂驱动函数和应用层。
如图2所示，所述微处理器抽象层包括I/O驱动、通信驱动、存储驱动和单片机驱动，所述通信驱动包括了CAN总线驱动、flash驱动、CCP协议驱动。所述ECU抽象层包括I/O硬件抽象、通信硬件抽象、存储硬件抽象和ECU板上设备的驱动。所述服务层包括实时任务调度系统、函数库、存储服务和通信服务。所述应用层包括，能量管理、维护管理、故障诊断、车辆驱动、通信管理和驾驶解释。
如图3所示，所述应用层在matlab或者simulink下建立整车控制器的控制策略模式，使用Cruise和matlab或者simulink相互耦合，在不同的工况下计算并评价控制策略对于电动汽车的经济性能、动力性能及控制的平顺性的控制能力等，从而评价控制策略的优劣和车辆的性能。所述应用层确定整车控制策略并利用Embeddedcoder自动生成代码嵌入到整车控制器。
通过设置无线模块，使得数据的上传不再被动接入整车的动力总线CAN，避免了数据接入所带来的干扰，并且不需要再增加通信线缆，减少了装配的复杂性以及降低了故障发生的概率，并且增加了电动汽车的适配兼容性的同时降低了电动汽车的制造成本。
实现车辆的物联网、车联网基本架构的搭建，对车辆的远程监控功能完全的融合，控制功能如远程空调控制、远程充电控制、远程防盗、远程故障诊断等功能。物联网技术与新能源汽车的有机结合，推动了实现了车网融合技术的发展。
连接汽车局域网与互联网网关，实时传输运行所需的整车运行参数，配合后台服务系统自动升级。提高车辆产品品质，提高车辆车载能源利用率。提高了新能源汽车使用的舒适性，如实现车辆的远程控制功能的空调系统控制，车辆的预启动热车等功能。提高了新能源汽车的经济型：实现驾驶员不良操作的远程提醒；实现充电的远程设置，使车辆在电网波谷进行充电，减少充电费用提高了新能源汽车的安全性：实现车辆远程的故障诊断及提醒；实现车辆的远程防盗锁定及报警。
需要强调的是，本发明的保护范围包含但不限于上述具体实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该被视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车智能整车控制器，包括：
微控制器模块，为整车控制器的控制中心，负责数据的预算以及处理；
数据处理模块，用于数据的采集与处理，其一端与数据采集的多个传感器连接，另一端与所述微控制器电连接；
功率驱动模块，用于驱动多个开关以及系统状态指示灯，一端与微控制器模块电连接，另一端与所驱动的开关或指示灯电连接；
电源模块，为整车控制器各模块提供电源，并对所述电动汽车的蓄电池电压进行监控，并与所述微控制器电连接；
其特征在于，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接，所述整车控制器还包括了一个通讯接口模块和一个无线3G模块，所述通讯接口模块分别包括两路CAN总线、KWP总线以及一路RS232总线。
2.根据权利要求1所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述数据处理模块包括模拟量处理部和开关量处理部，所述模拟量处理部用于模拟输入量的滤波和调理，所述开关量处理部用于开关输入量的电平转换和整型，所述开关处理部通过光电隔离器与所述微控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述整车控制器还包括了一个外设的信息存储模块，所述信息存储模块用于记录整车控制系统的相关信息及故障信息，所述信息存储模块与所述微控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述整车控制器采用了分层的模块化体系的软件结构，包括：微处理器抽象层、ECU抽象层、服务层、复杂驱动函数和应用层。
5.根据权利要求4所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述微处理器抽象层包括I/O驱动、通信驱动、存储驱动和单片机驱动，所述通信驱动包括了CAN总线驱动、flash驱动、CCP协议驱动。
6.根据权利要求4所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述ECU抽象层包括I/O硬件抽象、通信硬件抽象、存储硬件抽象和ECU板上设备的驱动。
7.根据权利要求4所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述服务层包括实时任务调度系统、函数库、存储服务和通信服务。
8.根据权利要求4所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述应用层包括，能量管理、维护管理、故障诊断、车辆驱动、通信管理和驾驶解释。
9.根据权利要求4所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述应用层在matlab或者simulink下建立整车控制器的控制策略模式，使用Cruise和matlab或者simulink相互耦合，在不同的工况下计算并评价控制策略对于电动汽车的经济性能、动力性能及控制的平顺性的控制能力等，从而评价控制策略的优劣和车辆的性能。
10.根据权利要求9所述的电动汽车智能整车控制器，其特征在于，所述应用层确定整车控制策略并利用Embeddedcoder自动生成代码嵌入到整车控制器。
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