新能源汽車車輛控制器連接結構的製作方法

2023-06-22 17:20:21 2

本發明涉及新能源汽車控制領域。具體設計了一種採用浮點運算晶片的車輛控制器。

背景技術：

新能源汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車和增程式汽車。車輛控制器作為新能源汽車的核心部件，由於新能源汽車的配置日益豐富對車輛控制器的性能和功能提出了更高的要求，要滿足未來新能源汽車數量龐大的模擬和數位訊號處理、CAN通訊及複雜的運算處理的需求，需要一款運算能力強大、運算速度快、驅動能力強的高性能車輛控制器。而目前使用的車輛控制器電路布局和連接難以滿足新能源汽車日益發展的需求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是實現一種功能齊全、穩定、可靠的車輛控制器。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：新能源汽車車輛控制器連接結構，包括車輛控制器，所述車輛控制器包括電源接口、數字量採集接口、模擬量採集接口、CAN通信接口、驅動接口和電源輸出接口；

所述數字量採集接口包括點火信號採集接口、ACC信號採集接口、啟動信號採集接口、空調製熱信號採集接口、空調製冷信號採集接口、外部電源喚醒接口、慢充信號採集接口、快充信號採集接口、駕駛模式信號採集接口、經濟驅動模式開關信號採集接口、電子駐車檔位信號採集接口、制動剎車開關信號採集接口、附件環路互鎖信號採集接口、巡航開關信號採集接口和數字備用接口；

所述模擬量採集接口包括油門踏板信號採集接口、排擋信號採集接口、供電電源採集接口、真空壓力傳感器信號採集接口、溫度傳感器採集接口、電流信號採集接口及預留接口；

所述CAN通信接口與車身控制系統、電動助力轉向系統、儀表顯示系統、制動系統、電機控制系統、電池管理系統、空調系統及遠程診斷系統連接。

所述車輛控制器包括32位浮點單片機、16位單片機、電源管理模塊，所述電源管理模塊連接電源接口、連接5V電源輸出接口，並向16位單片機供電，所述16位單片機信號輸入端連接模擬量採集接口、數字量採集接口，並與32位浮點單片機通信，所述32位浮點單片機與CAN通信接口和驅動接口連接。

所述CAN通信接口設有兩路，一路與車身控制系統、電動助力轉向系統、儀表顯示系統和制動系統連接，另一路與電機控制系統、電池管理系統、空調系統及遠程診斷系統連接。

所述CAN通信接口連接空調壓縮機系統和車載直流電源系統，所述車輛控制器輸出使能信號和電源調節信號至空調壓縮機系統，所述車輛控制器輸出使能信號至車載直流電源系統。

所述CAN通信接口連接電池管理系統和安全氣囊控制系統，所述車輛控制器輸出環路互鎖信號至電池管理系統，所述安全氣囊控制系統輸出碰撞硬線信號至車輛控制器。

所述驅動接口連接BMS、電機控制器、制動真空泵、冷卻水泵、冷卻風扇和PTC繼電器。

所述電源接口連接12V電源和GND。

本發明的優點在於控制器在工作時，控制器通過數字量採集接口採集整車的數位訊號，模擬量採集接口採集整車的模擬量信號，同時通過CAN通信網絡與整車的其它部件進行通信，綜合以上信號，對駕駛員的駕駛意圖做出實時解析，實現了一種運算能力強、穩定、可靠的車輛控制器。

附圖說明

下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為車輛控制器電路連接原理圖；

圖2為車輛控制器電路控制原理圖。

具體實施方式

新能源汽車車輛控制器連接結構包括一個32位浮點單片機、電源管理模塊、作為安全監控晶片的16位單片機、數字量採集接口、模擬量採集接口、CAN通信接口、驅動接口。

新能源汽車車輛控制器連接結構基於32位浮點運算單片機開發，充分考慮了現在純電動汽車及混合動力汽車的策略模型複雜，運算量大及對運算的精度要求高的特點。電路將純電動汽車與混合動力汽車控制中需要進行多路數位訊號處理與模擬信號處理，同時需要多路高低邊驅動信號及電平脈衝調製信號的特點，設計布置了多路數字量輸入接口、模擬量輸入接口、高低邊驅動輸出接口、CAN通信接口、LIN通信接口以及PWM波輸入、輸出接口，以保證各種純電動和混動車型控制系統的控制需求。

如圖1所示，電路結構包括了22路數字採集接口、22模擬量採集接口、12路低邊驅動輸出接口、9路高邊驅動輸出接口、5路PWM輸入接口、8路PWM輸出接口、3路CAN通信接口、3路5V電源供電接口及1路LIN通信接口。其中22路數字量採集接口包括點火信號採集接口、ACC信號採集接口、啟動信號採集接口、空調製熱信號採集接口、2路空調製冷信號採集接口、外部電源喚醒接口、慢充信號採集接口、快充信號採集接口、駕駛模式信號採集接口、經濟驅動模式開關信號採集接口、電子駐車檔位信號採集接口、2路制動剎車開關信號採集接口、附件環路互鎖信號採集接口、3路巡航開關信號採集接口和4路數字備用接口，22路模擬量採集接口包括2路油門踏板信號採集接口、4路排擋信號採集接口、2路供電電源採集接口、真空壓力傳感器信號採集接口、溫度傳感器採集接口、2路電流信號採集接口及10路預留接口。車輛控制器通過兩路CAN通信接口與整車中其它部件控制機器進行通信控制，一路CAN與車身控制系(BCM)、儀表顯示系統(ICM)、車身穩定系統(ESP)、電動助力系統(EPS)、制動系統(BSM)。另一路與電池管理系統(BMS)、電機控制系統(MCU)、車載直流電源系統(DCDC)、空調壓縮機系統(Compressor)以及安全氣囊控制系統(ABM)進行通信。

車輛控制通過整車蓄電池的提供電源，當駕駛員通過鑰匙開關激活KL15電，32位浮點單片機檢測KL15電信號，把整車控制器從睡眠模式喚醒進入到工作模式。控制器在工作時，控制器通過數字量採集接口採集整車的數位訊號，模擬量採集接口採集整車的模擬量信號，同時通過CAN通信網絡與整車的其它部件進行通信，綜合以上信號，對駕駛員的駕駛意圖做出實時解析。按照駕駛員的駕駛意圖控制驅動電路和CAN通信工作實現對整車的駕駛控制。為實現對整車安全控制，對關鍵的數字量採集接口、模擬量採集接口、驅動接口、CAN通信接口都做功能安全設計，由一個16位的單片機作為從晶片進行安全監控。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。