一種電動汽車整車控制器的製造方法
2023-10-17 11:40:39 1
一種電動汽車整車控制器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動汽車整車控制器，包括處理器，所述處理器與電平輸入輸出模塊、故障診斷模塊、電源模塊、D/A模塊、冗餘雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉速檢測模塊連接，所述電平輸入輸出模塊、D/A模塊均與所述電源模塊連接；所述轉速檢測模塊與電動汽車車輪上的轉速傳感器電連接；所述電源模塊與電動汽車鑰匙開關電連接。本實用新型採用冗餘雙通道A/D模塊，提高了系統的可靠性。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電動汽車【技術領域】，特別涉及一種電動汽車整車控制器本實用新 型涉及電動汽車【技術領域】，特別涉及一種電動汽車整車控制器。 一種電動汽車整車控制器
【背景技術】
[0002] 為了最大程度減少汽車尾氣排放、降低對石油的依賴，電動汽車及其相關技術已 經成為目前汽車領域最熱門最前沿的研究方向之一。電動汽車一般涵蓋純電動汽車、混合 動力電動汽車等，如何提高電動汽車的效率、舒適性、安全性以及智能化程度，是這一技術 領域的研究重點。
[0003] 電動汽車整車控制器作為整車控制的"大腦"，是整車控制策略的硬體載體，負責 協調各電控單元工作，實現駕駛員的意圖與整車效率優化，必須儘可能提高整車控制器的 可靠性，同時，還需要採集各種狀態信息進行分析，對極端情況下出現的故障狀態進行迅速 識別並採取相應的應對策略，否則將可能造成嚴重的事故。
【發明內容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種電動汽車整車 控制器，提高整車控制器的可靠性。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是：一種電動汽車整車控制 器，包括處理器，所述處理器與電平輸入輸出模塊、故障診斷模塊、電源模塊、D/A模塊、冗餘 雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉速檢測模塊連接，所述電平輸入輸出模塊、D/A模塊均 與所述電源模塊連接；所述轉速檢測模塊與電動汽車車輪上的轉速傳感器電連接；所述電 源模塊與電動汽車鑰匙開關電連接。
[0006] 所述電平輸入輸出模塊包括第一光稱和第二光稱，所述第一光稱、第二光稱分別 與第一切換模塊、第二切換模塊連接，所述第一切換模塊、第二切換模塊均與所述電源模塊 連接。
[0007] 所述D/A模塊包括第一隔離電路、第二隔離電路、與所述第一隔離電路連接的第 一有源濾波電路、與所述第二隔離電路連接的第二有源濾波電路，所述第一有源濾波電路、 第二有源濾波電路分別與第一開關、第二開關連接，所述第一開關、第二開關均與信號調理 電路連接；所述第一開關與分壓電路連接，所述分壓電路並聯接入所述第二開關和所述信 號調理電路之間；所述第一隔離電路、第一有源濾波電路與第三切換模塊連接，所述第三切 換模塊接入所述電源模塊。
[0008] 所述第一切換模塊、第二切換模塊、第三切換模塊均為帶有兩個觸點的接觸器。 [0009] 所述加速度檢測模塊採用3軸加速度傳感器，所述3軸加速度傳感器的X軸與車 身長度方向垂直，Y軸與車身長度方向平行，Z軸垂直於車身X-Y平面。
[0010] 所述輪速檢測模塊採用信號處理晶片NCV1124。
[0011] 與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型採用冗餘雙通道 A/D模塊，提高了系統的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型結構示意圖；
[0013] 圖2為電源模塊結構示意圖；
[0014] 圖3為電平輸入輸出模塊的示意圖；
[0015] 圖4為冗餘雙通道A/D模塊結構示意圖；
[0016] 圖5為模擬輸出模塊不意圖。
【具體實施方式】
[0017] 鑰匙開關打開後，經鑰匙開關輸出電源電壓V0到電動車整車控制器電源模塊，如 圖2所示，由電源單元1的線性穩壓電源輸出非隔離5V電壓VI作為單片機系統電源，同 時，由電源單元2的隔離DC/DC輸出隔離的5V電壓V2,由電源單元3的隔離DC/DC輸出隔 離的12V電壓V3。電源模塊各單元輸出的電壓為電動車整車控制器不同的用電部分供電。
[0018] 電平輸入輸出模塊實現單片機與外部設備之間的電平信號傳輸。接受外部設備 輸入的電平信號並將其轉化為單片機引腳電平，同時將單片機引腳輸出的電平信號轉化為 外部設備所能接收的電平信號並輸出。如圖3所示，輸入輸出採用光耦進行隔離，S11、S12 開關的活動觸點可以選擇接觸2個固定觸點之一或者與2個固定觸點均斷開，通過選擇開 關Sll、S12,可以對電平輸入輸出模塊的供電進行隔離5V/12V電壓以及非隔離5V/12V切 換選擇。通過電平輸入，電動車整車控制器可以識別外部的電平信號，如剎車信號、檔位信 號等，同時，可以對外輸出電平信號，如儀表指示燈控制信號、空調開關信號等。
[0019] 冗餘雙通道A/D模塊，如圖4所示，通過將電動車整車控制器的關鍵模擬信號分別 經過信號調理11、信號調理12調理後，分別經過通道11、通道12,連接到2個單片機A/D通 道A/DUA/D2,並對2個A/D通道進行同時採集，既可以提高採樣精度，同時，當某一個通道 出現故障時，另一個通道還可以正常進行模擬量採樣。
[0020] 模擬輸出模塊（D/A模塊)具有2個通道，如圖5所示，通過S20開關可以選擇隔離 或非隔離的5V電壓，給模擬輸出模塊的隔離電路、有源濾波單元、分壓電路、信號調理單元 供電。當選擇隔離5V電源時，通過隔離電路1、隔離電路2,實現了單片機PWM到隔離PWM 信號的隔離，經過隔離電路的隔離PWM信號，傳輸至有源濾波模塊，實現隔離PWM信號到隔 離模擬信號的轉化，分壓電路通過電阻分壓的原理調整分壓電路的輸出電壓與輸入電壓的 比例關係，信號調理模塊負責最後一級模擬信號的調整和濾波並對外輸出，若選擇非隔離 5V電壓，實現原理與使用隔離電源情況相似，只是模擬輸出不再具有隔離的特徵。默認狀 態下，S21斷開，S22連接，2路獨立的PWM信號PWMUPWM2,經過有源濾波後，分別經通道1、 通道2輸送至信號調理單元，最終由信號調理單元對外輸出2路獨立的模擬信號。當需要 2路輸出模擬信號電壓嚴格成比例關係時，可以設置S21連接，S22斷開，PWM1經過有源濾 波1濾波處理後，輸出經通道1到達信號調理單元，有源濾波1的輸出同時經S21輸送到分 壓電路進行比例調整，分壓電路的輸出經通道2輸送至信號調理單元，最終由信號調理單 元輸出2路成比例關係的模擬信號。
[0021] 加速度檢測模塊採用3軸加速度傳感器ADXL345,保證電動車整車控制器安裝後， 加速度傳感器的X軸與車身長度方向垂直，Y軸與車身長度方向平行，Z軸垂直於X-Y平面。 車輛靜止時，傳感器可以給3個正交軸方向的重力加速度分量，由此可以計算出車身的姿 態，如車身所處的坡度的角度值，同樣通過檢測3個正交軸的加速度分量及加速度分量大 小，也可以識別出是否發生了車身碰撞。
[0022] 輪速檢測模塊，利用磁阻式輪速傳感器專用信號處理晶片NCV1124,將輪速傳感器 輸出的正弦變幅值信號轉變為5V電壓的方波脈衝信號，輸送至單片機的引腳，單片機根據 方波脈衝信號的頻率計算出車速。
[0023] 通信模塊採用2路CAN總線通信以及1路基於GPRS的無線通信。其中1路CAN 採用隔離通信，採用IS01050隔離通信晶片；1路CAN總線為非隔離通信，採用SN65HVD1040 通信晶片。CAN總線實現電動車整車控制器與其它電控單元如電機控制器、電池管理系統 等之間的通信。GPRS無線通信部分主要用於車輛信息的採集、監測以及車輛所處位置的獲 取，在電動車整車控制器監測到車輛出現碰撞事故時，可以自主地通過GPRS無線通信模塊 向預先設置的終端發出緊急呼叫信息以及當前車輛的狀態信息、位置信息。
[0024] 故障診斷模塊用於檢測測量的故障信息，基於L9637D晶片，一旦檢測到出現故 障，便將對應的故障碼存入存儲單元，並在儀表提示故障，故障診斷模塊包含一個符合 KWP2000協議的對外的診斷接口，可以通過診斷接口進行故障的讀取、清零操作。
[0025] 電動車整車控制器內部的各組電源有電源模塊提供，單片機上電運行後，首先通 過總線與其它電控單元進行通信，進行系統自檢，判斷子系統是否出現故障，若無故障，則 發送電平信號Ready到儀表，點亮儀表上的Ready指示燈，提示駕駛員，可以開始駕駛；若檢 測到故障信息，則通過發送電平信號Error到儀表，點亮Error指示燈，提示故障。
[0026] 自檢通過後，電動車整車控制器通過電平輸入輸出模塊檢測車輛檔位信號、剎車 信號等，通過冗餘雙通道A/D模塊檢測車輛油門信號，根據檢測到的油門信號確定需求的 驅動功率，通過CAN總線、模擬輸出模塊對車輛驅動電機控制器輸出相應的指令，控制車輛 運行。
[0027] 當檢測到車輛處於坡道起步時，電動車整車控制器根據從加速度傳感器獲取到3 個正交軸的加速度信息並計算出車輛所處坡道，並通過輪速傳感器信號判斷出車輪的運 動，通過剎車信號判斷起步，當駕駛員鬆開剎車的同時，電動車整車控制器發出指令信號， 控制車輛驅動電機輸出轉矩，避免由鬆開剎車到踩下油門之間的時間內，出現車輛溜坡。
【權利要求】
1. 一種電動汽車整車控制器，包括處理器，其特徵在於，所述處理器與電平輸入輸出模 塊、故障診斷模塊、電源模塊、D/A模塊、冗餘雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉速檢測模 塊連接，所述電平輸入輸出模塊、D/A模塊均與所述電源模塊連接；所述轉速檢測模塊與電 動汽車車輪上的轉速傳感器電連接；所述電源模塊與電動汽車鑰匙開關電連接。
2. 根據權利要求1所述的電動汽車整車控制器，其特徵在於，所述電平輸入輸出模塊 包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦、第二光耦分別與第一切換模塊、第二切換模塊連 接，所述第一切換模塊、第二切換模塊均與所述電源模塊連接。
3. 根據權利要求2所述的電動汽車整車控制器，其特徵在於，所述D/A模塊包括第一隔 離電路、第二隔離電路、與所述第一隔離電路連接的第一有源濾波電路、與所述第二隔離電 路連接的第二有源濾波電路，所述第一有源濾波電路、第二有源濾波電路分別與第一開關、 第二開關連接，所述第一開關、第二開關均與信號調理電路連接；所述第一開關與分壓電路 連接，所述分壓電路並聯接入所述第二開關和所述信號調理電路之間；所述第一隔離電路、 第一有源濾波電路與第三切換模塊連接，所述第三切換模塊接入所述電源模塊。
4. 根據權利要求3所述的電動汽車整車控制器，其特徵在於，所述第一切換模塊、第二 切換模塊、第三切換模塊均為帶有兩個觸點的接觸器。
5. 根據權利要求1?4之一所述的電動汽車整車控制器，其特徵在於，所述加速度檢測 模塊採用3軸加速度傳感器，所述3軸加速度傳感器的X軸與車身長度方向垂直，Y軸與車 身長度方向平行，Z軸垂直於車身X-Y平面。
6. 根據權利要求5所述的電動汽車整車控制器，其特徵在於，所述輪速檢測模塊採用 信號處理晶片NCV1124。
【文檔編號】B60R21/01GK203902318SQ201420335372
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】馮坤 申請人:長沙新麓思創電子科技有限公司