[發(fā)明專利]一種用于無人駕駛電動汽車的整車控制器

無效

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• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102902252A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱青;張小亮;王耀南;申永鵬;孟步敏;劉東奇;周翔;袁潔;盧斌;鄧凱峰;賀俊杰;曹時偉
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及一種電動車輛技術(shù)領(lǐng)域的控制器，特別涉及一種用于無人駕駛電動汽車的整車控制器。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的短缺，開發(fā)電動汽車成為世界汽車制造商的共同目標(biāo)。無人駕駛電動車輛，能有效避免因人為因素造成的各種交通事故，且適于在國防、安防及不適宜人類操作的惡劣環(huán)境下工作。二者的有機(jī)結(jié)合，將會是汽車工業(yè)一個新的發(fā)展方向。整車控制器，是車輛的核心部件，采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，對其進(jìn)行分析判斷后，控制下層各個部件控制器的動作，驅(qū)動車輛正常行駛。

對于結(jié)構(gòu)簡單的單電機(jī)驅(qū)動的電動汽車，通常采用電機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)扭矩控制和再生制動控制等功能，并沒有設(shè)計(jì)整車控制器。

目前，在無人駕駛電動汽車設(shè)計(jì)方面，多使用單電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動控制。但該方法有以下幾個問題：1.需要單獨(dú)開發(fā)適用于無人駕駛車的電機(jī)控制器，研發(fā)投入多，且周期長，難度高；2.無人駕駛車輛行駛過程中采集的數(shù)據(jù)量大，需要及時處理，電機(jī)控制器集成整車控制器，會為整車的快速實(shí)時響應(yīng)帶來困難。

獨(dú)立的無人駕駛的整車控制器，是目前各大公司和院校采用的一種整車控制器開發(fā)模式。該方案將目前流行的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于整車控制器開發(fā)中，有力地解決整車控制問題。由于嵌入式的硬件可裁剪性較強(qiáng)，且硬件設(shè)計(jì)水平參差不齊，存在以下問題：1.電動車輛運(yùn)行過程中，電機(jī)運(yùn)行的電磁干擾及電動車輛啟停時整車電器所產(chǎn)生的電磁干擾，對整車控制器的影響未能得到有效解決；2.未能考慮信息存儲和無人駕駛車輛的遠(yuǎn)程控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用于無人駕駛電動汽車的整車控制器。

一種用于無人駕駛電動汽車的整車控制器，包括微處理器、開關(guān)量采集模塊、開關(guān)量輸出模塊、BDM調(diào)試接口、電源模塊、模擬量采集模塊、模擬量輸出模塊、PWM輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線收發(fā)模塊及GPS模塊；

PWM輸出模塊用于對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制；

用于保存車輛行駛數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲模塊與微處理器通過SPI進(jìn)行通信；

無線收發(fā)模塊通過光耦與微處理器進(jìn)行通信；

GPS模塊用于采集實(shí)時位置信息；

對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理的開關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊、脈沖量采集模塊均與微處理器相連；

所述開關(guān)量采集模塊所采集的信號至少包括鑰匙開關(guān)信號、檔位控制位置信號、車輛運(yùn)行模式信號、車輛部件故障信號、空調(diào)控制信號及車輛行駛的運(yùn)行狀態(tài)請求信號；

所述模擬量采集模塊所采集的信號至少包括整車的加速踏板信號、制動踏板信號和溫度傳感器信號；

所述脈沖量采集模塊說采集的信號至少包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號及主電機(jī)轉(zhuǎn)速信號。

用于無人駕駛電動汽車的整車控制器還包括用于與微處理器進(jìn)行實(shí)時通信的CAN通信模塊，CAN通信模塊另一端與車輛的電機(jī)控制器及電池管理控制器相連，通過設(shè)定的ID地址通信端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成車輛控制通信。

所述開關(guān)量采集模塊采用MC33884。

所述光耦采用HCPL-M600。

所述微處理器采用MC9S12XEP100。

所述開關(guān)量輸出模塊采用MC33879。

所述無線收發(fā)模塊采用SI4432PA。

有益效果

本發(fā)明的一種用于無人駕駛電動汽車的整車控制器，通過采用集成化設(shè)計(jì)，運(yùn)用集成器件代替分立元件進(jìn)行信號處理和輸出，減少了電氣連接，降低了整車控制器工作中產(chǎn)生的電磁干擾，提高了整車在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾性和可靠性；設(shè)計(jì)的PWM輸出模塊能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行控制，無需再單獨(dú)開發(fā)電機(jī)控制器，節(jié)約了研發(fā)和設(shè)計(jì)成本，采用開關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊、脈沖量采集模塊及CAN通信模塊實(shí)現(xiàn)了對采集數(shù)據(jù)的實(shí)時處理，通過對開關(guān)量采集模塊的采集端口添加壓敏電阻和電容，避免了過壓對開關(guān)量采集模塊造成損害；此外，該控制器還提供了三種控制模式，包括無人駕駛模式、遠(yuǎn)程控制模式及人工控制模式，極大的方便了研發(fā)設(shè)計(jì)和實(shí)際操作；各模塊端口具有相應(yīng)的擴(kuò)展性，通過改變及啟動相應(yīng)端口，便可應(yīng)用于混合動力汽車控制，具有較高的市場價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的無人駕駛電動汽車的整車控制器結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明涉及的無人駕駛電動汽車的模擬量采集模塊電路圖；

其中，a圖是模擬量信號分壓選通部分電路圖，b圖是模擬量光耦選通電路圖,c圖是模擬量線性光耦處理電路圖；

圖3是本發(fā)明涉及的無人駕駛電動汽車的開關(guān)量信號采集模塊電路圖；