專利名稱：智能車輛控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛整體控制領域，特別是應用于電動類車輛的智能車輛控制器。
背景技術：
隨著人類社會的發(fā)展，科學技術的進步，汽車成為每個家庭出行必備的交通工具，然而環(huán)境問題和能源問題的日益突出，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，低碳減排要求，急需生產(chǎn)新能源車輛；一種更加清潔環(huán)保，結構簡單，安全可靠且極具人性化的交通工具成為人們的迫切需要。然而ー種新能源車輛上使用的智能車輛控制器尚未報導。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供了智能車輛控制器；該控制器具有一定的平臺通用性，靈活性和擴展性，且實時高效、成本低。為實現(xiàn)上述目的本實用新型所采用的技術方案是智能車輛控制器，包括微控制器単元，開關信號采集電路單元，模擬信號采集電路單元，碰撞信號采集電路單元，車身傾角信號采集電路單元，輸出控制電路單元，CAN總線接ロ電路單元，LIN總線接ロ電路單元，存儲器単元，電源管理単元；所述微控制器単元信號輸入端與開關信號采集電路單元和模擬信號采集電路單元連接；所述微控制器単元信號輸入端還與碰撞信號采集電路單元和車身傾角信號采集電路單元連接；所述微控制器単元信號輸出端與輸出控制電路單元連接，輸出控制電路單元輸出控制信號至車輛的執(zhí)行機構；所述微控制器單元與CAN總線接ロ電路單元和LIN總線接ロ電路單元通信連接，所述微控制器単元與存儲器単元通信連接；所述電源管理単元與微控制器単元供電連接，另與上述其他単元供電連接，還與車輛傳感器供電連接。所述開關信號采集電路單元具有接ロ電平識別模塊和濾波模塊，所述電平識別模塊可以識別輸入電平類型，并傳輸至微控制器単元；所述模擬信號采集電路單元包括集成運算放大器，所述集成運算放大器實現(xiàn)模擬信號的采集緩沖處理和內(nèi)外電路的隔離保護。所述碰撞信號檢測電路單元具有電壓比較器，所述電壓比較器保護內(nèi)部電路，同時把采集到的碰撞信號強度信息進行濾波整形處理傳輸至微控制器単元的輸入捕獲比較信號，所述微控制器単元根據(jù)碰撞強度信息發(fā)出控制信號，切斷動力，操作安全氣囊；所述車身傾角傳感器單元采集車身傾斜角度信息傳輸至微控制器単元，所述微控制器単元根據(jù)坡度信息值發(fā)出控制信號至CAN總線接ロ電路單元，實現(xiàn)上坡和下坡時的車速控制、自動駐坡、定速行駛的操作。所述CAN總線接ロ電路單元、LIN總線接ロ電路單元獲取車輛運行數(shù)據(jù)和CAN終端輸入信息，同時輸出控制協(xié)議，實現(xiàn)車輛操作和車輛信息反饋顯示。所述輸出控制電路單 元接收微控制器單元發(fā)出的控制信號，輸出控制信號至執(zhí)行機構；控制外部執(zhí)行機構的開啟和關閉。[0010]微控制器単元內(nèi)存儲有如下執(zhí)行任務模塊任務I，進行與上位機通信(a)，任務2，進行模擬量和數(shù)字量采集(b)，任務3，進行CAN數(shù)據(jù)處理和收發(fā)(C)，任務4，進行故障處理(d)，任務5，實現(xiàn)駕駛過程的邏輯判斷(e)，上述任務根據(jù)各自的優(yōu)先級和中斷進行任務調(diào)度，并由CAN總線接ロ實現(xiàn)控制外部執(zhí)行機構，控制整車安全、行駛速度和自動駐坡。 所述任務I具體為所述微控制器単元通過CAN總線接ロ與上位機進行通信，實現(xiàn)上位機對模擬量的標定數(shù)據(jù)表進行修改，將標定數(shù)據(jù)表存儲于存儲器單元中，系統(tǒng)控制模塊根據(jù)采集數(shù)據(jù)內(nèi)容進行查表，并采用線性插值算法確定車輛的實際エ況。所述任務2具體為所述微控制器單元對數(shù)字量(空調(diào)制冷開關，空調(diào)PTC請求輸入，鑰匙是否插入開關，鑰匙ON檔狀態(tài)，鑰匙START檔狀態(tài)，制動I當前狀態(tài)，制動2當前狀態(tài)，檔位信息)，模擬量(油門踏板I傳感器電壓，油門踏板2傳感器電壓，制動踏板傳感器電壓，真空泵傳感器電壓，坡度傳感器電壓)進行連續(xù)采集，獲得車輛關鍵量的狀態(tài)，對所述關鍵量進行邏輯判斷，輸出判斷信號至上位機，使得車輛安全，穩(wěn)定的工作。所述任務3具體為所述微控制器単元通過CAN總線接ロ接入車輛CAN總線網(wǎng)絡，實時解析電機控制器，電池管理系統(tǒng)，檔位控制器，手持故障檢測設備的CAN數(shù)據(jù)協(xié)議；將數(shù)據(jù)解析邏輯判斷后發(fā)送電機控制巾貞、儀表狀態(tài)巾貞、故障巾貞，使得車輛協(xié)調(diào)統(tǒng)ー的運行。所述任務4具體為所述微控制器単元通過模擬數(shù)字量的采集和解析的CAN數(shù)據(jù)與整車的標定量值進行比較，判斷車輛當前的故障，并且記錄故障；當達到故障等級時，執(zhí)行停止電機運行和關閉高壓電器，以保護車輛安全。所述任務5具體為所述微控制器単元通過鑰匙開關的狀態(tài)確定車輛運行模式，所述車輛運行模式為休眠模式，上電模式，駕駛模式，充電模式；所述休眠模式為關閉所有高壓電器設備，自身進入休眠狀態(tài)，功耗降至最低；所述上電模式為判斷車輛高壓電器是否上電及上電順序。所述駕駛模式為根據(jù)駕駛員意圖控制車輛按期望行駛，在駕駛模式中實現(xiàn)自動駐坡，使車輛在坡上通過掛P檔駐車。所述充電模式為實時檢測充電完成標識，判斷充電時車輛上高壓電器是否上電及上電順序，結合車輛能源狀況，進行能源分配，回收利用，使行駛距離和使用環(huán)境優(yōu)化平衡。本實用新型的優(yōu)點是I、本實用新型實現(xiàn)與上位機通信任務可以非常方便，清晰的利用上位機修改表標尺，表內(nèi)容和標定量等數(shù)據(jù)，也可以對車輛的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，進行故障診斷。2、本實用新型實現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)的處理與收發(fā)任務與汽車各個模塊通過CAN總線進行通信，解析各個模塊的CAN數(shù)據(jù)并進行匯總分析判斷，并發(fā)送CAN數(shù)據(jù)使得各個模塊協(xié)調(diào)統(tǒng)一的安全運行。3、本實用新型具有故障診斷功能，判斷車輛的故障，并且記錄故障，當故障等級過高時及時停止電機運行和關閉高壓電器以保護車輛安全。4、本實用新型通過判斷車輛運行的模式，將車輛模式分為休眠模式，上電模式，駕駛模式，充電模式。不同的工作模式執(zhí)行不同的操作使車輛工作在不同的狀態(tài)，使得車輛可以在各種情況下安全，省電的工作。5、本實用新型提高了交通工具的人性化程度，通過電子電路替代現(xiàn)有的機械結構，使故障檢測和維修更加方便快捷。

圖I為本實用新型實施例中智能車輛控制器的系統(tǒng)框圖。圖2為本實用新型實施例中智能車輛控制器的開關信號采集電路。圖3為本實用新型實施例中智能車輛控制器的模擬信號采集電路。圖4為本實用新型實施例中智能車輛控制器的碰撞檢測電路。圖5為本實用新型實施例中智能車輛控制器的車身傾斜采集電路。圖6為本實用新型實施例中智能車輛控制器的輸出控制電路。圖7為本實用新型實施例中智能車輛控制器的CAN總線接ロ電路。圖8為本實用新型實施例中智能車輛控制器的LIN總線接ロ電路。圖9為本實用新型實施例中智能車輛控制器的鐵電存儲器電路。圖10為本實用新型實施例中智能車輛控制器的電源輸入保護電路。圖11為本實用新型實施例中智能車輛控制器的內(nèi)供電穩(wěn)壓電路。圖12為本實用新型實施例中智能車輛控制器的外供電穩(wěn)壓電路。圖13為本實用新型實施例中智能車輛控制器的微控制器邏輯接ロ電路。圖14為本實用新型實施例中智能車輛控制器的主程序流程序。圖15為本實用新型實施例中智能車輛控制器的與上位機通訊程序。圖16為本實用新型實施例中智能車輛控制器的模擬數(shù)字量采集程序。圖17為本實用新型實施例中智能車輛控制器的CAN數(shù)據(jù)處理與收發(fā)程序。圖18為本實用新型實施例中智能車輛控制器的故障處理程序。圖19為本實用新型實施例中智能車輛控制器的邏輯判斷程序。
具體實施方式
如說明書附圖圖I 19所示，智能車輛控制器，包括微控制器単元，開關信號采集電路單元，模擬信號采集電路單元，碰撞信號采集電路單元，車身傾角信號采集電路單元，CAN總線接ロ電路單元，LIN總線接ロ電路單元，輸出控制電路單元，存儲器單元，電源管理単元；所述微控制器単元信號輸入端與開關信號采集電路單元和模擬信號采集電路單元連接；采集駕駛員輸入信號。所述微控制器単元信號輸入端還與碰撞信號采集電路單元和車身傾角信號采集電路單元連接；所述微控制器単元信號輸出端與輸出控制電路單元連接，輸出控制電路單元輸出控制信號至車輛的執(zhí)行機構；所述微控制器單元與CAN總線接ロ電路單元和LIN總線接ロ電路單元通信連接，所述微控制器単元與還存儲器単元通信連接；所述電源管理單元與微控制器単元供電連接，另與上述其他単元供電連接，還與車輛傳感器供電連接。所述開關信號采集電路單元具有接ロ電平識別模塊和濾波模塊，所述電平識別模塊可以識別輸入電平類型，并傳輸至微控制器単元。為微控制器單元提高開關信號采集的物理方法和保護，目前應用中可以采集鑰匙插入信號，鑰匙ON檔，鑰匙START檔，制動1，制動2開啟，檔位(P，D，R，N)設置，空調(diào)壓縮機開啟，空調(diào)暖風開啟信號，并可根據(jù)需要進行擴展。 所述模擬信號采集電路單元包括集成運算放大器，所述集成運算放大器實現(xiàn)模擬信號的采集緩沖處理和內(nèi)外電路的隔離保護。目前應用中采集油門踏板1、2，制動踏板，真空泵，傾角傳感器到微控制器単元的A/D轉換器，并提供備用擴展通道。所述碰撞信號檢測電路單元具有電壓比較器，所述電壓比較器保護內(nèi)部電路，同時把采集到的高質(zhì)量碰撞信號傳輸至微控制器単元信號；一旦信號發(fā)生變化，操作系統(tǒng)立即響應做出車輛控制，切斷動力，安全氣囊操作。所述車身傾角傳感器單元采集車身傾斜角度信息傳輸至微控制器単元，所述微控制器単元根據(jù)坡度信息值發(fā)出控制信號至CAN總線接ロ電路單元，實現(xiàn)上坡和下坡時的車速控制、自動駐坡、定速行駛的操作。所述CAN總線接ロ電路單元、LIN總線接ロ電路單元獲取車輛運行數(shù)據(jù)和CAN終端輸入信息，同時輸出控制協(xié)議，實現(xiàn)車輛操作和車輛信息反饋顯示。所述輸出控制電路單元接收微控制器單元發(fā)出的控制信號，輸出控制信號至執(zhí)行機構；控制外部執(zhí)行機構的開啟和關閉。所述外部執(zhí)行機構包括電池接入，空調(diào)開關，暖風開關，充電開關，電池管理系統(tǒng)開關，真空泵開關。所述電源管理單元為所有控制電路提供5V供電，和外部模擬傳感器提供的5V供電，并具有防止電源反接，過壓，過流保護能力。微控制器単元內(nèi)存儲有如下執(zhí)行任務模塊任務I，進行與上位機通信(a)；任務2，進行模擬量和數(shù)字量采集(b)；任務3，進行CAN數(shù)據(jù)處理和收發(fā)(C)；任務4，進行故障處理(d)；任務5，實現(xiàn)駕駛過程的邏輯判斷(e)；上述任務根據(jù)各自的優(yōu)先級和中斷進行任務調(diào)度，并由CAN總線接ロ實現(xiàn)控制外部執(zhí)行機構，控制整車安全、行駛速度和自動駐坡。所述各個模塊數(shù)量和功能可以根據(jù)實際需求繼續(xù)擴展，各個任務根據(jù)各自的優(yōu)先級和中斷進行任務調(diào)度。結合硬件系統(tǒng)，通過開關信號、模擬信號、CAN總線輸入終端采集駕駛員輸入的駕駛信息，通過碰撞采集電路單元和車身傾斜信號采集電路單元，控制整車安全、行駛速度和自動駐坡，并對CAN和LIN總線上的功能模塊信息加以讀取，將信息在微控制器単元內(nèi)實時的匯總并做出處理，通過CAN總線通知功能模塊做出操作，在CAN總線儀表加以顯示，通過輸出控制電路控制執(zhí)行機構實施。所述任務I具體為所述微控制器単元通過CAN總線接ロ與上位機進行通信，實現(xiàn)上位機對模擬量的標定數(shù)據(jù)表進行修改，將標定數(shù)據(jù)表存儲于存儲器單元中，微控制器單元根據(jù)采集數(shù)據(jù)內(nèi)容進行查表，并采用線性插值算法確定車輛的實際エ況。例如油門踏板電壓經(jīng)A/D轉換，查表求得油門踏板開度，制動踏板電壓查表求得制動踏板開度，車加速度和車速查表求得車輛是否異常等。標定量是程序中所用到的車輛的極限值。例如油門電壓有效的最大值，最小值，制動電壓有效的最大值，最小值，輪胎尺寸，變速箱比數(shù)等等。通過上位機通信可以非常直觀，簡單的對這些固定在鐵電存儲器中的數(shù)據(jù)進行修改。還可以通過上位機對車輛的各個運行數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，對車輛的故障信息進行顯示，簡單，明了的對車輛進行測試和故障排除。所述任務2具體為所述微控制器單元對數(shù)字量(空調(diào)制冷開關，空調(diào)PTC請求輸入，鑰匙是否插入開關，鑰匙ON檔狀態(tài)，鑰匙START檔狀態(tài)，制動I當前狀態(tài)，制動2當前狀態(tài)，檔位信息)，模擬量(油門踏板I傳感器電壓，油門踏板2傳感器電壓，制動踏板傳感器電壓，真空泵傳感器電壓，坡度傳感器電壓)進行連續(xù)采集，獲得車輛關鍵量的狀態(tài)，對所述關鍵量進行邏輯判斷，輸出判斷信號至上位機，使得車輛能夠安全，穩(wěn)定的工作。所述任務3具體為所述微控制器単元通過CAN總線接ロ接入車輛CAN總線網(wǎng)絡，實時解析電機控制器，電池管理系統(tǒng)，檔位控制器，手持故障檢測設備的CAN數(shù)據(jù)協(xié)議；將 數(shù)據(jù)解析邏輯判斷后發(fā)送電機控制幀、儀表狀態(tài)幀、故障幀，使得車輛協(xié)調(diào)統(tǒng)ー的運行。所述任務4具體為所述微控制器単元通過模擬數(shù)字量的采集和解析的CAN數(shù)據(jù)與整車的標定量值進行比較，判斷車輛當前的故障，并且記錄故障；當達到故障等級時，執(zhí)行停止電機運行和關閉高壓電器，以保護車輛安全。所述任務5具體為所述微控制器単元通過鑰匙開關的狀態(tài)確定車輛運行模式，所述車輛運行模式為休眠模式，上電模式，駕駛模式，充電模式；所述休眠模式為關閉所有高壓電器設備，自身進入休眠狀態(tài)，功耗降至最低；所述上電模式為判斷車輛高壓電器是否上電及上電順序。所述駕駛模式為根據(jù)駕駛員意圖控制車輛按期望行駛，在駕駛模式中實現(xiàn)自動駐坡，使車輛在坡上通過掛P檔駐車。所述充電模式為實時檢測充電完成標識，判斷充電時車輛上高壓電器是否上電及上電順序，結合車輛能源狀況，進行能源分配，回收利用，使行駛距離和使用環(huán)境優(yōu)化平衡。
實施例圖I為總體結構框圖，以微控制器單元為核心，微控制器単元內(nèi)部集成有AD轉換器，CAN總線控制器，LIN總線控制器，脈沖輸入捕獲單元，EEPROM存儲器和數(shù)字1/0，只需配以部分外圍接ロ電路和電源控制単元。圖2為開關信號采集電路單元，實現(xiàn)電壓轉換對控制器自身的保護，并將輸入信號傳給微控制器単元，這些開關量包括，鑰匙開、關，檔位P、D、N、R，空調(diào)冷、暖，制動開關。圖3為模擬信號采集電路單元，用運算放大器對輸入信號進行保護性采集，穩(wěn)定了輸入信號的同時也對微控制器單元進行了隔離保護。此電路接入要采集的模擬信號，輸出接到微控制器単元模擬采集的多路開關上，微控制器単元選擇采集不同的模擬信號，模擬信號包括加速踏板信號，制動踏板信號，真空傳感器信號。圖4為碰撞信號檢測電路單元，采用電壓比較器做接ロ保護，并使用施密特觸發(fā)器對信號進行濾波整形，輸出接微控制器単元的捕獲比較模塊進行脈沖寬度測量，發(fā)生碰撞后碰撞信號脈沖發(fā)生變化，微控制器單元測量到變化的脈沖后立即作出響應，停車并斷開所有于用電器相關期間，發(fā)出故障報警。圖5為車身傾角采集電路單元，傳感器根據(jù)車身的傾斜角度不同產(chǎn)生連續(xù)不同的模擬電壓信號，微控制器単元經(jīng)過AD轉換后確定車身的傾斜角度，用于車速控制，自動駐坡等應用。圖6為輸出控制電路單元，微控制器單元的輸出引腳控制電子開關，加大驅(qū)動能力后控制外部的接觸器給執(zhí)行機構通斷電。執(zhí)行機構包括電池接觸器，電池管理系統(tǒng)接觸器，直流變換器，預充電，充電開關，空調(diào)冷暖開關，倒車指示燈開關等。圖7為CAN總線接入電路單元，其引腳TXD連接微控制器單元的CAN-TXD引腳，引腳RXD連接微控制器単元的CAN-RXD引腳，引腳S用來控制CAN收發(fā)器的工作在靜音低功耗模式還是普通發(fā)送模式。引腳CANH和引腳CANL接入車內(nèi)的CAN總線網(wǎng)絡，具有獨立的抗靜電放電保護器件。圖8為LIN總線接入電路單元，接ロ芯片的引腳TXD，RXD，分別接到微控制器單元 的引腳SCI-TXD，SCI-RXD上；其引腳NSLP，NWAKE用來由微控制器單元控制器件的工作模式，從而控制器件的功耗。圖9為存儲器単元，采用SPI接ロ連接到微控制器単元，為微控制器単元提供額外的數(shù)據(jù)存儲需求，采用ー種非易失性鐵電存儲器，此存儲器単元比FLASH存儲器和EEPROM存儲器具有更高的讀寫速度和更長的讀寫壽命，同時消耗的電量卻大大降低。圖10為電源管理單元的電源輸入電路，采用磁珠和電容濾除電源高頻噪聲和尖峰，限制輸入電壓保護內(nèi)部電路，串聯(lián)ニ極管來防止電源線反接對電路造成損壞，電容作瞬間功率補償。圖11為電源管理単元的開關型電源穩(wěn)壓器，為電源輸入電路的后級，將輸入電源轉換成穩(wěn)定5V電源，供給內(nèi)部各個元器件使用，ON使能端接地，F(xiàn)B接輸出的反饋，轉換效率高，自身功耗低，最大輸入電壓可達40V，輸出電流可達3A，為系統(tǒng)提供了充足的電カ供應。圖12為電源管理単元的線性穩(wěn)壓電源，將輸入電源經(jīng)過處理后再調(diào)成出5V的電源供給外部模擬信號傳感器使用，包括加速踏板，制動踏板，真空傳感器。除了上述的物理結構之外，內(nèi)置uCOS-II的微控制器単元中還承載有多任務，分別為起始任務，與上位機通信任務，模擬量與數(shù)字量采集任務，CAN數(shù)據(jù)的處理與收發(fā)任務，故障的處理任務，邏輯的判斷任務以及中斷服務程序。圖14為本實用新型的智能車控制器的操作系統(tǒng)流程圖S13a，主程序創(chuàng)建起始任務。本步驟中，調(diào)用操作系統(tǒng)初始化函數(shù)，創(chuàng)建優(yōu)先級最高的起始任務，并啟動操作系統(tǒng)。S13b，起始任務中調(diào)用初始化函數(shù)。本步驟中，初始化函數(shù)實現(xiàn)了本實用新型所有資源的初始化，包括協(xié)處理器，CAN總線，鐵電存儲器，IO端ロ，時鐘，全局變量和捕獲定時器的初始化。本步驟的初始化過程可以由本領域的專業(yè)人員按照任意方式予以實現(xiàn)，在此
不再一一詳細敘述。S13c_S13g，起始任務中創(chuàng)建的5個任務。本步驟中，任務1-5的優(yōu)先級依次減小，任務5通過消息隊列與任務3通信，各個任務間都可通過全局變量進行通信，它們的運行由操作系統(tǒng)根據(jù)各自的優(yōu)先級進行調(diào)度。S13h，操作系統(tǒng)下的中斷服務程序。本步驟中，由于本實用新型采用協(xié)處理器對CAN數(shù)據(jù)進行收發(fā)，CANO和CANl的中斷服務程序清除相應的協(xié)處理器通道的中斷標志位。本步驟中，CANl喚醒和鑰匙插入中斷服務程序?qū)π菝叩腃PU進行喚醒。本步驟中，碰撞信號中斷服務程序通過捕獲定時器對輸入的方波的邊沿進行捕捉，采樣周期大于135ms時，判斷有碰撞發(fā)生，故障等級最高，以及時停止電機和車上的高壓電器，保護車輛安全。本步驟中，時鐘節(jié)拍中斷服務程序為操作系統(tǒng)提供周期性的信號源，用于實現(xiàn)時間延時和確認超吋。本實用新型的時鐘節(jié)拍率為1000次/秒。本步驟中，軟件中斷服務程序為多任務的調(diào)度提供ー種機制。參見圖15，S13c中與上位機通信任務的流程圖。S14a，調(diào)用鐵電存儲器讀函數(shù)從鐵電中讀取表標尺數(shù)據(jù)放入全局數(shù)組中，讀取標 定量放入全局變量。程序中需要利用表標尺進行查表，標定量進行邏輯判斷。S14b，通過CANO對上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)進行接收并解析其ID進行判斷。S14c, CAN數(shù)據(jù)ID為OxOCFEO 100_0x0CFE0B00中之一，程序?qū)⒔邮盏降腃AN數(shù)據(jù)下載到鐵電存儲器中表I標尺-表11標尺對應的地址，以實現(xiàn)表標尺的更改。例如，表I為30*1表格，共有30個標尺數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)為2個字節(jié)。ID為OxOCFEO 100的CAN數(shù)據(jù)為表I標尺數(shù)據(jù)，每幀CAN數(shù)據(jù)共8個字節(jié)，后6個字節(jié)為表I標尺數(shù)據(jù),上位機軟件共發(fā)送十幀CAN數(shù)據(jù)，共同組成了表I的標尺,下位機軟件通過鐵電存儲器寫函數(shù)將表I標尺寫入鐵電存儲器中固定的地址。S14d, CAN數(shù)據(jù)ID為OxOCFFO 100_0x0CFF0B00中之一，程序?qū)⒔邮盏降腃AN數(shù)據(jù)下載到鐵電中表I內(nèi)容-表11內(nèi)容對應的地址，以實現(xiàn)表內(nèi)容的更改。S14e, CAN數(shù)據(jù)ID為0x0CFF3100_0x0CFF3B00中之一，程序?qū)⒔邮盏降腃AN數(shù)據(jù)下載到鐵電中標定量I-標定量11對應的地址，以實現(xiàn)標定量的更改。例如，CAN數(shù)據(jù)ID為0x0CFF3100是單個標定量下載I的ID，8個字節(jié)的CAN數(shù)據(jù)每兩個字節(jié)分別為油門I電壓有效的最小值，油門I電壓有效的最大值，油門2電壓有效的最小值，油門2電壓有效的最大值。下位機接收到此CAN數(shù)據(jù)幀進行解析，并將對應的標定量下載到鐵電存儲器相應的地址處。S14f，CAN數(shù)據(jù)ID為OxOCFFOOOO，繼續(xù)判斷此數(shù)據(jù)幀的第一個字節(jié)。本步驟中，第一個字節(jié)為0x01時，下位機程序向鐵電中所有地址寫入Oxff來達到清空EE的目的。本步驟中，第一個字節(jié)為0x03時，對數(shù)據(jù)進行固化，只針對標尺數(shù)據(jù)，更改標尺數(shù)據(jù)后只有經(jīng)過固化才可以將標尺數(shù)據(jù)下載到鐵電之中。本步驟中，第一個字節(jié)為0x04時，根據(jù)接收到的CAN數(shù)據(jù)第三字節(jié)進行判斷。第三字節(jié)為0x01-OxOc中之一，從鐵電中讀取對應的表標尺I-表標尺11中之一，并通過CANO發(fā)送給上位機，并在上位機上顯示。第三字節(jié)為0x04-0x4c中之一,從鐵電中讀取對應的表內(nèi)容I-表內(nèi)容11中之一,并通過CANO發(fā)送給上位機，并在上位機上顯示。第三字節(jié)為0x81-0x8c中之一，從鐵電中讀取對應的標定量1_標定量11中之一，并通過CANO發(fā)送給上位機，并在上位機上顯示。本步驟中，第一個字節(jié)為0x05時，對車輛進行實時監(jiān)測，連續(xù)發(fā)送多幀包含車輛各個測量值的CAN數(shù)據(jù)到上位機，并在上位機上逐一顯示。[0113]例如，ID為OxOCFFOlOl的CAN數(shù)據(jù)，8個字節(jié)的數(shù)據(jù)每兩個字節(jié)分別為空調(diào)制冷開關狀態(tài)，空調(diào)PTC請求輸入狀態(tài)，鑰匙ON檔當前狀態(tài)，鑰匙START檔當前狀態(tài)。下位機將此幀數(shù)據(jù)通過CANO發(fā)送到上位機使得4個開關量可以在上位機上直觀的顯示出來。本步驟中，第一個字節(jié)為0x07時，發(fā)送故障幀到上位機，使得上位機可以顯示車輛當前的故障信息。參見圖16，S13d中模擬量與數(shù)字量采集任務的流程圖。S15a，對鑰匙START檔狀態(tài)進行判斷，當START檔有效并且持續(xù)時間大于規(guī)定的值，START有效，可以判定車輛啟動。S15b，每200MS對數(shù)字量(空調(diào)制冷開關，空調(diào)PTC請求輸入，鑰匙是否插入開關， 鑰匙ON檔狀態(tài)，制動I當前狀態(tài)，制動2當前狀態(tài)，檔位信息)進行一次采集，并將其寫入相應的全局變量。S15c，通過AD轉換器每50MS對模擬量(油門踏板I傳感器電壓，油門踏板2傳感器電壓，制動踏板傳感器電壓，真空泵傳感器電壓)進行一次采集并將其寫入相應的全局變量。S15d，通過AD轉換器每Is對模擬量(坡度傳感器電壓)進行一次采集，并將其寫入相應的全局變量。參見圖17，S13e中CAN數(shù)據(jù)的處理與收發(fā)任務的流程圖。S16a，判斷是否從CANl上接受到數(shù)據(jù)。S16b，接受到CANl的數(shù)據(jù)時，根據(jù)其ID解析其數(shù)據(jù)。接受到的CAN數(shù)據(jù)主要從電機控制器，電池管理系統(tǒng)，P檔控制器等發(fā)送而來。例如，ID為OxOCFl 1R)5的CAN數(shù)據(jù)為電機控制器發(fā)送而來，其CAN數(shù)據(jù)的3，4字節(jié)為電機實際轉矩的高字節(jié)和低字節(jié)，5,6字節(jié)為電機轉速的高字節(jié)和低字節(jié)。通過解析這幀數(shù)據(jù)，確定了電機當前的轉速和轉矩。S16c，沒有接受到CANl的數(shù)據(jù)時，且當車輛不處于休眠狀態(tài)時，間隔規(guī)定時間，通過CANl向車輛CAN總線發(fā)送電機控制幀和儀表狀幀。例如，ID為0x08F10501的CAN數(shù)據(jù)，第一字節(jié)為電機的運行模式，4，5字節(jié)為電機轉矩的高字節(jié)和低字節(jié)，通過發(fā)送此數(shù)據(jù)幀使電機按照所期望的運行。S16d，消息隊列掛起等待要通過CANl發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)，收到數(shù)據(jù)后通過CANl發(fā)送出去。參見圖18，S13f中故障的處理任務的流程圖。S17a，對車輛當前的故障等級進行判斷，根據(jù)不同的故障等級執(zhí)行相應的操作，及時知曉車輛的故障以保護車輛安全。S17b，故障等級為0，無故障，故障燈不亮。S17c，故障等級為I,有故障,故障燈不亮。S17d，故障等級為2，有故障，故障燈亮。S17e,故障等級為3，有故障，故障燈亮，跛行，限制車輛的輸出轉矩。S17f,故障等級為4,有故障,故障燈売,最聞等級的故障,及時停止電機運轉和關閉車上的高壓電器以保護車輛行駛安全。S17g，將車輛的各個實際狀態(tài)量與標定量相比較，或根據(jù)相應邏輯，判斷車輛實際的故障，并加入全局故障數(shù)組記錄。當故障排除時，及時在全局數(shù)組中刪除該故障。例如，當油門傳感器的值大于標定量的最大值時，加入故障標號為2，故障等級為3的故障。再例如，當標定時間內(nèi)P，D，R，N四個檔位都無效時，加入故障標號為12，故障等級為4的故障。階段S17g故障的加入和刪除過程可以由本領域技術人員依據(jù)現(xiàn)有的故障診斷方式進行判斷，在此不一一列挙。參見圖19，S13g中邏輯的判斷任務的流程圖。S18a，本實用新型首次上電時執(zhí)行休眠操作，電機停止運轉，發(fā)送一幀電機控制幀 和一巾貞儀表狀態(tài)巾貞并關閉所有的直流接觸器。S18b，對車輛的操作模式進行判斷。S18c，當充電開關為關，且鑰匙是否插入開關為關，或者當充電開關為關，鑰匙是否插入開關為開，并且鑰匙ON檔當前狀態(tài)為關時，操作模式都為休眠模式。如果先前的操作模式不是休眠模式，執(zhí)行SlSa中的休眠操作。而且當鑰匙是否插入開關為關吋，CPU進入休眠模式，以降低功耗。S18d，當充電開關為關，鑰匙是否插入開關為開并且鑰匙ON檔當前狀態(tài)為開吋，操作模式為上電模式。本步驟中，當先前操作模式為充電模式時，執(zhí)行S18a中的休眠操作。本步驟中，當先前操作模式為休眠模式時，按規(guī)定控制車上的高壓電器是否上電和上電順序。本步驟中，當先前操作模式為上電模式時，根據(jù)S15a中判斷的鑰匙START檔狀態(tài)，當其有效時，系統(tǒng)進入駕駛模式。S18e，當充電開關為開時，操作模式為充電模式。本步驟中，當先前操作模式為上電或駕駛模式時，執(zhí)行S18a中的休眠操作。本步驟中，當先前操作模式為休眠模式時，按規(guī)定控制車上的高壓電器是否上電和上電順序。SlSf，當收到故障請求幀，并且當前操作模式不是休眠模式，通過消息隊列向CANl發(fā)送故障中貞。S18g，當電機轉速為0，檔位為P檔，當前操作模式不是休眠模式并且P檔控制器的狀態(tài)不是鎖定，通過消息隊列發(fā)送P檔鎖定幀。S18h，當操作模式為休眠模式或上電模式時，不執(zhí)行任務操作。S18i，當操作模式為駕駛模式吋，運用線性插值算法查表計算油門踏板開度和制動踏板開度，識別駕駛員意圖。本步驟中，當油門踏板開度或制動踏板開度大于標定量值時，車輛處于正常行駛狀態(tài)，制動優(yōu)先，根據(jù)電機轉速和油門開度查表確定加速轉矩。本步驟中，當油門踏板開度或制動踏板開度無效時，當檔位為P檔，根據(jù)傾角傳感器的值確定坡度，通過PID算法計算駐坡轉矩，并輸出給電機控制器，以實現(xiàn)自動駐坡功倉^:。本步驟中，當油門踏板開度或制動踏板開度無效，檔位也不為P檔時，輸出轉矩為O.S18j，當操作模式為充電模式時，檢測充電完成標識和超時條件，以退出充電模式。至此，本實用新型軟件部分結束。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施方法，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改，等同替換以及改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.ー種智能車輛控制器，其特征在干， 包括微控制器単元，開關信號采集電路單元，模擬信號采集電路單元，碰撞信號采集電路單元，車身傾角信號采集電路單元，CAN總線接ロ電路單元，LIN總線接ロ電路單元，輸出控制電路單元，存儲器単元，電源管理単元； 所述微控制器単元信號輸入端與開關信號采集電路單元和模擬信號采集電路單元連接; 所述微控制器単元信號輸入端還與碰撞信號采集電路單元和車身傾角信號采集電路單元連接； 所述微控制器単元信號輸出端與輸出控制電路單元連接，輸出控制電路單元輸出控制信號至車輛的執(zhí)行機構； 所述微控制器單元與CAN總線接ロ電路單元和LIN總線接ロ電路單元通信連接，所述微控制器単元還與存儲器單元通信連接； 所述電源管理単元與微控制器単元供電連接，另與上述其他単元供電連接，還與車輛傳感器供電連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的智能車輛控制器，其特征在于 所述開關信號采集電路單元具有接ロ電平識別模塊和濾波模塊，所述電平識別模塊可以識別輸入電平類型，并傳輸至微控制器単元； 所述模擬信號采集電路單元包括集成運算放大器，所述集成運算放大器實現(xiàn)模擬信號的采集緩沖處理和內(nèi)外電路的隔離保護。
3.根據(jù)權利要求I所述的智能車輛控制器，其特征在于 所述碰撞信號采集電路單元具有電壓比較器，所述電壓比較器保護內(nèi)部電路，同時把采集到的碰撞強度信息進行濾波整形處理傳輸至微控制器単元的輸入捕獲比較信號，所述微控制器単元根據(jù)碰撞強度信息發(fā)出控制信號，切斷動力，操作安全氣囊； 所述車身傾角信號采集電路單元采集車身傾斜角度信息傳輸至微控制器単元，所述微控制器単元根據(jù)坡度信息值發(fā)出控制信號至CAN總線接ロ電路單元，實現(xiàn)上坡和下坡時的車速控制、自動駐坡、定速行駛的操作。
4.根據(jù)權利要求I所述的智能車輛控制器，其特征在于 所述CAN總線接ロ電路單元、LIN總線接ロ電路單元獲取車輛運行數(shù)據(jù)和CAN終端輸入信息，同時輸出控制協(xié)議，實現(xiàn)車輛操作和車輛信息反饋顯示； 所述輸出控制電路單元接收微控制器單元發(fā)出的控制信號，輸出控制信號至執(zhí)行機構；控制外部執(zhí)行機構的開啟和關閉。
專利摘要本實用新型公開了智能車輛控制器，包括微控制器單元；所述微控制器單元信號輸入端與開關信號采集電路單元和模擬信號采集電路單元連接；所述微控制器單元信號輸入端還與碰撞信號采集電路單元和車身傾角信號采集電路單元連接；所述微控制器單元信號輸出端與輸出控制電路單元連接，輸出控制電路單元輸出控制信號至車輛的執(zhí)行機構；所述微控制器單元與CAN總線接口電路單元和LIN總線接口電路單元通信連接，所述微控制器單元還與存儲器單元通信連接；所述電源管理單元與微控制器單元供電連接，另與上述其他單元供電連接，還與車輛傳感器供電連接。本實用新型的整車控制器成本低，穩(wěn)定性好，功能強大，通用性好，抗干擾能力強，滿足不同工況的需求。
文檔編號G05B19/418GK202453717SQ201220011048
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者張韶丹, 狄艷軍, 馬國光, 齊晗 申請人:沈陽中科正方新能源技術有限公司