一種整車控制器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整車控制器及其控制方法，整車控制器包括：MCU微控制單元、DSP微處理器、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、電機(jī)控制模塊以及狀態(tài)顯示模塊；其中，MCU微控制單元與DSP微處理器通信連接；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊和電機(jī)控制模塊均與DSP微處理器通信連接；狀態(tài)顯示模塊與MCU微控制單元通信連接。本發(fā)明的有益效果為：該整車控制器將電動(dòng)車整車的各種狀態(tài)檢測(cè)和參數(shù)調(diào)節(jié)置于統(tǒng)一的智能控制之下，能夠接收來自電機(jī)控制器、電機(jī)、速度設(shè)定（油門）、電池等核心部件的信號(hào)，綜合整車運(yùn)行狀況，自動(dòng)進(jìn)行顯示和控制。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種整車控制器及其控制方法。 一種整車控制器及其控制方法

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國現(xiàn)代城市的迅速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化水平迅速提高，以及新 農(nóng)村建設(shè)的加速，城鄉(xiāng)居民可支配收入在增加，人們的活動(dòng)半徑在延伸，公共交通存在無法 解決最后一公里的短板，日益擁擠的道路制約了轎車數(shù)量的增長(zhǎng)，燃油摩托車作為代步工 具雖具有使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著城市燃油摩托車保有量的增加，環(huán)境污染、燃料損耗和 能源方面的問題也日益凸顯，燃油摩托車的發(fā)展在大中城市普遍受到限制或禁行，普通自 行車已難以滿足需要。電動(dòng)摩托車具有節(jié)能、環(huán)保、輕便、安全、快捷、使用費(fèi)低等顯著優(yōu)點(diǎn)， 由此電動(dòng)摩托車是人們?nèi)粘９ぷ?、生活的出行方式之一，是國家鼓?lì)的產(chǎn)業(yè)方向，推廣應(yīng)用 和技術(shù)開發(fā)日益受到重視，世界發(fā)達(dá)國家在研究開發(fā)新一代電動(dòng)汽車的同時(shí)也在積極開發(fā) 電動(dòng)摩托車和電動(dòng)自行車。
[0003] 電動(dòng)車是通過蓄電池儲(chǔ)藏電能來推動(dòng)的，電的來源非常廣泛，主要是火力發(fā)電， 就是用煤來發(fā)電。其次是水力發(fā)電。而我國的煤炭資源和水電資源都比較豐富。大力發(fā)展 中的太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電還是可再生能源。核電所消耗的資源也很少，這些因素都決定 了電動(dòng)車具有廣闊的發(fā)展前景，但是現(xiàn)有電動(dòng)車還存在以下缺陷： 1、 現(xiàn)在的電動(dòng)車是在自行車的架構(gòu)上裝上驅(qū)動(dòng)電機(jī)或是將燃油摩托的內(nèi)燃機(jī)換成電 動(dòng)機(jī)發(fā)展而來，缺乏對(duì)整車的技術(shù)整合，不能對(duì)整車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合管理； 2、 現(xiàn)在的電動(dòng)車為了增強(qiáng)爬坡能力，電機(jī)功率越用越大，而平路或下坡時(shí)又不能有效 限制速度，很容易超速，不符合國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，易引發(fā)安全事故； 3、 缺乏對(duì)能量的有效管理，在整個(gè)行駛過程中效率偏低； 4、 在下坡和需要減速時(shí)不能將多余的能量回收，白白地用剎車系統(tǒng)耗掉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)車缺乏對(duì)整車進(jìn)行技術(shù)整合的缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種 整車控制器及其控制方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整車進(jìn)行技術(shù)整合的目的，同時(shí)也避免了現(xiàn)有電動(dòng)車 存在的資源浪費(fèi)、效率低等問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種整車控制器，包括：MCU微控制單元、DSP微處理器、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、電機(jī)控制模塊 以及狀態(tài)顯示模塊；其中，MCU微控制單元與DSP微處理器通信連接；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊和電機(jī) 控制模塊均與DSP微處理器通信連接；狀態(tài)顯示模塊與MCU微控制單元通信連接。MCU微 控制單元與DSP微處理器之間具有加密互鎖功能，而且通過電機(jī)控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)該整車 控制器與電機(jī)控制器之間的通信。該發(fā)明所述的整車控制器通過MCU+DSP的雙核構(gòu)架能夠 實(shí)現(xiàn)對(duì)整車的控制，方便對(duì)整車進(jìn)行綜合管理。
[0006] 進(jìn)一步的，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊包括行駛速度設(shè)定單元和定速巡航設(shè)定單元。通過行駛 速度設(shè)定單元和定速巡航設(shè)定單元可以非常方便的設(shè)定電動(dòng)車的行駛速度以及定速巡航。
[0007] 進(jìn)一步的，狀態(tài)顯示模塊包括電量顯示單元、速度顯示單元、里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示 單元、電動(dòng)指示單元、發(fā)電指示單元、定速巡航顯示單元以及里程轉(zhuǎn)速切換顯示單元。電量 顯示單元、速度顯示單元以及里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示單元采用LED數(shù)碼顯示管，電動(dòng)指示單 元、發(fā)電指示單元、定速巡航顯示單元以及里程轉(zhuǎn)速切換顯示單元采用發(fā)光二極管。省掉了 用于測(cè)速的軟軸、里程累計(jì)碼表等機(jī)械裝置，將電量、速度、轉(zhuǎn)速、里程累計(jì)等，用數(shù)碼顯示 以及電動(dòng)車運(yùn)行狀態(tài)燈顯示在一個(gè)面板上，醒目直觀，可靠性更高。
[0008] -種整車控制器的控制方法，包括以下步驟： (1) 驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼；若密碼驗(yàn)證正確，執(zhí)行步驟（2);密碼驗(yàn)證錯(cuò) 誤，報(bào)警顯不并結(jié)束任務(wù)； (2) 檢測(cè)電動(dòng)車電池的電壓；若電壓正常，執(zhí)行步驟（3);電壓過高，高壓報(bào)警并結(jié)束任 務(wù)；電壓過低，低壓報(bào)警并結(jié)束任務(wù)； (3) 讀取電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，計(jì)算車輛的行駛速度； (4) 讀取定速巡航開關(guān)的狀態(tài)，判斷電動(dòng)車是否進(jìn)入定速巡航模式；若定速巡航被啟 動(dòng)，算出巡航速度后比較實(shí)測(cè)速度和巡航目標(biāo)速度的偏差；定速巡航未被啟動(dòng)，讀取設(shè)定速 度后比較實(shí)測(cè)速度和設(shè)定目標(biāo)速度的偏差；速度偏差不大，直接執(zhí)行步驟（7);速度偏差 大，執(zhí)行步驟（5); (5) 設(shè)定電機(jī)的工作模式；實(shí)測(cè)速度與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度偏大時(shí)，如果電機(jī)處 于發(fā)電模式，加大發(fā)電量，如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電模式；實(shí)測(cè)速度 與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度不偏大時(shí)，如果電機(jī)處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)模式， 如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，加大力矩； (6) 綜合電動(dòng)車的行駛狀態(tài)和各輸入信息變更情況，發(fā)指令給電機(jī)控制器調(diào)節(jié)電機(jī)的 運(yùn)行參數(shù)； (7) 顯示電動(dòng)車的運(yùn)行狀態(tài)； (8 )返回步驟（1)繼續(xù)驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼。
[0009] 本發(fā)明的有益效果為：該整車控制器將電動(dòng)車整車的各種狀態(tài)檢測(cè)和參數(shù)調(diào)節(jié)置 于統(tǒng)一的智能控制之下，能夠接收來自電機(jī)控制器、電機(jī)、速度設(shè)定(油門）、電池等核心部 件的信號(hào)，綜合整車運(yùn)行狀況，自動(dòng)進(jìn)行顯示和控制。采用上述控制方法將整車控制全部智 能化，用MCU微控制單元與DSP微處理器實(shí)時(shí)監(jiān)控整車運(yùn)行的狀態(tài)，進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)、控制 以及信息顯示；電能按需精確供給，避免電流浪涌和線圈過流，節(jié)約電能；能夠?qū)崿F(xiàn)加速度 控制功能，可確保電動(dòng)車起動(dòng)無快速前沖，更易于操控以確保人員安全；在下坡或需要減速 時(shí)可將多余動(dòng)能用于發(fā)電，回收能源；可綜合電動(dòng)車所有設(shè)定值和實(shí)時(shí)檢測(cè)各參數(shù)狀態(tài)，自 動(dòng)確定電機(jī)工作于電動(dòng)模式還是發(fā)電模式，以及電動(dòng)力矩大小和發(fā)電量大小；用電氣制動(dòng) 發(fā)電回收能量的方式減慢車速，能對(duì)車速自動(dòng)進(jìn)行雙向控制，電動(dòng)車在任何情況下不會(huì)超 過設(shè)定的速度限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明所述整車控制器的電路原理圖； 圖2為本發(fā)明所述整車控制器的控制方法的流程圖。
[0011] 圖中， 1、DSP微處理器；2、MCU微控制單元；3、電機(jī)控制模塊；4、行駛速度設(shè)定單元；5、定速 巡航設(shè)定單元；6、電量顯示單元；7、速度顯示單元；8、里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示單元；9、電動(dòng)指 示單元；10、發(fā)電指示單元；11、定速巡航顯示單元；12、里程轉(zhuǎn)速切換顯示單元。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)解釋說明。
[0013] 如圖1所示，本發(fā)明提供的一種整車控制器，包括：MCU微控制單元2、DSP微處理 器1、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、電機(jī)控制模塊3以及狀態(tài)顯示模塊；其中，MCU微控制單元與DSP微處 理器通信連接；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊和電機(jī)控制模塊均與DSP微處理器通信連接；狀態(tài)顯示模塊 與MCU微控制單元通信連接。該發(fā)明所述的整車控制器MCU微控制單元與DSP微處理器之 間具有加密互鎖功能，而且通過電機(jī)控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)該整車控制器與電機(jī)控制器之間的 通信。通過MCU+DSP的雙核構(gòu)架能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整車的控制，方便對(duì)整車進(jìn)行綜合管理。
[0014] 本發(fā)明提供的一種整車控制器，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊包括行駛速度設(shè)定單元4和定速巡 航設(shè)定單元5。通過線路在整車控制器的行駛速度設(shè)定單元上外接信號(hào)發(fā)射裝置，該整車控 制器可以通過行駛速度設(shè)定單元接收行駛速度設(shè)定信號(hào)。同理，該整車控制器可以通過定 速巡航設(shè)定單元接收定速巡航設(shè)定信號(hào)。
[0015] 本發(fā)明提供的一種整車控制器，狀態(tài)顯示模塊包括電量顯示單元6、速度顯示單元 7、里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示單元8、電動(dòng)指示單元9、發(fā)電指示單元10、定速巡航顯示單元11以 及里程轉(zhuǎn)速切換顯示單元12。電量顯示單元、速度顯示單元以及里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示單元 采用LED數(shù)碼顯示管，電動(dòng)指示單元、發(fā)電指示單元、定速巡航顯示單元以及里程轉(zhuǎn)速切換 顯示單元采用發(fā)光二極管。省掉用于測(cè)速、里程累計(jì)等機(jī)械裝置，將電量、速度、轉(zhuǎn)速、里程 累計(jì)等，用數(shù)碼顯示以及電動(dòng)車運(yùn)行狀態(tài)燈顯示在一個(gè)面板上，醒目直觀，可靠性更高。 [0016] 該整車控制器將整車的各種狀態(tài)檢測(cè)和參數(shù)調(diào)節(jié)置于統(tǒng)一的智能控制之下，能夠 接收來自電機(jī)控制器、電機(jī)、速度設(shè)定(油門)、電池等核心部件的信號(hào)，綜合整車運(yùn)行狀況， 自動(dòng)進(jìn)行顯示和控制。如，根據(jù)行駛速度、加速度、電機(jī)工作電流、速度設(shè)定、最高限速等確 定電機(jī)工作于電動(dòng)模式或者發(fā)電模式，以及電機(jī)力矩大小和發(fā)電量的大??；由于可隨時(shí)將 電機(jī)的工作模式在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間轉(zhuǎn)換，能對(duì)電動(dòng)車的速度自動(dòng)進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，并回 收能源，使整車效率更高。由于能對(duì)電動(dòng)車速度自動(dòng)進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，所以在任何情況下都能 將電動(dòng)車速度限制在設(shè)定值以內(nèi)，沒有超速可能，確保安全。
[0017] 如圖2所示，本發(fā)明提供的一種整車控制器的控制方法，包括以下步驟： (1) 驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼；若密碼驗(yàn)證正確，執(zhí)行步驟（2);密碼驗(yàn)證錯(cuò) 誤，報(bào)警顯不并結(jié)束任務(wù)； (2) 檢測(cè)電動(dòng)車電池的電壓；若電壓正常，執(zhí)行步驟（3);電壓過高，高壓報(bào)警并結(jié)束任 務(wù)；電壓過低，低壓報(bào)警并結(jié)束任務(wù)； (3) 讀取電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，計(jì)算車輛的行駛速度； (4) 讀取定速巡航開關(guān)的狀態(tài)，判斷電動(dòng)車是否進(jìn)入定速巡航模式；若定速巡航被啟 動(dòng)，算出巡航速度后比較實(shí)測(cè)速度和巡航目標(biāo)速度的偏差；定速巡航未被啟動(dòng)，讀取設(shè)定速 度后比較實(shí)測(cè)速度和設(shè)定目標(biāo)速度的偏差；速度偏差不大，直接執(zhí)行步驟（7);速度偏差 大，執(zhí)行步驟（5); (5) 設(shè)定電機(jī)的工作模式；實(shí)測(cè)速度與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度偏大時(shí)，如果電機(jī)處 于發(fā)電模式，加大發(fā)電量，如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電模式；實(shí)測(cè)速度 與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度不偏大時(shí)，如果電機(jī)處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)模式， 如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，加大力矩； (6) 綜合電動(dòng)車的行駛狀態(tài)和各輸入信息變更情況，發(fā)指令給電機(jī)控制器調(diào)節(jié)電機(jī)的 運(yùn)行參數(shù)； (7) 顯示電動(dòng)車的運(yùn)行狀態(tài)； (8 )返回步驟（1)繼續(xù)驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼。
[0018] 采用上述控制方法將整車控制全部智能化，用MCU微控制單元與DSP微處理器實(shí) 時(shí)監(jiān)控整車運(yùn)行的狀態(tài)，進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)、控制以及信息顯示；電能按需精確供給，避免電 流浪涌和線圈過流，節(jié)約電能；能夠?qū)崿F(xiàn)加速度控制功能，可確保電動(dòng)車起動(dòng)無快速前沖， 更易于操控以確保人員安全；在下坡或需要減速時(shí)可將多余動(dòng)能用于發(fā)電，回收能源；可 綜合電動(dòng)車所有設(shè)定值和實(shí)時(shí)檢測(cè)各參數(shù)狀態(tài)，自動(dòng)確定電機(jī)工作于電動(dòng)模式還是發(fā)電模 式，以及電動(dòng)力矩大小和發(fā)電量大??；用電氣制動(dòng)發(fā)電回收能量的方式減慢車速，能對(duì)車速 自動(dòng)進(jìn)行雙向控制，電動(dòng)車在任何情況下不會(huì)超過設(shè)定的速度限制。
[0019] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實(shí)質(zhì) 內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡(jiǎn)單改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種整車控制器，其特征在于，包括： MCU微控制單元（2 )、DSP微處理器（1)、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、電機(jī)控制模塊（3 )以及狀態(tài)顯示 模塊；其中， MCU微控制單元與DSP微處理器通信連接； 參數(shù)調(diào)節(jié)模塊和電機(jī)控制模塊均與DSP微處理器通信連接； 狀態(tài)顯示模塊與MCU微控制單元通信連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車控制器，其特征在于，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊包括行駛速度設(shè)定 單元（4)和定速巡航設(shè)定單元（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車控制器，其特征在于，狀態(tài)顯示模塊包括電量顯示單元 (6)、速度顯示單元（7)、里程累計(jì)/轉(zhuǎn)速顯示單元（8)、電動(dòng)指示單元（9)、發(fā)電指示單元 (10)、定速巡航顯示單元（11)以及里程轉(zhuǎn)速切換顯示單元（12)。
4. 一種整車控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼；若密碼驗(yàn)證正確，執(zhí)行步驟（2);密碼驗(yàn)證錯(cuò) 誤，報(bào)警顯不并結(jié)束任務(wù)； (2 )檢測(cè)電動(dòng)車電池的電壓；若電壓正常，執(zhí)行步驟（3 );電壓過高，高壓報(bào)警并結(jié)束任 務(wù)；電壓過低，低壓報(bào)警并結(jié)束任務(wù)； (3) 讀取電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，計(jì)算車輛的行駛速度； (4) 讀取定速巡航開關(guān)的狀態(tài)，判斷電動(dòng)車是否進(jìn)入定速巡航模式；若定速巡航被啟 動(dòng)，算出巡航速度后比較實(shí)測(cè)速度和巡航目標(biāo)速度的偏差；定速巡航未被啟動(dòng)，讀取設(shè)定速 度后比較實(shí)測(cè)速度和設(shè)定目標(biāo)速度的偏差；速度偏差不大，直接執(zhí)行步驟（7);速度偏差 大，執(zhí)行步驟（5); (5) 設(shè)定電機(jī)的工作模式；實(shí)測(cè)速度與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度偏大時(shí)，如果電機(jī)處 于發(fā)電模式，加大發(fā)電量，如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電模式；實(shí)測(cè)速度 與目標(biāo)速度偏差大且實(shí)測(cè)速度不偏大時(shí)，如果電機(jī)處于發(fā)電模式，控制電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)模式， 如果電機(jī)不是處于發(fā)電模式，加大力矩； (6) 綜合電動(dòng)車的行駛狀態(tài)和各輸入信息變更情況，發(fā)指令給電機(jī)控制器調(diào)節(jié)電機(jī)的 運(yùn)行參數(shù)； (7) 顯示電動(dòng)車的運(yùn)行狀態(tài)； (8 )返回步驟（1)繼續(xù)驗(yàn)證編輯在DSP微處理器中的密碼。
【文檔編號(hào)】B60L15/00GK104097530SQ201410355109
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】艾大洲 申請(qǐng)人:艾大洲