一種電動汽車整車控制器的制造方法
【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、冗余雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速檢測模塊與電動汽車車輪上的轉(zhuǎn)速傳感器電連接；所述電源模塊與電動汽車鑰匙開關(guān)電連接。本實用新型采用冗余雙通道A/D模塊，提高了系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)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(shù)領(lǐng)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(shù)】
[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(guān)技術(shù)已 經(jīng)成為目前汽車領(lǐng)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(shù) 領(lǐng)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件載體，負(fù)責(zé) 協(xié)調(diào)各電控單元工作，實現(xiàn)駕駛員的意圖與整車效率優(yōu)化，必須盡可能提高整車控制器的 可靠性，同時，還需要采集各種狀態(tài)信息進(jìn)行分析，對極端情況下出現(xiàn)的故障狀態(tài)進(jìn)行迅速 識別并采取相應(yīng)的應(yīng)對策略，否則將可能造成嚴(yán)重的事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)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(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)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、冗余 雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速檢測模塊與電動汽車車輪上的轉(zhuǎn)速傳感器電連接；所述電 源模塊與電動汽車鑰匙開關(guān)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(guān)、第二開關(guān)連接，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)均與信號調(diào)理 電路連接；所述第一開關(guān)與分壓電路連接，所述分壓電路并聯(lián)接入所述第二開關(guān)和所述信 號調(diào)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采用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軸垂直于車身X-Y平面。
[0010] 所述輪速檢測模塊采用信號處理芯片NCV1124。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型采用冗余雙通道 A/D模塊，提高了系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3為電平輸入輸出模塊的示意圖；
[0015] 圖4為冗余雙通道A/D模塊結(jié)構(gòu)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(guān)打開后，經(jīng)鑰匙開關(guān)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(wěn)壓電源輸出非隔離5V電壓VI作為單片機(jī)系統(tǒng)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(xiàn)單片機(jī)與外部設(shè)備之間的電平信號傳輸。接受外部設(shè)備 輸入的電平信號并將其轉(zhuǎn)化為單片機(jī)引腳電平，同時將單片機(jī)引腳輸出的電平信號轉(zhuǎn)化為 外部設(shè)備所能接收的電平信號并輸出。如圖3所示，輸入輸出采用光耦進(jìn)行隔離，S11、S12 開關(guān)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(guān)Sll、S12,可以對電平輸入輸出模塊的供電進(jìn)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(diào)開關(guān)信號等。
[0019] 冗余雙通道A/D模塊，如圖4所示，通過將電動車整車控制器的關(guān)鍵模擬信號分別 經(jīng)過信號調(diào)理11、信號調(diào)理12調(diào)理后，分別經(jīng)過通道11、通道12,連接到2個單片機(jī)A/D通 道A/DUA/D2,并對2個A/D通道進(jìn)行同時采集，既可以提高采樣精度，同時，當(dāng)某一個通道 出現(xiàn)故障時，另一個通道還可以正常進(jìn)行模擬量采樣。
[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(guān)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(diào)理單元 供電。當(dāng)選擇隔離5V電源時，通過隔離電路1、隔離電路2,實現(xiàn)了單片機(jī)PWM到隔離PWM 信號的隔離，經(jīng)過隔離電路的隔離PWM信號，傳輸至有源濾波模塊，實現(xiàn)隔離PWM信號到隔 離模擬信號的轉(zhuǎn)化，分壓電路通過電阻分壓的原理調(diào)整分壓電路的輸出電壓與輸入電壓的 比例關(guān)系，信號調(diào)理模塊負(fù)責(zé)最后一級模擬信號的調(diào)整和濾波并對外輸出，若選擇非隔離 5V電壓，實現(xiàn)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征。默認(rèn)狀 態(tài)下，S21斷開，S22連接，2路獨立的PWM信號PWMUPWM2,經(jīng)過有源濾波后，分別經(jīng)通道1、 通道2輸送至信號調(diào)理單元，最終由信號調(diào)理單元對外輸出2路獨立的模擬信號。當(dāng)需要 2路輸出模擬信號電壓嚴(yán)格成比例關(guān)系時，可以設(shè)置S21連接，S22斷開，PWM1經(jīng)過有源濾 波1濾波處理后，輸出經(jīng)通道1到達(dá)信號調(diào)理單元，有源濾波1的輸出同時經(jīng)S21輸送到分 壓電路進(jìn)行比例調(diào)整，分壓電路的輸出經(jīng)通道2輸送至信號調(diào)理單元，最終由信號調(diào)理單 元輸出2路成比例關(guān)系的模擬信號。
[0021] 加速度檢測模塊采用3軸加速度傳感器ADXL345,保證電動車整車控制器安裝后， 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軸垂直于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(tài)，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(fā)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芯片NCV1124,將輪速傳感器 輸出的正弦變幅值信號轉(zhuǎn)變?yōu)?V電壓的方波脈沖信號，輸送至單片機(jī)的引腳，單片機(jī)根據(jù) 方波脈沖信號的頻率計算出車速。
[0023] 通信模塊采用2路CAN總線通信以及1路基于GPRS的無線通信。其中1路CAN 采用隔離通信，采用IS01050隔離通信芯片；1路CAN總線為非隔離通信，采用SN65HVD1040 通信芯片。CAN總線實現(xiàn)電動車整車控制器與其它電控單元如電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng) 等之間的通信。GPRS無線通信部分主要用于車輛信息的采集、監(jiān)測以及車輛所處位置的獲 取，在電動車整車控制器監(jiān)測到車輛出現(xiàn)碰撞事故時，可以自主地通過GPRS無線通信模塊 向預(yù)先設(shè)置的終端發(fā)出緊急呼叫信息以及當(dāng)前車輛的狀態(tài)信息、位置信息。
[0024] 故障診斷模塊用于檢測測量的故障信息，基于L9637D芯片，一旦檢測到出現(xiàn)故 障，便將對應(yīng)的故障碼存入存儲單元，并在儀表提示故障，故障診斷模塊包含一個符合 KWP2000協(xié)議的對外的診斷接口，可以通過診斷接口進(jìn)行故障的讀取、清零操作。
[0025] 電動車整車控制器內(nèi)部的各組電源有電源模塊提供，單片機(jī)上電運行后，首先通 過總線與其它電控單元進(jìn)行通信，進(jìn)行系統(tǒng)自檢，判斷子系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，若無故障，則 發(fā)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(fā)送電平信號Error到儀表，點亮Error指示燈，提示故障。
[0026] 自檢通過后，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，通過冗余雙通道A/D模塊檢測車輛油門信號，根據(jù)檢測到的油門信號確定需求的 驅(qū)動功率，通過CAN總線、模擬輸出模塊對車輛驅(qū)動電機(jī)控制器輸出相應(yīng)的指令，控制車輛 運行。
[0027] 當(dāng)檢測到車輛處于坡道起步時，電動車整車控制器根據(jù)從加速度傳感器獲取到3 個正交軸的加速度信息并計算出車輛所處坡道，并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(dāng)駕駛員松開剎車的同時，電動車整車控制器發(fā)出指令信號， 控制車輛驅(qū)動電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，避免由松開剎車到踩下油門之間的時間內(nèi)，出現(xiàn)車輛溜坡。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動汽車整車控制器，包括處理器，其特征在于，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、冗余雙通道A/D模塊、加速度檢測模塊、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速檢測模塊與電 動汽車車輪上的轉(zhuǎn)速傳感器電連接；所述電源模塊與電動汽車鑰匙開關(guān)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車整車控制器，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車整車控制器，其特征在于，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(guān)、 第二開關(guān)連接，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)均與信號調(diào)理電路連接；所述第一開關(guān)與分壓電路 連接，所述分壓電路并聯(lián)接入所述第二開關(guān)和所述信號調(diào)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(jù)權(quán)利要求3所述的電動汽車整車控制器，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1?4之一所述的電動汽車整車控制器，其特征在于，所述加速度檢測 模塊采用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軸垂直于車身X-Y平面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動汽車整車控制器，其特征在于，所述輪速檢測模塊采用 信號處理芯片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(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】馮坤 申請人:長沙新麓思創(chuàng)電子科技有限公司