| 专利名称： | 一种电动汽车整车控制器 | ||
| 专利名称(英文)： | Vehicle control unit of electric vehicle | ||
| 专利号： | CN201420335372.5 | 申请时间： | 20140623 |
| 公开号： | CN203902318U | 公开时间： | 20141029 |
| 申请人： | 长沙新麓思创电子科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 410006 湖南省长沙市高新开发区麓枫路69号金瑞创业基地原晶源电子检测中心3楼306 | ||
| 发明人： | 冯坤 | ||
| 分类号： | B60L15/20; B60R16/02; B60R16/03; B60R21/01 | 主分类号： | B60L15/20 |
| 代理机构： | 长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113 | 代理人： | 马强 |
| 摘要： | 本实用新型公开了一种电动汽车整车控制器，包括处理器，所述处理器与电平输入输出模块、故障诊断模块、电源模块、D/A模块、冗余双通道A/D模块、加速度检测模块、转速检测模块连接，所述电平输入输出模块、D/A模块均与所述电源模块连接；所述转速检测模块与电动汽车车轮上的转速传感器电连接；所述电源模块与电动汽车钥匙开关电连接。本实用新型采用冗余双通道A/D模块，提高了系统的可靠性。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses a vehicle control unit of an electric vehicle. The vehicle control unit of the electric vehicle comprises a processor, wherein the processor is connected with a level input/output module, a fault diagnosis module, a power supply module, a D/A (Digital to Analog) module, a redundant dual-channel A/D (Analog to Digital) module, an acceleration detection module and a revolving speed detection module, and the level input/output module and the D/A module are connected with the power supply module; the revolving detection module is electrically connected with a revolving speed sensor on a wheel of the electric vehicle; the power supply module is electrically connected with a key switch of the electric vehicle. The vehicle control unit of the electric vehicle has the advantage that since the redundant dual-channel A/D module is adopted, the system reliability is improved. | ||
1.一种电动汽车整车控制器，包括处理器，其特征在于，所述处理器与电平输入输出模块、故障诊断模块、电源模块、D/A模块、冗余双通道A/D模块、加速度检测模块、转速检测模块连接，所述电平输入输出模块、D/A模块均与所述电源模块连接；所述转速检测模块与电动汽车车轮上的转速传感器电连接；所述电源模块与电动汽车钥匙开关电连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述电平输入输出模块包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦、第二光耦分别与第一切换模块、第二切换模块连接，所述第一切换模块、第二切换模块均与所述电源模块连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述D/A模块包括第一隔离电路、第二隔离电路、与所述第一隔离电路连接的第一有源滤波电路、与所述第二隔离电路连接的第二有源滤波电路，所述第一有源滤波电路、第二有源滤波电路分别与第一开关、第二开关连接，所述第一开关、第二开关均与信号调理电路连接；所述第一开关与分压电路连接，所述分压电路并联接入所述第二开关和所述信号调理电路之间；所述第一隔离电路、第一有源滤波电路与第三切换模块连接，所述第三切换模块接入所述电源模块。
4.根据权利要求3所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块均为带有两个触点的接触器。
5.根据权利要求1～4之一所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述加速度检测模块采用3轴加速度传感器，所述3轴加速度传感器的X轴与车身长度方向垂直，Y轴与车身长度方向平行，Z轴垂直于车身X-Y平面。
6.根据权利要求5所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述轮速检测模块采用信号处理芯片NCV1124。
1.一种电动汽车整车控制器，包括处理器，其特征在于，所述处理器与电平输入输出模块、故障诊断模块、电源模块、D/A模块、冗余双通道A/D模块、加速度检测模块、转速检测模块连接，所述电平输入输出模块、D/A模块均与所述电源模块连接；所述转速检测模块与电动汽车车轮上的转速传感器电连接；所述电源模块与电动汽车钥匙开关电连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述电平输入输出模块包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦、第二光耦分别与第一切换模块、第二切换模块连接，所述第一切换模块、第二切换模块均与所述电源模块连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述D/A模块包括第一隔离电路、第二隔离电路、与所述第一隔离电路连接的第一有源滤波电路、与所述第二隔离电路连接的第二有源滤波电路，所述第一有源滤波电路、第二有源滤波电路分别与第一开关、第二开关连接，所述第一开关、第二开关均与信号调理电路连接；所述第一开关与分压电路连接，所述分压电路并联接入所述第二开关和所述信号调理电路之间；所述第一隔离电路、第一有源滤波电路与第三切换模块连接，所述第三切换模块接入所述电源模块。
4.根据权利要求3所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块均为带有两个触点的接触器。
5.根据权利要求1～4之一所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述加速度检测模块采用3轴加速度传感器，所述3轴加速度传感器的X轴与车身长度方向垂直，Y轴与车身长度方向平行，Z轴垂直于车身X-Y平面。
6.根据权利要求5所述的电动汽车整车控制器，其特征在于，所述轮速检测模块采用信号处理芯片NCV1124。
翻译：技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车整车控制器本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车整车控制器。
背景技术
为了最大程度减少汽车尾气排放、降低对石油的依赖，电动汽车及其相关技术已经成为目前汽车领域最热门最前沿的研究方向之一。电动汽车一般涵盖纯电动汽车、混合动力电动汽车等，如何提高电动汽车的效率、舒适性、安全性以及智能化程度，是这一技术领域的研究重点。
电动汽车整车控制器作为整车控制的“大脑”，是整车控制策略的硬件载体，负责协调各电控单元工作，实现驾驶员的意图与整车效率优化，必须尽可能提高整车控制器的可靠性，同时，还需要采集各种状态信息进行分析，对极端情况下出现的故障状态进行迅速识别并采取相应的应对策略，否则将可能造成严重的事故。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电动汽车整车控制器，提高整车控制器的可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种电动汽车整车控制器，包括处理器，所述处理器与电平输入输出模块、故障诊断模块、电源模块、D/A模块、冗余双通道A/D模块、加速度检测模块、转速检测模块连接，所述电平输入输出模块、D/A模块均与所述电源模块连接；所述转速检测模块与电动汽车车轮上的转速传感器电连接；所述电源模块与电动汽车钥匙开关电连接。
所述电平输入输出模块包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦、第二光耦分别与第一切换模块、第二切换模块连接，所述第一切换模块、第二切换模块均与所述电源模块连接。
所述D/A模块包括第一隔离电路、第二隔离电路、与所述第一隔离电路连接的第一有源滤波电路、与所述第二隔离电路连接的第二有源滤波电路，所述第一有源滤波电路、第二有源滤波电路分别与第一开关、第二开关连接，所述第一开关、第二开关均与信号调理电路连接；所述第一开关与分压电路连接，所述分压电路并联接入所述第二开关和所述信号调理电路之间；所述第一隔离电路、第一有源滤波电路与第三切换模块连接，所述第三切换模块接入所述电源模块。
所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块均为带有两个触点的接触器。
所述加速度检测模块采用3轴加速度传感器，所述3轴加速度传感器的X轴与车身长度方向垂直，Y轴与车身长度方向平行，Z轴垂直于车身X-Y平面。
所述轮速检测模块采用信号处理芯片NCV1124。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型采用冗余双通道A/D模块，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为电源模块结构示意图；
图3为电平输入输出模块的示意图；
图4为冗余双通道A/D模块结构示意图；
图5为模拟输出模块示意图。
具体实施方式
钥匙开关打开后，经钥匙开关输出电源电压V0到电动车整车控制器电源模块，如图2所示，由电源单元1的线性稳压电源输出非隔离5V电压V1作为单片机系统电源，同时，由电源单元2的隔离DC/DC输出隔离的5V电压V2，由电源单元3的隔离DC/DC输出隔离的12V电压V3。电源模块各单元输出的电压为电动车整车控制器不同的用电部分供电。
电平输入输出模块实现单片机与外部设备之间的电平信号传输。接受外部设备输入的电平信号并将其转化为单片机引脚电平，同时将单片机引脚输出的电平信号转化为外部设备所能接收的电平信号并输出。如图3所示，输入输出采用光耦进行隔离，S11、S12开关的活动触点可以选择接触2个固定触点之一或者与2个固定触点均断开，通过选择开关S11、S12，可以对电平输入输出模块的供电进行隔离5V/12V电压以及非隔离5V/12V切换选择。通过电平输入，电动车整车控制器可以识别外部的电平信号，如刹车信号、档位信号等，同时，可以对外输出电平信号，如仪表指示灯控制信号、空调开关信号等。
冗余双通道A/D模块，如图4所示，通过将电动车整车控制器的关键模拟信号分别经过信号调理11、信号调理12调理后，分别经过通道11、通道12，连接到2个单片机A/D通道A/D1、A/D2，并对2个A/D通道进行同时采集，既可以提高采样精度，同时，当某一个通道出现故障时，另一个通道还可以正常进行模拟量采样。
模拟输出模块（D/A模块）具有2个通道，如图5所示，通过S20开关可以选择隔离或非隔离的5V电压，给模拟输出模块的隔离电路、有源滤波单元、分压电路、信号调理单元供电。当选择隔离5V电源时，通过隔离电路1、隔离电路2，实现了单片机PWM到隔离PWM信号的隔离，经过隔离电路的隔离PWM信号，传输至有源滤波模块，实现隔离PWM信号到隔离模拟信号的转化，分压电路通过电阻分压的原理调整分压电路的输出电压与输入电压的比例关系，信号调理模块负责最后一级模拟信号的调整和滤波并对外输出，若选择非隔离5V电压，实现原理与使用隔离电源情况相似，只是模拟输出不再具有隔离的特征。默认状态下，S21断开，S22连接，2路独立的PWM信号PWM1、PWM2，经过有源滤波后，分别经通道1、通道2输送至信号调理单元，最终由信号调理单元对外输出2路独立的模拟信号。当需要2路输出模拟信号电压严格成比例关系时，可以设置S21连接，S22断开，PWM1经过有源滤波1滤波处理后，输出经通道1到达信号调理单元，有源滤波1的输出同时经S21输送到分压电路进行比例调整，分压电路的输出经通道2输送至信号调理单元，最终由信号调理单元输出2路成比例关系的模拟信号。
加速度检测模块采用3轴加速度传感器ADXL345，保证电动车整车控制器安装后，加速度传感器的X轴与车身长度方向垂直，Y轴与车身长度方向平行，Z轴垂直于X-Y平面。车辆静止时，传感器可以给3个正交轴方向的重力加速度分量，由此可以计算出车身的姿态，如车身所处的坡度的角度值，同样通过检测3个正交轴的加速度分量及加速度分量大小，也可以识别出是否发生了车身碰撞。
轮速检测模块，利用磁阻式轮速传感器专用信号处理芯片NCV1124，将轮速传感器输出的正弦变幅值信号转变为5V电压的方波脉冲信号，输送至单片机的引脚，单片机根据方波脉冲信号的频率计算出车速。
通信模块采用2路CAN总线通信以及1路基于GPRS的无线通信。其中1路CAN采用隔离通信，采用ISO1050隔离通信芯片；1路CAN总线为非隔离通信，采用SN65HVD1040通信芯片。CAN总线实现电动车整车控制器与其它电控单元如电机控制器、电池管理系统等之间的通信。GPRS无线通信部分主要用于车辆信息的采集、监测以及车辆所处位置的获取，在电动车整车控制器监测到车辆出现碰撞事故时，可以自主地通过GPRS无线通信模块向预先设置的终端发出紧急呼叫信息以及当前车辆的状态信息、位置信息。
故障诊断模块用于检测测量的故障信息，基于L9637D芯片，一旦检测到出现故障，便将对应的故障码存入存储单元，并在仪表提示故障，故障诊断模块包含一个符合KWP2000协议的对外的诊断接口，可以通过诊断接口进行故障的读取、清零操作。
电动车整车控制器内部的各组电源有电源模块提供，单片机上电运行后，首先通过总线与其它电控单元进行通信，进行系统自检，判断子系统是否出现故障，若无故障，则发送电平信号Ready到仪表，点亮仪表上的Ready指示灯，提示驾驶员，可以开始驾驶；若检测到故障信息，则通过发送电平信号Error到仪表，点亮Error指示灯，提示故障。
自检通过后，电动车整车控制器通过电平输入输出模块检测车辆档位信号、刹车信号等，通过冗余双通道A/D模块检测车辆油门信号，根据检测到的油门信号确定需求的驱动功率，通过CAN总线、模拟输出模块对车辆驱动电机控制器输出相应的指令，控制车辆运行。
当检测到车辆处于坡道起步时，电动车整车控制器根据从加速度传感器获取到3个正交轴的加速度信息并计算出车辆所处坡道，并通过轮速传感器信号判断出车轮的运动，通过刹车信号判断起步，当驾驶员松开刹车的同时，电动车整车控制器发出指令信号，控制车辆驱动电机输出转矩，避免由松开刹车到踩下油门之间的时间内，出现车辆溜坡。
