CN102354121A - 一种用于快速原型开发的开发方法及其开发平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于快速原型开发的开发方法及其开发平台：上位机进行建模；将控制策略模型从上位机下载到MicroAutobox的处理器里；通过硬件装置的信号调理模块，从处理器采集控制策略需要的各种传感器、开关信号；通过硬件装置的功率驱动模块驱动外围真实执行器，使相应设备正常运行。不需要重复设计硬件，做板等耗时长过程，也不需要进行嵌入式代码的处理和底层开发，开发人员可以把更多的时间用于算法的研究，板极信号处理以及功率驱动电路为后续产品控制器开发提供了思路。

Description

一种用于快速原型开发的开发方法及其开发平台

技术领域

本发明涉及汽车电控系统开发领域，特别涉及前期控制策略的原型开发及验证，具体涉及一种用于快速原型开发的开发方法及其开发平台。

背景技术

同类电控系统中，硬件设备大都目的明确、功能单一，使用效率低，随着环保政策，能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术是未来汽车领域的必然趋势。汽车发动机电子控制技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额，国际上汽车发动机电子控制系统的发展规模与模式日趋成熟，在国际知名品牌汽车的背后是专业化分工的汽车配件厂商，为其提供全套的汽车配件产品。

随着公司技术及研发实力的不断提升，各种功能的电控系统也不断应用于各项开发实验中。一套控制系统通常由软件和硬件组成，软件容易修改及调试，而硬件装置却不能重复使用。由于实验项目内容的不同对控制系统的功能要求也不尽相同，如果对每项实验项目都为其开发硬件及底层驱动程序，势必造成开发不便及资源浪费，如何能提供一套通用的硬件设备而让开发人员只专注于控制策略软件的验证开发，缩短开发时间，提高工作效率成为迫切希望解决的问题。

发明内容

本发明涉及到在以往实验开发项目中，针对因项目开发目的不同而对电控系统的功能需求不尽相同，从而导致硬件装置经常修改，重复使用率低，资源浪费的问题，提出一种通用的硬件设备解决方案，让开发人员只专注于控制策略软件的验证开发，提高工作效率。

一种快速的原型开发方案，利用dSPACE公司的MicroAutoBox工具，加上一套通用的硬件装置，建立一个快速原型开发平台，应对不同实验开发需求。通过上位机建模，将控制策略模型下载到MicroAutobox的处理器里，通过硬件装置的信号调理模块，采集控制策略需要的各种传感器、开关信号，通过功率驱动模块驱动外围真实执行器，使相应设备正常运行。

具体技术方案如下：

一种用于快速原型开发的开发方法，包括如下步骤：

(1)上位机进行建模；

(2)将控制策略模型从上位机下载到MicroAutobox的处理器里；

(3)通过硬件装置的信号调理模块，从处理器采集控制策略需要的各种传感器、开关信号；

(4)通过硬件装置的功率驱动模块驱动外围真实执行器，使相应设备正常运行。

进一步地，相应设备为车辆。

上述用于快速原型开发的开发方法的开发平台，进一步地，包括上位机，MicroAutobox的处理器以及硬件装置，所述上位机用于建模，其与MicroAutobox的处理器通讯连接，所述MicroAutobox的处理器里与硬件装置通讯连接。

进一步地，所述硬件装置包括信号调理模块和功率驱动模块，所述信号调理模块用于从处理器采集信号，所述功率驱动模块用于驱动外围真实执行器。

进一步地，所述信号调理模块包括供电模块，数字及频率信号输入模块和模拟量信号输入模块。

进一步地，所述供电模块为2通道5V传感器供电模块，所述数字及频率信号输入模块包括3通道数字开关量信号输入和2路差分曲轴传感器输入，所述模拟量信号输入模块包括10路模拟量信号输入。

进一步地，所述功率驱动模块包括低边驱动输出，PWM驱动输出和H桥驱动输出。

进一步地，所述低边驱动输出为13通道低边驱动模块，所述PWM驱动输出包括11路PWM方式驱动输出，所述H桥驱动输出为2通道全桥驱动模块。

与目前现有技术相比，本发明采用通用的硬件设备，缩短开发时间，提高工作效率。本发明的创新点之一是不需要重复设计硬件，做板等耗时长过程，也不需要进行嵌入式代码的处理和底层开发(底层驱动，操作系统，软件集成等)，开发人员可以把更多的时间用于算法的研究。创新点之二是板极信号处理以及功率驱动电路为后续产品控制器开发提供了思路。

附图说明

图1：快速原型开发平台示例。

图2：硬件装置功能定义框图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

1、如图1所示通过上位机建模，将控制策略模型下载到MicroAutobox的处理器里，通过硬件装置的信号调理模块，采集控制策略需要的各种传感器、开关信号，通过功率驱动模块驱动外围真实执行器，使车辆正常运行。

2、如图2所示，硬件装置功能定义框图，具体功能如下：

a)信号调理单元

2通道5V传感器供电模块

·输出电压范围5±2％；

·输出电流450mA；

·反极性及带温度传感器的过载保护；

3通道数字开关量信号输入

·一阶低通滤波，滤波系数可配；

·最小湿电流4mA/12V；

·2两路低有效，1路高有效输入；

2路差分曲轴传感器输入

电感性磁电式传感器输入，最高达+/-200V输入电压；

10路模拟量信号输入

·一阶低通滤波，滤波系数可配；

·可配置上拉、下拉电阻；

b)功率驱动模块

13通道低边驱动模块

·4通道2A驱动电流，钳制电压53V，开关时间＜10uS；

·2通道5A驱动电流，钳制电压55V，开关时间＜10uS

·5通道1.5A驱动电流，钳制电压55V，开关时间＜10uS

·2通道预驱动，配合IGBT使用，驱动电流达20A，钳制电压400V，可用于发动机点火驱动，开关时间＜10uS；

11路PWM方式驱动输出

·外接Mosfet搭配使用，驱动电流和钳制电压根据所选Mosfet而定，可用于PWM信号输出及驱动；

2通道全桥驱动模块

·3.5A驱动电流，峰值电流达6.6A±1.1A，输出频率可达30kHz；

·兼容TTL/CMOS逻辑输入；

·过温、短路、欠压保护；

本实施例：

1、不需要重复设计硬件，做板等耗时长过程；

2、不需要进行嵌入式代码的处理和底层开发(底层驱动，操作系统，软件集成等)，开发人员可以把更多的时间用于算法的研究；

3、可以配置的信号处理以及功率驱动电路，节省了开发的时间和费用，提高了开发的效率，另一方面，板极信号处理以及功率驱动电路为后续产品控制器开发提供了思路；

本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本发明的一个较佳实施范例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于快速原型开发的开发方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)上位机进行建模；

(2)将控制策略模型从上位机下载到MicroAutobox的处理器里；

(3)通过硬件装置的信号调理模块，从处理器采集控制策略需要的各种传感器、开关信号；

(4)通过硬件装置的功率驱动模块驱动外围真实执行器，使相应设备正常运行。

2.如权利要求1所述的用于快速原型开发的开发方法，其特征在于，相应设备为车辆。

3.如权利要求1或2所述用于快速原型开发的开发方法的开发平台，其特征在于，包括上位机，MicroAutobox的处理器以及硬件装置，所述上位机用于建模，其与MicroAutobox的处理器通讯连接，所述MicroAutobox的处理器里与硬件装置通讯连接。

4.如权利要求3所述的开发平台，其特征在于，所述硬件装置包括信号调理模块和功率驱动模块，所述信号调理模块用于从处理器采集信号，所述功率驱动模块用于驱动外围真实执行器。

5.如权利要求3或4所述的开发平台，其特征在于，所述信号调理模块包括供电模块，数字及频率信号输入模块和模拟量信号输入模块。

6.如权利要求5所述的开发平台，其特征在于，所述供电模块为2通道5V传感器供电模块，所述数字及频率信号输入模块包括3通道数字开关量信号输入和2路差分曲轴传感器输入，所述模拟量信号输入模块包括10路模拟量信号输入。

7.如权利要求3-6中任一项所述的开发平台，其特征在于，所述功率驱动模块包括低边驱动输出，PWM驱动输出和H桥驱动输出。

8.如权利要求7所述的开发平台，其特征在于，所述低边驱动输出为13通道低边驱动模块，所述PWM驱动输出包括11路PWM方式驱动输出，所述H桥驱动输出为2通道全桥驱动模块。

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