CN104097530B - 一种整车控制器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整车控制器及其控制方法，整车控制器包括：MCU微控制单元、DSP微处理器、参数调节模块、电机控制模块以及状态显示模块；其中，MCU微控制单元与DSP微处理器通信连接；参数调节模块和电机控制模块均与DSP微处理器通信连接；状态显示模块与MCU微控制单元通信连接。本发明的有益效果为：该整车控制器将电动车整车的各种状态检测和参数调节置于统一的智能控制之下，能够接收来自电机控制器、电机、速度设定（油门）、电池等核心部件的信号，综合整车运行状况，自动进行显示和控制。
Description
技术领域
本发明涉及控制器技术领域，具体涉及一种整车控制器及其控制方法。
背景技术
随着我国现代城市的迅速发展，城市规模不断扩大，城镇化水平迅速提高，以及新农村建设的加速，城乡居民可支配收入在增加，人们的活动半径在延伸，公共交通存在无法解决最后一公里的短板，日益拥挤的道路制约了轿车数量的增长，燃油摩托车作为代步工具虽具有使用方便等优点，但是随着城市燃油摩托车保有量的增加，环境污染、燃料损耗和能源方面的问题也日益凸显，燃油摩托车的发展在大中城市普遍受到限制或禁行，普通自行车已难以满足需要。电动摩托车具有节能、环保、轻便、安全、快捷、使用费低等显著优点，由此电动摩托车是人们日常工作、生活的出行方式之一，是国家鼓励的产业方向，推广应用和技术开发日益受到重视，世界发达国家在研究开发新一代电动汽车的同时也在积极开发电动摩托车和电动自行车。
电动车是通过蓄电池储藏电能来推动的，电的来源非常广泛,主要是火力发电,就是用煤来发电。其次是水力发电。而我国的煤炭资源和水电资源都比较丰富。大力发展中的太阳能发电,风力发电还是可再生能源。核电所消耗的资源也很少，这些因素都决定了电动车具有广阔的发展前景，但是现有电动车还存在以下缺陷：
1、现在的电动车是在自行车的架构上装上驱动电机或是将燃油摩托的内燃机换成电动机发展而来，缺乏对整车的技术整合，不能对整车的运行状态进行综合管理；
2、现在的电动车为了增强爬坡能力，电机功率越用越大，而平路或下坡时又不能有效限制速度，很容易超速，不符合国家的技术标准，易引发安全事故；
3、缺乏对能量的有效管理，在整个行驶过程中效率偏低；
4、在下坡和需要减速时不能将多余的能量回收，白白地用刹车系统耗掉。
发明内容
为解决现有技术中的电动车缺乏对整车进行技术整合的缺陷，本发明设计出一种整车控制器及其控制方法，实现了对整车进行技术整合的目的，同时也避免了现有电动车存在的资源浪费、效率低等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种整车控制器，包括：MCU微控制单元、DSP微处理器、参数调节模块、电机控制模块以及状态显示模块；其中，MCU微控制单元与DSP微处理器通信连接；参数调节模块和电机控制模块均与DSP微处理器通信连接；状态显示模块与MCU微控制单元通信连接。MCU微控制单元与DSP微处理器之间具有加密互锁功能，而且通过电机控制模块能够实现该整车控制器与电机控制器之间的通信。该发明所述的整车控制器通过MCU+DSP的双核构架能够实现对整车的控制，方便对整车进行综合管理。
进一步的，参数调节模块包括行驶速度设定单元和定速巡航设定单元。通过行驶速度设定单元和定速巡航设定单元可以非常方便的设定电动车的行驶速度以及定速巡航。
进一步的，状态显示模块包括电量显示单元、速度显示单元、里程累计/转速显示单元、电动指示单元、发电指示单元、定速巡航显示单元以及里程转速切换显示单元。电量显示单元、速度显示单元以及里程累计/转速显示单元采用LED数码显示管，电动指示单元、发电指示单元、定速巡航显示单元以及里程转速切换显示单元采用发光二极管。省掉了用于测速的软轴、里程累计码表等机械装置，将电量、速度、转速、里程累计等，用数码显示以及电动车运行状态灯显示在一个面板上，醒目直观，可靠性更高。
一种整车控制器的控制方法，包括以下步骤：
（1）验证编辑在DSP微处理器中的密码；若密码验证正确，执行步骤（2）；密码验证错误，报警显示并结束任务；
（2）检测电动车电池的电压；若电压正常，执行步骤（3）；电压过高，高压报警并结束任务；电压过低，低压报警并结束任务；
（3）读取电机的实时转速，计算车辆的行驶速度；
（4）读取定速巡航开关的状态，判断电动车是否进入定速巡航模式；若定速巡航被启动，算出巡航速度后比较实测速度和巡航目标速度的偏差；定速巡航未被启动，读取设定速度后比较实测速度和设定目标速度的偏差；速度偏差不大，直接执行步骤（7）;速度偏差大，执行步骤（5）；
（5）设定电机的工作模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度偏大时，如果电机处于发电模式，加大发电量，如果电机不是处于发电模式，控制电机转为发电模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度不偏大时，如果电机处于发电模式，控制电机转为电动模式，如果电机不是处于发电模式，加大力矩；
（6）综合电动车的行驶状态和各输入信息变更情况，发指令给电机控制器调节电机的运行参数；
（7）显示电动车的运行状态；
（8）返回步骤（1）继续验证编辑在DSP微处理器中的密码。
本发明的有益效果为：该整车控制器将电动车整车的各种状态检测和参数调节置于统一的智能控制之下，能够接收来自电机控制器、电机、速度设定（油门）、电池等核心部件的信号，综合整车运行状况，自动进行显示和控制。采用上述控制方法将整车控制全部智能化，用MCU微控制单元与DSP微处理器实时监控整车运行的状态，进行精确的调节、控制以及信息显示；电能按需精确供给，避免电流浪涌和线圈过流，节约电能；能够实现加速度控制功能，可确保电动车起动无快速前冲，更易于操控以确保人员安全；在下坡或需要减速时可将多余动能用于发电，回收能源；可综合电动车所有设定值和实时检测各参数状态，自动确定电机工作于电动模式还是发电模式，以及电动力矩大小和发电量大小；用电气制动发电回收能量的方式减慢车速，能对车速自动进行双向控制，电动车在任何情况下不会超过设定的速度限制。
附图说明
图1为本发明所述整车控制器的电路原理图；
图2为本发明所述整车控制器的控制方法的流程图。
图中，
1、DSP微处理器；2、MCU微控制单元；3、电机控制模块；4、行驶速度设定单元；5、定速巡航设定单元；6、电量显示单元；7、速度显示单元；8、里程累计/转速显示单元；9、电动指示单元；10、发电指示单元；11、定速巡航显示单元；12、里程转速切换显示单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。
如图1所示，本发明提供的一种整车控制器，包括：MCU微控制单元2、DSP微处理器1、参数调节模块、电机控制模块3以及状态显示模块；其中，MCU微控制单元与DSP微处理器通信连接；参数调节模块和电机控制模块均与DSP微处理器通信连接；状态显示模块与MCU微控制单元通信连接。该发明所述的整车控制器MCU微控制单元与DSP微处理器之间具有加密互锁功能，而且通过电机控制模块能够实现该整车控制器与电机控制器之间的通信。通过MCU+DSP的双核构架能够实现对整车的控制，方便对整车进行综合管理。
本发明提供的一种整车控制器，参数调节模块包括行驶速度设定单元4和定速巡航设定单元5。通过线路在整车控制器的行驶速度设定单元上外接信号发射装置，该整车控制器可以通过行驶速度设定单元接收行驶速度设定信号。同理，该整车控制器可以通过定速巡航设定单元接收定速巡航设定信号。
本发明提供的一种整车控制器，状态显示模块包括电量显示单元6、速度显示单元7、里程累计/转速显示单元8、电动指示单元9、发电指示单元10、定速巡航显示单元11以及里程转速切换显示单元12。电量显示单元、速度显示单元以及里程累计/转速显示单元采用LED数码显示管，电动指示单元、发电指示单元、定速巡航显示单元以及里程转速切换显示单元采用发光二极管。省掉用于测速、里程累计等机械装置，将电量、速度、转速、里程累计等，用数码显示以及电动车运行状态灯显示在一个面板上，醒目直观，可靠性更高。
该整车控制器将整车的各种状态检测和参数调节置于统一的智能控制之下，能够接收来自电机控制器、电机、速度设定（油门）、电池等核心部件的信号，综合整车运行状况，自动进行显示和控制。如，根据行驶速度、加速度、电机工作电流、速度设定、最高限速等确定电机工作于电动模式或者发电模式，以及电机力矩大小和发电量的大小；由于可随时将电机的工作模式在电动机和发电机之间转换，能对电动车的速度自动进行双向调节，并回收能源，使整车效率更高。由于能对电动车速度自动进行双向调节，所以在任何情况下都能将电动车速度限制在设定值以内，没有超速可能，确保安全。
如图2所示，本发明提供的一种整车控制器的控制方法，包括以下步骤：
（1）验证编辑在DSP微处理器中的密码；若密码验证正确，执行步骤（2）；密码验证错误，报警显示并结束任务；
（2）检测电动车电池的电压；若电压正常，执行步骤（3）；电压过高，高压报警并结束任务；电压过低，低压报警并结束任务；
（3）读取电机的实时转速，计算车辆的行驶速度；
（4）读取定速巡航开关的状态，判断电动车是否进入定速巡航模式；若定速巡航被启动，算出巡航速度后比较实测速度和巡航目标速度的偏差；定速巡航未被启动，读取设定速度后比较实测速度和设定目标速度的偏差；速度偏差不大，直接执行步骤（7）;速度偏差大，执行步骤（5）；
（5）设定电机的工作模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度偏大时，如果电机处于发电模式，加大发电量，如果电机不是处于发电模式，控制电机转为发电模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度不偏大时，如果电机处于发电模式，控制电机转为电动模式，如果电机不是处于发电模式，加大力矩；
（6）综合电动车的行驶状态和各输入信息变更情况，发指令给电机控制器调节电机的运行参数；
（7）显示电动车的运行状态；
（8）返回步骤（1）继续验证编辑在DSP微处理器中的密码。
采用上述控制方法将整车控制全部智能化，用MCU微控制单元与DSP微处理器实时监控整车运行的状态，进行精确的调节、控制以及信息显示；电能按需精确供给，避免电流浪涌和线圈过流，节约电能；能够实现加速度控制功能，可确保电动车起动无快速前冲，更易于操控以确保人员安全；在下坡或需要减速时可将多余动能用于发电，回收能源；可综合电动车所有设定值和实时检测各参数状态，自动确定电机工作于电动模式还是发电模式，以及电动力矩大小和发电量大小；用电气制动发电回收能量的方式减慢车速，能对车速自动进行双向控制，电动车在任何情况下不会超过设定的速度限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种整车控制器，其特征在于，包括：
MCU微控制单元(2)、DSP微处理器(1)、参数调节模块、电机控制模块(3)以及状态显示模块；其中，
MCU微控制单元与DSP微处理器通信连接；
参数调节模块和电机控制模块均与DSP微处理器通信连接；
状态显示模块与MCU微控制单元通信连接；
参数调节模块包括行驶速度设定单元(4)和定速巡航设定单元(5)。
2.根据权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，状态显示模块包括电量显示单元(6)、速度显示单元(7)、里程累计/转速显示单元(8)、电动指示单元(9)、发电指示单元(10)、定速巡航显示单元(11)以及里程转速切换显示单元(12)。
3.一种如权利要求1所述整车控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)验证编辑在DSP微处理器中的密码；若密码验证正确，执行步骤(2)；密码验证错误，报警显示并结束任务；
(2)检测电动车电池的电压；若电压正常，执行步骤(3)；电压过高，高压报警并结束任务；电压过低，低压报警并结束任务；
(3)读取电机的实时转速，计算车辆的行驶速度；
(4)读取定速巡航开关的状态，判断电动车是否进入定速巡航模式；若定速巡航被启动，算出巡航速度后比较实测速度和巡航目标速度的偏差；定速巡航未被启动，读取设定速度后比较实测速度和设定目标速度的偏差；速度偏差不大，直接执行步骤(7)；速度偏差大，执行步骤(5)；
(5)设定电机的工作模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度偏大时，如果电机处于发电模式，加大发电量，如果电机不是处于发电模式，控制电机转为发电模式；实测速度与目标速度偏差大且实测速度不偏大时，如果电机处于发电模式，控制电机转为电动模式，如果电机不是处于发电模式，加大力矩；
(6)综合电动车的行驶状态和各输入信息变更情况，发指令给电机控制器调节电机的运行参数；
(7)显示电动车的运行状态；
(8)返回步骤(1)继续验证编辑在DSP微处理器中的密码。
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