CN104460465B - 一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车的整车控制器，电动车是一种使用电能由电动机驱动的可移动车辆，电动车控制器包括微处理器模块，CAN总线通讯模块，电源模块，模拟量采集模块，数字量采集模块，模拟量输出模块，开关控制输出模块，所述控制器将采集到的外界信号，经过微处理器模块处理，识别出车辆的驾驶状态。所述微处理模块具有当电动车出现故障后的故障保护及故障处理功能，所述的车辆驾驶状态根据所述的故障处理单元，输出适合当前电动车运行的控制指令，所述的控制指令保障电动车的安全高效的运行。
Description
技术领域
本发明涉及电动车控制领域，特别涉及一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器。
背景技术
目前，电动车的应用日益广泛，现有的整车控制器只是通过简单的传感器输入得到控制输出，没有进行车辆驾驶状态的识别，在控制过程中各种状态情况下的输出信号相互嵌套，没有有效的合理区分，不方便车辆的运行管理，出现故障后不方便区分状态进行处理，随着科技的发展，越来越多的电子设备应用于电动车内，可以通过新增传感器检测到更多的信号，整车控制器具备了识别车辆驾驶状态的功能，将车辆驾驶状态进行解耦，精细的划分车辆驾驶状态，可以更加高效安全的控制电动车。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，利用多种传感器采集电动车的有效信息，识别车辆驾驶状态，并对驾驶状态进行有效的区分，当电动车出现故障时，通过所述传感器采集到的信息，对故障进行准确的判断和分级，根据所述车辆驾驶状态结合故障分级，安全高效的输出车辆的控制信息。
本发明由以下技术方案实现：
一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于，包括：
微处理器模块，用于程序计算和算法的执行；
电源模块，用于将供电电压转换为电路各部分所需的电压；
CAN总线通讯模块，用于完成CAN通讯的数据传递；
输入部分，用于将外部传感器传递的信号转换后输入到微处理器模块；
输出部分，用于将微处理器模块处理后的信号转换后输出；
输入部分和CAN总线通讯模块将采集到的信息传输给微处理器模块，所述微处理器模块对信息经过处理，得到所需输出信息，通过输出部分和CAN总线通讯模块输出。
进一步的，所述输入部分包括：模拟量采集模块，用于将外部传感器传递的模拟量信号转换为微处理器模块可以识别的信号；数字量采集模块，用于将外部传感器传递的数字量信号转换为微处理器模块可以识别的信号。
进一步的，所述输出部分包括：模拟量输出模块，用于将微处理器模块处理后的信号转换为模拟信号后输出；开关控制输出模块，用于将微处理器模块处理后的信号转换为开关的信号控制执行机构。
进一步的，所述外部传感器包括档位传感器、钥匙传感器、踏板传感器、充电传感器、按键传感器和其他设备自身传感器。
进一步的，所述微处理器模块包括单片机及外围电路。
进一步的，包括一电路板，所述电路板封闭于一个密封的结构内部，所有模块集成在所述电路板上。
一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器的工作方法，所述方法如下：车辆信息通过外部传感器将信息输入到整车控制器，通过输入部分处理后得到微处理器模块可以识别的信号，电动车其他设备通过CAN总线通讯模块将信息传递给微处理器模块，微处理器模块通过所述信息进行处理，检测车辆是否有故障，识别车辆的驾驶状态，通过输出模块将信息转换为外部执行机构可以识别的信号，传递给外部执行机构，通过CAN总线通讯模块将信息传递给与整车控制器通过CAN总线连接的电动车其他设备。
进一步的，所述外部传感器包括档位传感器、钥匙传感器、踏板传感器、充电传感器、按键传感器和其他设备自身传感器。
进一步的，所述车辆驾驶状态包括：电动车初始化状态、电动车上电状态、电动车加速状态、电动车空挡状态、电动车减速状态、电动车巡航状态、电动车反向行驶状态、电动车安全下电状态及电动车充电状态；
控制器运行后程序默认识别为电动车初始化状态，根据充电传感器采集到的信息判断电动车是否需要充电；
如果需要充电程序识别为电动车充电状态，如果车辆无需充电识别为电动车上电状态，通过档位传感器和踏板传感器信息识别电动车是否转变为电动车反向行驶状态，所述电动车充电状态和电动车反向行驶状态之间可以进行转换；
如果不满足所述电动车反向行驶状态，程序将通过踏板传感器、档位传感器和按键传感器的信息结合车辆速度、扭矩信息，在电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态之间进行转换识别结果；
所述电动车减速状态通过识别可以进入所述电动车反向行驶状态；
进一步根据钥匙传感器信息分析，当具备下电的条件时，识别出电动车安全下电状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、优化控制逻辑，控制更加明确，硬件可靠性高，安全可靠运行；
2、车辆的驾驶状态之间解耦，方便车辆控制，车辆行驶可以结合车辆驾驶状态进行优化控制；
3、车辆出现故障时，方便进行不同驾驶状态下的故障处理，车辆驾驶状态之间没有嵌套，保证故障处理的准确性。
附图说明
图1为本发明的电动车整车控制器的系统框图；
图2为本发明的车辆驾驶状态关系图；
图3为本发明的识别出车辆驾驶状态后处理关系图。
具体实施方式
参见图1，本电动车整车控制器的主要由电源模块、微处理器模块、CAN总线通讯模块、输入部分和输出部分组成，其中输入部分由模拟量采集模块和数字量采集模块组成，输出部分由模拟量输出模块和开关控制输出模块组成。
电源模块主要对供电电源转换为其他各个模块稳定可靠的电源，电源输入端口具有保护功能，可以防止电源反接，对过电压也有抑制作用，输入端口有电容可以保证短时间失去电源的情况下系统还可以正常工作。
微处理器模块核心由英飞凌的16位单片机构成，还有保证单片机运行的外围电路，包括晶振，程序下载口，设备选择管脚。
CAN总线通讯模块主要负责出CAN通讯的功能，对CAN通讯物理层进行解析，主要由保护器件，终端电阻选择和CAN通讯收发器组成。
模拟量采集模块对外界传感器的模拟量信号进行处理，包括保护电路和滤波电路。所述保护电路限制输入的模拟量，保证其在允许范围内，当出现故障超出允许输入范围时进行适当的保护措施。所述滤波电路是将输入信号中含有的附加进去的干扰信号进行去除，保证输入信号不受到干扰，采集更加准确。
数字量采集模块对外界传感器的数字量信号进行处理，对输入信号的电平进行转换，适应宽范围电压的数字量信号，由处理电路和采集芯片组成。所述处理电路具有保护功能，当输入信号超出允许电压范围时进行适当的处理。所述采集芯片集成度高，一致性好，方便采集多路输入信号。整体电路还具有对输入端的故障判断功能，可以准确检测出输入端口出现的故障。所述故障包括：输入端对地短路、输入端对电源短路、输入端开路和输入端短路。
模拟量输出模块用于控制接受模拟信号的执行器。
开关控制输出模块用于控制接受开关信号的执行器，由专用芯片组成，具有输出故障保护与检测功能。所述故障包括：输入端对地短路、输入端对电源短路、输入端开路和输入端短路。
图2是车辆驾驶状态之间关系图，系统运行后首先进入电动车初始化状态，根据采集到的信息判断电动车是否需要充电，如果需要充电进入电动车充电状态，如果无需充电进入电动车上电状态，进一步识别是否进入电动车反向行驶状态，所述以上两种状态之间可以进行转换，如果不满足所述电动车反向行驶状态，进一步根据已知信息识别状态，在电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态各个状态之间进行装换，所述电动车减速状态通过识别可以进入所述电动车反向行驶状态，进一步根据采集信息分析，当具备下电的条件时，进入电动车安全下电状态，安全结束运行。
所述车辆驾驶状态关系构成了图3中识别驾驶状态模块，根据所述识别驾驶状态模块识别的状态输入到计算输出信号模块，计算出合理的输出信号，当电动车存在故障时，输出信号会通过修正输出信号模块3对输出信号进行修正，保证车辆的安全性，进一步为了匹配外部的执行器，需要经过匹配输出信号模块对输出信号进行最后的匹配工作，这样就可以输出最终的输出信号。
对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于，包括：
微处理器模块，用于程序计算和算法的执行；
电源模块，用于将供电电压转换为电路各部分所需的电压；
CAN总线通讯模块，用于完成CAN通讯的数据传递；
输入部分，用于将外部传感器传递的信号转换后输入到微处理器模块；
输出部分，用于将微处理器模块处理后的信号转换后输出；
输入部分和CAN总线通讯模块将采集到的信息传输给微处理器模块，所述微处理器模块对信息经过处理，得到所需输出信息，通过输出部分和CAN总线通讯模块输出；
所述车辆驾驶状态包括：电动车初始化状态、电动车上电状态、电动车加速状态、电动车空挡状态、电动车减速状态、电动车巡航状态、电动车反向行驶状态、电动车安全下电状态及电动车充电状态；
控制器运行后程序默认识别为电动车初始化状态，根据充电传感器采集到的信息判断电动车是否需要充电；
如果需要充电，程序识别为电动车充电状态，并在充电状态结束后进入电动车安全下电状态，如果车辆无需充电，识别为电动车上电状态，通过档位传感器和踏板传感器信息识别电动车是否转变为电动车反向行驶状态，所述电动车上电状态和电动车反向行驶状态之间可以进行转换；
如果不满足所述电动车反向行驶状态，程序将从电动车上电状态转换为电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态之一；
通过踏板传感器、档位传感器和按键传感器的信息结合车辆速度、扭矩信息，在电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态之间进行转换识别结果；
当处于电动车减速状态时，可通过识别可以进入所述电动车反向行驶状态；
在电动车减速状态和电动车反向行驶状态时，根据钥匙传感器信息分析，当具备下电的条件时，识别出电动车安全下电状态。
2.根据权利要求1所述的一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于，所述输入部分包括：
模拟量采集模块，用于将外部传感器传递的模拟量信号转换为微处理器模块可以识别的信号；
数字量采集模块，用于将外部传感器传递的数字量信号转换为微处理器模块可以识别的信号。
3.根据权利要求1所述的一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于，还包括执行机构，所述输出部分包括：
模拟量输出模块，用于将微处理器模块处理后的信号转换为模拟信号后输出；
开关控制输出模块，用于将微处理器模块处理后的信号转换为开关的信号控制执行机构。
4.根据权利要求1至3所述的任一一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于：所述外部传感器包括档位传感器、钥匙传感器、踏板传感器、充电传感器、按键传感器和其他设备自身传感器。
5.根据权利要求1至3所述的任一一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于：所述微处理器模块包括单片机及外围电路。
6.根据权利要求1至3所述的任一一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器，其特征在于：包括一电路板，所述电路板封闭于一个密封的结构内部，所有模块集成在所述电路板上。
7.一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器的工作方法，其特征在于所述方法如下：车辆信息通过外部传感器将信息输入到整车控制器，通过输入部分处理后得到微处理器模块可以识别的信号，电动车其他设备通过CAN总线通讯模块将信息传递给微处理器模块，微处理器模块通过所述信息进行处理，检测车辆是否有故障，识别车辆的驾驶状态，通过输出模块将信息转换为外部执行机构可以识别的信号，传递给外部执行机构，通过CAN总线通讯模块将信息传递给与整车控制器通过CAN总线连接的电动车其他设备；
所述车辆驾驶状态包括：电动车初始化状态、电动车上电状态、电动车加速状态、电动车空挡状态、电动车减速状态、电动车巡航状态、电动车反向行驶状态、电动车安全下电状态及电动车充电状态；
控制器运行后程序默认识别为电动车初始化状态，根据充电传感器采集到的信息判断电动车是否需要充电；
如果需要充电，程序识别为电动车充电状态，并在充电状态结束后进入电动车安全下电状态，如果车辆无需充电，识别为电动车上电状态，通过档位传感器和踏板传感器信息识别电动车是否转变为电动车反向行驶状态，所述电动车上电状态和电动车反向行驶状态之间可以进行转换；
如果不满足所述电动车反向行驶状态，程序将从电动车上电状态转换为电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态之一；
通过踏板传感器、档位传感器和按键传感器的信息结合车辆速度、扭矩信息，在电动车空挡状态、电动车加速状态、电动车巡航状态和电动车减速状态之间进行转换识别结果；
当处于电动车减速状态时，可通过识别可以进入所述电动车反向行驶状态；
在电动车减速状态和电动车反向行驶状态时，根据钥匙传感器信息分析，当具备下电的条件时，识别出电动车安全下电状态。
8.根据权利要求7所述的一种识别车辆驾驶状态的电动车整车控制器的工作方法，其特征在于：所述外部传感器包括档位传感器、钥匙传感器、踏板传感器、充电传感器、按键传感器和其他设备自身传感器。
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