CN104963779B - 车辆驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆驱动控制装置，属于汽车电子领域。所述装置包括：驱动控制电路、电子驱动踏板、主控制单元和发动机管理系统EMS控制单元；所述驱动控制电路的输入端分别与所述电子驱动踏板和所述主控制单元连接，所述驱动控制电路的输出端与所述EMS控制单元连接，用于在所述电子驱动踏板生成的位移模拟信号和所述主控制单元生成的驱动控制信号中选择作为输出控制信号的信号，并向所述EMS控制单元发送所述输出控制信号；所述EMS控制单元用于根据所述输出控制信号对车辆进行驱动控制。本发明公开的车辆驱动控制装置，不需要安装机械操纵装置，自动驾驶和手动驾驶的切换操作简便，并且该车辆驱动控制装置的成本较低。

Description

车辆驱动控制装置

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，特别涉及一种车辆驱动控制装置。

背景技术

随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的不断提高，汽车已经进入普通大众的家庭，但是随之出现的交通堵塞，交通事故却日益严重，为了解决这些问题，面向智能交通的智能汽车应运而生，智能汽车可以根据道路环境实现自动驾驶的功能，其中驱动控制是智能汽车自动驾驶时最基本的功能之一，驱动控制可以使汽车加快行驶速度。

相关技术中，智能汽车自动驾驶时驱动控制的实现方式包括以下几种：方式一：在驱动踏板上加装机械操纵装置对该驱动踏板进行驱动控制；方式二：控制单元通过控制器局域网络(英文：ControllerAreaNetwork；简称：CAN)将控制指令发送至发动机管理系统(英文：Engine Management System；简称：EMS)，通过EMS实施驱动控制。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

第一种方式外加机械装置占用驾驶室空间，容易影响自动驾驶和手动驾驶的切换，控制复杂，实用性差。第二种方式则需要EMS厂家配合开发，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种车辆驱动控制装置。所述装置包括：

驱动控制电路、电子驱动踏板、主控制单元和发动机管理系统EMS控制单元；

所述电子驱动踏板用于接收驾驶员的踩踏操作，根据所述踩踏操作生成位移模拟信号；

所述主控制单元用于根据车辆的道路环境生成驱动控制信号；

所述驱动控制电路的输入端分别与所述电子驱动踏板和所述主控制单元连接，所述驱动控制电路的输出端与所述EMS控制单元连接，用于在所述电子驱动踏板的所述位移模拟信号和所述主控制单元的所述驱动控制信号中选择作为输出控制信号的信号，并向所述EMS控制单元发送所述输出控制信号；

所述EMS控制单元用于根据所述输出控制信号对车辆进行驱动控制。

可选的，所述装置还包括：

开关控制模块，所述开关控制模块与所述驱动控制电路连接，所述驱动控制电路用于在所述开关控制模块的控制下在所述位移模拟信号和所述驱动控制信号中选择作为所述输出控制信号的信号。

可选的，所述驱动控制电路包括：

控制器局域网络CAN电路、低通滤波器、微控制单元MCU、数字模拟转换器DAC、逻辑门电路和指令切换开关；

所述开关控制模块包括：模式切换开关和电源，所述模式切换开关用于接收驾驶员的切换操作，所述开关控制模块用于根据所述切换操作，生成第二电平；

所述CAN电路的输入端与所述主控制单元连接，所述CAN电路的输出端与所述MCU的第一端连接，所述CAN电路用于将所述驱动控制信号发送至所述MCU；

所述低通滤波器的输入端与所述电子驱动踏板连接，所述低通滤波器的输出端分别与所述MCU的第二端和所述指令切换开关的第一端连接，所述低通滤波器用于对所述位移模拟信号进行滤波，并向所述MCU和所述指令切换开关发送滤波后的所述位移模拟信号；

所述MCU的第三端与所述逻辑门电路的第一输入端连接，所述逻辑门电路的第二输入端与所述开关控制模块连接，所述逻辑门电路的输出端与所述指令切换开关的第二端连接，所述MCU用于根据所述位移模拟信号生成第一电平，并向所述逻辑门电路发送所述第一电平；所述逻辑门电路用于根据所述第一电平和所述第二电平生成切换指令，并向所述指令切换开关发送所述切换指令；

所述MCU的第四端与所述DAC的输入端连接，所述DAC的输出端与所述指令切换开关的第三端连接，所述MCU还用于向所述DAC发送所述驱动控制信号，所述DAC用于对所述驱动控制信号进行数字模拟转换，并将数字模拟转换后的所述驱动控制信号发送至所述指令切换开关；

所述指令切换开关的第四端与所述EMS控制单元连接，所述指令切换开关用于根据所述切换指令，在所述位移模拟信号和所述驱动控制信号中选择作为所述输出控制信号的信号，并向所述EMS控制单元发送所述输出控制信号。

可选的，所述驱动控制电路还包括：电位器，

所述DAC的输出端分别与所述指令切换开关和所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端与所述指令切换开关连接，所述电位器的第三端接地。

可选的，所述MCU的第四端与所述DAC的输入端通过串行外设SPI接口连接。

可选的，所述逻辑门电路为与门电路；

若所述第一电平为高电平，所述第二电平为高电平时，则所述逻辑门电路输出的切换指令为高电平，所述指令切换开关输出的输出控制信号为所述驱动控制信号；

若所述第一电平和所述第二电平中任一电平为低电平，则所述逻辑门电路输出的切换指令为低电平，所述指令切换开关输出的输出控制信号为所述位移模拟信号。

可选的，所述位移模拟信号为两路位移模拟信号。

可选的，所述电源为电压为5V的电源。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

综上所述，本发明实施例提供的一种车辆驱动控制装置，该车辆驱动控制装置除了包括电子驱动踏板、主控制单元和EMS控制单元，还包括驱动控制电路，该驱动控制电路的输入端分别与电子驱动踏板和主控制单元连接，驱动控制电路的输出端与EMS控制单元连接，该驱动控制电路可以在电子驱动踏板生成的位移模拟信号和主控制单元生成的驱动控制信号中，选择一个信号作为输出控制信号，并向EMS控制单元发送该输出控制信号，EMS控制单元根据该输出控制信号对车辆进行驱动控制，本发明实施例提供的车辆驱动控制装置，不需要安装机械操纵装置即可实现车辆的自动驾驶，车辆自动驾驶和手动驾驶的切换操作简便，并且该车辆驱动控制装置的成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种车辆驱动控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种车辆驱动控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种车辆驱动控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电位器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种车辆驱动控制装置。如图1所示，该装置包括：

驱动控制电路01、主控制单元02、电子驱动踏板03和发动机管理系统(英文：Engine Management System；简称：EMS)控制单元04；

电子驱动踏板03用于接收驾驶员的踩踏操作，并根据该踩踏操作生成位移模拟信号s。

示例的，该位移模拟信号s包括两路位移模拟信号，电子驱动踏板03中设置有位移传感器，该位移传感器可以监测电子驱动踏板03的位置，当位移传感器监测到电子驱动踏板03的位置发生变化时，电子驱动踏板03中的位移传感器即可生成位移模拟信号s，并将该位移模拟信号s发送至驱动控制电路01。

主控制单元02用于根据车辆的道路环境生成驱动控制信号x。

在本发明实施例中，车辆中还可以设置有视频摄像头、雷达传感器和激光测距器等多个传感器，该多个传感器可以将获取到的车辆的道路环境发送至主控制单元02，主控制单元02可以根据车辆的道路环境生成驱动控制信号x，并将该驱动控制信号x发送至驱动控制电路01。

驱动控制电路01的输入端分别与电子驱动踏板03和主控制单元02连接，驱动控制电路01的输出端与EMS控制单元04连接，用于在电子驱动踏板03的位移模拟信号s和主控制单元02的驱动控制信号x中选择作为输出控制信号y的信号，并向EMS控制单元04发送该输出控制信号y。

示例的，驱动控制电路01接收到电子驱动踏板03发送的位移模拟信号s和主控制单元02发送的驱动控制信号x后，需要在位移模拟信号s和驱动控制信号x中选择一个信号作为输出控制信号y，如果选择位移模拟信号s作为输出控制信号y，则驱动控制电路01向EMS控制单元04发送的输出控制信号y即为该位移模拟信号s，此时车辆处于手动驾驶模式；如果选择驱动控制信号x作为输出控制信号y，则驱动控制电路01向EMS控制单元04发送的输出控制信号y即为该驱动控制信号x，此时车辆处于自动驾驶模式。

EMS控制单元04用于根据该输出控制信号y对车辆进行驱动控制。

示例的，EMS控制单元04可以根据接收到的输出控制信号y对车辆进行驱动控制。EMS控制单元对车辆进行驱动控制的具体过程可参考相关技术，本发明实施例不做赘述。

综上所述，本发明实施例提供的一种车辆驱动控制装置，该车辆驱动控制装置除了包括电子驱动踏板、主控制单元和EMS控制单元，还包括驱动控制电路，该驱动控制电路的输入端分别与电子驱动踏板和主控制单元连接，驱动控制电路的输出端与EMS控制单元连接，该驱动控制电路可以在电子驱动踏板生成的位移模拟信号和主控制单元生成的驱动控制信号中，选择一个信号作为输出控制信号，并向EMS控制单元发送该输出控制信号，EMS控制单元根据该输出控制信号对车辆进行驱动控制，本发明实施例提供的车辆驱动控制装置，不需要安装机械操纵装置即可实现车辆的自动驾驶，车辆自动驾驶和手动驾驶的切换操作简便，并且该车辆驱动控制装置的成本较低。

可选的，如图2所示，该车辆驱动控制装置还包括：

开关控制模块05，开关控制模块05与驱动控制电路01连接，驱动控制电路01用于在开关控制模块05的控制下在位移模拟信号s和驱动控制信号x中选择作为输出控制信号y的信号。

可选的，如图3所示，驱动控制电路01包括：

控制器局域网络(英文：ControllerAreaNetwork；简称：CAN)电路11、低通滤波器12、微控制单元(英文：MicrocontrollerUnit；简称：MCU)13、数字模拟转换器(英文：Digital to analog converter；简称：DAC)14、逻辑门电路15和指令切换开关16。

开关控制模块05包括：模式切换开关S和电源V，模式切换开关S用于接收驾驶员的切换操作，开关控制模块05用于根据该切换操作，生成第二电平。

示例的，该电源V为电压为5V的电源。模式切换开关S可以根据驾驶员的切换操作进行开关切换，若模式切换开关S处于导通状态(也称闭合状态)，则开关控制模块05生成的第二电平为低电平；若模式切换开关S处于断开状态，则开关控制模块05生成的第二电平为高电平。

CAN电路11的输入端与主控制单元02连接，CAN电路11的输出端与MCU13的第一端a连接，CAN电路用于将驱动控制信号x发送至MCU13。

低通滤波器12的输入端与电子驱动踏板03连接，低通滤波器12的输出端分别与MCU13的第二端b和指令切换开关16的第一端e连接，低通滤波器12用于对位移模拟信号s进行滤波，并向MCU13和指令切换开关16发送滤波后的位移模拟信号s。

示例的，该低通滤波器12可以为电阻电容(英文：Resistance-Capacitance；简称：RC)低通滤波器，RC低通滤波器12对该位移模拟信号s进行滤波，可以避免高频信号对该位移模拟信号s的干扰。

MCU13的第三端c与逻辑门电路15的第一输入端A连接，逻辑门电路15的第二输入端B与开关控制模块05连接，逻辑门电路15的输出端Y与指令切换开关16的第二端f连接，MCU13用于根据位移模拟信号s生成第一电平，并向逻辑门电路15发送该第一电平；逻辑门电路15用于根据该第一电平和第二电平生成切换指令，并向指令切换开关16发送该切换指令。

在本发明实施例中，MCU13中设置有模拟数字转换器(英文：Analog to DigitalConverter；简称：ADC)，MCU13接收到该位移模拟信号s后，可以通过该ADC将该位移模拟信号s转换成多个时间点分别对应的电压值，之后，MCU13可以将该多个电压值进行拟合得到一条电压值拟合曲线。MCU13中还设置有阈值电压和阈值斜率，当该拟合曲线的最小电压值大于该阈值电压，且该拟合曲线的斜率大于该阈值斜率时，则MCU13确认电子驱动踏板03接收到了驾驶员的踩踏操作，此时MCU13生成的第一电平为低电平；当该拟合曲线的最小电压值不大于该阈值电压，或者该拟合曲线的斜率不大于该阈值斜率时，MCU13确认电子驱动踏板03没有接收到驾驶员的踩踏操作，此时MCU13生成的第一电平为高电平。

MCU13的第四端d与DAC14的输入端连接，DAC14的输出端与指令切换开关16的第三端g连接，MCU13还用于向DAC14发送驱动控制信号x，DAC14用于对该驱动控制信号x进行数字模拟转换，并将数字模拟转换后的驱动控制信号x发送至指令切换开关16。

示例的，MCU13的第四端d与DAC14的输入端通过串行外设(英文：SerialPeripheral Interface；简称：SPI)接口连接，MCU13接收到CAN电路发送的驱动控制信号x后，可以将该驱动控制信号x通过SPI接口发送至DAC14。由于主控制单元02生成的驱动控制信号x为数字信号，而EMS控制单元04只能接收模拟信号，因此需要通过DAC14将该驱动控制信号x由数字信号转换成模拟信号，再将该转换成模拟信号的驱动控制信号x发送至指令切换开关16。

指令切换开关16的第四端h与EMS控制单元04连接，指令切换开关16用于根据切换指令，在位移模拟信号s和驱动控制信号x中选择作为输出控制信号y输出的信号，并向EMS控制单元发送该输出控制信号y。

示例的，当该切换指令为低电平时，指令切换开关16输出的输出控制信号y为位移模拟信号s，则此时车辆处于手动驾驶模式；当该切换指令为高电平时，指令切换开关16输出的输出控制信号y为驱动控制信号x，则此时车辆处于自动驾驶模式。

可选的，如图4所示，该驱动控制电路还包括：电位器R，电位器R用于对接收到的信号进行分压。

DAC14的输出端分别与指令切换开关16的第三端g以及电位器R的第一端i连接，电位器R的第二端j与指令切换开关16的第三端g连接，电位器R的第三端k接地。

示例的，由于电子驱动踏板03生成的位移模拟信号s包括两路位移模拟信号，而主控制单元02生成的驱动控制信号x只包括一路信号，因此DAC14将该驱动控制信号x由数字信号转换成模拟信号后，可以将该转换成模拟信号的驱动控制信号x分别发送至指令切换开关16的第三端g和电位器R，电位器R可以对该驱动控制信号x进行分压，得到幅值为该驱动控制信号x幅值一半的模拟信号x1，并将该模拟信号x1也发送至指令切换开关16的第三端g，此时指令切换开关16的第三端g确认接收到的驱动控制信号x包括两路信号，即DAC14发送的驱动控制信号x和电位器R发送的模拟信号x1。

可选的，逻辑门电路15为与门电路，与门电路是执行“与”运算的一种逻辑门电路，与门电路有多个输入端，一个输出端。当所有的输入端同时输入高电平时，输出端才输出高电平，否则输出低电平

当逻辑门电路15为与门电路时，若第一电平为高电平，第二电平为高电平时，则逻辑门电路15输出的切换指令为高电平，指令切换开关16输出的输出控制信号y为驱动控制信号x；若第一电平和第二电平中任一电平为低电平，则逻辑门电路15输出的切换指令为低电平，指令切换开关16输出的输出控制信号y为位移模拟信号s。

在本发明实施例中，当模式切换开关S处于断开状态，开关控制模块05生成的第二电平为高电平，当模式切换开关S处于导通状态，开关控制模块05生成的第二电平为低电平；MCU13根据位移模拟信号s确认电子驱动踏板03没有接收到驾驶员的踩踏操作时，MCU13生成的第一电平为高电平，MCU13根据位移模拟信号s确认电子驱动踏板03接收到驾驶员的踩踏操作时，MCU13生成的第一电平为低电平。

综上可知，当模式切换开关S处于断开状态，并且电子驱动踏板03没有接收到驾驶员的踩踏操作时，逻辑门电路15输出的切换指令为高电平，指令切换开关16输出的输出控制信号y为驱动控制信号x，此时车辆处于自动驾驶模式；当模式切换开关S处于断开状态，并且电子驱动踏板03接收到驾驶员的踩踏操作时，则逻辑门电路15输出的切换指令为低电平，指令切换开关16输出的输出控制信号y为位移模拟信号s，此时车辆处于手动驾驶模式；当模式切换开关S处于导通状态时，则不论电子驱动踏板03是否接收到驾驶员的踩踏操作，逻辑门电路15输出的切换指令都为低电平，此时指令切换开关16输出的输出控制信号y为位移模拟信号s，车辆处于手动驾驶模式。在实际应用中，当驾驶员发现主控制单元02出现故障时，可以手动关闭该模式切换开关S，此时不论电子驱动踏板03是否接收到驾驶员的踩踏操作，都无法切换到自动驾驶模式，从而保证了车辆驱动控制的安全性。

综上所述，本发明实施例提供的一种车辆驱动控制装置，该车辆驱动控制装置除了包括电子驱动踏板、主控制单元和EMS控制单元，还包括驱动控制电路，该驱动控制电路的输入端分别与电子驱动踏板和主控制单元连接，驱动控制电路的输出端与EMS控制单元连接，该驱动控制电路可以在电子驱动踏板生成的位移模拟信号和主控制单元生成的驱动控制信号中，选择一个信号作为输出控制信号，并向EMS控制单元发送该输出控制信号，EMS控制单元根据该输出控制信号对车辆进行驱动控制，本发明实施例提供的车辆驱动控制装置，不需要安装机械操纵装置即可实现车辆的自动驾驶，车辆自动驾驶和手动驾驶的切换操作简便，并且该车辆驱动控制装置的成本较低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车辆驱动控制装置，其特征在于，所述装置包括：

驱动控制电路、电子驱动踏板、主控制单元和发动机管理系统EMS控制单元；

所述电子驱动踏板用于接收驾驶员的踩踏操作，根据所述踩踏操作生成位移模拟信号；

所述主控制单元用于根据车辆的道路环境生成驱动控制信号；

所述驱动控制电路的输入端分别与所述电子驱动踏板和所述主控制单元连接，所述驱动控制电路的输出端与所述EMS控制单元连接，用于在所述电子驱动踏板的所述位移模拟信号和所述主控制单元的所述驱动控制信号中选择作为输出控制信号的信号，并向所述EMS控制单元发送所述输出控制信号；

所述EMS控制单元用于根据所述输出控制信号对车辆进行驱动控制；

所述装置还包括：

开关控制模块，所述开关控制模块与所述驱动控制电路连接，所述驱动控制电路用于在所述开关控制模块的控制下在所述位移模拟信号和所述驱动控制信号中选择作为所述输出控制信号的信号；

所述驱动控制电路包括：

控制器局域网络CAN电路、低通滤波器、微控制单元MCU、数字模拟转换器DAC、逻辑门电路和指令切换开关；

所述开关控制模块包括：模式切换开关和电源，所述模式切换开关用于接收驾驶员的切换操作，所述开关控制模块用于根据所述切换操作，生成第二电平；

所述CAN电路的输入端与所述主控制单元连接，所述CAN电路的输出端与所述MCU的第一端连接，所述CAN电路用于将所述驱动控制信号发送至所述MCU；

所述低通滤波器的输入端与所述电子驱动踏板连接，所述低通滤波器的输出端分别与所述MCU的第二端和所述指令切换开关的第一端连接，所述低通滤波器用于对所述位移模拟信号进行滤波，并向所述MCU和所述指令切换开关发送滤波后的所述位移模拟信号；

所述MCU的第三端与所述逻辑门电路的第一输入端连接，所述逻辑门电路的第二输入端与所述开关控制模块连接，所述逻辑门电路的输出端与所述指令切换开关的第二端连接，所述MCU用于根据所述位移模拟信号生成第一电平，并向所述逻辑门电路发送所述第一电平；所述逻辑门电路用于根据所述第一电平和所述第二电平生成切换指令，并向所述指令切换开关发送所述切换指令；

所述MCU的第四端与所述DAC的输入端连接，所述DAC的输出端与所述指令切换开关的第三端连接，所述MCU还用于向所述DAC发送所述驱动控制信号，所述DAC用于对所述驱动控制信号进行数字模拟转换，并将数字模拟转换后的所述驱动控制信号发送至所述指令切换开关；

所述指令切换开关的第四端与所述EMS控制单元连接，所述指令切换开关用于根据所述切换指令，在所述位移模拟信号和所述驱动控制信号中选择作为所述输出控制信号的信号，并向所述EMS控制单元发送所述输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述驱动控制电路还包括：电位器，

所述DAC的输出端分别与所述指令切换开关和所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端与所述指令切换开关连接，所述电位器的第三端接地。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述MCU的第四端与所述DAC的输入端通过串行外设SPI接口连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，

所述逻辑门电路为与门电路；

若所述第一电平为高电平，所述第二电平为高电平时，则所述逻辑门电路输出的切换指令为高电平，所述指令切换开关输出的输出控制信号为所述驱动控制信号；

若所述第一电平和所述第二电平中任一电平为低电平，则所述逻辑门电路输出的切换指令为低电平，所述指令切换开关输出的输出控制信号为所述位移模拟信号。

5.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，

所述位移模拟信号为两路位移模拟信号。

6.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，

所述电源为电压为5V的电源。