CN106696862B - 一种小型赛车的多节点整车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型赛车的多节点整车控制系统，包括：前舱采集ECU、面板交互ECU、整车控制ECU、整车隔离CAN总线、油门角位移传感器、方向盘转角传感器、前轮轮速传感器、制动角位移传感器、模式控制旋钮、高压闭合按钮、电机使能按钮、蜂鸣器、制动灯、驱动系统指示灯。该控制系统利用整车隔离CAN总线接收、发送数据，采用多个CAN节点能有效减少线束，数据的采集和处理更加方便、高效；同时，采用多个ECU，各个ECU能分别实现数据采集、人机交互、整车控制的功能，达到多任务同时进行的目的，提升响应速度和稳定性得到了提高；该控制系统更加方便于控制程序的刷写和调试，更加适合FSAE纯电动方程式赛车。

Description

一种小型赛车的多节点整车控制系统
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种小型赛车的多节点整车控制系统。
背景技术
随着汽车工业与电子工业的发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术相结合的产物。可以说，今天的汽车已经进入电子控制的时代。
“蔚来杯”中国大学生电动方程式大赛(以下简称FSEC)，是中国汽车工程学会举办的一项面向在校大学生的赛车比赛。赛事要求参赛院校学生在近一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操稳性和安全性方面均有突出和稳定表现的赛车，其中所有的设计、制造和测试环节均由学生独立完成，吸引了众多院校参加。在加工制造过程中，整车的控制系统设计尤为重要。目前，大多数FSEC赛车采用自主设计ECU形式，不过存在着传感器众多且分布较散，从而导致数据采集器的接口、信道众多,线束杂乱,不利于整车布置等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有FSAE电动方程式赛车整车低压控制系统线路冗杂繁多、系统结构单一以及系统信号干扰的问题，提供一种小型赛车的多节点整车控制系统。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种小型赛车的多节点整车控制系统，所述多节点整车控制系统包括：前舱采集ECU、面板交互ECU、整车控制ECU、整车隔离CAN总线、油门角位移传感器、方向盘转角传感器、前轮轮速传感器、制动角位移传感器、模式控制旋钮、高压闭合按钮、电机使能按钮、蜂鸣器、制动灯、驱动系统指示灯，
其中，所述前舱采集ECU、所述面板交互ECU、所述整车控制ECU分别和所述整车隔离CAN总线连接，
所述前轮轮速传感器、所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器和所述方向盘转角传感器分别与所述前舱采集ECU连接，所述前舱采集ECU将上述各传感器采集的模拟信号转换变成数字信号，并通过前舱采集ECU中STM32单片机的CAN功能将数据打包发送到整车隔离CAN总线上实现共享；
所述制动灯、所述驱动系统指示灯分别与所述整车控制ECU连接，所述整车控制ECU将整车的运行状态信息整合并进行运算处理，将处理结果数据打包发送到所述整车隔离CAN总线上实现共享；通过所述整车隔离CAN总线收集的所述前舱采集ECU发送的来自所述制动角位移传感器的信号，控制所述制动灯的亮灭；通过所述整车隔离CAN总线收集的所述面板交互ECU发送的来自所述模式控制旋钮、所述高压闭合按钮以及所述电机使能按钮的信号，控制所述驱动系统指示灯的亮灭；
所述模式控制旋钮、所述高压闭合按钮和所述电机使能按钮分别与所述面板交互ECU连接，所述面板交互ECU感应上述各按钮的电平高低变化并转化成数字信号，并通过面板交互ECU中STM32单片机的CAN功能将数据打包发送到所述整车隔离CAN总线上实现共享；
所述蜂鸣器与所述面板交互ECU连接，通过所述整车隔离CAN总线收集所述整车控制ECU发送的进入待驾状态指令，所述面板交互ECU接收到进入待驶状态指令后，控制所述蜂鸣器工作。
进一步地，所述多节点整车控制系统还包括：电源模块和主开关，其中，所述电源模块通过所述整车隔离CAN总线分别与所述前舱采集ECU、所述面板交互ECU、所述整车控制ECU相连，提供12V电源输出；所述主开关用于控制所述多节点整车控制系统的电气通断，连接在所述电源模块的主回路当中。
进一步地，所述前舱采集ECU包括：第一稳压电源芯片、前舱主控芯片和第一隔离CAN模块芯片；
其中，所述第一稳压电源芯片将所述电源模块输入的12V电源实现转换，所述第一稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片和型号为AMS1117的稳压电源芯片，型号为MP1484的稳压电源芯片输出3.3V电源为所述前舱主控芯片和所述第一隔离CAN模块芯片供电，型号为AMS1117稳压电源芯片输出5V电源为所述制动角位移传感器、所述油门角位移传感器、所述方向盘转角传感器供电；所述前舱主控芯片用于接收来自各个传感器以及所述第一隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过所述第一隔离CAN模块芯片发送到所述整车隔离CAN总线实现共享。
进一步地，所述面板交互ECU包括：面板主控芯片、第二稳压电源芯片、第二隔离CAN模块芯片、433M数传发射模块和显示模块；
其中，所述第二稳压电源芯片将所述电源模块输入的12V电源实现转换，所述第二稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片，输出3.3V电源为所述面板主控芯片、所述第二隔离CAN模块芯片、所述433M数传发射模块、所述显示模块供电；所述面板主控芯片接收所述模式控制旋钮以及所述第二隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过所述第二隔离CAN模块芯片发送到所述整车隔离CAN总线实现共享，并通过所述433M数传发射模块无线发送到个人电脑，将电池信息以及BMS和IMD故障信息通过所述显示模块呈现；
所述433M数传发射模块为无线射频模块，实现数据无线传递；所述显示模块由7个发光二极管组成，其中5个蓝色发光二极管用于显示剩余电量，2个红色发光二极管分别显示BMS故障信息和IMD故障信息。
进一步地，所述高压闭合按钮和所述电机使能按钮都闭合后，所述面板主控芯片接收到所述整车控制ECU通过所述整车隔离CAN总线发送的进入待行驶状态信息，所述面板主控芯片发出信号使蜂鸣器工作。
进一步地，所述整车控制ECU选用NI公司的NI CompactRio及相应的接口电路板，所述NI CompactRio的型号为NI cRIO-9068，其带有NI 9403数字I/O模块、NI 9853CAN模块、NI 9263模拟输出模块，所述接口电路板带有IRF7811AV芯片及若干接插件，所述接口电路板、所述NI 9403数字I/O模块、所述NI 9853CAN模块、所述NI 9263模拟I/O模块均安装于型号为NI cRIO-9068机箱的卡槽中；所述NI 9403数字I/O模块，可输出12V信号并控制用电器通断，所述NI 9263模拟输出模块，可输出4路±10V的模拟信号实现模拟量控制，所述NI9853CAN模块与所述整车隔离CAN总线相连，获取所述前舱采集ECU和所述面板交互ECU的信息并反馈给型号为NI cRIO-9068的NI CompactRio。
进一步地，所述前轮轮速传感器选用弯头90度出线接近开关PSD0801-N/PSD0803-N；所述油门角位移传感器和所述制动角位移传感器选用ZQ-80002288型非接触式角度传感器；所述方向盘转角传感器选用型号为FCP22E电位器。
进一步地，所述电源模块的12V输出端与所述第一稳压电源芯片、所述前轮轮速传感器连接，所述电源模块的负极与所述第一稳压电源芯片的地端GND连接；所述第一隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端及所述前舱主控芯片的3.3V输入端与型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端连接；所述制动角位移传感器、所述油门角位移传感器、所述方向盘转角传感器的5V电压输入端与型号为AMS1117稳压电源芯片的5V电压输出端连接；所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器、所述方向盘转角传感器、所述前舱主控芯片、所述第一隔离CAN模块芯片的地端GND与所述第一稳压电源芯片的地端GND连接；所述前轮轮速传感器、所述第一稳压电源芯片的地端GND和所述电源模块的负极连接；所述前轮轮速传感器、所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器、所述方向盘转角传感器的信号线与所述前舱主控芯片的AD端口连接。
进一步地，所述电源模块的12V输出端与所述第二稳压电源芯片的12V输入端和所述蜂鸣器的12V输入端连接，所述电源模块的负极与所述第二稳压电源芯片的地端GND相连；所述第二隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端、所述433M数传发射模块的3.3V输入端、所述面板主控芯片的3.3V输入端与所述第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端相连；所述模式控制旋钮、所述433M数传发射模块、所述第二隔离CAN模块芯片、所述面板主控芯片的地端GND与所述第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的地端GND相连；型号为MP1484稳压电源芯片的地端GND和所述电源模块的负极相连；所述高压闭合按钮、所述电机使能按钮和所述模式控制旋钮的输出端与所述面板主控芯片的信号输入端相连；所述蜂鸣器的使能端与所述面板主控芯片的I/O口连接。
进一步地，所述电源模块的12V输出端与所述NI cRIO-9068的电源输入口及所述接口电路板的12V输入端相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片G引脚与所述NI cRIO-9068带有NI 9403数字I/O模块的数字I/O口相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片D引脚与所述电源模块的12V输出端相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片S引脚与信号输出端相连；所述电源模块的负极与所述NI cRIO-9068的负极及所述接口电路板的GND相连；所述制动灯的GND端与所述电源模块的负极相连，所述制动灯的正极线与所述整车控制ECU对应信号输出端相连；所述驱动系统指示灯的GND线与所述电源模块的负极相连，所述驱动系统指示灯的正极线与整车控制ECU对应信号输出端相连。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明公开的多节点整车控制系统利用整车隔离CAN总线接收、发送数据，与国内其他FSAE车队采用的布线方式相比，采用多个CAN节点能有效减少线束，数据的采集和处理更加方便、高效；
2、本发明公开的多节点整车控制系统采用了多个ECU，各个ECU能分别实现数据采集、人机交互、整车控制的功能，达到多任务同时进行的目的，国内其他FSAE车队大部分采用单个整车控制器，相比之下，本发明所述的多节点整车控制系统的响应速度和稳定性得到了提高；
3、本发明公开的多节点整车控制系统更加方便于控制程序的刷写和调试，更加适合FSAE纯电动方程式赛车，国内其他FSAE车队大部分采用市面上现有的控制器产品，相比之下，本发明公开的多节点整车控制系统采用了自主设计前舱采集ECU和面板交互ECU以及整车控制ECU构成3个CAN节点，针对纯电动方程式赛车所需要的功能进行设计，刷写和调试控制程序更加便捷。
附图说明
图1是本发明公开的一种小型赛车的多节点整车控制系统的各元件布置示意图；
图2是本发明公开的一种小型赛车的多节点整车控制系统的电气原理图；
图3是本发明所述的前舱采集ECU的组成示意图；
图4是本发明所述的面板交互ECU的组成示意图；
图中，附图标记为：1---前舱采集ECU；2---油门位移传感器；3---方向盘转角传感器；4---前轮轮速传感器；5---整车隔离CAN总线；6---整车控制ECU；7---主开关；8---电源模块；9---制动灯；10---驱动系统指示灯；11---模式控制旋钮；12---高压闭合按钮；13---电机使能按钮；14---蜂鸣器；15-面板交互ECU；16---制动角位移传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例公开的一种基于FSAE电动方程式赛车的多节点的整车控制系统如图2所示，包括：前舱采集ECU1、面板交互ECU15、整车控制ECU6、整车隔离CAN总线5、主开关7、电源模块8共六个主要部分组成。
如图3所示，所述的前舱采集ECU1包括：第一稳压电源芯片、前舱主控芯片，第一隔离CAN模块芯片。
所述的第一稳压电源芯片将电源模块8输入的12V电源实现转换，所述的第一稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片和型号为AMS1117的稳压电源芯片。MP1484稳压电源芯片输出3.3V电源为前舱主控芯片和第一隔离CAN模块芯片供电，AMS1117稳压电源芯片输出5V电源为制动角位移传感器16、油门角位移传感器2、方向盘转角传感器3供电。所述的前舱主控芯片选用ST公司的STM32F103CB芯片，前舱主控芯片的功能是接收来自各个传感器以及第一隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过第一隔离CAN模块芯片发送到整车隔离CAN总线5实现共享。所述的第一隔离CAN模块芯片选用周立功公司CTM1051K(A)T芯片，可以实现前舱主控芯片与整车隔离CAN总线5之间的数据交换。
如图4所示，所述的面板交互ECU15包括：面板主控芯片、第二稳压电源芯片，第二隔离CAN模块芯片、433M数传发射模块，显示模块。
所述的第二稳压电源芯片将电源模块8输入的12V电源实现转换，所述的第二稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片，输出3.3V电源为面板主控芯片、第二隔离CAN模块芯片、433M数传发射模块、显示模块供电。所述的面板主控芯片选用ST公司的STM32F103CB芯片，面板主控芯片的功能是接收模式控制旋钮11以及第二隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过第二隔离CAN模块芯片发送到整车隔离CAN总线5实现共享，并通过433M数传发射模块无线发送到个人电脑，将电池信息以及BMS和IMD故障信息通过显示模块呈现。当高压闭合按钮12、电机使能按钮13都闭合后，面板主控芯片接收到整车控制ECU6通过整车隔离CAN总线5发送的进入待行驶状态信息，面板主控芯片发出信号使蜂鸣器14工作。所述的第二隔离CAN模块芯片选用周立功公司CTM1051K(A)T芯片，可以实现面板主控芯片与整车隔离CAN总线5之间的数据交换。所述的433M数传发射模块为无线射频模块，可以实现数据无线传递。所述的显示模块由7个发光二极管组成，其中5个蓝色发光二极管用于显示剩余电量，2个红色发光二极管分别显示BMS故障信息和IMD故障信息。
所述的整车控制ECU6选用NI公司的NI CompactRio及相应的接口电路板。所述的NI CompactRio型号为NI cRIO-9068带有NI 9403数字I/O模块、NI 9853CAN模块、NI 9263模拟输出模块，相应的接口电路板带有IRF7811AV芯片及若干接插件，接口电路板、NI 9403数字I/O模块、NI 9853CAN模块、NI 9263模拟I/O模块安装于NI cRIO-9068机箱的卡槽中。NI 9403数字I/O模块，可输出12V信号并控制用电器通断。NI 9263模拟输出模块，可输出4路±10V的模拟信号实现模拟量控制。NI 9853CAN模块与整车隔离CAN总线5相连，获取前舱采集ECU1和面板交互ECU15的信息并反馈给型号为NI cRIO-9068的NI CompactRio。
所述的整车隔离CAN总线5采用双绞屏蔽线覆盖保护。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的前轮轮速传感器4选用弯头90度出线接近开关PSD0801-N/PSD0803-N；所述的油门角位移传感器2和制动角位移传感器16选用ZQ-80002288型非接触式角度传感器；所述的方向盘转角传感器3选用型号为FCP22E电位器。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的前舱采集ECU1中，电源模块8的12V输出端与第一稳压电源芯片、前轮轮速传感器4连接，电源模块8的负极与第一稳压电源芯片的地端GND连接；第一隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端及前舱主控芯片的3.3V输入端与型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端连接；制动角位移传感器16、油门角位移传感器2、方向盘转角传感器3的5V电压输入端与型号为AMS1117稳压电源芯片的5V电压输出端连接；油门角位移传感器2、制动角位移传感器16、方向盘转角传感器3、前舱主控芯片、第一隔离CAN模块芯片的地端GND与第一稳压电源芯片的地端GND连接；前轮轮速传感器4、第一稳压电源芯片的地端GND和电源模块8的负极连接。前轮轮速传感器4、油门角位移传感器2、制动角位移传感器16、方向盘转角传感器3的信号线与前舱主控芯片的AD端口连接。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的面板交互ECU15当中，电源模块8的12V输出端与第二稳压电源芯片的12V输入端和蜂鸣器14的12V输入端连接，电源模块8的负极与第二稳压电源芯片的地端GND相连；第二隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端、433M数传发射模块的3.3V输入端、面板主控芯片的3.3V输入端与第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端相连；模式控制旋钮11、433M数传发射模块、第二隔离CAN模块芯片、面板主控芯片的地端GND与第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的地端GND相连；MP1484稳压电源芯片的地端GND和电源模块8的负极相连；高压闭合按钮12、电机使能按钮13和模式控制旋钮11的输出端与面板主控芯片的信号输入端相连；蜂鸣器14的使能端与面板主控芯片的I/O口连接。
该实施例中公开的整车控制系统中整车控制ECU6当中，电源模块8的12V输出端与NI cRIO-9068的电源输入口及接口电路板的12V输入端相连，接口电路板的IRF7811AV芯片G引脚与NI cRIO-9068带有NI 9403数字I/O模块的数字I/O口相连，接口电路板的IRF7811AV芯片D引脚与电源模块8的12V输出端相连，接口电路板的IRF7811AV芯片S引脚与信号输出端相连；电源模块8的负极与NI cRIO-9068的负极及接口电路板的GND相连；制动灯9的GND端与电源模块8的负极相连，制动灯9的正极线与整车控制ECU6对应信号输出端相连；驱动系统指示灯10的GND线与电源模块8的负极相连，驱动系统指示灯10的正极线与整车控制ECU6对应信号输出端相连。
如图2所示，该实施例中公开的整车控制系统中涉及的传感器组件包括：油门位移传感器2、方向盘转角传感器3、前轮轮速传感器4和制动角位移传感器16。
所述的前舱采集ECU1的前舱主控芯片型号为STM32F103CB，包括型号MP1484和型号AMS1117的稳压电源芯片，分别可以输出3.3V和5V电源；前舱采集ECU1设有8个传感器接口，每个接口包括5V电源输出端、模拟信号输入端和GND端，5V电源输出端、GND端与前舱主控芯片GND端相连，模拟信号输入端与前舱采集ECU1中前舱主控芯片的I/O口相连；设有CAN_H端口、CAN_L端口。前舱采集ECU1能够将前轮轮速传感器4、油门角位移传感器2、制动角位移传感器16和方向盘转角传感器3采集的模拟信号转换变成数字信号，并通过STM32单片机的CAN功能将数据打包发送到整车隔离CAN总线5上实现共享。
所述的面板交互ECU15的面板主控芯片型号为STM32F103CB，包括型号MP1484和型号AMS111的稳压电源芯片，可以输出3.3V和5V电源；面板交互ECU15设有1个433M数传发射模块接口，包括5V电源输出端、RX信号端、TX信号端和GND端，5V电源输出端、GND端与面板主控芯片的GND端相连，RX、TX信号端与面板主控芯片的I/O口相连；面板交互ECU15设有1个蜂鸣器，包括12V电源输入端和使能端，12V电源输入端与电源模块8的12V输出端相连，使能端与所述面板主控芯片的I/O口连接；设有5个输入捕获接口，包括5个输入捕获端和1个共用的GND端，输入捕获端分别于面板主控芯片的I/O口相连，GND端与面板主控芯片GND端相连；设有7个LED灯；设有CAN_H端口、CAN_L端口，与整车隔离CAN总线5相连。面板交互ECU15能够实现以下功能：
(1)接收到整车控制ECU6通过整车隔离CAN总线5发送的高压动力电池电量信息，面板主控芯片控制对应I/O口的电平高低，通过5个蓝色发光二极管显示给车手和测试人员；
(2)接收到整车控制ECU6通过整车隔离CAN总线5发送的BMS故障信息和IMD故障信息，面板主控芯片控制对应I/O口的电平高低，分别通过2个红色发光二极管显示给车手和测试人员；
(3)接收到前舱采集ECU1通过整车隔离CAN总线5发送的轮速、油门踏板角位移、制动踏板角位移、方向盘转角信息以及整车控制ECU6通过整车隔离CAN总线5发送的高压动力电池电量、高压动力电池电压、动力电池电流、车速、电机转速等信息，面板主控芯片通过433M数传发射模块发送到个人电脑的上位机显示给测试人员；
(4)车手或测试人员旋开高压闭合按钮12使得对应I/O口电平拉高，面板主控芯片接收到高压闭合的信息，并通过整车隔离CAN总线5发送到整车共享；车手或测试人员旋开电机使能按钮13使得对应I/O口电平拉高，面板主控芯片接收到电机使能的信息，并通过整车隔离CAN总线5发送到整车共享；车手或测试人员旋转模式控制按钮11令对应I/O口电位发生变化，面板主控芯片接收到模式选择的信息，通过整车隔离CAN总线5发送到整车共享；
(5)接收到整车控制ECU6通过整车隔离CAN总线5发送的进入待行驶状态信息，面板主控芯片控制对应I/O口的电平高低从而控制蜂鸣器14。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的油门角位移传感器2和制动角位移传感器16采用型号为ZQ-80002288型非接触式角度传感器，共有3根接线，一根电源线、一根地线、一根模拟信号输出线，电源线接到前舱采集ECU1中型号为AMS1117稳压芯片的5V输出端，地线接到前舱采集ECU1中型号为AMS1117稳压芯片的GND地端，模拟信号输出线接到前舱采集ECU1的前舱主控芯片上对应的I/O口，前舱采集ECU1将从该I/O口采集到的模拟信号转换成数字信号。前舱采集ECU1的CAN_H端口和整车隔离CAN总线5上的CAN_H连接，前舱采集ECU1的CAN_L端口和整车隔离CAN总线5上的CAN_L连接，前舱采集ECU1直接将采集的数据传输到整车隔离CAN总线5。此数据共享到整车隔离CAN总线5上后，可以被面板交互ECU15接收，面板交互ECU15将此数据通过433M数传发射模块发送到个人电脑的上位机显示给测试人员。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的前轮轮速传感器4采用弯头90度出线接近开关PSD0801-N/PSD0803-N，共有3根接线，一根电源线、一根地线、一根模拟信号输出线，电源线接到电源模块8的12V输出端，地线接到电源模块8的负极，模拟信号输出线接到前舱采集ECU1的前舱主控芯片上对应的I/O口，前舱采集ECU1将从该I/O口采集到的模拟信号转换成数字信号。前舱采集ECU1的CAN_H端口和5-整车隔离CAN总线5上的CAN_H连接，前舱采集ECU1的CAN_L端口和整车隔离CAN总线5上的CAN_L连接，前舱采集ECU1直接将采集的数据传输到整车隔离CAN总线5。此数据共享到整车隔离CAN总线5上后，可以被面板交互ECU15接收，面板交互ECU15将此数据通过433M数传发射模块发送到个人电脑的上位机显示给测试人员。
该实施例中公开的整车控制系统中所述的NI cRIO-9068为主机箱，可运行、储存程序和数据，并通过控制NI 9403数字I/O模块、NI 9853CAN模块、NI 9263模拟输出模块实现所需功能。NI 9403数字I/O模块的信号端与接口电路板的MOS管开关电路相连，可控制8个12V信号的输出。MOS管采用型号为IRF7811AV芯片，IRF7811AV芯片有G、D、S三个引脚，其中G引脚与NI 9403的数字I/O口相连，D引脚与电源模块8的12V输出端相连，S引脚作为信号输出引脚，当NI 9403数字I/O模块给G引脚一个高电平信号时，MOS管使D和S引脚导通，达到输出12V信号并控制用电器通断的目的，控制的用电器包括但不限于制动灯9，驱动系统指示灯10。NI 9263模拟输出模块，可输出4路±10V的模拟信号。可接入电机控制器，实现电机的模拟量控制。NI 9853CAN模块与整车隔离CAN总线5相连，获取来自前舱采集ECU1和面板交互ECU15的信息。接口电路板、NI 9403数字I/O模块、NI 9853CAN模块、NI 9263模拟I/O模块安装于NI cRIO-9068机箱的卡槽中。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，所述多节点整车控制系统包括：前舱采集ECU、面板交互ECU、整车控制ECU、整车隔离CAN总线、油门角位移传感器、方向盘转角传感器、前轮轮速传感器、制动角位移传感器、模式控制旋钮、高压闭合按钮、电机使能按钮、蜂鸣器、制动灯、驱动系统指示灯，
其中，所述前舱采集ECU、所述面板交互ECU、所述整车控制ECU分别和所述整车隔离CAN总线连接，
所述前轮轮速传感器、所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器和所述方向盘转角传感器分别与所述前舱采集ECU连接，所述前舱采集ECU将上述各传感器采集的模拟信号转换变成数字信号，并通过前舱采集ECU中STM32单片机的CAN功能将数据打包发送到整车隔离CAN总线上实现共享；
所述制动灯、所述驱动系统指示灯分别与所述整车控制ECU连接，所述整车控制ECU将整车的运行状态信息整合并进行运算处理，将处理结果数据打包发送到所述整车隔离CAN总线上实现共享；通过所述整车隔离CAN总线收集的所述前舱采集ECU发送的来自所述制动角位移传感器的信号，控制所述制动灯的亮灭；通过所述整车隔离CAN总线收集的所述面板交互ECU发送的来自所述模式控制旋钮、所述高压闭合按钮以及所述电机使能按钮的信号，控制所述驱动系统指示灯的亮灭；
所述模式控制旋钮、所述高压闭合按钮和所述电机使能按钮分别与所述面板交互ECU连接，所述面板交互ECU感应上述各按钮的电平高低变化并转化成数字信号，并通过面板交互ECU中STM32单片机的CAN功能将数据打包发送到所述整车隔离CAN总线上实现共享；
所述蜂鸣器与所述面板交互ECU连接，通过所述整车隔离CAN总线收集所述整车控制ECU发送的进入待驾状态指令，所述面板交互ECU控制所述蜂鸣器工作。
2.根据权利要求1所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，所述多节点整车控制系统还包括：电源模块和主开关，
所述电源模块通过所述整车隔离CAN总线分别与所述前舱采集ECU、所述面板交互ECU、所述整车控制ECU相连，提供12V电源输出；
所述主开关用于控制所述多节点整车控制系统的电气通断，连接在所述电源模块的主回路中。
3.根据权利要求2所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述前舱采集ECU包括：第一稳压电源芯片、前舱主控芯片和第一隔离CAN模块芯片；
其中，所述第一稳压电源芯片将所述电源模块输入的12V电源实现转换，所述第一稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片和型号为AMS1117的稳压电源芯片，型号为MP1484的稳压电源芯片输出3.3V电源为所述前舱主控芯片和所述第一隔离CAN模块芯片供电，型号为AMS1117稳压电源芯片输出5V电源为所述制动角位移传感器、所述油门角位移传感器、所述方向盘转角传感器供电；所述前舱主控芯片用于接收来自各个传感器以及所述第一隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过所述第一隔离CAN模块芯片发送到所述整车隔离CAN总线实现共享。
4.根据权利要求2所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述面板交互ECU包括：面板主控芯片、第二稳压电源芯片、第二隔离CAN模块芯片、433M数传发射模块和显示模块；
其中，所述第二稳压电源芯片将所述电源模块输入的12V电源实现转换，所述第二稳压电源芯片包括型号为MP1484的稳压电源芯片，输出3.3V电源为所述面板主控芯片、所述第二隔离CAN模块芯片、所述433M数传发射模块、所述显示模块供电；所述面板主控芯片接收所述模式控制旋钮以及所述第二隔离CAN模块芯片的信号并进行运算，最终将运算输出结果通过所述第二隔离CAN模块芯片发送到所述整车隔离CAN总线实现共享，并通过所述433M数传发射模块无线发送到个人电脑，将电池信息以及BMS和IMD故障信息通过所述显示模块呈现；
所述433M数传发射模块为无线射频模块，实现数据无线传递；所述显示模块由7个发光二极管组成，其中5个蓝色发光二极管用于显示剩余电量，2个红色发光二极管分别显示BMS故障信息和IMD故障信息。
5.根据权利要求4所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述高压闭合按钮和所述电机使能按钮都闭合后，所述面板主控芯片接收到所述整车控制ECU通过所述整车隔离CAN总线发送的进入待行驶状态信息，所述面板主控芯片发出信号使蜂鸣器工作。
6.根据权利要求2所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述整车控制ECU选用NI公司的NI CompactRio及相应的接口电路板，所述NICompactRio的型号为NI cRIO-9068，其带有NI 9403数字I/O模块、NI 9853 CAN模块、NI9263模拟输出模块，所述接口电路板带有IRF7811AV芯片及若干接插件，所述接口电路板、所述NI 9403数字I/O模块、所述NI 9853 CAN模块、所述NI 9263模拟I/O模块均安装于型号为NI cRIO-9068机箱的卡槽中；所述NI 9403数字I/O模块，可输出12V信号并控制用电器通断，所述NI 9263模拟输出模块，可输出4路±10V的模拟信号实现模拟量控制，所述NI 9853CAN模块与所述整车隔离CAN总线相连，获取所述前舱采集ECU和所述面板交互ECU的信息并反馈给型号为NI cRIO-9068的NI CompactRio。
7.根据权利要求1所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述前轮轮速传感器选用弯头90度出线接近开关PSD0801-N/PSD0803-N；所述油门角位移传感器和所述制动角位移传感器选用ZQ-80002288型非接触式角度传感器；所述方向盘转角传感器选用型号为FCP22E电位器。
8.根据权利要求3所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述电源模块的12V输出端与所述第一稳压电源芯片、所述前轮轮速传感器连接，所述电源模块的负极与所述第一稳压电源芯片的地端GND连接；所述第一隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端及所述前舱主控芯片的3.3V输入端与型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端连接；所述制动角位移传感器、所述油门角位移传感器、所述方向盘转角传感器的5V电压输入端与型号为AMS1117稳压电源芯片的5V电压输出端连接；所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器、所述方向盘转角传感器、所述前舱主控芯片、所述第一隔离CAN模块芯片的地端GND与所述第一稳压电源芯片的地端GND连接；所述前轮轮速传感器、所述第一稳压电源芯片的地端GND和所述电源模块的负极连接；所述前轮轮速传感器、所述油门角位移传感器、所述制动角位移传感器、所述方向盘转角传感器的信号线与所述前舱主控芯片的AD端口连接。
9.根据权利要求4所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述电源模块的12V输出端与所述第二稳压电源芯片的12V输入端和所述蜂鸣器的12V输入端连接，所述电源模块的负极与所述第二稳压电源芯片的地端GND相连；所述第二隔离CAN模块芯片的3.3V电压输入端、所述433M数传发射模块的3.3V输入端、所述面板主控芯片的3.3V输入端与所述第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的3.3V电压输出端相连；所述模式控制旋钮、所述433M数传发射模块、所述第二隔离CAN模块芯片、所述面板主控芯片的地端GND与所述第二稳压电源芯片中型号为MP1484稳压电源芯片的地端GND相连；型号为MP1484稳压电源芯片的地端GND和所述电源模块的负极相连；所述高压闭合按钮、所述电机使能按钮和所述模式控制旋钮的输出端与所述面板主控芯片的信号输入端相连；所述蜂鸣器的使能端与所述面板主控芯片的I/O口连接。
10.根据权利要求6所述一种小型赛车的多节点整车控制系统，其特征在于，
所述电源模块的12V输出端与所述NI cRIO-9068的电源输入口及所述接口电路板的12V输入端相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片G引脚与所述NI cRIO-9068带有NI 9403数字I/O模块的数字I/O口相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片D引脚与所述电源模块的12V输出端相连，所述接口电路板的IRF7811AV芯片S引脚与信号输出端相连；所述电源模块的负极与所述NI cRIO-9068的负极及所述接口电路板的GND相连；所述制动灯的GND端与所述电源模块的负极相连，所述制动灯的正极线与所述整车控制ECU对应信号输出端相连；所述驱动系统指示灯的GND线与所述电源模块的负极相连，所述驱动系统指示灯的正极线与整车控制ECU对应信号输出端相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107168289B (zh) * 2017-06-02 2019-10-01 重庆大学 一种纯电动方程式赛车的整车控制器
CN108537974B (zh) * 2018-04-09 2020-09-01 张琦钰 一种自主式赛车共享系统
CN112067037A (zh) * 2019-06-10 2020-12-11 杜云浩 基于c125的方程式赛车数据采集及信息反馈系统
CN115891680B (zh) * 2022-12-13 2023-08-04 深圳技术大学 一种基于电动方程式赛车的四电机轮边驱动控制系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103223940A (zh) * 2013-05-02 2013-07-31 北京航空航天大学 一种电动汽车协调控制系统
JP2015157503A (ja) * 2014-02-21 2015-09-03 株式会社デンソー 動力制御システム
US9866570B2 (en) * 2014-12-15 2018-01-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha On-vehicle communication system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9825918B2 (en) * 2015-05-22 2017-11-21 Nxp B.V. Controller area network (CAN) device and method for operating a CAN device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103223940A (zh) * 2013-05-02 2013-07-31 北京航空航天大学 一种电动汽车协调控制系统
JP2015157503A (ja) * 2014-02-21 2015-09-03 株式会社デンソー 動力制御システム
US9866570B2 (en) * 2014-12-15 2018-01-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha On-vehicle communication system

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