CN109318834B - 一种动力底盘域控制架构及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力底盘域控制架构及汽车，涉及整车结构技术领域，所述动力底盘域控制架构包括：动力底盘域控制器，用于根据接收到的请求指令生成控制指令；至少一个动力域执行装置和至少一个底盘域执行装置，分别通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接，用于根据接收到的所述动力底盘域控制器发送的控制指令执行相应的操作，调整汽车的状态。本发明的方案通过将车辆纵向横向控制功能集成化、标准化、平台化，提高了整车控制指令的执行速率和整车信息的安全性，降低了整车成本。
Description
技术领域
本发明属于整车结构技术领域，尤其是涉及一种动力底盘域控制架构及汽车。
背景技术
随着用户对汽车功能需求越来越多，其汽车新增控制器也越来越多，功能复杂度及控制单元的增加不仅降低整车控制指令执行速率同时降低整车安全性，因为控制单元越多，涉及的交互呈现蜘蛛网，任意一个节点控制单元被攻破，所涉及的功能执行状态无法确保安全性。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种动力底盘域控制架构及汽车，从而解决现有技术中整车控制指令执行速率低且安全性差的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种动力底盘域控制架构，包括：
动力底盘域控制器，用于根据接收到的信号生成控制指令；
至少一个动力域执行装置和至少一个底盘域执行装置，分别通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接，用于根据接收到的所述动力底盘域控制器发送的控制指令执行相应的操作，调整汽车的状态。
其中，所述动力底盘域控制架构还包括：
通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的网关；
其中，所述网关还通过可变速率的控制器局域网总线与高级辅助驾驶系统域连接；
所述网关用于接收所述高级辅助驾驶系统域发送的加/减速请求指令、转向请求指令和挡位切换请求指令中的一个，并将接收到的请求指令发送至所述动力底盘域控制器。
其中，所述底盘域执行装置包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的电子转向系统；
当所述动力底盘域控制器接收的请求指令为转向请求指令时，所述动力底盘域控制器根据所述转向请求指令生成转向控制指令，由所述电子转向系统根据所述转向控制指令控制汽车转向。
其中，所述动力底盘域控制器还通过硬线分别与汽车的加速踏板和制动踏板连接；所述动力底盘域控制器用于接收加速踏板开度和制动踏板开度，根据所述加速踏板开度生成目标加速度，根据所述制动踏板开度生成目标减速度。
其中，所述动力域执行装置包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的电池管理系统和电机控制器；
若所述动力底盘域控制器接收的请求指令为加速请求指令或所述动力底盘域控制器当前生成了目标加速度，则所述动力底盘域控制器根据所述加速请求指令或所述目标加速度生成第一功率分配控制指令和第一扭矩控制指令，由所述电池管理系统调整分配至所述电机控制器的功率；由所述电机控制器(43)根据所述第一扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车加速；
若所述动力底盘域控制器接收的请求指令为减速请求指令，且减速度小于第一预设减速度；或者，所述动力底盘域控制器当前生成了目标减速度且目标减速度小于所述第一预设减速度，则所述动力底盘域控制器根据所述减速请求指令或所述目标减速度，生成第二功率分配控制指令和第二扭矩控制指令，由所述电池管理系统根据所述第二功率分配控制指令调整分配至所述电机控制器的功率，由所述电机控制器根据所述第二扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车减速。
其中，所述底盘域执行装置包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的挡位控制器和电子稳定系统；所述电子稳定系统用于将实时采集汽车的当前车速发送至所述动力底盘域控制器；
当所述动力底盘域控制器接收的请求指令为前进挡挡位切换请求指令，且接收到的所述电机控制器发送的电机旋转方向为表征汽车前进的方向时，若所述当前车速位于预设车速范围，则生成前进挡挡位切换控制指令，由所述挡位控制器根据所述前进挡挡位切换控制指令控制汽车切换挡位；
当所述动力底盘域控制器接收的请求指令为切换至倒退挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成切换至倒退挡控制指令，由所述挡位控制器根据所述切换至倒退挡控制指令控制汽车切换至倒退挡。
其中，所述底盘域执行装置还包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的P挡控制器；
当所述动力底盘域控制器接收的请求指令为切换至P挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成P挡切换控制指令，并将所述P挡切换控制指令发送至所述P挡控制器，由所述P挡控制器根据所述P挡切换控制指令控制所述汽车切换至P挡。
其中，所述底盘域执行装置包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的电子制动系统；
若所述动力底盘域控制器接收的请求指令为减速请求指令且减速度大于或等于第二预设减速度，或者，所述动力底盘域控制器当前生成了目标减速度且所述目标减速度小于所述第二预设减速度，则所述动力底盘域控制器根据所述减速请求指令或所述目标减速度生成预设目标压强，由所述电子制动系统根据所述预设目标压强控制汽车制动。
其中，所述动力域执行装置还包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的无钥匙进入和启动系统和充电盖控制器；所述底盘域执行装置包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的高压控制器；
所述无钥匙进入和启动系统用于在接收到用户输入的启动充电盖信号后，唤醒所述动力底盘域控制器；
所述动力底盘域控制器被唤醒后，若接收到所述高压控制器发送的汽车高压下电状态，则生成充电盖解锁控制指令，由所述充电盖控制器控制充电盖开启。
其中，所述动力域执行装置还包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的车载充电机，用于检测用户输入的充电请求，并根据所述动力底盘域控制器发送的充电控制指令为汽车的动力电池充电；
其中，所述动力底盘域控制器接收到所述车载充电机发送的充电请求后，若接收到所述电池管理系统发送的剩余电量小于预设剩余电量、所述高压控制器发送的高压下电状态且确定充电盖为开启状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机启动。
其中，所述网关还通过移动通信网络与云端充电控制设备连接，用于接收所述云端充电控制设备发送的云端充电请求；
当所述动力底盘域控制器接收到所述网关发送的云端充电请求后，若接收到所述电池管理系统发送的剩余电量小于所述预设剩余电量且接收到所述高压控制器发送的高压下电状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机启动。
其中，所述动力域执行装置包括：通过可变速率的控制器局域网总线与所述动力底盘域控制器连接的直流-直流转换器；
所述网关通过以太网与车身控制系统域连接，用于接收前舱盖的当前状态；
所述直流-直流转换器用于实时检测汽车蓄电池的当前电量，若所述当前电量小于预设电量，则向所述动力底盘域控制器发送蓄电池充电请求，并根据所述动力底盘域控制器发送的蓄电池充电控制指令为汽车蓄电池充电；
当所述动力底盘域控制器接收到所述蓄电池充电请求，且接收到所述网关发送的前舱盖为关闭状态时，生成蓄电池充电控制指令，使所述直流-直流转换器根据所述蓄电池充电控制指令启动，为汽车蓄电池充电。
其中，所述网关还通过以太网分别与所述高级辅助驾驶系统域和所述动力底盘域控制器连接，用于接收所述高级辅助驾驶系统域中的各控制器的当前状态，并将所述当前状态发送至所述动力底盘域控制器；其中所述当前状态包括：执行状态、故障状态以及工作状态中的至少一个。
本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的动力底盘域控制架构。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明通过动力底盘域控制器接收汽车的其他域的信号，并根据接收到的信号生成控制指令，从而控制动力域执行装置和底盘域执行装置执行相应的动作，实现了将汽车纵向控制和横向控制功能集成在一个控制器内，提升汽车运动控制响应速率及运动控制安全性；使得车辆纵向、横向控制功能集成化、标准化、平台化，即：其它域只需给动力底盘域发送加速、加速、制动和转向控制指令即可实现汽车智能驾驶；实现了汽车上的各功能传感器及执行器的供应商选择多样化，使得各供应商只要满足汽车运动控制接口规范即可兼容本架构。
附图说明
图1为本发明实施例的动力底盘域控制架构的第一示意图；
图2为本发明实施例的动力底盘域控制架构的第二示意图。
附图标记说明：
1-网关，2-动力底盘域控制器，3-可变速率的控制器局域网总线，4-动力域执行装置，5-底盘域执行装置，6-高级辅助驾驶系统域，7-云端充电控制设备，8-加速踏板，9-制动踏板，10-以太网，11-移动通信网络，41-无钥匙进入和启动系统，42-电池管理系统，43-电机控制器，44-直流-直流一转换器，45-车载充电机，46-充电盖控制器，51-电子稳定系统，52-电子转向系统，53-P挡控制器，54-挡位控制器，55-电子制动系统，56-高压控制器，100-动力底盘域控制架构。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中汽车新增控制器越来越多，使得整车控制指令执行速率降低且整车安全性差的问题，提供一种动力底盘域控制架构及汽车，实现了将骑骑车纵向控制和横向控制功能集成在一个控制器内，提升了汽车运动控制响应速率及运动控制的安全性。
如图1所示，本发明的一实施例提供了一种动力底盘域控制架构100，包括：动力底盘域控制器2，用于根据接收到的信号生成控制指令；至少一个动力域执行装置4和至少一个底盘域执行装置5，分别通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接，用于根据接收到的所述动力底盘域控制器2发送的控制指令执行相应的操作，调整汽车的状态。
这里，需要说明的是，所述可变速率的控制器局域网总线(Controller AreaNetwork with Flexible Data rate，简称：CANFD)继承了传统的控制器局域网总线(Controller Area Network，简称：CAN)的主要特性，另外还提高了通讯速率，一般的，CANFD的通讯速率为2M/S。
本发明实施例通过所述动力底盘域控制器2实现将汽车纵向控制和横向控制集成，由所述动力底盘域控制器2接收其他域的控制请求信号，并生成相应的控制信号，控制相应的执行装置动作，最终实现对汽车的控制，减少了现有技术中动力域中的各控制器与底盘域和其它域中的各控制器的信息交互，提升乐汽车运动控制响应速率，避免某一节点控制器被攻破时，所涉及的功能执行状态无法确保安全性。本发明实施例的动力底盘域控制架构提高了整车功能集成度、整车功能安全、整车信息安全，且降低了整车成本。
进一步的，所述动力底盘域控制架构还包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的网关1；实现所述动力底盘域控制架构与汽车的其它域的连接。其中，所述网关1还通过可变速率的控制器局域网总线3与高级辅助驾驶系统域6连接。具体的，所述网关1用于在汽车智能驾驶过程中，接收所述高级辅助驾驶系统域6发送的加/减速请求指令、转向请求指令和挡位切换请求指令中的一个，并将接收到的请求指令发送至所述动力底盘域控制器2。
下面，详细介绍汽车在智能驾驶过程中，控制车辆转向的具体过程：
其中，如图2所示，所述底盘域执行装置5包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的电子转向系统52；当所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为转向请求指令时，所述动力底盘域控制器2根据所述转向请求指令生成转向控制指令，由所述电子转向系统52根据所述转向控制指令控制汽车转向。
在转向过程中，首先，高级辅助驾驶系统域6检测到汽车需要转向时，则会产生一转向请求指令，并通过可变速率的控制器局域网总线3发送给所述网关1，由所述网关1将所述请求指令转发给所述动力底盘域控制器2；其次，所述动力底盘域控制器2根据接收到的请求指令生成转向控制指令，其中，所述动力底盘域控制器2生成转向控制指令的过程可以参照现有的电子转向系统控制器生成控制指令的过程设置；最后，所述动力底盘域控制器2将所述转向控制指令通过所述可变速率率的控制器局域网总线3发送给所述电子转向系统52，由所述电子转向系统52根据所述转向控制指令控制汽车转向。在汽车转向过程中，所述电子转向系统52仅具有执行功能，因此，任何满足本发明实施例的接口规范的供应商提供的电子转向系统均能应用于本发明实施例的动力底盘域控制架构中，降低了整车成本。
为了满足本发明实施例的动力底盘域控制架构既能适用于汽车处于智能驾驶过程中，也能适用于驾驶员驾驶过程中，本发明实施例中的所述动力底盘域控制器2还通过硬线分别与汽车的加速踏板8和制动踏板9连接；所述动力底盘域控制器2用于接收加速踏板开度和制动踏板开度，根据所述加速踏板开度生成目标加速度，根据所述制动踏板开度生成目标减速度。
下面，详细介绍本发明实施例实现汽车加速或减速的过程(包括智能驾驶状态和驾驶员驾驶状态)：
其中，所述动力域执行装置4包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的电池管理系统42和电机控制器43。
一方面，若所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为加速请求指令或所述动力底盘域控制器2当前生成了目标加速度，则所述动力底盘域控制器2根据所述加速请求指令或所述目标加速度生成第一功率分配控制指令和第一扭矩控制指令，由所述电池管理系统42调整分配至所述电机控制器43的功率；由所述电机控制器43根据所述第一扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车加速。
本发明实施例中，由所述电池管理系统42通过所述电机控制器43为汽车的电机提供功率，因此，需要根据汽车的动力需求调整所述电池管理系统42分配至所述电机控制器43的功率。由于汽车的驱动力与电机的输出扭矩息息相关，因此，本发明实施例需要通过调整所述电机的输出扭矩，从而满足汽车的动力需求，实现汽车加速。
另一方面，若所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为减速请求指令，且减速度小于第一预设减速度；或者，所述动力底盘域控制器2当前生成了目标减速度且目标减速度小于所述第一预设减速度，则所述动力底盘域控制器2根据所述减速请求指令或所述目标减速度，生成第二功率分配控制指令和第二扭矩控制指令，由所述电池管理系统42根据所述第二功率分配控制指令调整分配至所述电机控制器43的功率，由所述电机控制器根据所述第二扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车减速。
由于汽车的加速过程和汽车的减速过程类似，在此不再详细赘述具体的减速过程。
进一步的，下面详细说明汽车的挡位切换过程：
在所述动力域执行装置4包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的电池管理系统42和电机控制器43的同时，所述底盘域执行装置5包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的挡位控制器54和电子稳定系统51；所述电子稳定系统51用于将实时采集汽车的当前车速发送至所述动力底盘域控制器2。
一方面，当所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为前进挡挡位切换请求指令，且接收到的所述电机控制器43发送的电机旋转方向为表征汽车前进的方向时，若所述当前车速位于预设车速范围，则生成前进挡挡位切换控制指令，由所述挡位控制器54根据所述前进挡挡位切换控制指令控制汽车切换挡位。
本实施例的前进挡挡位切换应用于所述汽车处于智能驾驶状态下，在汽车处于一挡前进过程中，若所述高级辅助驾驶系统域6检测到所述汽车的车速达到与二挡相对应的车速范围，则所述高级辅助驾驶系统域6通过所述可变速率的控制器局域网总线3向所述网关1发送由一挡切换至二挡的前进挡挡位切换请求指令，由所述网关1将所述挡位切换请求指令转发至所述动力底盘域控制器2；所述动力底盘域控制器2接收到由一挡切换至二挡的前进挡挡位切换请求指令后，若判断当前接收到的所述电机控制器43发送的电机旋转方向为前进方向，且当前接收到的所述电子稳定系统51发送的车速位于与二挡挡位相对应的车速范围内，则所述动力底盘域控制器2生成由一挡切换至二挡的前进挡挡位切换控制指令，并将由一挡切换至二挡的前进挡挡位切换控制指令发送至所述挡控制器54，所述挡位控制器54根据由一挡切换至二挡的前进挡挡位切换控制指令控制所述汽车由一挡切换至二挡。当所述汽车的当前车速低于与所述二挡挡位相对应的车速范围的最小值，或者，所述电机的旋转方向表征为倒退方向，则所述动力底盘域控制器2不响应接收到的有一挡切换至二挡的前进挡挡位切换请求指令。同样的，在车辆前进过程中，其他挡位的切换与由一挡切换至二挡的过程类似，在此不再一一赘述。
另一方面，当所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为切换至倒退挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成切换至倒退挡控制指令，由所述挡位控制器54根据所述切换至倒退挡控制指令控制汽车切换至倒退挡。
本实施例中，所述动力底盘域控制器2生成的切换至倒退挡控制指令在用于控制所述挡位控制器54切换至倒退挡的同时，还用于通过控制所述电机控制器43使电机沿表征所述汽车倒退行驶的方向旋转，从而使汽车倒退行驶。
在所述底盘域执行装置5包括：挡位控制器54和电子稳定系统51的基础上，进一步的，所述底盘域执行装置5还包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的P挡控制器53。
所述汽车智能驾驶过程中的制动过程具体如下：当所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为切换至P挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成P挡切换控制指令，并将所述P挡切换控制指令发送至所述P挡控制器53，由所述P挡控制器53根据所述P挡切换控制指令控制所述汽车切换至P挡。
这里，需要说明的是，所述动力底盘域控制器2在生成所述切换至P挡请求指令时，所述汽车在满足当前车速为零的基础上，还需要所述汽车满足当前挡位既不是前进挡也不是倒退挡，即：所述汽车的当前挡位应是空挡。
进一步的，所述底盘域执行装置5包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的电子制动系统55；若所述动力底盘域控制器2接收的请求指令为减速请求指令且减速度大于或等于第二预设减速度，或者，所述动力底盘域控制器2当前生成了目标减速度且所述目标减速度小于所述第二预设减速度，则所述动力底盘域控制器2根据所述减速请求指令或所述目标减速度生成预设目标压强，由所述电子制动系统55根据所述预设目标压强控制汽车制动。
本实施例中，将所述减速请求指令中的减速度与所述第二预设减速度进行比较，或者，将所述目标减速度与所述第二预设减速度进行比较，实现了在电机的输出扭矩和转速的变化无法满足所述汽车的当前减速需求时，通过电子制动系统55实现汽车的减速和制动。
在所述动力域执行装置4包括所述电池管理系统42的基础上，进一步的，所述动力域执行装置4还包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的无钥匙进入和启动系统41和充电盖控制器46；且所述底盘域执行装置5包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的高压控制器56。
其中，所述无钥匙进入和启动系统41用于在接收到用户输入的启动充电盖信号后，唤醒所述动力底盘域控制器2；本实施例中，汽车钥匙上设置有启动充电盖按钮，用户按下所述启动充电盖按钮后，所述汽车钥匙与无钥匙进入和启动系统41进行通信，从而使所述无钥匙进入和启动系统41接收用户当前输入的启动充电盖信号。
其中，所述动力底盘域控制器2被唤醒后，若接收到所述高压控制器56发送的汽车高压下电状态，则生成充电盖解锁控制指令，由所述充电盖控制器46控制充电盖开启。本实施例中，检测所述汽车的高压是处于下电状态还是处于上电状态，是为了避免用户在进行充电过程中发生高压触电的危险，提高汽车的安全性，避免事故的发生。
进一步的，在所述动力域2执行装置4包括充电盖控制器46且所述底盘域执行装置5包括高压控制器56的基础上，所述动力域执行装置4还包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的车载充电机45，用于检测用户输入的充电请求，并根据所述动力底盘域控制器2发送的充电控制指令为汽车的动力电池充电；其中，所述动力底盘域控制器2接收到所述车载充电机45发送的充电请求后，若接收到所述电池管理系统42发送的剩余电量小于预设剩余电量、所述高压控制器56发送的高压下电状态且确定充电盖为开启状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机45启动。
本实施例中，所述车载充电机45用于检测汽车的充电口是否与充电设备的充电口通过充电枪连接完好，当确定连接完好后，所述车载充电机45则会产生一充电请求信号，并将所述充电请求信号发送给所述动力底盘域控制器2，告知所述动力底盘域控制器2用户有为汽车充电的需求。所述动力底盘域控制器2接收到所述充电请求信号后，所述动力底盘域控制器2需判断所述汽车当前是否具有充电需求，且所述汽车的状态是否满足充电要求。因此，在所述动力底盘域控制器2接收到所述充电请求信号后，首先，判断所述电池管理系统42当前发送的剩余电量是否小于预设剩余电量，当所述剩余电量小于所述预设剩余电量时，则确定所述汽车的动力电池当前需要充电，其中，所述预设剩余电量为维持所述汽车正常行驶的最小电量；然后，判断所述汽车当前是否为高压下电状态且充电盖为开启状态，若为高压下电状态且充电盖开启，则确定所述汽车当前满足充电要求，最后，当上述两步骤判断均满足充电要求，则生成一充电控制指令，控制所述车载充电机45启动。
更进一步的，为了使所述汽车具有云充电的功能，本发明实施例的所述网关1还通过移动通信网络11与云端充电控制设备7连接，用于接收所述云端充电控制设备7发送的云端充电请求；当所述动力底盘域控制器2接收到所述网关1发送的云端充电请求后，若接收到所述电池管理系统42发送的剩余电量小于所述预设剩余电量且接收到所述高压控制器56发送的高压下电状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机45启动。
由于汽车上的各控制器正常工作时需要汽车蓄电池提供电压，因此，本发明实施例需确保汽车蓄电池的电量能够维持汽车正常行驶时各控制器的需求。所以，进一步的，所述动力域执行装置4包括：通过可变速率的控制器局域网总线3与所述动力底盘域控制器2连接的直流-直流转换器44；所述直流-直流转换器44用于实现汽车的动力电池为汽车蓄电池充电。
其中，为了确保充电过程中的人车安全性，所述网关1通过以太网10与车身控制系统域12连接，用于接收前舱盖的当前状态；所述直流-直流转换器44用于实时检测汽车蓄电池的当前电量，若所述当前电量小于预设电量，则向所述动力底盘域控制器2发送蓄电池充电请求，并根据所述动力底盘域控制器2发送的蓄电池充电控制指令为汽车蓄电池充电；当所述动力底盘域控制器2接收到所述蓄电池充电请求，且接收到所述网关1发送的前舱盖为关闭状态时，生成蓄电池充电控制指令，使所述直流-直流转换器44根据所述蓄电池充电控制指令启动，为汽车蓄电池充电。
另外，在外部设备为汽车动力电池充电过程中，为了确保充电过程的安全性，所述动力底盘域控制器2还需根据车身控制系统域12确定车身各部件，如车门和前舱盖等均处于关闭状态，避免充电过程中用户触电。其中，在充电过程中，若所述动力底盘域控制器2检测到车门或前舱盖等打开，则立即停止充电。
本发明实施例将动力域和底盘域结合，通过动力底盘域控制器2进行请求指令的接收和控制指令的生成，使得动力域中的各控制器和底盘域中的各控制器只进行信息采集和功能的执行，使所述动力底盘域执行架构从功能角度划分为信息交互(网关)、计算(动力底盘域控制器)以及传感器和执行器(动力域执行装置和底盘域执行装置)，提升了核心控制功能标准化和功能移植方便性，降低了整车成本，避免动力域中的各控制器和底盘域中的各控制器独自进行计算，提升了动力域各控制器和底盘域各控制器的专业度，减少了动力域中的控制器和底盘域中的控制器之间的信息交互，提高了整车控制指令的执行速率和整车信息安全；通过所述可变速率的控制器局域网总线3实现本实施例中控制指令和请求指令的传输，提升了指令的准确性和实时性。
另外，所述高级辅助驾驶系统域6与所述动力底盘域控制架构100之间还需要进行除请求指令以外的信息交互，为了在不影响请求指令的传输的基础上，实现其他信息的快速交互，本发明实施例中，所述网关1还通过以太网10分别与所述高级辅助驾驶系统域6和所述动力底盘域控制器2连接，实现快速传输大数据。具体的，所述网关1用于通过所述以太网10接收所述高级辅助驾驶系统域6中的各控制器的当前状态，并将所述当前状态发送至所述动力底盘域控制器2；其中所述当前状态包括：执行状态、故障状态以及工作状态中的至少一个。当所述高级辅助驾驶系统域6中的控制器出现故障导致汽车行驶存在安全隐患时，所述动力底盘域控制器2控制所述动力域执行装置4和/或所述底盘域执行装置5执行相应的操作，避免所述汽车出现交通事故，提高了整车的安全性。
本发明的另一实施例提供了一种汽车，包括如上所述的动力底盘域控制架构。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种动力底盘域控制架构，其特征在于，包括：
动力底盘域控制器(2)，用于根据接收到的请求指令生成控制指令；其中，所述控制指令包括对汽车的纵向控制或横向控制的指令；
至少一个动力域执行装置(4)和至少一个底盘域执行装置(5)，分别通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接，用于根据接收到的所述动力底盘域控制器(2)发送的控制指令执行相应的操作，调整汽车的状态；
通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的网关(1)；
其中，所述网关(1)还通过可变速率的控制器局域网总线(3)与高级辅助驾驶系统域(6)连接；
所述网关(1)用于接收所述高级辅助驾驶系统域(6)发送的加/减速请求指令、转向请求指令和挡位切换请求指令中的一个，并将接收到的请求指令发送至所述动力底盘域控制器(2)。
2.根据权利要求1所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述底盘域执行装置(5)包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的电子转向系统(52)；
当所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为转向请求指令时，所述动力底盘域控制器(2)根据所述转向请求指令生成转向控制指令，由所述电子转向系统(52)根据所述转向控制指令控制汽车转向。
3.根据权利要求1所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述动力底盘域控制器(2)还通过硬线分别与汽车的加速踏板(8)和制动踏板(9)连接；所述动力底盘域控制器(2)用于接收加速踏板开度和制动踏板开度，根据所述加速踏板开度生成目标加速度，根据所述制动踏板开度生成目标减速度。
4.根据权利要求3所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述动力域执行装置(4)包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的电池管理系统(42)和电机控制器(43)；
若所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为加速请求指令或所述动力底盘域控制器(2)当前生成了目标加速度，则所述动力底盘域控制器(2)根据所述加速请求指令或所述目标加速度生成第一功率分配控制指令和第一扭矩控制指令，由所述电池管理系统(42)调整分配至所述电机控制器(43)的功率；由所述电机控制器(43)根据所述第一扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车加速；
若所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为减速请求指令，且减速度小于第一预设减速度；或者，所述动力底盘域控制器(2)当前生成了目标减速度且目标减速度小于所述第一预设减速度，则所述动力底盘域控制器(2)根据所述减速请求指令或所述目标减速度，生成第二功率分配控制指令和第二扭矩控制指令，由所述电池管理系统(42)根据所述第二功率分配控制指令调整分配至所述电机控制器(43)的功率，由所述电机控制器根据所述第二扭矩控制指令调整电机的输出扭矩，使所述汽车减速。
5.根据权利要求4所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述底盘域执行装置(5)包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的挡位控制器(54)和电子稳定系统(51)；所述电子稳定系统(51)用于将实时采集汽车的当前车速发送至所述动力底盘域控制器(2)；
当所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为前进挡挡位切换请求指令，且接收到的所述电机控制器(43)发送的电机旋转方向为表征汽车前进的方向时，若所述当前车速位于预设车速范围，则生成前进挡挡位切换控制指令，由所述挡位控制器(54)根据所述前进挡挡位切换控制指令控制汽车切换挡位；
当所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为切换至倒退挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成切换至倒退挡控制指令，由所述挡位控制器(54)根据所述切换至倒退挡控制指令控制汽车切换至倒退挡。
6.根据权利要求5所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述底盘域执行装置(5)还包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的P挡控制器(53)；
当所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为切换至P挡请求指令时，若所述当前车速为零，则生成P挡切换控制指令，并将所述P挡切换控制指令发送至所述P挡控制器(53)，由所述P挡控制器(53)根据所述P挡切换控制指令控制所述汽车切换至P挡。
7.根据权利要求3所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述底盘域执行装置(5)包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的电子制动系统(55)；
若所述动力底盘域控制器(2)接收的请求指令为减速请求指令且减速度大于或等于第二预设减速度，或者，所述动力底盘域控制器(2)当前生成了目标减速度且所述目标减速度小于所述第二预设减速度，则所述动力底盘域控制器(2)根据所述减速请求指令或所述目标减速度生成预设目标压强，由所述电子制动系统(55)根据所述预设目标压强控制汽车制动。
8.根据权利要求4所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述动力域执行装置(4)还包括：分别通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的无钥匙进入和启动系统(41)和充电盖控制器(46)；所述底盘域执行装置(5)包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的高压控制器(56)；
所述无钥匙进入和启动系统(41)用于在接收到用户输入的启动充电盖信号后，唤醒所述动力底盘域控制器(2)；
所述动力底盘域控制器(2)被唤醒后，若接收到所述高压控制器(56)发送的汽车高压下电状态，则生成充电盖解锁控制指令，由所述充电盖控制器(46)控制充电盖开启。
9.根据权利要求8所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述动力域执行装置(4)还包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的车载充电机(45)，用于检测用户输入的充电请求，并根据所述动力底盘域控制器(2)发送的充电控制指令为汽车的动力电池充电；
其中，所述动力底盘域控制器(2)接收到所述车载充电机(45)发送的充电请求后，若接收到所述电池管理系统(42)发送的剩余电量小于预设剩余电量、所述高压控制器(56)发送的高压下电状态且确定充电盖为开启状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机(45)启动。
10.根据权利要求9所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述网关(1)还通过移动通信网络(11)与云端充电控制设备(7)连接，用于接收所述云端充电控制设备(7)发送的云端充电请求；
当所述动力底盘域控制器(2)接收到所述网关(1)发送的云端充电请求后，若接收到所述电池管理系统(42)发送的剩余电量小于所述预设剩余电量且接收到所述高压控制器(56)发送的高压下电状态，则生成充电控制指令，控制所述车载充电机(45)启动。
11.根据权利要求9所述的动力底盘域控制架构，其特征在于，所述动力域执行装置(4)包括：通过可变速率的控制器局域网总线(3)与所述动力底盘域控制器(2)连接的直流-直流转换器(44)；
所述网关(1)通过以太网(10)与车身控制系统域(12)连接，用于接收前舱盖的当前状态；
所述直流-直流转换器(44)用于实时检测汽车蓄电池的当前电量，若所述当前电量小于预设电量，则向所述动力底盘域控制器(2)发送蓄电池充电请求，并根据所述动力底盘域控制器(2)发送的蓄电池充电控制指令为汽车蓄电池充电；
当所述动力底盘域控制器(2)接收到所述蓄电池充电请求，且接收到所述网关(1)发送的前舱盖为关闭状态时，生成蓄电池充电控制指令，使所述直流-直流转换器(44)根据所述蓄电池充电控制指令启动，为汽车蓄电池充电。
12.根据权利要求1所述动力底盘域控制架构，其特征在于，所述网关(1)还通过以太网(10)分别与所述高级辅助驾驶系统域(6)和所述动力底盘域控制器(2)连接，用于接收所述高级辅助驾驶系统域(6)中的各控制器的当前状态，并将所述当前状态发送至所述动力底盘域控制器(2)；其中所述当前状态包括：执行状态、故障状态以及工作状态中的至少一个。
13.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的动力底盘域控制架构。
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