CN110161914B - 战术车辆整车综合控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:它包括整车综合控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、油气悬架控制器、转向系统控制器、中央充放气控制器、制动系统控制器、车身控制器、自动驾驶仪控制器,本发明能开展整车综合控制,协调发动机、变速箱、油气悬架、中央充放气、转向、制动等相关子系统,优化车辆横向、纵向和垂向控制,完成整车驱动力分配和制动力控制等,提高整车的机动性能,提高整车的越野平均车速。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,具体涉及一种战术车辆整车综合控制系统及方法。
技术背景
当前的战术车辆采用的是分布式控制体系,由各部件控制器独立完成某一功能,最后叠加完成整车的控制,基本不考虑各部件控制器之间的相互影响及耦合关系,而且接入整车CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)网络中的部件控制器不多,智能化、信息化都有待提高,也无法实现自动驾驶功能。随着电子技术的发展,战术车辆越来越复杂,智能化程度越来越高,相应的子系统也越来越多。从系统工程的角度而言,各个子系统性能的简单相加,并不能达到整体性能的最优,需要进行各个子系统的协调综合控制。
战术车辆是一个有机的系统,整车综合控制体现了把车辆看作一个整体,把动力与传动系统、转向和制动系统、油气悬架系统、中央充放气系统等积极地有机结合,进行车辆纵向(X方向)、横向(Y方向)和垂向(Z方向)三个方向的协调控制,避免各子系统的相互干扰,从而改善整车动力学性能,实现整车综合机动性能的最大发挥,使得驾驶更简单、安全、舒适。
整车综合控制作为新一代战术车辆的基本特征,以提高战术车辆的机动性、通过性和舒适性为主要目标。另外,当增加自动驾驶系统后,通过整车综合控制系统,车辆无需改装就能实现无人自动驾驶功能。随着信息技术的不断发展,无人车将越来越广泛的运用于军事领域,执行侦察监视、警戒巡逻、高危作业、特种作战、物资运输等任务。在未来的作战系统中,无人自动驾驶是未来行动单元作战概念中必不可少的组成部分,将在各个战术领域里起重要作用。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题,提供一种战术车辆整车综合控制系统及方法,本发明能开展整车综合控制,协调发动机、变速箱、油气悬架、中央充放气、转向、制动等相关子系统,优化车辆横向、纵向和垂向控制,完成整车驱动力分配和制动力控制等,提高整车的机动性能,提高整车的越野平均车速。
为实现此目的,本发明所设计的战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:它包括整车综合控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、油气悬架控制器、转向系统控制器、中央充放气控制器、制动系统控制器、车身控制器、自动驾驶仪控制器,其中,所述整车综合控制器具有驾驶模式信号输入端、中央充放气模式信号输入端、油气悬架高度调节信号输入端、加速踏板信号输入端、制动踏板信号输入端和陀螺仪信号输入端,所述整车综合控制器的发动机CAN总线通信端、自动变速箱CAN总线通信端,油气悬架CAN总线通信端、转向系统CAN总线通信端、中央充放气CAN总线通信端、制动系统CAN总线通信端分别通过动力CAN总线连接对应的发动机控制器、自动变速箱控制器、油气悬架控制器、转向系统控制器、中央充放气控制器和制动系统控制器的CAN总线通信端,整车综合控制器的车身CAN总线通信端通过车身CAN总线连接车身控制器的CAN总线通信端,整车综合控制器的自动驾驶CAN总线通信端通过自动驾驶CAN总线连接自动驾驶仪控制器的CAN总线通信端,整车综合控制器的发动机加速踏板模拟信号输出端连接发动机控制器的硬线接口。
一种上述系统的战术车辆整车综合控制方法,其特征在于,它包括如下步骤:
步骤1:整车综合控制器根据一键启动开关信号进行唤醒操作,由睡眠模式转入唤醒状态,在中控面板上按下翘板开关来选择人工模式或自动驾驶模式,如果选择人工驾驶模式则进入步骤2,如果选择自动驾驶模式则进入步骤3;
步骤2:在人工驾驶模式时,当驾驶员踩踏加速踏板,车辆起步,动力经自动变速器输出,制动系统控制器释放电子驻车,使车辆平稳起步;
自动变速箱控制器将实时的变速箱档位信号通过动力CAN总线发动给发动机控制器,以使发动机控制器调整工作状态,整车综合控制器实时监测档位信息并在预设工况下参与自动变速箱控制器的档位控制;
整车综合控制器根据中央充放气控制信号通过动力CAN总线对中央充放气控制器进行充放气控制,同时中央充放气控制器将充放气状态信号通过动力CAN总线反馈给整车综合控制器;
整车综合控制器根据油气悬架高度调节信号通过动力CAN总线对油气悬架控制器进行悬架高度和阻尼调节,油气悬架控制器将油气悬架状态信号通过动力CAN总线反馈给整车综合控制器;
整车综合控制器根据制动踏板信号通过动力CAN总线对制动系统控制器进行制动控制,制动系统控制器将制动状态信号通过动力CAN总线反馈给整车综合控制器;
整车综合控制器根据陀螺仪信号通过动力CAN总线对转向系统控制器进行转向修正,转向系统控制器将转向状态信号通过动力CAN总线反馈给整车综合控制器;
步骤3:自动驾驶仪控制器结合自动驾驶程序通过整车综合控制器对发动机控制器、自动变速箱控制器、油气悬架控制器、转向系统控制器、中央充放气控制器、制动系统控制器和空调控制器进行综合自动驾驶控制。
本发明能协调发动机、变速箱、油气悬架、中央充放气、转向、制动等相关子系统的工作状态,实现了多个子系统的有序综合控制,优化了各子系统的控制,能够更好地提高整车的动力性、制动性和操纵稳定性,能够将整车的越野平均车速提高到35km/h以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
其中,101—整车综合控制器、102—驾驶模式信号输入端、103—一键启动开关信号输入端、104—中央充放气模式信号输入端、105—油气悬架高度调节信号输入端、106—加速踏板信号输入端、107—制动踏板信号输入端、108—陀螺仪信号输入端、109—动力CAN总线、110—车身CAN总线、111—自动驾驶CAN总线、112—发动机控制器、113—自动变速箱控制器、114—油气悬架控制器、115—转向系统控制器、116—中央充放气控制器、117—制动系统控制器、118—仪表、119—车身控制器、120—空调控制器、121—自动驾驶仪控制器、1.1—MCU、1.2—第一滤波及信号调理模块、1.3—第二滤波及信号调理模块、1.4—第一CAN收发器、1.5—第二CAN收发器、1.6—第三CAN收发器、1.7—驱动放大模块。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明:
如图1所示的战术车辆整车综合控制系统,它包括整车综合控制器101、发动机控制器112、自动变速箱控制器113、油气悬架控制器114、转向系统控制器115、中央充放气控制器116、制动系统控制器117、车身控制器119(实现车门及玻璃等车身部件的控制)、自动驾驶仪控制器121,其中,所述整车综合控制器101具有驾驶模式信号输入端102(包括人工驾驶模式和自动驾驶模式)、中央充放气模式信号输入端104(中央充放气模式实现针对越野模式、公路模式和沙漠模式的轮胎胎压充放气)、油气悬架高度调节信号输入端105、加速踏板信号输入端106、制动踏板信号输入端107和陀螺仪信号输入端108,所述整车综合控制器101的发动机CAN总线通信端、自动变速箱CAN总线通信端,油气悬架CAN总线通信端、转向系统CAN总线通信端、中央充放气CAN总线通信端、制动系统CAN总线通信端分别通过动力CAN总线109连接对应的发动机控制器112、自动变速箱控制器113、油气悬架控制器114、转向系统控制器115、中央充放气控制器116和制动系统控制器117的CAN总线通信端(发动机控制器112的CAN总线通信端用于传输输入车速信号、进气预热许可状态,输出发动机实际转速、发动机需求扭矩、机油温度、大气压力等信号),整车综合控制器101的车身CAN总线通信端通过车身CAN总线110连接车身控制器119的CAN总线通信端,整车综合控制器101的自动驾驶CAN总线通信端通过自动驾驶CAN总线111连接自动驾驶仪控制器121的CAN总线通信端,整车综合控制器101的加速踏板模拟信号输出端连接发动机控制器112的硬线接口(硬线接口用于接收油门踏板信号)。
上述技术方案中,整车综合控制器101通过采集加速踏板信号和制动踏板信号以用来敏感驾驶员意图信息,陀螺仪敏感车辆的横向、纵向和垂向加速度信号,与整车综合控制器101之间采用SPI通讯方式进行数据交互。整车综合控制器101将采集到的加速踏板电压信号,结合驾驶员、车辆和道路的情况综合判断后计算相应驱动力并转化为电信号,然后进行DA转换(数模转换)输出适当的电压值,模拟加速踏板信号给发动机控制器112。整车综合控制器101还能作为网关,整车分为动力CAN总线109、车身CAN总线110、自动驾驶CAN总线111等3个网段,与各网段中的控制器进行数据融合、重组和交互。
由于整车综合控制器位于整车CAN网络拓扑的顶点,因此能够监控CAN总线上传的各种数据,当出现异常情况时(如紧急制动),会对主要决策指标(如车速和滑移率等)进行判断,当发现异常后会对相应部件控制器发出决策指令。
由于整车综合控制器101位于整车CAN网络拓扑的顶点,因此能够收集到各个子系统所发出的测量信息,对于不同子系统采集到的相同功能的有用信号,会根据一定可信度规则进行融合或者冗余,当某个子系统测量信号异常时可以对冗余信号进行采信,同时对相应异常进行故障报警。
由于整车综合控制器101位于整车CAN网络拓扑的顶点,因此可以工作于主从模式,对子系统实现主从控制,对总线中一些不重要的信息,可以采用激活或者life值等方式控制各个子系统的发送频率和发送时机,综合协调控制总线负载率,进一步减少总线错误率。
上述技术方案中,所述整车综合控制器101还具有一键启动开关信号输入端103。
上述技术方案中,它还包括仪表118和空调控制器120,所述整车综合控制器101的仪表CAN总线通信端通过车身CAN总线110连接仪表118的CAN总线通信端,整车综合控制器101的空调CAN总线通信端通过车身CAN总线110连接空调控制器120的CAN总线通信端。整车综合控制器101可作为网关,完成各网段报文路由和信号路由,实现对各网段信息收集、重组和交互。
上述技术方案中,所述整车综合控制器101包括MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)1.1、第一滤波及信号调理模块1.2、第二滤波及信号调理模块1.3、第一CAN收发器1.4、第二CAN收发器1.5和第三CAN收发器1.6,所述驾驶模式信号输入端102、一键启动开关信号输入端103、中央充放气模式信号输入端104和油气悬架高度调节信号输入端105均通过第一滤波及信号调理模块1.2连接MCU1.1的驾驶模式控制信号接口、一键启动信号接口、中央充放气模式控制信号接口和油气悬架高度调节信号接口;
加速踏板信号输入端106和制动踏板信号输入端107均通过第二滤波及信号调理模块1.3连接MCU1.1的加速踏板信号接口和制动踏板信号接口;
MCU1.1的发动机CAN总线通信端、自动变速箱CAN总线通信端,油气悬架CAN总线通信端、转向系统CAN总线通信端、中央充放气CAN总线通信端、制动系统CAN总线通信端分别通过第一CAN收发器1.4接入CAN总线109;
MCU1.1的仪表CAN总线通信端、车身CAN总线通信端、空调CAN总线通信端分别通过第二CAN收发器1.5接入车身CAN总线110;
MCU1.1的自动驾驶CAN总线通信端通过第三CAN收发器1.6接入自动驾驶CAN总线111。
上述技术方案中,所述整车综合控制器101还包括驱动放大模块1.7,所述MCU1.1的加速踏板模拟信号输出端通过驱动放大模块1.7连接发动机控制器112的硬线接口。
上述技术方案中,所述陀螺仪信号输入端108通过SPI总线连接MCU1.1的陀螺仪信号接口。
上述技术方案中,所述整车综合控制器101用于根据一键启动开关信号进行唤醒操作,整车综合控制器101用于根据加速踏板信号控制发动机控制器112的工作状态,同时发动机控制器112通过动力CAN总线109将发动机控制器工作状态信号反馈给整车综合控制器101;
自动变速箱控制器113将实时的变速箱档位信号通过动力CAN总线109发动给发动机控制器112,以使发动机控制器112调整工作状态,整车综合控制器101实时监测档位信息并在预设工况下参与自动变速箱控制器113的档位控制;
整车综合控制器101用于根据驾驶模式控制信号控制自动驾驶仪控制器121是否进入自动驾驶控制,如果进入自动驾驶控制,则自动驾驶仪控制器121结合自动驾驶程序通过整车综合控制器101对发动机控制器112、自动变速箱控制器113、油气悬架控制器114、转向系统控制器115、中央充放气控制器116、制动系统控制器117和空调控制器120进行综合自动驾驶控制;
整车综合控制器101用于根据中央充放气控制信号通过动力CAN总线109对中央充放气控制器116进行充放气控制,同时中央充放气控制器116将充放气状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101用于根据油气悬架高度调节信号通过动力CAN总线109对油气悬架控制器114进行悬架高度和阻尼调节,油气悬架控制器114将油气悬架状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101用于根据制动踏板信号通过动力CAN总线109对制动系统控制器117进行制动控制,制动系统控制器117将制动状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101用于根据陀螺仪信号通过动力CAN总线109对转向系统控制器115进行转向修正,转向系统控制器115将转向状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101。
上述技术方案中,所述车身控制器119通过车身CAN总线110向整车综合控制器101发送车身状态反馈信号;
空调控制器120通过车身CAN总线110向整车综合控制器101发送空调工作状态反馈信号。
上述技术方案中,所述整车综合控制器101用于通过整车OBDⅡ(On BoardDiagnostics Ⅱ,Ⅱ型车载诊断系统)接口进行软件程序的更新和基于CCP(CANCalibration Protocol)协议的标定;
整车综合控制器101建立了系统故障分级和处理措施,能够根据故障优先级进行处理和上报;
整车综合控制器101设计了基于SAE J1939协议的故障诊断体系,能够通过诊断报文实现实时故障和历史故障的查询。
整车综合控制器101主要通过CAN总线报文形式控制各子系统,完成车辆X、Y、Z三个方向的协调控制,控制对象与车辆方向的关系见表1所示。
表1控制对象与车辆方向关系
为了协调各个控制分量之间的关系,避免各子系统调节效果重复或矛盾,我们采用了“两级分层+六子系统”的协调、分层、监督控制架构,明确各子系统工作范围及协调机制,完成各个子系统之间的协调控制。在任何驾驶模式下,行车安全评估与控制策略实时监测车辆总体状态并结合车辆驾驶指令,预测车辆行车安全状态,对即将有可能发生的翻车、侧滑等危险工况,协调各子系统进行主动干预,降低危险工况发生概率。
一种上述系统的战术车辆整车综合控制方法,它包括如下步骤:
步骤1:整车综合控制器101根据一键启动开关信号进行唤醒操作,由睡眠模式转入唤醒状态,在中控面板上按下翘板开关来选择人工模式或自动驾驶模式,如果选择人工驾驶模式则进入步骤2,如果选择自动驾驶模式则进入步骤3;
步骤2:在人工驾驶模式时,当驾驶员踩踏加速踏板,车辆起步,动力经自动变速器输出,制动系统控制器117释放电子驻车(释放车辆的预设时间不大于1.5s),使车辆平稳起步;
自动变速箱控制器113将实时的变速箱档位信号通过动力CAN总线109发动给发动机控制器112,以使发动机控制器112调整工作状态,整车综合控制器101实时监测档位信息并在预设工况下参与自动变速箱控制器113的档位控制;
整车综合控制器101根据中央充放气控制信号通过动力CAN总线109对中央充放气控制器116进行充放气控制,同时中央充放气控制器116将充放气状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101根据油气悬架高度调节信号通过动力CAN总线109对油气悬架控制器114进行悬架高度和阻尼调节,油气悬架控制器114将油气悬架状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101根据制动踏板信号通过动力CAN总线109对制动系统控制器117进行制动控制,制动系统控制器117将制动状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
整车综合控制器101根据陀螺仪信号通过动力CAN总线109对转向系统控制器115进行转向修正,转向系统控制器115将转向状态信号通过动力CAN总线109反馈给整车综合控制器101;
步骤3:自动驾驶仪控制器121结合自动驾驶程序通过整车综合控制器101对发动机控制器112、自动变速箱控制器113、油气悬架控制器114、转向系统控制器115、中央充放气控制器116、制动系统控制器117和空调控制器120进行综合自动驾驶控制;
步骤4:驾驶结束后,有序下电,关闭总电源。
上述步骤2的驾驶过程中,可实施如下控制:
整车综合控制器101协调控制车辆X方向上的发动机控制器112、自动变速箱控制器113、制动系统控制器117,进行合理动力输出,确保各工况下动力的平滑过渡,提高整车的动力性、经济性和平顺性;
整车综合控制系统根据驾驶员路况选择并结合路面附着力特点实施Z向控制,协调中央充放气控制器116提供有针对性的动力输出以适应路面;
转向过程中,整车综合控制系统实时监控车辆状态,当侧向加速度过大(侧向加速度过大的临界判断值为0.5m/s2)存在风险时,实行车辆Y方向控制,协调转向系统控制器115主动降低车速来修正,从而不改变驾驶员需要的行驶轨迹。
在特殊障碍及陡坡模式,整车综合控制系统协调油气悬架控制器114实施Z向控制,调节车身姿态,并提供针对性的动力输出。
为了满足软件模块设计和分布式开发的要求,将整车综合控制器101的整个软件构架分为策略层、应用层和驱动层。策略层负责整车数据的融合,完成驾驶员意图分析、车况分析和路况分析即人、车、路的判别,根据不同的输入条件做出相应的决策判断,进而根据不同的决策采取相应的处理模式;应用层负责各个被控子系统的接口封装,如转矩、转速、档位、高度、阻尼、附着力、转向、制动、故障管理和安全控制等算法和控制,实现快速调用子系统的控制模块;驱动层完成硬件的访问和操作,将具体的执行机构指令封装给应用层调用。
为了满足战术车辆多样性能需求,并优先保障机动性和安全性,提出防侧滑模式、防侧翻模式、驱动防滑模式、减扭矩模式、发动机控制模式等5种模式设置,整车综合控制器通过车辆状态信息及驾驶操控状态进行工况辨识,在几种模式下自动切换。按照软件流程系统首先进行上电自检,在自检正常的情况下进入循环调度任务,在每个时间片轮询中进行路况、车况、驾驶员意图识别等的分析。在分析过程中,根据制定的策略算法,执行相应的判断条件,根据判断条件进入5种模式的处理模块中。在不同的模式处理模块中,根据控制策略和算法对单个或多个子系统的进行接口的调用,控制单个或者多个子系统的执行动作,达到综合控制车辆的意图。
当在战术车辆中控面板上选择“人工驾驶模式”翘板开关时,由人来操纵车辆,然后人根据路面情况选择油气悬架高度档位(高档、中档、低档)和中央充放气路面模式(越野模式、公路模式和沙漠模式)。在车辆行驶过程中,整车综合控制系统根据路面、车速、转向、制动等综合情况,会自动调节油气悬架阻尼使得车辆具备良好的舒适性;会在高速转弯时自动调节车速与转向关系,使得车辆具备最佳的稳定裕度;会给定车速与变速箱档位的最优关系,让发动机工作在最佳特性曲线等。
当在战术车辆中控面板上选择“自动驾驶模式”翘板开关时,自动驾驶仪控制器121将自动进行路径导航和路径规划,整车综合控制系统将自动驾驶仪控制器121发送的车速、转向、制动等信息转发给相应子系统控制器,同时将各子系统的反馈信息发送给自动驾驶仪控制器121。另外,整车综合控制系统会根据自动驾驶系统自带的激光雷达捕获的路面图像信息自动进行油气悬架的高度档位调节,自动选择中央充放气公路、越野、沙漠模式,完成自动驾驶功能。
相对于人工驾驶模式,自动驾驶所获取的车辆状态信息以及驾驶环境信息是有限的,往往只关注车辆行车路线的控制,而缺乏像驾驶员一样对车辆运行安全性的本能综合感知。整车综合控制系统会根据车辆当前状态、行车路况等基本信息,评估当行车安全裕度,当可能发生侧滑、翻车等危险时,能够主动降低目标车速甚至制动,并向自动驾驶仪控制器121发出危险警告,从而保证车辆在自动驾驶模式下的行车安全。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:它包括整车综合控制器(101)、发动机控制器(112)、自动变速箱控制器(113)、油气悬架控制器(114)、转向系统控制器(115)、中央充放气控制器(116)、制动系统控制器(117)、车身控制器(119)、自动驾驶仪控制器(121),其中,所述整车综合控制器(101)具有驾驶模式信号输入端(102)、中央充放气模式信号输入端(104)、油气悬架高度调节信号输入端(105)、加速踏板信号输入端(106)、制动踏板信号输入端(107)和陀螺仪信号输入端(108),所述整车综合控制器(101)的发动机CAN总线通信端、自动变速箱CAN总线通信端,油气悬架CAN总线通信端、转向系统CAN总线通信端、中央充放气CAN总线通信端、制动系统CAN总线通信端分别通过动力CAN总线(109)连接对应的发动机控制器(112)、自动变速箱控制器(113)、油气悬架控制器(114)、转向系统控制器(115)、中央充放气控制器(116)和制动系统控制器(117)的CAN总线通信端,整车综合控制器(101)的车身CAN总线通信端通过车身CAN总线(110)连接车身控制器(119)的CAN总线通信端,整车综合控制器(101)的自动驾驶CAN总线通信端通过自动驾驶CAN总线(111)连接自动驾驶仪控制器(121)的CAN总线通信端,整车综合控制器(101)的加速踏板模拟信号输出端连接发动机控制器(112)的硬线接口;
整车综合控制器(101)用于根据驾驶模式控制信号控制自动驾驶仪控制器(121)是否进入自动驾驶控制,如果进入自动驾驶控制,则自动驾驶仪控制器(121)结合自动驾驶程序通过整车综合控制器(101)对发动机控制器(112)、自动变速箱控制器(113)、油气悬架控制器(114)、转向系统控制器(115)、中央充放气控制器(116)、制动系统控制器(117)和空调控制器(120)进行综合自动驾驶控制;
整车综合控制器(101)用于根据中央充放气控制信号通过动力CAN总线(109)对中央充放气控制器(116)进行充放气控制,同时中央充放气控制器(116)将充放气状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)用于根据油气悬架高度调节信号通过动力CAN总线(109)对油气悬架控制器(114)进行悬架高度和阻尼调节,油气悬架控制器(114)将油气悬架状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
所述整车综合控制器(101)用于根据一键启动开关信号进行唤醒操作,整车综合控制器(101)用于根据加速踏板信号控制发动机控制器(112)的工作状态,同时发动机控制器(112)通过动力CAN总线(109)将发动机控制器工作状态信号反馈给整车综合控制器(101);
自动变速箱控制器(113)将实时的变速箱档位信号通过动力CAN总线(109)发动给发动机控制器(112),以使发动机控制器(112)调整工作状态,整车综合控制器(101)实时监测档位信息并在预设工况下参与自动变速箱控制器(113)的档位控制;
整车综合控制器(101)用于根据制动踏板信号通过动力CAN总线(109)对制动系统控制器(117)进行制动控制,制动系统控制器(117)将制动状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)用于根据陀螺仪信号通过动力CAN总线(109)对转向系统控制器(115)进行转向修正,转向系统控制器(115)将转向状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)通过采集加速踏板信号和制动踏板信号用来敏感驾驶员意图信息,陀螺仪敏感车辆的横向、纵向和垂向加速度信号,与整车综合控制器(101)之间采用SPI通讯方式进行数据交互,整车综合控制器(101)将采集到的加速踏板电压信号,结合驾驶员、车辆和道路的情况综合判断后计算相应驱动力并转化为电信号,然后进行DA转换输出适当的电压值,模拟加速踏板信号给发动机控制器(112);
所述整车综合控制器(101)还具有一键启动开关信号输入端(103);
它还包括仪表(118)和空调控制器(120),所述整车综合控制器(101)的仪表CAN总线通信端通过车身CAN总线(110)连接仪表(118)的CAN总线通信端,整车综合控制器(101)的空调CAN总线通信端通过车身CAN总线(110)连接空调控制器(120)的CAN总线通信端;
所述整车综合控制器(101)包括MCU(1.1)、第一滤波及信号调理模块(1.2)、第二滤波及信号调理模块(1.3)、第一CAN收发器(1.4)、第二CAN收发器(1.5)和第三CAN收发器(1.6),所述驾驶模式信号输入端(102)、一键启动开关信号输入端(103)、中央充放气模式信号输入端(104)和油气悬架高度调节信号输入端(105)均通过第一滤波及信号调理模块(1.2)连接MCU(1.1)的驾驶模式控制信号接口、一键启动信号接口、中央充放气模式控制信号接口和油气悬架高度调节信号接口;
加速踏板信号输入端(106)和制动踏板信号输入端(107)均通过第二滤波及信号调理模块(1.3)连接MCU(1.1)的加速踏板信号接口和制动踏板信号接口;
MCU(1.1)的发动机CAN总线通信端、自动变速箱CAN总线通信端,油气悬架CAN总线通信端、转向系统CAN总线通信端、中央充放气CAN总线通信端、制动系统CAN总线通信端分别通过第一CAN收发器(1.4)接入CAN总线(109);
MCU(1.1)的仪表CAN总线通信端、车身CAN总线通信端、空调CAN总线通信端分别通过第二CAN收发器(1.5)接入车身CAN总线(110);
MCU(1.1)的自动驾驶CAN总线通信端通过第三CAN收发器(1.6)接入自动驾驶CAN总线(111);
整车综合控制器(101)协调控制车辆X方向上的发动机控制器(112)、自动变速箱控制器(113)、制动系统控制器(117),进行动力输出,确保各工况下动力的平滑过渡;
整车综合控制器(101)根据驾驶员路况选择并结合路面附着力特点实施Z向控制,协调中央充放气控制器(116)提供有对应的动力输出以适应路面;
转向过程中,整车综合控制器(101)实时监控车辆状态,当侧向加速度大于0.5m/s2时,实行车辆Y方向控制,协调转向系统控制器(115)主动降低车速来修正,从而不改变驾驶员需要的行驶轨迹;
在障碍及陡坡模式,整车综合控制器(101)协调油气悬架控制器(114)实施Z向控制,调节车身姿态,并提供针对性的动力输出。
2.根据权利要求1所述的战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:所述整车综合控制器(101)还包括驱动放大模块(1.7),所述MCU(1.1)的加速踏板模拟信号输出端通过驱动放大模块(1.7)连接发动机控制器(112)的硬线接口。
3.根据权利要求1所述的战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:所述陀螺仪信号输入端(108)通过SPI总线连接MCU(1.1)的陀螺仪信号接口。
4.根据权利要求1所述的战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:所述车身控制器(119)通过车身CAN总线(110)向整车综合控制器(101)发送车身状态反馈信号;
空调控制器(120)通过车身CAN总线(110)向整车综合控制器(101)发送空调工作状态反馈信号。
5.根据权利要求1所述的战术车辆整车综合控制系统,其特征在于:所述整车综合控制器(101)用于通过整车OBDⅡ接口进行软件程序的更新和基于CCP协议的标定;
整车综合控制器(101)建立了系统故障分级和处理措施,能够根据故障优先级进行处理和上报;
整车综合控制器(101)设计了基于SAE J1939协议的故障诊断体系,能够通过诊断报文实现实时故障和历史故障的查询。
6.一种权利要求1所述系统的战术车辆整车综合控制方法,其特征在于,它包括如下步骤:
步骤1:整车综合控制器(101)根据一键启动开关信号进行唤醒操作,由睡眠模式转入唤醒状态,然后选择人工模式或自动驾驶模式,如果选择人工驾驶模式则进入步骤2,如果选择自动驾驶模式则进入步骤3;
步骤2:在人工驾驶模式时,当驾驶员踩踏加速踏板,车辆起步,动力经自动变速器输出,制动系统控制器(117)释放电子驻车,使车辆平稳起步;
自动变速箱控制器(113)将实时的变速箱档位信号通过动力CAN总线(109)发动给发动机控制器(112),以使发动机控制器(112)调整工作状态,整车综合控制器(101)实时监测档位信息并在预设工况下参与自动变速箱控制器(113)的档位控制;
整车综合控制器(101)根据中央充放气控制信号通过动力CAN总线(109)对中央充放气控制器(116)进行充放气控制,同时中央充放气控制器(116)将充放气状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)根据油气悬架高度调节信号通过动力CAN总线(109)对油气悬架控制器(114)进行悬架高度和阻尼调节,油气悬架控制器(114)将油气悬架状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)根据制动踏板信号通过动力CAN总线(109)对制动系统控制器(117)进行制动控制,制动系统控制器(117)将制动状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
整车综合控制器(101)根据陀螺仪信号通过动力CAN总线(109)对转向系统控制器(115)进行转向修正,转向系统控制器(115)将转向状态信号通过动力CAN总线(109)反馈给整车综合控制器(101);
步骤3:自动驾驶仪控制器(121)结合自动驾驶程序通过整车综合控制器(101)对发动机控制器(112)、自动变速箱控制器(113)、油气悬架控制器(114)、转向系统控制器(115)、中央充放气控制器(116)、制动系统控制器(117)和空调控制器(120)进行综合自动驾驶控制。
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