CN110182218A - 一种用于无人电动车的动力底板域控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，其特征在于：包括动力系统域模块、线控底盘域模块和信息安全域模块；本发明实现了无人车的动力供应和运动控制，舍弃了传统的多控制器协调方案，不仅在物理结构上更加紧凑，在控制策略上也进行了整体优化；避免了以往动力和地盘上众多来自不同供应商各种控制器的协调困境；域控制器将整个电动系统的核心控制进行了集成；减少了控制器的数量，通过控制器内部的逻辑运算，代替了传统总线传输，控制精度更高，实时性更好；加密握手协议确保通讯的可靠性，减少信息传递的风险，防止黑客或者非法指令侵入无人车的动力底盘系统，带来潜在风险。

Description

一种用于无人电动车的动力底板域控制器

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种用于无人电动车的动力底盘域控制器。

背景技术

在现在的电动汽车中，动力系统和底盘系统往往是分立的两大系统，每个系统均包含有数个或者更多的来自不同供应商的控制器，如动力系统会包含：整车控制器、电机控制器、动力电源管理系统等，底盘系统包括：线控转向控制器、线控驻车控制器、线控制动控制器、车身稳定控制器等，两大系统的交互是通过CAN总线来进行。这种分布式的方法导致动力系统和底盘系统的控制存在一定的滞后和不协调性。尤其在无人车中，由于缺乏了人的协调控制，两大系统之间的出现的滞后和不协调将极大的影响整车的动态控制，尤其在高速情况下，会放大这种不稳定性，对无人车的控制带来一定的困难。

现阶段的动力系统和底盘系统上的控制器来自不同的供应商，并且鲜有针对无人车进行开发的控制器。在无人车中，自动驾驶控制器将一定的指令传递给车辆，车辆需要对自动驾驶控制器的指令进行合理的响应，协调整车在纵向和横向上的动作，满足自动驾驶控制器的控制意图。现阶段自动驾驶控制器的指令被分散到动力域和底盘域中的各控制器去执行，这种分布式的系统各部件各自完成自己的动作，并将情况反馈给自动驾驶控制器。由于各控制的控制响应的时间差别（通讯时间、处理器运算时、执行器响应时间），以及各控制器往往是从控制器自身角度考虑执行完指令并反馈，缺乏从系统角度上对指令进行逻辑检查。也就是目前各控制器只能做到局部最优，难以实现全局的合理和最优。

随着自动驾驶技术发展的要求以及汽车电子技术的发展功能强大的且满足汽车功能安全的运算功能芯片的推出，无人车中的分布式方案将转向集中式控制方案。本发明的就是一款应用在电动无人车中的集中了底盘域和动力域控制功能的多域控制器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于实现无人电动车的动力和底盘控制的域控制器，能够解决目前电动无人车分布式控制带来的不稳定性和不协调性，同时本发明采用了多种通讯方式以及多种针对通讯方式的信息加密措施，保证信息传递的可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，包括主控芯片、安全芯片、通讯接口和存储模块；其创新点在于：包括电动力系统功能模块、线控底盘和功能模块和信息安全功能模块；所述动力系统域功能与线控底盘域功能通过一个控制器来综合实现，并兼具信息安全的网关功能；

所述动力系统域功能包括电源管理子模块、线性运动控制子模块和动力安全子模块；所述电源管理子模块分别与线性运动控制模块和动力安全子模块相连，用于为整车的驱动、制动和转向提供动能；所述线性运动控制子模块用于获取无人电动车的档位信息、驱动形式、运动信息和运动控制；所述动力安全子模块用于获取无人电动车的高压安全信息、系统防盗信息和故障处理机制及故障处理信息；

所述线控底盘域功能包括线控转向模块、线控制动模块和底盘安全模块，所述线控制动子模块用于获取无人电动车的驻车制动信息和行车制动信息；所述线性转向控制子模块、动力安全子模块和线控制动子模块、线性运动子模块获取的无人电动车的信息进行解析并通过信息安全子模块进行信息交互实现整车的动态调整，完成自动驾驶；

所述信息安全功能模块包括车内网络安全子模块和车联网安全子模块；所述车内网络安全模块通过通讯模块实现动力系统域、线控底盘域与自动驾驶系统进行通讯。

进一步的，所述动力电源管理子模块控制动力电池的上下电、低压能量控制、充电管理和高压能量控制，实现动力电池的充放电管理。

进一步的，所述车联网安全模块设定加密握手协议对来自车身系统的控制器、远程控制器、自动驾驶控制器的指令进行握手检查。

本发明的优点在于：

1）本发明是一种集成式控制器，实现了无人车的动力供应和运动控制，本发明舍弃了传统的多控制器协调方案，不仅在物理结构上更加紧凑，在控制策略上也进行了整体优化。避免了以往动力和底盘上众多来自不同供应商各种控制器的协调困境。

2）本发明的域控制器集成了传统的整车控制器、电机控制器以及动力电源管理控制器、线控转向控制器以及线控制控制器等五个控制器的感知、策略运算部分；将整个电动系统和底盘系统的核心控制进行了集成；减少了控制器的数量，通过控制器内部的逻辑运算，代替了传统总线传输，控制精度更高，实时性更好；加密握手协议确保通讯的可靠性，减少信息传递的风险，防止黑客或者非法指令侵入无人车的动力底盘系统，带来潜在风险。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种用于无人电动车的动力底盘域控制器硬件示意图。

图2为本发明的一种用于无人电动车的软件功能示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1图2所示的一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，包括主控芯片、安全芯片、通讯接口和存储模块；包括动力系统功能模块、线控底盘功能模块和信息安全功能模块；所述动力系统功能模块与线控底盘功能模块之间通过信息安全功能模块进行通讯交互。

动力系统功能模块包括动力电源管理子模块、线性运动控制子模块和动力安全子模块；所述动力电源管理子模块分别与线性运动控制子模块和动力安全子模块相连，用于为整车的驱动、制动和转向提供动能；所述线性运动控制模块用于获取无人电动车的档位信息、驱动形式、运动信息和运动控制；所述动力安全模块用于获取无人电动车的高压安全信息、系统防盗信息和故障处理机制及故障处理信息。

线控底盘功能模块包括线控转向模块、线控制动模块和底盘安全模块，所述线控制动模块用于获取无人电动车的驻车制动信息和行车制动信息；所述线性运动控制子模块、动力安全子模块和线控制运子模块、线性转向子模块获取的无人电动车的信息进行解析并通过信息安全域模块进行信息交互实现整车的动态调整，完成自动驾驶。

信息安全功能模块包括车内网络安全子模块和车联网安全子模块；所述车内网络安全模块通过通讯模块实现动力系统功能模块、线控底盘功能模块与自动驾驶系统进行通讯。

动力电源管理模块控制电池的上下电、低压能量控制、充电管理和高压能量控制，实现动力电池的充放电管理。

车联网安全模块设定加密握手协议对来自车身系统的控制器、远程控制器、自动驾驶控制器的指令进行握手检查。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，硬件上包括主控芯片、安全芯片、通讯接口和存储模块；其特征在于：包括电动力系统功能模块、线控底盘功能模块和信息安全模块；

所述电动力系统模块包括动力电源管理子模块、线性驱动控制子模块和高压安全子模块；所述动力电源管理子模块分别与线性驱动控制子模块和高压安全子模块相连，用于为整车的驱动、制动和转向提供动能；所述线性驱动控制子模块用于获取无人电动车的档位、驱动模式、运动控制等信息并进行线性驱动控制；所述高压安全子模块用于获取无人电动车的高压安全信息、高压系统防盗信息、高压系统故障信息并进行安全处理；

所述线控底盘功能模块包括线控转向子模块、线控制动子模块和底盘安全子模块，线控转向子模用于获取无人电动车的转向角、转向速度等信息并发出执行动作指令，所述线控制动子模块用于获取无人电动车的驻车制动信息和行车制动信息并发出相关执行动作；底盘安全子模块则对底盘的状态进行安全监控；

所述信息安全域模块包括车内网络安全子模块和车联网安全子模块；所述车内网络安全子模块负责动力系统和底盘系统间的CAN网络的安全通讯，车联网安全子模块负责域控制器与车身控制系统及自动驾驶系统间的以太网的安全通讯。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，其特征在于：所述电源管理子模块控制电池的上下电、低压能量控制、充电管理和高压能量控制，实现动力电池的充放电管理。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人电动车的动力底盘域控制器，其特征在于：所述车联网安全子模块设定加密握手协议对来自车身系统的控制器、远程控制器、自动驾驶控制器的指令进行握手检查。