CN110412951A - 一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，基于simulink软件进行开发，并运用于纯电动汽车整车控制器，所述软件模型架构包括功能模块通用结构层和模块间数据流向层；所述功能模块通用结构层包括：输入模块、输出模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；所述模块间数据流向层包括各模块的数据交互过程。本发明在开发新车型软件时，根据车型需求，更改每个模块的内部信息代码，转成C语言，与新车型硬件底层结合，无需更改模型架构。对于每一个模块，其输入输出信号无需变动，缩短新车型整车控制器软件的开发周期，降低软件的出错率。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构。
背景技术
随着社会的迅速发展，电动车的开发周期也逐渐缩短了，目前已出现运用simulink软件搭建模型来代替手写代码，缩短了开发周期。然而，每次开发一款新车型，模型需要重新搭建，增加工作量和开发时间，出错率也高。
现有技术中缺少一种适合快速开发的电动汽车整车控制器simulink模型架构，有鉴于此，本发明针对这一特性进行研究并由此产生本案。
如2015年09月06日申请的申请号为201510560492.4的中国发明，涉及一种微混合动力系统集成控制软件架构，该软件架构根据AUTOSAR体系标准进行开发，并用于微混合动力系统整车集成控制器，所述的软件架构采用分层设计，包括接口抽象层，与基础软件层通讯连接；信号处理层，通过接口抽象层与基础软件层进行通讯，并进行信号分类、信号处理和信号汇总；应用程序策略层，与信号处理层连接，包括通用组件和可定制化组件，所述的通用组件是整车控制策略通用元件的集合，所述的可定制化组件是可进行二次配置元件的集合，各元件区别时序和优先级运行。与现有技术相比，该发明具有可移植性高、通用性强以及二次开发灵活性高等优点。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种电动汽车整车控制器平台化软件模型架构，运用本模型架构，在搭建任意纯电动车型的模型时，可以在保证安全性前提下，进行整车控制器软件模型快速搭建，只需更改架构内部内容，大大缩短了整车控制器软件开发周期，降低了出错率。
本发明是这样实现的：
一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，基于simulink软件进行开发，并运用于纯电动汽车整车控制器，所述软件模型架构包括功能模块通用结构层和模块间数据流向层；
所述功能模块通用结构层包括：输入模块、输出模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述模块间数据流向层包括各模块的数据交互过程，具体包括有：
所述输入模块由模型外部模块提供输入信号，并分别输出信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述输出模块由模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给模型外部模块；
所述调度模块由模型外部模块进行调用，并分别提供触发信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述模式判别模块由输入模块、调度模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述电源模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块和附件模块；
所述故障模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述踏板模块由输入模块、调度模块和模式判别模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述挡位模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述功率模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和故障模块提供输入信号，并输出信号给模式判别模块、扭矩模块和附件模块；
所述巡航解析模块由输入模块、调度模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述扭矩模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块；
所述附件模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块和功率模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、故障模块和扭矩模块。
进一步地，所述输入模块接收由模型外部模块发送的原CAN信号和原PIN信号，对原CAN信号和原PIN信号进行处理，并发送处理后的CAN信号和PIN信号，由所述模式判别模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述电源模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述故障模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述踏板模块接收处理后的CAN信和PIN信号作为自身的输入信号，由所述挡位模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述功率模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述巡航解析模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述扭矩模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述附件模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号；
所述输出模块接收CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，然后进行处理后，并发送处理后的CAN信号和PIN信号给模型外部模块；所述输出模块接收到的CAN信号和PIN信号是由模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和扭矩模块发送的CAN信号以及由电源模块和附件模块发送的CAN信号和PIN信号组成。
进一步地，所述调度模块分别提供不同周期的触发信号，由所述模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块根据需求选择对应周期的触发信号进行触发，当模块接收到触发信号时，该模块才开始运行，若未接收到触发信号，则模块输出为初始值或者上一时刻触发的计算值。
进一步地，所述模式判别模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、EPB、ABS、BCM、MCU、PEPS、ESC和车速信号，该VCU信号包括挡位信号、踏板信号、故障信号、巡航信号、上电完成标志、BMS充电功率和附件故障信号；然后进行处理后，并发送钥匙信号、Ready信号、汽车模式和CAN信号；所述模式判别模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、电源模块发送的上电完成标志、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的踏板信号、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的BMS充电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和附件模块发送的附件故障信号组成；所述模式判别模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和汽车模式由电源模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和Ready信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的汽车模式分别由踏板模块、挡位模块和功率模块接收作为自身的输入信号，发送的Ready信号由附件模块接收作为其自身的输入信号，发送的Ready信号和汽车模式由扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述电源模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、AC、DCDC、PTC和MCU，该VCU信号包括钥匙信号、汽车模式、故障信号和附件故障信号；然后进行处理后，并发送CAN信号、电机模式信号、上电完成标志和PIN信号；所述电源模块接收到的输入信号是模式判别模块发送的钥匙信号和汽车模式、输入模块发送的CAN信号和PIN信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述电源模块发送的上电完成标志由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号中的继电器信号由附件模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述踏板模块接收汽车模式、PIN信号和CAN信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号计算油门开度及其故障检测、刹车状态及其故障检测以及刹车优先情况，并发送加速踏板状态、制动踏板状态、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号和CAN信号，该CAN包括踏板信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述踏板模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板状态和制动踏板状态均由巡航解析模块、挡位模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的踏板信号由模式判别模块和附件模块接收作为其自身的输入信号；
所述挡位模块接收汽车模式、PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行挡位解锁、挡位解析、挡位转换以及故障检测，并发送挡位信号、挡位故障信号和CAN信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述挡位模块发送的挡位信号由模式判别模和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的挡位故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述功率模块接收CAN信号、汽车模式和故障信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、MCU、DCDC、PTC和AC，根据输入信号进行整车用电功率计算，并发送最大放电功率、最大充电功率、BMS充电功率和空调允许使能标志位；所述功率模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、模式判别模块发送的汽车模式以及故障模块发送的故障信号组成；所述功率模块发送的最大放电功率和最大充电功率由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的BMS充电功率由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的空调允许使能标志位由附件模块接收作为其自身的输入信号；
所述巡航解析模块接收PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行按键解析、按键滤波和按键处理，判断出驾驶员定速巡航需求，并发送巡航故障信号、巡航信号、限速信号和CAN信号；所述巡航解析模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态组成；所述巡航解析模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号和限速信号由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航信号由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述扭矩模块接收CAN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、ESC、ABS、BMS、EPB和车速信号，该VCU信号包括加速踏板状态、汽车模式、制动踏板状态、挡位信号、Ready信号、限速信号、巡航信号、故障信号、最大充电功率、最大放电功率和附件故障信号；根据输入信号进行各个模式下的扭矩计算，分析驾驶员扭矩需求，并发送CAN信号；所述扭矩模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的最大充电功率和最大放电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和限速信号以及模式判别模块发送的汽车模式和Ready信号组成；所述扭矩模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述附件模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括DCDC、MCU、OBC、MTR、PTC、BMS、ABS、AC和车速信号，该VCU信号包括Ready信号、踏板信号、故障信号、继电器信号和空调允许使能标志位；根据输入信号进行风扇、水泵、蜂鸣器、空调、真空泵、DCDC和PTC的控制，并发送PIN信号、CAN信号和附件故障信号，该PIN信号包括风扇信号、水泵信号和蜂鸣器信号，该CAN信号包括空调信号、真空泵信号、DCDC信号和PTC信号；所述附件模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号、故障模块发送的故障信号、电源模块发送的继电器信号、功率模块发送的空调允许使能标志位以及踏板模块发送的踏板信号组成；所述附件模块发送的PIN信号和CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的附件故障信号分别由模式判别模块、故障模块、电源模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
进一步地，所述故障模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、BMS、AC、PTC、DCDC、ABS、ICU、EPB、OBC、ESC、PEPS、ACU和车速信号，该VCU信号包括巡航故障信号、Ready信号、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号、附件故障信号、挡位故障信号和钥匙信号；根据输入信号对整个模型进行诊断，判断车辆故障，对故障进行分级，并对故障进行处理，并发送CAN信号和故障信号；所述故障模块接收到的输入信号是输入信号发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号和钥匙信号、踏板模块发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号、挡位模块发送的挡位故障信号、巡航解析模块发送的巡航故障信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述故障模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的故障信号分别由扭矩模块、电源模块、模式判别模块、功率模块和附件模块接收作为其自身的输入信号。
本发明具有如下优点：本发明为新车型开发提供一个软件架构，开发新车型软件时，根据车型需求，更改每个模块的内部信息代码，转成C语言，与新车型硬件底层结合，无需更改模型架构。对于每一个模块，其输入输出信号无需变动，缩短新车型整车控制器软件的开发周期，降低软件的出错率。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的软件架构开发开发结构示意图。
图2为本发明应用程序策略层Simulink仿真框图。
图3为本发明中输入模块的信号流向示意图。
图4为本发明中输出模块的信号流向示意图。
图5为本发明中调度模块的信号流向示意图。
图6为本发明中模式判别模块的信号流向示意图。
图7为本发明中电源模块的信号流向示意图。
图8为本发明中踏板模块的信号流向示意图。
图9为本发明中挡位模块的信号流向示意图。
图10为本发明中功率模块的信号流向示意图。
图11为本发明中巡航解析模块的信号流向示意图。
图12为本发明中扭矩模块的信号流向示意图。
图13为本发明中附件模块的信号流向示意图。
图14为本发明中故障模块的信号流向示意图。
图15为本发明中实施例的具体程序流程图。
具体实施方式
为使得本发明更明显易懂，现以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明涉及一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，基于simulink软件进行开发，并运用于纯电动系统整车集成控制器。完整的纯电动汽车软件包含基础层、接口层、应用层三部分，本发明只涉及应用层软件的架构。所述软件模型架构包含功能模块通用结构层和模块间数据流向层两部分。所述功能模块通用结构层指纯电动汽车对应功能的常用结构，包含所有模块(输入模块、输出模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块、附件模块和故障模块)的结构，其中不包含模块内部策略程序，内部具体策略程序可根据车型要求进行编写。所述模块间数据流向层指各个模块输入信号的来源及输出
信号的去向，即模块间的交互、耦合情况。通过本发明所申请的软件模型架构，当开发新车型时，仅需根据需求编写模块内部策略程序，大大缩短软件开发周期，具有通用性强、平台化程度高等优点。
图1为本发明的开发结构示意图。首先要对软件需求进行分析，本发明的需求是缩短软件开发周期；其次是对输入模块和输出模块进行设计，对软件模型架构的接口进行定义，运用CAN通讯协议进行通讯，输入信号和输出信号进行处理；然后再对调度模块、模式判别模块、电源模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块、附件模块和故障模块进行设计；最后对各模块的功能和数据交互过程进行设计。
本发明的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，运用于纯电动汽车整车控制器，该软件架构包含功能模块通用结构层，以及模块间数据流向层(即模块间的耦合关系)两部分，功能模块通用结构层包括10个纯电动汽车常用的功能策略模块，包括调度模块、模式判别模块、电源模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块、附件模块和故障模块，以及2个交互模块，包括输入模块和输出模块，通过输入模块和输出模块与基础软件层相关联；图2为本发明运用于DX3BEV整车控制器的软件架构图。
所述模块间数据流向层包括各模块的数据交互过程，具体包括有：
所述输入模块由模型外部模块提供输入信号，并分别输出信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述输出模块由模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给模型外部模块；
所述调度模块由模型外部模块进行调用，并分别提供触发信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述模式判别模块由输入模块、调度模块、电源模块、故障模块、踏板
模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述电源模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块和附件模块；
所述故障模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述踏板模块由输入模块、调度模块和模式判别模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述挡位模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述功率模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和故障模块提供输入信号，并输出信号给模式判别模块、扭矩模块和附件模块；
所述巡航解析模块由输入模块、调度模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述扭矩模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块；
所述附件模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块和功率模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、故障模块和扭矩模块。
各个模块的功能及数据流向如表1的数据流向表所示：
具体信号传输过程如下：
(1)输入模块：对输入信号进行必要的计算，为其他模块(除输出模块和调度模块以外)提供输入信号。包括硬线模拟量输入，硬线数字量输入，CAN信号输入，硬线输入主要做滤波处理，CAN信号主要做报文值转换成实际值处理(注：以下用PIN表示硬线)；
如图3所示，所述输入模块接收由模型外部模块发送的原CAN信号和原PIN信号，对原CAN信号和原PIN信号进行处理，并发送处理后的CAN信号和PIN信号，由所述模式判别模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述电源模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述故障模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述踏板模块接收处理后的CAN信和PIN信号作为自身的输入信号，由所述挡位模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述功率模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述巡航解析模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述扭矩模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述附件模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号。
(2)输出模块：将其他模块(除输入模块、调度模块和功率模块以外)计算后的信号进行必要的处理，然后进行输出。包括硬线数字量输出、硬线PWM输出、CAN输出，硬线信号主要做数据类型处理，CAN信号主要做实际值转换成报文值处理；
如图4所示，所述输出模块接收CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，然后进行处理后，并发送处理后的CAN信号和PIN信号给模型外部模块；所述输出模块接收到的CAN信号和PIN信号是由模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和扭矩模块发送的CAN信号以及由电源模块和附件模块发送的CAN信号和PIN信号组成。
(3)调度模块：分别提供10ms、20ms、40ms、50ms、100ms周期触发信号，10ms周期触发模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和扭矩模块，40ms周期触发附件模块，其他周期预留备用；如图5所示。
调度模块不为其他模块提供具体的输入信号，而是提供一个触发信号，当模块接收到触发信号时，该模块才开始运行，若未接收到触发信号，则模块输出为初始值或者上一时刻触发的计算值。
(4)模式判别模块：接收除输出模块和扭矩模块以外的其他模块的信号，通过对输入信号的判断，分析出车辆所处状态，将车辆信息提供给各个模块；
如图6所示，所述模式判别模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、EPB、ABS、BCM、MCU、PEPS、ESC和车速信号，该VCU信号包括挡位信号、踏板信号、故障信号、巡航信号、上电完成标志、BMS充电功率和附件故障信号；然后进行处理后，并发送钥匙信号、Ready信号、汽车模式和CAN信号；所述模式判别模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、电源模块发送的上电完成标志、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的踏板信号、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的BMS充电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和附件模块发送的附件故障信号组成；所述模式判别模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和汽车模式由电源模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和Ready信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的汽车模式分别由踏板模块、挡位模块和功率模块接收作为自身的输入信号，发送的Ready信号由附件模块接收作为其自身的输入信号，发送的Ready信号和汽车模式由扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
(5)电源模块：根据模式判别模块的指令进行上下电、快慢充。
如图7所示，所述电源模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、AC、DCDC、PTC和MCU，该VCU信号包括钥匙信号、汽车模式、故障信号和附件故障信号；然后进行处理后，并发送CAN信号、电机模式信号、上电完成标志和PIN信号；所述电源模块接收到的输入信号是模式判别模块发送的钥匙信号和汽车模式、输入模块发送的CAN信号和PIN信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述电源模块发送的上电完成标志由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号中的继电器信号由附件模块接收作为其自身的输入信号。
(6)踏板模块：计算油门开度及其故障检测，计算刹车状态及其故障检测，以及刹车优先；
如图8所示，所述踏板模块接收汽车模式、PIN信号和CAN信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号计算油门开度及其故障检测、刹车状态及其故障检测以及刹车优先情况，并发送加速踏板状态、制动踏板状态、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号和CAN信号，该CAN包括踏板信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述踏板模
块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板状态和制动踏板状态均由巡航解析模块、挡位模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的踏板信号由模式判别模块和附件模块接收作为其自身的输入信号。
(7)挡位模块：接收模式判别模块信息，进行挡位解锁、挡位解析和挡位转换，以及故障检测；
如图9所示，所述挡位模块接收汽车模式、PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行挡位解锁、挡位解析、挡位转换以及故障检测，并发送挡位信号、挡位故障信号和CAN信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述挡位模块发送的挡位信号由模式判别模和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的挡位故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
(8)功率模块：根据模式判别模块信息，进行整车用电功率(包括驱动允许最大功率、能量回收最大允许功率)计算；
如图10所示，所述功率模块接收CAN信号、汽车模式和故障信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、MCU、DCDC、PTC和AC，根据输入信号进行整车用电功率计算，并发送最大放电功率、最大充电功率、BMS充电功率和空调允许使能标志位；所述功率模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、模式判别模块发送的汽车模式以及故障模块发送的故障信号组成；所述功率模块发送的最大放电功率和最大充电功率由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的BMS充电功率由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的空调允许使能标志位由附件模块接收作为其自身的输入信号。
(9)巡航解析模块：接收挡位信息，进行按键解析、按键滤波、按键处理，判断出驾驶员定速巡航需求；
如图11所示，所述巡航解析模块接收PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行按键解析、按键滤波和按键处理，判断出驾驶员定速巡航需求，并发送巡航故障信号、巡航信号、限速信号和CAN信号；所述巡航解析模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态组成；所述巡航解析模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号和限速信号由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航信号由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号。
(10)扭矩模块：根据刹车油门判断模块、挡位模块、功率管理模块、定速巡航判断模块的信息，进行扭矩保护，各个模式下的扭矩计算，分析驾驶员扭矩需求；
如图12所示，所述扭矩模块接收CAN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、ESC、ABS、BMS、EPB和车速信号，该VCU信号包括加速踏板状态、汽车模式、制动踏板状态、挡位信号、Ready信号、限速信号、巡航信号、故障信号、最大充电功率、最大放电功率和附件故障信号；根据输入信号进行各个模式下的扭矩计算，分析驾驶员扭矩需求，并发送CAN信号(包含MCU扭矩信号、驾驶员请求扭矩信号及电机使能信号)；所述扭矩模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的最大充电功率和最大放电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和限速信号以及模式判别模块发送的汽车模式和Ready信号组成；所述扭矩模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
(11)附件模块：接收模式判别模块、刹车油门判断模块信息，进行热管理，真空泵、DCDC、蜂鸣器控制；
如图13所示，所述附件模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括DCDC、MCU、OBC、MTR、PTC、BMS、ABS、AC和车速信号，该VCU信号包括Ready信号、踏板信号、故障信号、继电器信号和空调允许使能标志位；根据输入信号进行风扇、水泵、蜂鸣器、空调、真空泵、DCDC和PTC的控制，并发送PIN信号、CAN信号和附件故障信号，该PIN信号包括风扇信号、水泵信号和蜂鸣器信号，该CAN信号包括空调信号、真空泵信号、DCDC信号和PTC信号；所述附件模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号、故障模块发送的故障信号、电源模块发送的继电器信号、功率模块发送的空调允许使能标志位以及踏板模块发送的踏板信号组成；所述附件模块发送的PIN信号和CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的附件故障信号分别由模式判别模块、故障模块、电源模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
(12)故障模块：对整个模型进行诊断，判断车辆故障，对故障进行分级，并对故障进行处理。
如图14所示，所述故障模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、BMS、AC、PTC、DCDC、ABS、ICU、EPB、OBC、ESC、PEPS、ACU和车速信号，该VCU信号包括巡航故障信号、Ready信号、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号、附件故障信号、挡位故障信号和钥匙信号；根据输入信号对整个模型进行诊断，判断车辆故障，对故障进行分级，并对故障进行处理，并发送CAN信号和故障信号；所述故障模块接收到的输入信号是输入信号发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号和钥匙信号、踏板模块发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号、挡位模块发送的挡位故障信号、巡航解析模块发送的巡航故障信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述故障模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的故障信号分别由扭矩模块、电源模块、模式判别模块、功率模块和附件模块接收作为其自身的输入信号。
实施例：
当开发新车型时，在此架构基础上，仅需新建或修改功能策略模块内部程序即可。例如：车型一要求汽车启动时立即开启风扇冷却，车型二要求当汽车内部温度达到某一值时才开启风扇冷却，仅需修改功能策略模块中的附件模块风扇部分，针对车型一，当汽车启动时立即闭合风扇继电器启动风扇，针对车型二，增加温度判断，当温度达到阈值时启动风扇。
图15是具体的程序流程图，用户根据汽车车辆所需的应用模式对不同模块设置对应的程序，这样汽车在启动后就会执行对应的程序。如：钥匙唤醒、钥匙上电、钥匙下电、停车模式、充电唤醒、快充充电、慢充充电、行车模式、加速模式、制动模式、慢行模式、蠕行模式和定速巡航模式等，在不同的情况下，汽车根据设定的程序执行对应的应用场景。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，基于simulink软件进行开发，并运用于纯电动汽车整车控制器，其特征在于：所述软件模型架构包括功能模块通用结构层和模块间数据流向层；
所述功能模块通用结构层包括：输入模块、输出模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述模块间数据流向层包括各模块的数据交互过程，具体包括有：
所述输入模块由模型外部模块提供输入信号，并分别输出信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述输出模块由模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给模型外部模块；
所述调度模块由模型外部模块进行调用，并分别提供触发信号给模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述模式判别模块由输入模块、调度模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述电源模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块和附件模块；
所述故障模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、功率模块、扭矩模块和附件模块；
所述踏板模块由输入模块、调度模块和模式判别模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块、挡位模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块；
所述挡位模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述功率模块由输入模块、调度模块、模式判别模块和故障模块提供输入信号，并输出信号给模式判别模块、扭矩模块和附件模块；
所述巡航解析模块由输入模块、调度模块和踏板模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、故障模块和扭矩模块；
所述扭矩模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块和附件模块提供输入信号，并输出信号给输出模块；
所述附件模块由输入模块、调度模块、模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块和功率模块提供输入信号，并输出信号给输出模块、模式判别模块、电源模块、故障模块和扭矩模块。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述输入模块接收由模型外部模块发送的原CAN信号和原PIN信号，对原CAN信号和原PIN信号进行处理，并发送处理后的CAN信号和PIN信号，由所述模式判别模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述电源模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述故障模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述踏板模块接收处理后的CAN信和PIN信号作为自身的输入信号，由所述挡位模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述功率模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述巡航解析模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，由所述扭矩模块接收处理后的CAN信号作为自身的输入信号，由所述附件模块接收处理后的CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号；
所述输出模块接收CAN信号和PIN信号作为自身的输入信号，然后进行处理后，并发送处理后的CAN信号和PIN信号给模型外部模块；所述输出模块接收到的CAN信号和PIN信号是由模式判别模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、巡航解析模块和扭矩模块发送的CAN信号以及由电源模块和附件模块发送的CAN信号和PIN信号组成。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述调度模块分别提供不同周期的触发信号，由所述模式判别模块、电源模块、故障模块、踏板模块、挡位模块、功率模块、巡航解析模块、扭矩模块和附件模块根据需求选择对应周期的触发信号进行触发，当模块接收到触发信号时，该模块才开始运行，若未接收到触发信号，则模块输出为初始值或者上一时刻触发的计算值。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述模式判别模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、EPB、ABS、BCM、MCU、PEPS、ESC和车速信号，该VCU信号包括挡位信号、踏板信号、故障信号、巡航信号、上电完成标志、BMS充电功率和附件故障信号；然后进行处理后，并发送钥匙信号、Ready信号、汽车模式和CAN信号；所述模式判别模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、电源模块发送的上电完成标志、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的踏板信号、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的BMS充电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和附件模块发送的附件故障信号组成；所述模式判别模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和汽车模式由电源模块接收作为其自身的输入信号，发送的钥匙信号和Ready信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的汽车模式分别由踏板模块、挡位模块和功率模块接收作为自身的输入信号，发送的Ready信号由附件模块接收作为其自身的输入信号，发送的Ready信号和汽车模式由扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述电源模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、AC、DCDC、PTC和MCU，该VCU信号包括钥匙信号、汽车模式、故障信号和附件故障信号；然后进行处理后，并发送CAN信号、电机模式信号、上电完成标志和PIN信号；所述电源模块接收到的输入信号是模式判别模块发送的钥匙信号和汽车模式、输入模块发送的CAN信号和PIN信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述电源模块发送的上电完成标志由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号和PIN信号中的继电器信号由附件模块接收作为其自身的输入信号。
6.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述踏板模块接收汽车模式、PIN信号和CAN信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号计算油门开度及其故障检测、刹车状态及其故障检测以及刹车优先情况，并发送加速踏板状态、制动踏板状态、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号和CAN信号，该CAN包括踏板信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述踏板模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板状态和制动踏板状态均由巡航解析模块、挡位模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的踏板信号由模式判别模块和附件模块接收作为其自身的输入信号；
所述挡位模块接收汽车模式、PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行挡位解锁、挡位解析、挡位转换以及故障检测，并发送挡位信号、挡位故障信号和CAN信号；所述踏板模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态以及模式判别模块发送的汽车模式组成；所述挡位模块发送的挡位信号由模式判别模和扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的挡位故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号，发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
7.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述功率模块接收CAN信号、汽车模式和故障信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括BMS、MCU、DCDC、PTC和AC，根据输入信号进行整车用电功率计算，并发送最大放电功率、最大充电功率、BMS充电功率和空调允许使能标志位；所述功率模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、模式判别模块发送的汽车模式以及故障模块发送的故障信号组成；所述功率模块发送的最大放电功率和最大充电功率由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的BMS充电功率由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的空调允许使能标志位由附件模块接收作为其自身的输入信号；
所述巡航解析模块接收PIN信号、CAN信号、加速踏板状态和制动踏板状态作为自身的输入信号，该CAN信号包括车速信号，根据输入信号进行按键解析、按键滤波和按键处理，判断出驾驶员定速巡航需求，并发送巡航故障信号、巡航信号、限速信号和CAN信号；所述巡航解析模块接收到的输入信号是输入模块发送的PIN信号和CAN信号以及踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态组成；所述巡航解析模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号和限速信号由扭矩模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航信号由模式判别模块接收作为其自身的输入信号，发送的巡航故障信号由故障模块接收作为其自身的输入信号。
8.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述扭矩模块接收CAN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、ESC、ABS、BMS、EPB和车速信号，该VCU信号包括加速踏板状态、汽车模式、制动踏板状态、挡位信号、Ready信号、限速信号、巡航信号、故障信号、最大充电功率、最大放电功率和附件故障信号；根据输入信号进行各个模式下的扭矩计算，分析驾驶员扭矩需求，并发送CAN信号；所述扭矩模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号、故障模块发送的故障信号、踏板模块发送的加速踏板状态和制动踏板状态、挡位模块发送的挡位信号、功率模块发送的最大充电功率和最大放电功率、巡航解析模块发送的巡航信号和限速信号以及模式判别模块发送的汽车模式和Ready信号组成；所述扭矩模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号。
9.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述附件模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括DCDC、MCU、OBC、MTR、PTC、BMS、ABS、AC和车速信号，该VCU信号包括Ready信号、踏板信号、故障信号、继电器信号和空调允许使能标志位；根据输入信号进行风扇、水泵、蜂鸣器、空调、真空泵、DCDC和PTC的控制，并发送PIN信号、CAN信号和附件故障信号，该PIN信号包括风扇信号、水泵信号和蜂鸣器信号，该CAN信号包括空调信号、真空泵信号、DCDC信号和PTC信号；所述附件模块接收到的输入信号是输入模块发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号、故障模块发送的故障信号、电源模块发送的继电器信号、功率模块发送的空调允许使能标志位以及踏板模块发送的踏板信号组成；所述附件模块发送的PIN信号和CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的附件故障信号分别由模式判别模块、故障模块、电源模块和扭矩模块接收作为其自身的输入信号。
10.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构，其特征在于：所述故障模块接收CAN信号、PIN信号和VCU信号作为自身的输入信号，该CAN信号包括MCU、BMS、AC、PTC、DCDC、ABS、ICU、EPB、OBC、ESC、PEPS、ACU和车速信号，该VCU信号包括巡航故障信号、Ready信号、加速踏板故障信号、制动踏板故障信号、附件故障信号、挡位故障信号和钥匙信号；根据输入信号对整个模型进行诊断，判断车辆故障，对故障进行分级，并对故障进行处理，并发送CAN信号和故障信号；所述故障模块接收到的输入信号是输入信号发送的CAN信号和PIN信号、模式判别模块发送的Ready信号和钥匙信号、踏板模块发送的加速踏板故障信号和制动踏板故障信号、挡位模块发送的挡位故障信号、巡航解析模块发送的巡航故障信号以及附件模块发送的附件故障信号组成；所述故障模块发送的CAN信号由输出模块接收作为其自身的输入信号，发送的故障信号分别由扭矩模块、电源模块、模式判别模块、功率模块和附件模块接收作为其自身的输入信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910567785.3A CN110412951A (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201910567785.3A CN110412951A (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 一种纯电动汽车整车控制器应用层平台化软件模型架构 |
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2019
- 2019-06-27 CN CN201910567785.3A patent/CN110412951A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20191105 |