CN112158152A - 一种汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，包括设置于加速踏板位置处的两路加速踏板位置传感器及其控制单元，设置于传感器及其控制单元上的无线发射模块，设置于发动机舱某处的主控制单元，设置于发动机舱某处的主控单元的无线接收模块，设置于发动机进气系统的节气门位置处的两个执行单元和设置于上述各元器件之间的导线或CAN线连接。本发明提出一种汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统的整体架构，包括开环型、局部开闭环融合型和闭环型三种形式。本发明专利相比已有结构更紧凑、安全、精度更高，其集成了无线传输模块，容错能力更强，增加故障处理能力，有效提高汽车整体性能，使汽车适应路况环境和使用需求。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子控制技术领域，涉及一种适用于汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统。
背景技术
加速踏板位置信息是发动机电控燃油喷射系统的基本输入信号之一，在发动机控制中扮演着重要的角色。加速踏板位置信息特别对发动机性能优化和整车性能提升越来越不可或缺。因此，保证加速踏板位置信息的准确和及时提供给发动机控制单元是加速踏板位置传感器的重要职能。目前，一般的汽车企业采用两个加速踏板位置传感器来保证上述职能。但是，汽车上的传感器工作环境恶劣，加上传感器自身的缺陷或质量问题，不可避免会出现这样那样的问题而致使加速踏板位置传感器本身或其信号出现问题，如果只是一个加速踏板位置传感器本身或其信号出现问题，尚有另一个加速踏板位置传感器能正常工作，此时，发动机控制单元仍可获得一路加速踏板位置传感器的信号，按照现有做法，此时发动机控制单元亦采取故障模式，进行限制发动机功率或转速，使汽车进入跛行故障模式，通知严重降低了汽车的动力性和燃油经济性等汽车整体性能。另一方面，如果两个加速踏板位置传感器本身或信号都有了问题，这时，驾驶员是否踩踏加速踏板已经无法被发动机控制单元获取，发动机控制单元也就无法有效进行燃油喷射和点火控制。至此，现有的方法无法解决汽车的这种局限。
因此，采用两路加速踏板位置传感器的方法相比单路加速踏板位置传感器的方式已经有了很大的提升，有效避免了当一路加速踏板位置传感器本身或其信号出现问题时的容错能力。但是，目前两路加速踏板位置传感器的方式仍然存在着一路传感器及其电路出现问题时的故障模式，其依然对汽车整体性能造成严重影响，并极大地限制了汽车的自由。此外，给汽车用户造成了一定的使用困境，更不用说两路加速踏板位置传感器及其信号都出现问题时的情况。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种适用于汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，并创新性地提出汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统的整体架构，包括开环型、局部开环和局部闭环融合型和闭环型等三种主要的形式。其结构方面，加速踏板位置传感器及其控制单元融合一体或两个加速踏板位置传感器及其一个控制单元融合一体，信息的传输主要使用了CAN网络。本发明专利提出的加速踏板位置嵌入式感知系统相比已有方式结构更紧凑，更可靠，更安全，信息处理速度更快，精度更高，并且其集成了无线传输模块，容错能力更强，在成本可控的情况下，可以有效增加汽车故障处理能力，更有效提高汽车整体性能，使汽车适应广泛的路况环境和驾乘使用需求。
本发明采用技术方案如下：
一种适用于汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，其特征在于，包括设置于汽车驾驶室加速踏板位置处的两路加速踏板位置传感器及其控制单元，设置于传感器及其控制单元上的无线发射模块，设置于发动机舱某处的主控制单元，设置于发动机舱某处的主控单元的无线接收模块，设置于发动机进气系统中的节气门位置处的两个执行单元，执行单元处的传感器及其电子控制单元和设置于上述各元器件之间的导线或CAN线连接。所述的两路加速踏板位置传感器采集加速踏板位置传感器的信号，采集的信号传送给其控制单元进行处理，处理之后的信号通过CAN线或无线模块传输给主控制单元或其无线接收模块，经主控制单元处理的信息再通过CAN线传输至两路执行单元进行执行器动作。执行器的动作被节气门位置传感器及其控制单元采集和处理，之后通过CAN线传输出去，送至相应传感器控制单元和主控制单元，以对信号进行分析判断。
其中，两路加速踏板位置传感器及其控制单元是模块化的，主要有两种形式，一是一个加速踏板位置传感器及其控制单元是一个模块，然后通过CAN线接入网络；二是两个加速踏板位置传感器独立，然后共用一个控制单元，然后再通过CAN线接入网络。
其中，两路加速踏板位置传感器及其控制单元模块中可以集成无线发射模块，在CAN线出现异常时，其亦可将处理后的传感器信号发送出去。
其中，执行单元亦设置为两路，并且每路执行单元都有两路节气门位置传感器，其作用是保证控制系统的可靠性。
其中，节气门位置传感器及其控制单元是模块化的，并且其处理后的信号会发送至CAN网络。
其中，节气门位置传感器及其控制单元是模块化的，主要有两种形式，一是一个节气门位置传感器及其控制单元是一个模块，然后通过CAN线接入网络；二是两个节气门位置传感器相互独立，然后共用一个控制单元，然后再通过CAN线接入网络。
其中，主电子控制单元采集通过CAN线或无线接收模块传来的加速踏板位置传感器的信号，进行分析运算处理，得出需要执行单元执行的指令，并将该指令通过CAN网络传递给执行单元进行相应执行动作。
其中，CAN网络会传输已经由相应的控制单元处理后的可直接用于运算处理的信号，并且这些信号也会用于判断相应的传感器或其线路是否存在问题。
进一步地，传感器模块不局限于一种形式，附图会展示至少2种。
进一步地，传感器的电子控制单元是嵌入式系统信息处理的控制核心，其将传感器的信号进行处理，并将处理后的信号传递给CAN网络。主电子控制单元是执行端的控制核心，经过运算与处理，形成控制指令，并启动两个执行单元中的某个执行命令。
进一步地，模块化的节气门位置传感器及其控制单元可以集成无线发送模块，以提高其信息传递能力，提高传输的可靠性。
进一步地，本专利范围不只针对传统燃油汽车，也包含电动汽车、智能汽车和无人驾驶汽车。
本发明的有益效果在于：本发明一种汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统采用嵌入式系统将加速踏板位置传感器模块化，并通过CAN网络传递信息，必要时也可通过无线发射模块将信号发送出去，在执行端做了同样的处理，有效的消除了现有方法容易出现的一个传感器有故障就进入故障模式的问题，并且在传感器线路有问题时，也可以通过无线传输，提高的系统的可靠性。将执行端也采用双路后，可增加系统的可靠性，从而使加速踏板位置信号可以可靠传递到主电子控制单元，使发动机或电动汽车的高效控制得到保证。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1开环型汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统原理框图。
图2闭环型汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统原理框图。
图3带无线发射和接收模块的闭环型汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统原理框图。
图4APS耦合的闭环型汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统原理框图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案进一步的描述。
[实施例1]
如图3所示，本汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，包括加速踏板位置处的两路加速踏板位置传感器及其控制单元，即APS1和APS2及其共用的电子控制单元ECU1/GPRS/RF，其包含无线发射模块GPRS/RF，设置于发动机舱某处的主控制单元ECU2/GPRS/RFID，其包含无线接收模块GPRS/RFID，设置于发动机进气系统中的节气门位置处的两个执行单元Actuator1、Actuator2和TPS1、TPS2，和设置于上述各元器件之间的导线或CAN线。所述的两路加速踏板位置传感器APS1和APS2采集加速踏板位置传感器的信号，采集的信号传送给其控制单元ECU1/GPRS/RF进行处理，处理之后的信号通过CAN线或无线模块传输给主控制单元或其无线接收模块ECU2/GPRS/RFID，经主控制单元ECU2/GPRS/RFID处理的信息再通过CAN线传输至两路执行单元进行执行器Actuator1和Actuator2动作。执行器Actuator1和Actuator2的动作被节气门位置传感器及其控制单元，即TPS1和TPS2采集和处理，之后通过CAN线传输出去，送至相应传感器控制单元和主控制单元，以对信号进行分析判断。
如图3所示，本汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统采用的是模块化的第二种形式，即两个加速踏板位置传感器APS1和APS2独立，然后共用一个控制单元ECU1/GPRS/RF，然后由GPRS/RF无线发射模块将信息通过CAN线接入网络或发送给主控制单元ECU2/GPRS/RFID中的无线接收模块GPRS/RFID。
所述的执行单元Actuator1和Actuator2亦设置为两路，并且每路执行单元都有两路节气门位置传感器TPS1和TPS2，其作用是保证控制系统的可靠性。所述的节气门位置传感器及其控制单元是模块化的，并且其处理后的信号会发送至CAN网络。节气门位置传感器及其控制单元TECU/TPS是模块化的，本实例采用第一种形式，即一个节气门位置传感器及其控制单元是一个模块，然后通过CAN线接入网络。
所述的主电子控制单元为ECU2/GPRS/RFID，其采集通过CAN线或无线接收模块传来的加速踏板位置传感器APS1和APS2的信号，进行分析运算处理，得出需要执行单元执行的指令，并将该指令通过CAN网络传递给执行单元Actuator1和Actuator2进行相应执行动作。本实施例中的CAN网络会传输已经由相应的控制单元处理后的可直接用于运算处理的信号，并且这些信号也会用于判断相应的传感器或其线路是否存在问题。
所述的传感器的电子控制单元ECU1是嵌入式系统信息处理的控制核心，其将传感器APS1和APS2的信号进行处理，并将处理后的信号传递给CAN网络。主电子控制单元ECU2是执行端的控制核心，经过运算与处理，形成控制指令，并启动两个执行单元Actuator1和Actuator2中的某个执行命令。
所述的模块化的节气门位置传感器及其控制单元TECU/TPS1和TECU/TPS2可以集成无线发送模块，以提高其信息传递能力，提高传输的可靠性。
[实施例2]
如图1所示，开环型汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统由两个加速踏板位置传感器和其共用的电子控制单元组成模块，然后通过CAN线接入网络。在执行端，只有两个执行单元Actuator1和Actuator2及其TPS1和TPS2。
[实施例3]
如图2所示，相比实施例2，不同在于在执行端的两路传感器TPS1和TPS2格设置了其对应的TECU1和TECU2。
[实施例4]
如图4所示，相比实施例1，不同在于其传感器信号输入端的加速踏板位置传感器APS1和APS2与其电子控制单元AECU1/GPRS/RF融合在一起。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，包括加速踏板位置处的两路加速踏板位置传感器及其控制单元，设置于传感器及其控制单元上的无线发射模块，主控制单元，主控单元中的无线接收模块，设置于发动机进气系统中的节气门位置处的两个执行单元，执行单元处的传感器及其电子控制单元，设置于执行单元处的传感器及其电子控制单元和设置于上述各元器件之间的导线或CAN线连接，其特征在于:两路加速踏板位置传感器与其控制单元进行连接，传感器的控制单元通过CAN线或其无线模块与主控制单元或其无线接收模块连接，经主控制单元处理的信息再通过CAN线传输与两路执行单元连接，执行器的动作被节气门位置传感器及其控制单元与相应传感器控制单元和主控制单元通过CAN线连接，构成信息通路。
2.根据权利要求1所述的汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，其特征在于，两路加速踏板位置传感器及其控制单元是模块化的，有两种形式，一是一个加速踏板位置传感器及其控制单元是一个模块，然后通过CAN线接入网络；二是两个加速踏板位置传感器独立，然后共用一个控制单元，然后再通过CAN线接入网络。
3.根据权利要求1所述的汽车和电动汽车嵌入式驱动控制系统，其特征在于，执行单元亦设置为两路，并且每路执行单元都有两路节气门位置传感器，其作用是保证控制系统的可靠性。
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