CN114347804B - 一种电动汽车控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车控制系统,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域。本发明还公开了该控制系统的控制方法。采用上述技术方案,通过系统的分工和时序触发调度设计,实现域的控制,使系统传动链极短,信号源高度丰富完整,车辆执行更高效更安全、成本极大地降低、增加续航里程,满足平台化车型开发设计需求,满足智能驾驶车辆动力控制需要;对控制对象进行重新定义,信号统一采集,集中差异化分析,达到实现对车辆状态系统化信息采集、运动控制、反馈和驱动。
Description
技术领域
本发明属于新能源电动汽车的车辆控制及电驱系统控制的技术领域。更具体地,本发明涉及一种电动汽车控制系统。本发明还涉及该控制系统的控制方法。
背景技术
目前,新能源电动汽车的高压部件系统出现了轻量化等新的技术,也出现了新的集成化方式,如OBC、DC/DC、MCU及MCU与VCU集成化控制器方案等。
上述的这些方案伴随着多年的产销量增加,技术竞争越来越激烈。市场及用户对车辆的性能和安全要求也越来越高,产品迭代升级平凡,整车面临着成本的巨大压力。目前,电池和电驱动的成本占据了产品的大部分成本,其中电驱动系统约占10%左右。在满足产品开发周期前提下,保证性能目标不降低,成为产品开发的方向。通过一定的物理式集成可以适当地降低系统的成本,但不会出现本质性的变化;同时随着新车型、新技术及平台化车型衍生,现有的开发方式愈发困难,对于智能驾驶领域来说无法适用。
发明内容
本发明提供一种电动汽车控制系统,其目的是实现对车辆进行域的控制。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明的电动汽车控制系统,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域。
所述的动力域负责车辆的高压系统的控制和执行,将车辆的动力系统通过域控制的方式进行管理,动力域是整个车辆控制运行的核心。
所述的动力域包括四个模块域,按照信号传递顺序分为采集域、执行域、反馈域、通信域;其中:
所述的采集域负责动力系统采集信号包含传感器及负载信号的采集预处理;
所述的执行域对接收到的预处理采集信号进行统一调度和时序管理,监控车辆静态环境及动态的运行控制;
所述的反馈域对运动后的数据进行实时跟踪定位监控,确保能及时提前识别风险,使风险在有限的时间内传递给执行域进行运行轨迹的修正保证域控制信号完整性;
所述的通信域承担动力域与车辆控制系统总的交互、信号接收及传递信息安全密钥指令。
所述的车身域将BCM、ICU、T-BOX、IPU的功能融合统一处理控制;进行与驾驶员的互动并实时记录存储于系统中;通过与动力域中的通信域进行信号共享,上传电流、母线电压、温度、瞬时功率、可用剩余功率、车速、转速、SOC的车辆健康状态进行交互显示,提供给驾驶员作为行驶判断的依据。
所述的底盘域将ABS、ESP、EPB、EPS、TPMS的系统功能实现,并控制执行车辆的检测和运行的辅助控制,保持车辆运行在异常情况下平稳管控。
所述的底盘域与动力域进行实时交互,完成车辆位置、速度、运行轨迹的修正及前后左右毫米波雷达识别的目标进行执行的失效拦截和预警并处理;其中的AEB功能需要配合ESP和EPB进行实时对接和报警级控制执行,其他功能可用使用声光等信号进行预警。
所述的采集域、执行域、反馈域、通信域通过电驱系统总成来实现;所述的电驱系统总成具备电机控制功能、车辆控制功能、智能驾驶功能,通过控制传感器采集负载的电池信息、动力电机信息、空压机信息、PTC本体信息、油门踏板信息、档位信息、真空泵信息、冷却泵及冷却风扇信息、电网信息、毫米波雷达信息、摄像头信息;采集到的上述信息经过多通道处理后进入GPU处理单元。
所述的电驱动系统总成内部对采集域的信号再进行调度分离,将依据信号等级状态分成三级:
一级:车辆预警警示提示执行信息;
二级:车辆进行动力性能线性下调如降功率、降低可用剩余功率、降低输出负载系数等;
三级:车辆蠕行至停车策略。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的,本发明还提供了以上所述的电动汽车控制系统的控制方法,其技术方案是:
1、在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,如唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
2、在车辆反向驱动运行时:
当条件满足智能驾驶时,可以自己进入对应的模式环境;否则报模式故障;
当执行域收到上层扭矩安全校核的inverter enable软硬件信号后,开始PWM输出,进入零扭矩模式状态;
当驾驶员请求车速指令后,根据执行域模块中的矢量算法输出真实扭矩给上层扭矩安全及反馈域,并同步开展预限值功率和扭矩的请求命令给电驱动系统总成的IGBT单元并控制其占空比及载波频率动态调整,驱动电机四象限运行,达到车辆的控制行驶;
动力域根据采集域和反馈域的信号信息输出需求扭矩值,此时功率器件开通并产生电流;通过对电流控制,实现扭矩控制;通过对旋变的解析计算,对转速值和扭矩值进行限定;由于反向驱动策略主要基于安全考虑,对应功率和扭矩的限值,其电流较小,通过反馈域的闭环控制,达到对溢出数值风险管理对车辆运行影响。
3、在车辆制动馈电运行时:
当电驱动系统总成的负载电机工作在上述正向驱动或反向驱动时,如果有驾驶员指令需求踩到制动踏板,电驱动系统总成根据请求的正或负扭矩命令,通过执行域计算对应的扭矩跟随命令,并根据转速大小实施电机模式退出及模式切换;同时上报当前转速信息给执行域的扭矩监控单元,进行扭矩监控;
如果没有采集到油门踏板信号、制动踏板信号,监控出现负转速时,会采取速度闭环控制,使其转速为零;根据转子位置及加速度值优化控制,减少位移大小;且此时不再响应采集域扭矩请求命令,仅在采集域提供刷新后的油门踏板或制动踏板信号后才需立即响应其扭矩命令;
另外,如果采集到的转速在一定限值范围内,检测到有制动信号,电压有升高限值,电驱动系统总成将进行电机模式切换,关闭其驱动回路中上桥臂,保持下桥导通导入电流进入开关状态,使得制动的电流同步整流至电驱系统总成的母排至外部高压回路中,短时过热产生的热量通过散热结构传输至壳体和PTC系统中。
4、在充电模式时:
当车辆从正常的待机模式或运行模式进入到下电POWEROFF模式后,执行域执行采集域的信号,检测是否有充电唤醒信号;根据信号输入握手信号进入车载充电模式,启动动力域的执行结构硬件,进行反向逆变,通过AC/DC并再经过DC/DC处理进入外部动力电池中,实现车载充电;
在充电过程中,根据电池的SOC进行刷新和充电速率调整;
5、在智能驾驶模式时:
如果此时底盘域的EPS系统检测到人手模式符合智能驾驶模型要求,尤其是左右前后毫米波雷达及摄像头都自检合格,检测识别目标连续三次均满足模型要求,才能进入智能驾驶状态;
但车辆处于正向行驶时,前后左右毫米波雷达将采集到目标根据模型分离、分类,如位移目标、静止目标、光源目标等将车辆的安全间距、安全车道通过车载IPU定位系统捕捉比对坐标和导航坐标,保证车辆处于可监控状态;
由毫米波雷达监测的图像数据经过采集域的GPU高效处理、筛选出符合危险识别源信息进行识别;通过车辆前后部的视觉摄像头匹配实时监控车辆前方的行驶环境、探测与前方车辆或障碍物的距离;毫米波雷达诊断接近或达到报警距离时,自动激活、直到EPB和EPS并对车辆主动实施紧急制动,根据采集域的车速信号及反馈域的转速信号实施制动的变化率,防止高速风险,避免碰撞或减轻碰撞后果;
在毫米波雷达在进行目标识别及分析危险级别时,如果目标危险的形状及安全间距足够大不至于主动控制时,会进行预警声光提示;当在目标识别级别很高时,执行域的三级扭矩安全决议会提供执行的时间并在声光提示中提示;
本发明采用上述技术方案,通过系统的分工和时序触发调度设计,实现域的控制,使系统传动链极短,信号源高度丰富完整,车辆执行更高效更安全、成本极大地降低、增加续航里程,满足平台化车型开发设计需求,满足智能驾驶车辆动力控制需要;对控制对象进行重新定义,信号统一采集,集中差异化分析,达到实现对车辆状态系统化信息采集、运动控制、反馈和驱动。
附图说明
附图所示内容及图中的标记作简要说明:
图1是本发明所述车辆域控制框图;
图2是本发明的采集域实施策略的示意图;
图3是本发明的动力域实施策略的示意图。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明涉及新能源电动汽车的车辆控制及电驱系统控制,提供了一种新型的车辆控制系统及总成实现对电机驱动和车辆系统控制及智能驾驶控制并进行高效、安全的管理。如图1至图3所示本发明的结构,为电动汽车控制系统。
本发明中的缩略语含义:
采集域:
AC/DC——交流直流变换器;
DC/DC——直流变换器;
OBC——车载充电器;
BMS——电池管理系统;
PDU——高压配电盒;
车身域:
BCM——车身控制器;
ICU——仪表控制单元;
T-BOX——车联网系统;
IPU——智能动力单元;
MCU——电机控制器
底盘域:
ABS——防抱死系统;
ESP——车身稳定系统;
EPB——电子驻车制动系统;
EPS——电动助力转向系统;
TPMS——轮胎压力监测系统;
其它:
SOC——电池荷电量;
PTC——加热器件;
CLM——空调设备
CRC——循环冗余校验;
AEB——自动紧急制动;
GPU——高速图形处理器;
inverter enable——逆变器启动(或逆变器使能);
front drive模式——正向驱动模式;
reverse drive模式——反向驱动模式;
speed模式——车速模式;
off模式——关断模式;
power off模式——动力关断模式;
ready模式——待机模式;
zero torque模式——下电,零扭矩;
discharge模式——放电;
failure模式——失败;
其它术技术语还包括:
馈电功能、充电模式、智能驾驶模式、恒功率模式、恒扭矩模式、人手模式。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷,实现对车辆进行域的控制的发明目的,本发明采取的技术方案为:
如图1所示,本发明的电动汽车控制系统,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;该电动汽车用车辆域控制及电驱动系统总成包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域。
本发明是由顶层开始进行系统设计,从控制原理上统一规划,从整车信号采集和能量传递链上系统的设计,建立一个全新的、以时序触发为中心的车辆系统,将整个车辆设计成域的控制架构,其核心在于具有一套完整的车辆域控制设计的电控系统管理和设计,通过设计将原本复杂的车辆分布式复杂的结构整合为三个系统域,依次为车身域、底盘域、动力域。通过系统的分工和时序触发调度设计,实现域的控制,使系统传动链极短,信号源高度丰富完整,车辆执行更高效更安全、成本极大地降低、增加续航里程,满足平台化车型开发设计需求,满足智能驾驶车辆动力控制需要;对控制对象进行重新定义,信号统一采集,集中差异化分析,达到实现对车辆状态系统化信息采集、运动控制、反馈和驱动。
相比传统的信号输入和输出涉及到采集、整理、校核均有一个系统或模块来执行的方式,本发明的独特的系统设计,将整个车辆控制置于域的时域内,改变了原先独立零部件及子系统逐级申报控制方式,以及信号源不完整、信号传递滞后、信号不安全传播等的难题;极大地提高了信号传递的速度、精度和安全,尤其在复杂恶劣的工况下能够保证车辆运动的精确控制,能实现车辆高质量控制管理及对电机驱动控制。
一、动力域:
所述的动力域负责车辆的高压系统的控制和执行,将车辆的动力系统通过域控制的方式进行管理,动力域是整个车辆控制运行的核心。动力域是整个车辆的执行机构,负责车辆的高压系统的控制和执行,负责车辆的扭矩仲裁。
所述的动力域按照信号传递顺序分为采集域、执行域、反馈域、通信域;域与域之间通过以太网实现信号交互。动力域的功能是通过采集域、执行域、反馈域、通信域来完成的。
其中:
1、采集域:
所述的采集域负责动力系统采集信号包含传感器及负载信号的采集预处理;利用采集域进行独立的温度、电流、电压、踏板、档位、电机、水压力、雷达信号、摄像头等信号,进行专门的采集及信号合成。
所述的采集域将所有的传感器、负载电机、负载电池进行对应管理,实现现有技术中的电机控制器、DC/DC(直流变换器)、OBC(车载充电器)、BMS(电池管理系统)、PDU(高压配电盒)的全部信号采集工作;实现智能驾驶的前后左右毫米波雷达及前后摄像头的瞬时数据采集工作,把采集到的图像、声光电信号进行分类、分离、整理、汇总,重新传给执行域。
采集域负责采集驱动模式、充电模式、智能驾驶模式对应的所有高压负载及其关联传感器,涉及到的负载动力电池、动力电机、DCDC\AC、PTC本体;涉及到低压的负载有风扇、水泵、电磁阀、加速踏板、制动踏板、档位、毫米波雷达、摄像头等。
采集域分成两级处理机制:前级预处理单元部分;后级处理校核控制单元部分。最终的信号经过执行域及反馈域跟踪修正,通过通信域输出给车辆。
采集域使用高速处理GPU处理系统,其他域使用AURIX297处理系统。
2、执行域:
所述的执行域对接收到的预处理采集信号进行统一调度和时序管理,监控车辆静态环境及动态的运行控制;利用动力域内的执行域进行信号的决策和校核分析及仲裁输出执行指令;依据内部三级扭矩安全策略涉及到制动信号、加速踏板信号、档位信号、电机三相电流信号、动力电池的母线电压、动力电池继电器粘连检测等信号进行纳入到扭矩二次校核,避免系统控制环的执行机构反馈域失效,此项工作在扭矩矩阵单元中进行并完成。
3、反馈域:
利用反馈域实现采集信号和执行后的运动状态进行跟踪定位反馈处理给执行域。所述的反馈域对运动后的数据进行实时跟踪定位监控,确保能及时提前识别风险,使风险在有限的时间内传递给执行域进行运行轨迹的修正保证域控制信号完整性;
整车信号与动力域之间进行传递使得驾驶员的体验感更强,避免了信号出现瞬时停滞带来行驶瞬时失控,尤其是智能驾驶功能实现采集的前后左右毫米波雷达图像数据处理需要真正做到及时有效精确定位,对摄像头的采集需要给执行域进行算法实施保证域毫米波雷达数据进行原始矩阵逐一对应识别。
4、通信域:
所述的通信域承担电驱系统总成(动力域)与车辆控制系统总的交互、信号接收及传递信息安全密钥等指令。
二、车身域:
车辆的车身域负责显示及车辆附件机构控制。
所述的车身域将BCM(车身控制器)、ICU(仪表控制单元)、T-BOX(车联网系统)、IPU(智能动力单元)的功能融合统一处理控制;进行与驾驶员的互动并实时记录存储于系统中;通过与动力域中的通信域进行信号共享,信号包括上传电流、母线电压、温度、瞬时功率、可用剩余功率、车速、转速、SOC(电池荷电量)等车辆健康状态,进行交互显示,提供给驾驶员作为行驶判断的依据。
三、底盘域:
底盘域负责车速、制动系统、行驶系统辅助矫正,尤其可实现主动式驻坡策略,实时监控车辆位移及三维坐标,避免传统的先溜坡再驻坡,保证车辆运行安全并满足驾驶员体验。
底盘域作为系统域与车身域和动力域相同级别的独立域,将ABS(防抱死系统)、ESP(车身稳定系统)、EPB(电子驻车制动系统)、EPS(电动助力转向系统)、TPMS(轮胎压力监测系统)的系统功能实现,并控制执行车辆的检测和运行的辅助控制,保持车辆运行在异常情况下平稳管控。
所述的底盘域与动力域进行实时交互,完成车辆位置、速度、运行轨迹的修正及前后左右毫米波雷达识别的目标进行执行的失效拦截和预警并处理;其中的AEB(自动紧急制动)功能需要配合ESP和EPB进行实时对接和报警级控制执行,其他功能可用使用声光等信号进行预警,但不限于上述方案。
域与域之间可以实现以太网通信。
所述的采集域、执行域、反馈域、通信域通过电驱系统总成来实现;所述的电驱系统总成具备电机控制功能、车辆控制功能、智能驾驶功能,通过控制传感器采集负载的电池信息、动力电机信息、空压机信息、PTC(加热器件)本体信息、油门踏板信息、档位信息、真空泵信息、冷却泵及冷却风扇信息、电网信息、毫米波雷达信息、摄像头信息;采集到的上述信息经过多通道处理后进入GPU处理单元(高速图形处理器)。
GPU处理单元拥有强大数据处理和解析能力,对处理的数据能进行加密和CRC(循环冗余)校验,避免网络原因导致数据溢出或外泄。
GPU处理单元分为两级控制单元架构,采用采集预处理和处理集成控制监控的时序,前级具备高速信号传输和预选功能,对不良信息进行筛选,选出符合逻辑和状态的变化量进行一轮信息存储;
此信息主要应用在动态跟踪,具备在车辆正向驱动、反向驱动、馈电功能、充电模式、智能驾驶模式进行,通过采集外部必要的传感器信息,采集整车油门踏板信号、档位状态信息、制动踏板及手刹信号和ABS轮速信号等,同时采集电机的三相电流、母线电流、母线电压、旋变位置信号和转速信号、电机温度和IGBT温度等信息,并将当前转速和和扭矩值反馈给后级处理单元,进行关键项(如安全项)的识别;
如无智能驾驶模式数据和毫米波雷达、摄像头及充电模式等情况,后级处理单元依据通信协议直接将数据发送到通信域,通信域与底盘域进行关联信息匹配,主要校核轮速传感器的速度、ABS或ESP位置角度、转向的坐标系校核修正,保证与通信域的主时钟进行对钟;在当前指令模式下车辆正常行驶和模式控制。
本发明的组成及工作方式:
通过对采集到整车KL30和KL15信号后开始进行初始化及上电预充,并与车身域的IPU及底盘域的位置及位移信息进行CRC校核;
如无问题,系统预充完成后进行对采集域的外部状态量采集自检;
自检合格后,采集域的后级处理单元控制此时信号进入动力域的执行域发出OFF模式直接显示在IPU上,当接受到驾驶员车速指令、档位需求后并使执行域的inverterenable(逆变器启动)信号有效后,进行零扭矩模式;
如此时收到采集域的信号为电池连接状态后且采集到负载电机工作母线电压正常后且无等级故障,等待扭矩命令,
如此时收到采集域的扭矩请求命令后,通信域与底盘域的IPU显示更新,提示驾驶员,当上述的电驱动系统总成进入相应的工作模式,如前驱(正向驱动)或后驱(反向驱动)模式等。
本发明中:
车身域采集高级先进的满足ASIL-BARM多核系统;
底盘域采用power pc结构的满足ASIL-D的数字系统处理器;
动力域中的采集域采用GPU为主的处理器,满足功能安全需要;
动力域中的执行域、反馈域、通信域采用infineon(英飞凌)汽车级芯片AURIXTC297系列,实现高速基于功能安全等级的带浮点运算芯片系统;
车辆外部信息经过采集域的采集和传输通讯域后处理成预定的信号地址位和DTC代码至执行域的297系统处理器内部运算,运行信号控制和逻辑输出及命令执行、诊断、扭矩监控,也包含于反馈域的CRC校核修正。
采集域对负载的模拟量信号、数字量信号、PWM信号、CAN等分离分类后,如没有收到反馈域的三级信号,直接与系统模型比对无误后直接进行执行域提供系统响应速度和满足驾驶员急速驾驶的体验感。
底盘域的ABS轮速信号及ESP转向角度信号和EPS角度信号与车辆外部负载动力电机的位置角及车辆的位移包含在三维的坐标等和转速信号进行矩阵模型识别后完成底盘域全部工作;
上述模式和逻辑通过基于模型的校核,减少传输等待时间和死区时间,保证信号快速响应;
其中,上述信号中三维坐标系信号由采集域中的XD系列加速度计配合动力电机旋变位置最终计算出位移,保证车辆主动安全。
其他采集域的安全信号,如油门踏板信号、排挡信号、制动信号及(什么的)使能信号和CAN信号、动力电机的霍尔传感器上电流信号、电池母线上霍尔传感器上的电流信号等;
这些信号进行执行域后由硬件电驱系统总成进行矢量算法解析,根据油门踏板的开度解析出扭矩的指令,这些指令请求与执行域的反馈扭矩指令及位置角度、速度外环信号、ID和IQ电流信号反馈出初步的转矩指令和速度指令经过反馈域调节修正后可满足驾驶员各类工况模式需求。
本发明还提供了上述系统及总成的控制方法和功能实现控制,包括:
所述的电驱动系统总成内部对采集域的信号再进行调度分离,将依据信号等级状态分成三级:
一级:车辆预警警示提示执行信息;
二级:车辆进行动力性能线性下调如降功率、降低可用剩余功率、降低输出负载系数等;
三级:车辆蠕行至停车策略。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的,本发明还提供了以上所述的电动汽车控制系统的控制方法;以下是对不同运行状态的分析:
1、在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB(电子驻车制动系统)必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS(电动助力转向系统)和ESP(车身稳定系统)来完成;
如果车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,如唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC(加热器件)或CLM(空调设备)指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC(电池荷电量)刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU(仪表控制单元)显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
2、在车辆反向驱动运行时:
此模式不可与上述车辆正向驱动运行模式进行直接转换,也不可与充电模式进行直接切换;
当条件满足智能驾驶时,可以自己进入对应的模式环境;否则报模式故障;
本发明中的电驱动系统总成工作模式有多个,如由off模式(关断)、discharge模式(放电)、power off(动力关断),zero torque模式(下电,零扭矩)、front drive模式(正向驱动)、reverse drive模式(反向驱动)、speed模式(速度)、failure模式(失败)及ready模式等;相互模式间按照一定的时序和指令进行转换。
当执行域收到上层扭矩安全校核的inverter enable(逆变器启动)软硬件信号后,开始PWM输出,进入零扭矩模式状态;
当驾驶员请求车速指令后,根据执行域模块中的矢量算法输出真实扭矩给上层扭矩安全及反馈域,并同步开展预限值功率和扭矩的请求命令给电驱动系统总成的IGBT单元并控制其占空比及载波频率动态调整,驱动电机四象限运行,达到车辆的控制行驶;
动力域根据采集域和反馈域的信号信息输出需求扭矩值,此时功率器件开通并产生电流;通过对电流控制,实现扭矩控制;通过对旋变的解析计算,对转速值和扭矩值进行限定;由于反向驱动策略主要基于安全考虑,对应功率和扭矩的限值,其电流较小,通过反馈域的闭环控制,达到对溢出数值风险管理对车辆运行影响。
电机工作后产生的热量,通过循环冷却系统及PTC加热系统分流,达到节能提升续航的目的。
3、在车辆制动馈电运行时:
此工作模式不可于上述车辆正向驱动和反向驱动任一模式直接进行转换,相互之间没有共同时序;另外,车辆制动馈电运行与智能驾驶模式不能同时进行,否则出现模式故障。
当电驱动系统总成的负载电机工作在上述正向驱动或反向驱动时,如果有驾驶员指令需求踩到制动踏板,电驱动系统总成根据请求的正或负扭矩命令,通过执行域计算对应的扭矩跟随命令,并根据转速大小实施电机模式退出及模式切换;同时上报当前转速信息给执行域的扭矩监控单元,进行扭矩监控;
如果没有采集到油门踏板信号、制动踏板信号,监控出现负转速时,会采取速度闭环控制,使其转速为零;根据转子位置及加速度值优化控制,减少位移大小;且此时不再响应采集域扭矩请求命令,仅在采集域提供刷新后的油门踏板或制动踏板信号后才需立即响应其扭矩命令;
另外,如果采集到的转速在一定限值范围内,检测到有制动信号,电压有升高限值,电驱动系统总成将进行电机模式切换,关闭其驱动回路中上桥臂,保持下桥导通导入电流进入开关状态,使得制动的电流同步整流至电驱系统总成的母排至外部高压回路中,短时过热产生的热量通过散热结构传输至壳体和PTC系统中。
4、在充电模式时:
当车辆从正常的待机模式或运行模式进入到下电POWER OFF模式后,执行域执行采集域的信号,检测是否有充电唤醒信号;根据信号输入握手信号进入车载充电模式,启动动力域的执行结构硬件,如本发明设施的电驱系统总成,进行反向逆变,通过AC/DC(交流直流变换器)并再经过DC/DC(直流变换器)处理进入外部动力电池中,实现车载充电;
在充电过程中,根据电池的SOC(电池荷电量)进行刷新和充电速率调整;
在充电时,根据法规要求对充电可用功率及剩余功率、瞬时功率进行规定处理,并对充电过程出现的故障进行相应的通讯诊断,通过通信域输出给IPU(智能动力控制单元),通过IPU的显示告知驾驶员;通过声光提升等实现。
5、在智能驾驶模式时:
当且仅当车辆检测到车辆处于无三级警报,才能使动力域、底盘域、车身域进行智能驾驶模式的准备状态;
如果此时底盘域的EPS系统(电动助力转向系统)检测到人手模式符合智能驾驶模型要求,尤其是左右前后毫米波雷达及摄像头都自检合格,检测识别目标连续三次均满足模型要求,才能进入智能驾驶状态;
智能驾驶不能在车辆反向行驶模式和充电模式下使用,基于安全的考虑不进行实施。
但车辆处于正向行驶时,前后左右毫米波雷达将采集到目标根据模型分离、分类,如位移目标、静止目标、光源目标等将车辆的安全间距、安全车道通过车载IPU定位系统捕捉比对坐标和导航坐标,保证车辆处于可监控状态;
由毫米波雷达监测的图像数据经过采集域的GPU高效处理、筛选出符合危险识别源信息进行识别;通过车辆前后部的视觉摄像头匹配实时监控车辆前方的行驶环境、探测与前方车辆或障碍物的距离;毫米波雷达诊断接近或达到报警距离时,自动激活、直到EPB(电子驻车制动系统)和EPS系统(电动助力转向系统)并对车辆主动实施紧急制动,根据采集域的车速信号及反馈域的转速信号实施制动的变化率,防止高速风险,避免碰撞或减轻碰撞后果;
在毫米波雷达在进行目标识别及分析危险级别时,车速的判别也非常重要,如果目标危险的形状及安全间距足够大不至于主动控制时,会进行预警声光提示;当在目标识别级别很高时,执行域的三级扭矩安全决议会提供执行的时间并在声光提示中提示;
在整个过程中的惯导的作用非常重要,如果定位的坐标与车辆三坐标位移不能匹配成功,车辆将处于危险地带,如此时发出主动的EPS或EPB紧急制动,会加剧危险发生率,因此本发明可以避免该类风险几率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
2.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的动力域负责车辆的高压系统的控制和执行,将车辆的动力系统通过域控制的方式进行管理,动力域是整个车辆控制运行的核心;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
3.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的动力域负责车辆的高压系统的控制和执行,将车辆的动力系统通过域控制的方式进行管理,动力域是整个车辆控制运行的核心;
所述的动力域包括四个模块域,按照信号传递顺序分为采集域、执行域、反馈域、通信域;其中:
所述的采集域负责动力系统采集信号包含传感器及负载信号的采集预处理;
所述的采集域将所有的传感器、负载电机、负载电池进行对应管理,实现电机控制器、DC/DC、OBC、BMS、PDU的全部信号采集工作;实现智能驾驶的前后左右毫米波雷达及前后摄像头的瞬时数据采集工作,把采集到的图像、声光电信号进行分类、分离、整理、汇总,重新传给执行域;
所述的执行域对接收到的预处理采集信号进行统一调度和时序管理,监控车辆静态环境及动态的运行控制;
所述的反馈域对运动后的数据进行实时跟踪定位监控,确保能及时提前识别风险,使风险在有限的时间内传递给执行域进行运行轨迹的修正保证域控制信号完整性;
所述的通信域承担动力域与车辆控制系统总的交互、信号接收及传递信息安全密钥指令;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
4.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的车身域将BCM、ICU、T-BOX、IPU的功能融合统一处理控制;进行与驾驶员的互动并实时记录存储于系统中;通过与动力域中的通信域进行信号共享,上传电流、母线电压、温度、瞬时功率、可用剩余功率、车速、转速、SOC的车辆健康状态进行交互显示,提供给驾驶员作为行驶判断的依据;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
5.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的底盘域将ABS、ESP、EPB、EPS、TPMS的系统功能实现,并控制执行车辆的检测和运行的辅助控制,保持车辆运行在异常情况下平稳管控;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
6.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的底盘域将ABS、ESP、EPB、EPS、TPMS的系统功能实现,并控制执行车辆的检测和运行的辅助控制,保持车辆运行在异常情况下平稳管控;
所述的底盘域与动力域进行实时交互,完成车辆位置、速度、运行轨迹的修正及前后左右毫米波雷达识别的目标进行执行的失效拦截和预警并处理;其中的AEB功能需要配合ESP和EPB进行实时对接和报警级控制执行,其他功能使用声光的信号进行预警;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
7.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的动力域负责车辆的高压系统的控制和执行,将车辆的动力系统通过域控制的方式进行管理,动力域是整个车辆控制运行的核心;
所述的动力域包括四个模块域,按照信号传递顺序分为采集域、执行域、反馈域、通信域;其中:
所述的采集域负责动力系统采集信号包含传感器及负载信号的采集预处理;
所述的采集域将所有的传感器、负载电机、负载电池进行对应管理,实现电机控制器、DC/DC、OBC、BMS、PDU的全部信号采集工作;实现智能驾驶的前后左右毫米波雷达及前后摄像头的瞬时数据采集工作,把采集到的图像、声光电信号进行分类、分离、整理、汇总,重新传给执行域;
所述的执行域对接收到的预处理采集信号进行统一调度和时序管理,监控车辆静态环境及动态的运行控制;
所述的反馈域对运动后的数据进行实时跟踪定位监控,确保能及时提前识别风险,使风险在有限的时间内传递给执行域进行运行轨迹的修正保证域控制信号完整性;
所述的通信域承担动力域与车辆控制系统总的交互、信号接收及传递信息安全密钥指令;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
8.一种电动汽车控制系统的控制方法,所述的汽车包括车身、底盘和电驱动系统总成;所述的控制系统包括三个独立的系统域,分别为车身域、底盘域、动力域;
所述的电驱动系统总成内部对采集域的信号再进行调度分离,将依据信号等级状态分成三级:
一级:车辆预警警示提示执行信息;
二级:车辆进行动力性能线性下调如降功率、降低可用剩余功率、降低输出负载系数;
三级:车辆蠕行至停车策略;
其特征在于,在车辆正向驱动运行时:
当驾驶员完成车辆启动自检后,车辆进入ready模式;
如果在一定的时间内没有执行新的指令调度需求,车辆提示驾驶员并通过采集域将无更新的数据模式提交给执行域;执行域与车身域的IPU进行互动问答方式提示声光信号,提示驾驶员:避免车辆长时间待机影响到电量SOC;
如果继续执行下一步操作行车需求,在驾驶员车速指令下达后,采集域的模拟量信号中必须要有加速踏板的开度信息、档位信息;需要D档或R档中;另外,底盘域的EPB必须处于解锁状态,否则车辆驱动模式无法执行;在EPB解锁的同时,还需要校核确认方向盘的触发模式,这个工作由底盘域的EPS和ESP来完成;
如车辆的底盘域传感器未能检测到驾驶人手的声、电及图像时,车辆不能进入智能驾驶模式,车辆需要在驾驶人的引导下完成车辆的驱动运行状态控制,直到该模式解除;
如果车辆已处于运行状态,动力域的硬件电驱动系统总成会对模式指令进行检测,防止反馈域提供的信息与之冲突;
如果在对模式和状态跳变过程中,部分信号的特殊性需要进行边沿触发模式,所述部分信号包括唤醒信号、APP远程遥控指令,以及采集域需要采集的PTC或CLM指令唤醒触发;
当车辆完成启动、起步加速并实现恒扭矩工况后,车辆即可进行恒功率模式运行;此时,采集域需要及时将SOC刷新,并对车辆动力的可用剩余功率、瞬时功率准确反馈给车身域的IPU显示出来,避免车辆异常而导致驾驶员没有识别带来风险;
车辆进入恒功率模式后,相关的环境温度、工作电流、电池电压、风量、冷却系统的水压及流量都能准确地记录到车辆存储系统中;当且仅当车辆出现异常时,可以记录前10s每一个传感器的10条消息;
车身域在起步至恒扭矩模式中会检测到门锁、窗、转向角度、车速信号并接受外部通信域的信号;当接收到驾驶员特定指令或车速模式需求后与底盘域进行使能确认;车身域保证车辆门、锁、灯、内外附件装置处于可靠状态;
底盘域保证车速及加速度变化率与动力域的电驱动系统总成三坐标系统保持一致,防止域控制的前后不统一导致反馈域修正失效而引发车辆故障。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的电动汽车控制系统的控制方法,其特征在于:在车辆反向驱动运行时:
当条件满足智能驾驶时,可以自己进入对应的模式环境;否则报模式故障;
当执行域收到上层扭矩安全校核的inverter enable软硬件信号后,开始PWM输出,进入零扭矩模式状态;
当驾驶员请求车速指令后,根据执行域模块中的矢量算法输出真实扭矩给上层扭矩安全及反馈域,并同步开展预限值功率和扭矩的请求命令给电驱动系统总成的IGBT单元并控制其占空比及载波频率动态调整,驱动电机四象限运行,达到车辆的控制行驶;
动力域根据采集域和反馈域的信号信息输出需求扭矩值,此时功率器件开通并产生电流;通过对电流控制,实现扭矩控制;通过对旋变的解析计算,对转速值和扭矩值进行限定;由于反向驱动策略主要基于安全考虑,对应功率和扭矩的限值,其电流较小,通过反馈域的闭环控制,达到对溢出数值风险管理对车辆运行影响。
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