CN213384143U - 基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，其包括有整车控制装置、车载设备、路侧设备、控制器局域网络以及能对电动汽车进行智能、精确控制其行驶过程的辅助装置。辅助装置包括有与整车控制装置信号连接的数据采集装置、坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置、重量采集装置、能量回收装置。车载设备内设置有通讯模块、加密模块和签名模块，所述通讯模块、加密模块、签名模块和车载设备依序信号连接；整车控制装置与控制器局域网络之间设置有依序信号连接的通讯模块、解密模块、认证模块和车辆数据传输模块。

Description

基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车的控制装置，具体地说，涉及一种基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置。

背景技术

纯电动汽车以其零排放、不依赖石油资源的优点，属于一种环保的交通工具，并且随着行驶时里程和充电问题的解决，已成为未来汽车工业发展的主要方向。现有纯电动汽车均由整车控制装置进行集中控制，由控制器局域网络(CAN，Controller Area Network)进行信号传输，即由整车控制装置接受驾驶员的操作实现启动、停车、制动、自动驾驶等，在行驶过程中对车速的控制也是由驾驶员的操作来实现，即通过电子油门的控制，从而控制整车控制装置实现加速、减速比例的调整，以及各个控制模块的调用。并且随着互联网技术的发展，车联网(Internet of Vehicles)技术也快速发展，例如，由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络，通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置，与整车控制装置信号连接，使得车辆可以完成自身环境和状态信息的采集，即通过车载设备(OBU，Onboard Unit)与路侧设备(RSU，Road Side Unit)进行通讯，实现车辆身份识别，提供最佳路线、及时汇报路况等等。

但是，上述各种技术的发展，在电动汽车启动、停车、制动、自动驾驶以及加速、减速比例的调整时，仍只能根据驶员的操作进行调整与控制，甚至可以实现车辆身份识别、根据路况获取最佳路线等等，但并不能实现精确控制，对于出现的车辆急停、急行等情况不能缓解，导致车内乘客的舒适度不够，对于车辆的行驶操作并没有改进。

实用新型内容

本实用新型中的目的在于提供一种基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，不仅可以增加电动汽车的安全性、增加乘客的舒适性，还可以有效防止信息泄漏和被网络攻击，导致车辆失控。

本实用新型基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置包括有整车控制装置，与所述整车控制装置信号连接的车载设备(OBU)，与所述车载设备经全球定位系统(GPS)通讯连接的路侧设备(RSU)，所述整车控制装置与控制器局域网络(CAN)信号连接，所述电动汽车控制装置进一步包括有能对电动汽车进行智能、精确控制其行驶过程的辅助装置，所述辅助装置包括有与所述整车控制装置信号连接的：

数据采集装置，用于实时采集汽车行驶过程中的车辆数据；

坡度采集装置，用于实时采集汽车行驶过程所处位置的坡度；

车速采集装置，用于实时采集汽车行驶过程的车速；

轮速采集装置，用于实时采集汽车行驶过程的轮速；

重量采集装置，用于采集汽车行驶过程每次停止、启动后的重量；

能量回收装置，用于汽车行驶过程中回收电压和电流信息；

所述数据采集装置、坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置，重量采集装置、能量回收装置分别独立地与整车控制装置内部对应的信号接收器信号连接，由信号接收器将接收到的信号同时传送给整车控制装置内的 PID控制模块和判断逻辑模块；

所述车载设备内设置有通讯模块、加密模块和签名模块，所述通讯模块、加密模块、签名模块和车载设备依序信号连接；

所述整车控制装置与所述控制器局域网络之间设置有依序信号连接的通讯模块、解密模块、认证模块和车辆数据传输模块。

优选地，所述数据采集装置为车道偏移采集装置。

优选地，所述坡度采集装置为安装在车身内底部前后两端的两个倾角传感器。

优选地，轮速采集装置为安装在轮轴上的四个轮速传感器。

优选地，重量采集装置为车辆高度传感器或直接安装在车身内底部的重量传感器。

使用本实用新型中的辅助装置后可以输出驾驶员意图预判，可以增加行驶的安全性及乘座的舒适性。

通过整车的全要素分析，形成整车控制逻辑方案，可以对行驶车辆作进行更精确的智能控制，可以有效节能10％。

通过加密装置的增加，增加了信号传输的安全性，可以有效防止信息泄漏和被网络攻击，防止车辆失控。

附图说明

图1是本实用新型中辅助装置与整车控制装置连接的结构示意图。

图2是本实用新型中电动汽车控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置专用于纯电动汽车，优其是用于大型公共运输客车，大型公共运输客车在运输过程中会有乘客的上、下车，重量变化差异大，容易导致驾驶员的判断有误差，容易操控不当。并且运输的是众多乘客，需要特殊的安全考虑。

如图2所示，本实用新型中基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置是在现有纯电动汽车整车控制装置的基础上增加一辅助装置，以有效解决现有纯电动汽车整车控制装置的不足。同时为了增加信号传输的安全性，即加强车联网和车辆的信息安全，在车和和网络、车辆内部信息交互之间增加有数据加密装置，可以有效防止信息泄漏和被网络攻击，从而导致车辆失控。具体是：

增加的辅助装置包括有数据采集装置，坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置、重量采集装置、能量回收装置及车载设备。其中数据采集装置，坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置、重量采集装置、能量回收装置及车载设备均通过信号连接的方式分别独立地与整车控制装置内对应的接收器联接，并将采集到的数据信号分别传送到整车控制装置内，由整车控制装置内的PID(比例-积分-微分控制器)控制模块和判断逻辑模块通过所需车速和实际车速对比、档位的判断，输出整车控制逻辑方案和驾驶员意图预判，其中整车控制逻辑方案直接传送给制动控制装置及踏板控制装置。

在车载设备中增加通讯模块、加密模块和签名模块，通讯模块、加密模块、签名模块和车载设备之间依序信号连接。车载设备通过GPS与路侧设备连接，传送的信号通过签名模块核对签名，并通过加密芯片进行密匙加密、解密，最后由通讯模块传输给整车控制装置的接收器，由整车控制装置对收到的信号数据进行处理。

在整车控制装置与控制器局域网络(CAN)之间增加有依序信号连接的通讯模块、解密模块、认证模块和车辆数据传输模块。整车控制装置输出的驾驶员意图预判数据经通讯模块传输给解密模块，解密的同时进行签名认证，最后由车辆数据传输模块传送给控制器局域网络(CAN)，并进一步传送给送给制动控制装置及踏板控制装置，在驾驶员给出操作的同时，制动控制装置及踏板控制装置结合整车控制逻辑方案和驾驶员意图预判，对驾驶员的操作进行缓冲和辅助，缓解驾驶员操作不当或用力过大导致的过激行驶，从而可以缓解乘客由于驾驶员操作导致的不适感。

关于辅助装置，优选地是：

数据采集装置，用于汽车行驶过程时实时采集汽车的具体数据，本实用新型中的数据采集装置是车道偏移采集装置，通过整车控制装置内的CAN (Controller AreaNetwork)控制系统来获取行驶中的车道偏移数据。

坡度采集装置，用于汽车行驶过程时实时采集汽车所处位置的坡度，本实用新型中的坡度采集装置为倾角传感器，包括有安装在车身内底部前后两端的两个倾角传感器，通过计算前后两个倾角传感器的高度差来获得汽车所处位置的坡度。

车速采集装置，用于汽车行驶过程时实时采集汽车行驶的车速，本实用新型采用的是车速传感器，通过整车控制装置内的CAN(Controller Area Network)控制系统来获取行驶中的车速数据。

轮速采集装置，用于汽车行驶过程时实时采集汽车每个车轮的轮速，本实用新型采用的安装在轮轴上的四个轮速传感器。

重量采集装置，用于采集汽车行驶过程每次停止、启动后的重量，本实用新型采用车辆高度传感器，再依CAN(Controller Area Network)控制系统提供的车速、扭矩、加速度、坡度等信息计算出整车重量。当然也可以是安装在车身内底部的重量传感器。

能量回收装置，用于汽车行驶过程回收电压和电流信息，本实用型采用的是制动能量回收装置。

车载设备(OBU，On board Unit)，通过通讯方式连接的路侧设备(RSU， Road SideUnit)获取车辆的实时数据，包括车和车之间的数据，车和路之间的数据。

车道偏移采集装置，坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置、重量采集装置、能量回收装置、车载设备分别将采集到的数据信号传送给整车控制装置，通过整车控制装置内的PID控制模块和判断逻辑模块与所需车速和实际车速对比、档位的判断，输出整车控制逻辑方案和驾驶员意图预判。其中，包括有加速、加速比例，减速、加减比例以及启动、停车等信息。整车控制逻辑方案包括启动、停车、加速需求及扭矩、减速需求及扭矩、制动等信息。

综上所述，本实用新型中通过辅助装置的增加，可以更精确地控制汽车的行驶过程，因为有驾驶员意图预判的输出，可以增加行驶的安全性及乘座的舒适性。另，通过整车控制逻辑方案的输出，即基于整车的全要素(车道偏移、坡度、车速、轮速、重量、能量以及路况)分析，逻辑判断来精确控制车辆，可以对行驶车辆作进行更精确的智能控制，可以有效节能10％。再通过加密装置的增加，增加了信号传输的安全性，可以有效防止信息泄漏和被网络攻击，防止车辆失控。

Claims (5)

1.一种基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，包括有整车控制装置，与所述整车控制装置信号连接的车载设备，与所述车载设备经全球定位系统通讯连接的路侧设备，所述整车控制装置与控制器局域网络信号连接，其特征在于，所述电动汽车控制装置进一步包括有能对电动汽车进行智能、精确控制其行驶过程的辅助装置，所述辅助装置包括有与所述整车控制装置信号连接的：

数据采集装置，用于实时采集汽车行驶过程中的车辆数据；

坡度采集装置，用于实时采集汽车行驶过程所处位置的坡度；

车速采集装置，用于实时采集汽车行驶过程的车速；

轮速采集装置，用于实时采集汽车行驶过程的轮速；

重量采集装置，用于采集汽车行驶过程每次停止、启动后的重量；

能量回收装置，用于汽车行驶过程中回收电压和电流信息；

所述数据采集装置、坡度采集装置、车速采集装置、轮速采集装置，重量采集装置、能量回收装置分别独立地与整车控制装置内部对应的信号接收器信号连接，由信号接收器将接收到的信号同时传送给整车控制装置内的PID控制模块和判断逻辑模块；

所述车载设备内设置有通讯模块、加密模块和签名模块，所述通讯模块、加密模块、签名模块和车载设备依序信号连接；

所述整车控制装置与所述控制器局域网络之间设置有依序信号连接的通讯模块、解密模块、认证模块和车辆数据传输模块。

2.根据权利要求1所述的基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，其特征在于，所述数据采集装置为车道偏移采集装置。

3.根据权利要求1所述的基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，其特征在于，所述坡度采集装置为安装在车身内底部前后两端的两个倾角传感器。

4.根据权利要求1所述的基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，其特征在于，轮速采集装置为安装在轮轴上的四个轮速传感器。

5.根据权利要求1所述的基于车联网智能精确控制行驶过程的电动汽车控制装置，其特征在于，重量采集装置为车辆高度传感器或直接安装在车身内底部的重量传感器。

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