CN215097022U - 一种智能驾驶车辆底盘电控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能驾驶车辆底盘电控系统，包括加速踏板总成、制动踏板总成、换挡机构总成、转向盘总成、加速踏板MCU、制动MCU、换挡机构MCU和转向盘MCU；加速踏板总成通过第一继电器连接加速踏板MCU，同时与ACU连接；在ACU上连接有CAN总线；在ACU的电源端连接有继电器线圈。利用本系统成本低且能实现手动加速和智能驾驶加速的切换。

Description

一种智能驾驶车辆底盘电控系统

技术领域

本实用新型涉及电控系统，特别是智能驾驶车辆底盘电控系统。

背景技术

智能驾驶本质上涉及注意力吸引和注意力分散的认知工程学，主要包括网络导航、自主驾驶和人工干预三个环节。智能驾驶的前提条件是，我们选用的车辆满足行车的动力学要求，车上的传感器能获得相关视听觉信号和信息，并通过认知计算控制相应的随动系统。

传统车的控制器主要是驱动电机控制器，它是用来控制电机的启动、运行、进退、速度、停止等功能的核心控制器件。它拥有完善的整车控制逻辑，并与油门、档位、刹车等整车信号配合，合理控制车的启停、进退、加速等。

针对传统的车，如果仅仅是针对传统车设计成智能驾驶车，则整个控制系统需要进行修改，这样成本会比较高。

发明内容

本实用新型的目的提供一种智能驾驶车辆底盘电控系统，利用本系统成本低且能实现手动加速和智能驾驶加速的切换。

为达到上述目的，一种智能驾驶车辆底盘电控系统，包括加速踏板总成、制动踏板总成、换挡机构总成、转向盘总成、加速踏板MCU、制动MCU、换挡机构MCU和转向盘MCU；加速踏板总成通过第一继电器连接加速踏板MCU，加速踏板总成的电源端通过第一继电器的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的接地端通过第一继电器的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的数字信号输出端连接有ACU同时连接第一继电器的第一固定触点，加速踏板总成的模拟信号输出端连接ACU同时连接第一继电器的第二固定触点，ACU分别连接第一继电器的第三固定触点和第四固定触点，第一继电器的第一动触点连接加速踏板MCU，第一继电器的第二动触点连接加速踏板MCU，第一继电器的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第一继电器的第二动触点与第二固定触点为常闭开关；在ACU上连接有CAN总线；在ACU的电源端连接有继电器线圈。

上述系统，加速踏板的电源端和接地端始终与加速踏板MCU连通。

当ACU通电时，继电器线圈通电，第一继电器的第一动触点与第一继电器的第二固定触点电性连接，第一继电器的第二动触点与第一继电器的第四固定触点电性连接。在手动模式下，驾驶员踩下加速踏板总成，加速踏板的数字信号和模拟信号分别对应的踏板位置信息和开关信息输入给ACU，ACU接收到踏板开关和位置信号，通过ACU接口输出，经连接的第一继电器的第二固定触点和第一动触点以及连接的第一继电器的第四固定触点和第二动触点后输入给加速踏板MCU，加速踏板MCU根据输入信号控制电机的转速。在自动模式下，通过CAN总线将信号传送给ACU，通过ACU接口输出，经连接的第一继电器的第二固定触点和第一动触点以及连接的第一继电器的第四固定触点和第二动触点后输入给加速踏板MCU，加速踏板MCU根据输入信号控制电机的转速。

当ACU没有供电时，继电器线圈不得电，第一继电器的第一固定触点与第一继电器的第一动触点连通，第一继电器的第三固定触点与第一继电器的第二动触点连通，加速踏板总成的数字信号输出端和模拟信号输出端直接与加速踏板MCU导通。手动模式下，驾驶员踩下加速踏板总成，加速踏板总成的位置和开关信号直接通过加速踏板MCU控制电机转速。

因此，上述系统，只需要增加ACU和第一继电器，通过继电器线圈控制第一继电器工作，则智能驾驶过程中，能够直接通过CAN总线控制加速动作，也结合加速踏板总成通过ACU控制加速工作。如需要纯手动模式，则停止给ACU供电即可，因此，成本低，且能实现手动和自动的切换。

进一步的，制动踏板总成通过第二继电器连接制动MCU，第二继电器的第一固定触点连接制动踏板总成，第二继电器的第二固定触点连接ACU，第二继电器的动触点连接制动MCU，第二继电器的第一固定触点与第二继电器的动触点为常闭开关；在第二继电器的两端并联有开关；在ACU的电源端连接有继电器线圈。该结构，在智能驾驶模式下，通过继电器线圈通电，则第二继电器的第二固定触点与第一动触点连通，这样，通过CAN总线给予的信号经过ACU后通过第二继电器传输到制动MCU内，从而实现制动动作，当需要人工操作时，则将ACU断电，则第二继电器的第一动触点与第二继电器的第一固定触点连通，通过制动踏板总成控制制动动作，因此能实现很好的智能和手动的切换。

进一步的，换挡机构总成通过第三继电器连接换挡机构MCU，换挡机构总成的电源端通过第三继电器的常闭点直接与换挡机构MCU连接，换挡机构总成的前进挡数字信号输出端连接ACU同时连接第三继电器的第一固定触点，换挡机构总成的后退挡数字信号输出端连接ACU同时连接第三继电器的第二固定触点，ACU分别连接第三继电器的第三固定触点和第四固定触点，第三继电器的第一动触点连接换挡机构MCU，第三继电器的第二动触点连接换挡机构MCU，第三继电器的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第三继电器的第二动触点与第二固定触点为常闭开关。

该系统，换挡机构总成的电源端和接地端始终与换挡机构MCU连通。

当ACU通电时，继电器线圈通电，第三继电器的第一动触点与第三继电器的第二固定触点电性连接，第三继电器的第二动触点与第三继电器的第四固定触点电性连接。在手动模式下，驾驶员操作换挡机构总成，换挡机构的数字信号信号分别输入给ACU，ACU接收到信号后，通过ACU接口输出，经连接的第三继电器的第二固定触点和第一动触点以及连接的第三继电器的第四固定触点和第二动触点后输入给换挡机构MCU，换挡机构MCU根据输入信号进行控制。在自动模式下，通过CAN总线将信号传送给ACU，通过ACU接口输出，经连接的第三继电器的第二固定触点和第一动触点以及连接的第三继电器的第四固定触点和第二动触点后输入给换挡机构MCU，换挡机构MCU根据输入信号进行控制。

当ACU没有供电时，继电器线圈不得电，第三继电器的第一固定触点与第三继电器的第一动触点连通，第三继电器的第三固定触点与第三继电器的第二动触点连通，换挡机构总成的数字信号输出端直接与换挡机构MCU导通。手动模式下，驾驶员操作换挡机构总成，换挡机构总成的信号直接通过换挡机构MCU进行控制。

因此，上述系统，只需要增加ACU和第三继电器，通过继电器线圈控制第三继电器工作，则智能驾驶过程中，能够直接通过CAN总线控制前进、后退、空挡动作，也可结合换挡机构总成通过ACU控制前进、后退、空挡工作。如需要纯手动模式，则停止给ACU供电即可，因此，成本低，且能实现手动和自动的切换。

进一步的，转向盘总成连接转向盘MCU，转向盘MCU连接EPS电机，EPS电机还直接与ACU连接。该系统，在手动模式下，直接通过转向盘总成操作，通过转向盘MCU控制EPS电机，通过EPS电机控制转向系统，如果需要自动模式，则通过ACU接收信号，并通过ACU控制EPS电机，实现自动控制转向的目的。

进一步的，在制动MCU上连接有助力电机，助力电机连接制动系统。

进一步的，EPS通过CAN总线连接ACU，EPS电机上连接转向系统。

附图说明

图1为本实用新型的电控系统示意图。

图2为加速踏板总成与加速踏板MCU和ACU的连接示意图。

图3为制动踏板总成与制动踏板MCU和ACU的连接示意图。

图4为换挡机构总成与换挡机构MCU和ACU的连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，智能驾驶车辆底盘电控系统包括加速踏板总成1、制动踏板总成2、换挡机构总成3、转向盘总成4、加速踏板MCU、制动MCU、换挡机构MCU、转向盘MCU、第一继电器5、第二继电器6、第三继电器7和ACU。

如图1和图2所示，加速踏板总成1通过第一继电器5连接加速踏板MCU，加速踏板总成1的电源端AP-12V通过第一继电器5的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的接地端GND通过第一继电器5的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的数字信号输出端AP-SW连接有ACU同时连接第一继电器5的第一固定触点，加速踏板总成的模拟信号输出端AP-POS连接ACU同时连接第一继电器5的第二固定触点，ACU分别连接第一继电器5的第三固定触点和第四固定触点，第一继电器5的第一动触点连接加速踏板MCU，第一继电器5的第二动触点连接加速踏板MCU，第一继电器5的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第一继电器的第二动触点与第二固定触点为常闭开关。在本实用新型中，加速踏板总成为现有电动车的加速踏板总成。

在ACU的13和14引脚上连接有CAN总线，在ACU的电源端连接有继电器线圈100。在本实用新型中，ACU选用恩智浦s32k148。

如下表，为ACU部分引脚编号的说明

ACU引脚编号	定义	说明
			2	V-	电源地
4	V+	电源正
			6	AP-SW-DI	加速踏板开关数字信号输入
13	CANL	与MCU通信的CAN接口
			14	CANH	与MCU通信的CAN接口
15	PCANL	与EPS和EHB通信的CAN接口
			16	PCANH	与EPS和EHB通信的CAN接口
27	GS-D-SW-DI	档位开关前进挡数字信号输入
			38	5V-GND	输出端接地
42	IGN	启动钥匙
			44	BP-SW-DO	制动踏板开关数字信号输出
60	AP-POS-AI	踏板位置模拟信号输入
			63	GS-R-SW-DO	档位开关倒车挡数字信号输出
94	GS-D-SW-DO	档位开关前进挡数字信号输出
			95	AP-SW-DO	加速踏板开关数字信号输出
108	GS-R-SW-DI	档位开关倒车档数字信号输入
			116	AP-POS-AO	踏板位置模拟信号输出

如图1和图3所示，制动踏板总成2通过第二继电器6连接制动MCU，第二继电器6的第一固定触点连接制动踏板总成2，第二继电器6的第二固定触点连接ACU，第二继电器6的动触点连接制动MCU，第二继电器6的第一固定触点与第二继电器6的动触点为常闭开关；在第二继电器6的两端并联有开关200，该开关200是用于控制刹车灯。制动踏板总成为现有的结构。

如图1和图4所示，换挡机构总成3通过第三继电器7连接换挡机构MCU，换挡机构总成3的电源端GS-12V通过第三继电器7的常闭点直接与换挡机构MCU连接，换挡机构总成3的前进挡数字信号输出端GS-D-SW连接ACU同时连接第三继电器7的第一固定触点，换挡机构总成的后推挡数字信号输出端GS-R-SW连接ACU同时连接第三继电器7的第二固定触点，ACU分别连接第三继电器7的第三固定触点和第四固定触点，第三继电器7的第一动触点连接换挡机构MCU，第三继电器7的第二动触点连接换挡机构MCU，第三继电器7的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第三继电器7的第二动触点与第二固定触点为常闭开关。在制动MCU上连接有助力电机，助力电机连接现有的制动系统。在本实用新型中换挡机构总成为现有的结构。

如图1所示，转向盘总成4连接转向盘MCU，转向盘MCU连接EPS电机，ACU通过CAN总线直接连接EPS电机，EPS电机连接现有的转向系统。

该系统，不管是否给ACU通电，加速踏板总成1的电源端和接地端始终与加速踏板MCU连通；换挡机构总成3的电源端和接地端始终与换挡机构MCU连通。

针对加速踏板总成1，当ACU通电时，继电器线圈100通电，第一继电器5的第一动触点与第一继电器5的第二固定触点电性连接，第一继电器5的第二动触点与第一继电器5的第四固定触点电性连接。在手动模式下，驾驶员踩下加速踏板总成1，加速踏板总成1的数字信号和模拟信号分别对应的踏板位置信息和开关信息输入给ACU，ACU接收到踏板开关和位置信号，通过ACU接口输出，经连接的第一继电器5的第二固定触点和第一动触点以及连接的第一继电器5的第四固定触点和第二动触点后输入给加速踏板MCU，加速踏板MCU根据输入信号控制电机的转速。在自动模式下，通过CAN总线将信号传送给ACU，通过ACU接口输出，经连接的第一继电器5的第二固定触点和第一动触点以及连接的第一继电器5的第四固定触点和第二动触点后输入给加速踏板MCU，加速踏板MCU根据输入信号控制电机的转速。

当ACU没有供电时，继电器线圈100不得电，第一继电器5的第一固定触点与第一继电器的第一动触点连通，第一继电器5的第三固定触点与第一继电器5的第二动触点连通，加速踏板总成1的数字信号输出端和模拟信号输出端直接与加速踏板MCU导通。手动模式下，驾驶员踩下加速踏板总成，加速踏板总成的位置和开关信号直接通过加速踏板MCU控制电机转速。

因此，上述系统，只需要增加ACU和第一继电器，通过继电器线圈控制第一继电器工作，则智能驾驶过程中，能够直接通过CAN总线控制加速动作，也结合加速踏板总成通过ACU控制加速工作。如需要纯手动模式，则停止给ACU供电即可，因此，成本低，且能实现手动和自动的切换。

针对制动踏板总成，在智能驾驶模式下，通过继电器线圈100通电，则第二继电器6的第二固定触点与第一动触点连通，这样，通过CAN总线给予的信号经过ACU后通过第二继电器传输到制动MCU内，制动MCU控制助力电机，通过助力电机控制制动系统从而实现制动动作，当需要人工操作时，则将ACU断电，则第二继电器的第一动触点与第二继电器6的第一固定触点连通，通过制动踏板总成控制制动动作，因此能实现很好的智能和手动的切换。

针对换挡机构总成3，当ACU通电时，继电器线圈100通电，第三继电器7的第一动触点与第三继电器7的第二固定触点电性连接，第三继电器7的第二动触点与第三继电器7的第四固定触点电性连接。在手动模式下，驾驶员操作换挡机构总成，换挡机构的数字信号和模拟信号分别输入给ACU，ACU接收到信号后，通过ACU接口输出，经连接的第三继电器7的第二固定触点和第一动触点以及连接的第三继电器7的第四固定触点和第二动触点后输入给换挡机构MCU，换挡机构MCU根据输入信号进行控制。在自动模式下，通过CAN总线将信号传送给ACU，通过ACU接口输出，经连接的第三继电器7的第二固定触点和第一动触点以及连接的第三继电器7的第四固定触点和第二动触点后输入给换挡机构MCU，换挡机构MCU根据输入信号进行控制。

当ACU没有供电时，继电器线圈不得电，第三继电器7的第一固定触点与第三继电器7的第一动触点连通，第三继电器7的第三固定触点与第三继电器7的第二动触点连通，换挡机构总成的数字信号输出端和模拟信号输出端直接与换挡机构MCU导通。手动模式下，驾驶员操作换挡机构总成，换挡机构总成的信号直接通过换挡机构MCU进行控制。

因此，上述系统，只需要增加ACU和第三继电器7，通过继电器线圈控制第三继电器7工作，则智能驾驶过程中，能够直接通过CAN总线控制前进、后退、空挡动作，也可结合换挡机构总成通过ACU控制前进、后退、空挡工作。如需要纯手动模式，则停止给ACU供电即可，因此，成本低，且能实现手动和自动的切换。

针对转向盘总成，在手动模式下，直接通过转向盘总成操作，通过转向盘MCU控制EPS电机，通过EPS电机控制转向系统，如果需要自动模式，则通过ACU接收信号，并通过ACU控制EPS电机，实现自动控制转向的目的。

综上所述，在本实施例中，主要通过增加ACU和继电器实现手动和自动的切换，且成本低。

Claims (6)

1.一种智能驾驶车辆底盘电控系统，包括加速踏板总成、制动踏板总成、换挡机构总成、转向盘总成、加速踏板MCU、制动MCU、换挡机构MCU和转向盘MCU；其特征在于：加速踏板总成通过第一继电器连接加速踏板MCU，加速踏板总成的电源端通过第一继电器的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的接地端通过第一继电器的常闭点直接与加速踏板MCU连接，加速踏板总成的数字信号输出端连接有ACU同时连接第一继电器的第一固定触点，加速踏板总成的模拟信号输出端连接ACU同时连接第一继电器的第二固定触点，ACU分别连接第一继电器的第三固定触点和第四固定触点，第一继电器的第一动触点连接加速踏板MCU，第一继电器的第二动触点连接加速踏板MCU，第一继电器的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第一继电器的第二动触点与第二固定触点为常闭开关；在ACU上连接有CAN总线；在ACU的电源端连接有继电器线圈。

2.根据权利要求1所述的智能驾驶车辆底盘电控系统，其特征在于：制动踏板总成通过第二继电器连接制动MCU，第二继电器的第一固定触点连接制动踏板总成，第二继电器的第二固定触点连接ACU，第二继电器的动触点连接制动MCU，第二继电器的第一固定触点与第二继电器的动触点为常闭开关；在第二继电器的两端并联有开关。

3.根据权利要求2所述的智能驾驶车辆底盘电控系统，其特征在于：换挡机构总成通过第三继电器连接换挡机构MCU，换挡机构总成的电源端通过第三继电器的常闭点直接与换挡机构MCU连接，换挡机构总成的前进挡数字信号输出端连接ACU同时连接第三继电器的第一固定触点，换挡机构总成的后退挡数字信号输出端连接ACU同时连接第三继电器的第二固定触点，ACU分别连接第三继电器的第三固定触点和第四固定触点，第三继电器的第一动触点连接换挡机构MCU，第三继电器的第二动触点连接换挡机构MCU，第三继电器的第一动触点与第一固定触点为常闭开关，第三继电器的第二动触点与第二固定触点为常闭开关。

4.根据权利要求3所述的智能驾驶车辆底盘电控系统，其特征在于：转向盘总成连接转向盘MCU，转向盘MCU连接EPS电机，EPS电机还直接与ACU连接。

5.根据权利要求2所述的智能驾驶车辆底盘电控系统，其特征在于：在制动MCU上连接有助力电机，助力电机连接制动系统。

6.根据权利要求4所述的智能驾驶车辆底盘电控系统，其特征在于：EPS通过CAN总线连接ACU，EPS电机上连接转向系统。

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