CN215181574U - 一种车辆动力域控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆动力域控制系统，该系统包括：电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片以及外设控制芯片；所述电源管理芯片与所述主控制芯片以及所述外设控制芯片相连，所述旋变解码芯片与所述外设控制芯片相连，所述主控制芯片与所述外设控制芯片以及CAN总线相连，所述外设控制芯片与所述主控制芯片相连。本实用新型有利于减少不同控制器之间存在的环境干扰问题，同时相比于传统分布式控制结构，有效减少了线束和控制器方面的成本，便于后续维护和统一升级。

Description

一种车辆动力域控制系统

技术领域

本实用新型涉及车辆动力控制技术领域，尤其涉及一种车辆动力域控制系统。

背景技术

随着环境污染不断加剧，新能源矿车应运而生。一般来说，新能源矿车往往会包括多个控制器，例如：发动机控制器、变速箱控制器、电机控制器、电池管理控制器以及整车控制器等。现有新能源矿车的控制结构为分布式控制结构，这种控制结构下多个控制器采用分布式设计和安装，不仅在线束和控制器方面成本较高，而且安装复杂，不利于后期维护。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车辆动力域控制系统，有利于减少不同控制器之间存在的环境干扰问题，同时相比于传统分布式控制结构，有效减少了线束和控制器方面的成本，便于后续维护和统一升级。

根据本申请的一个方面，提供了一种车辆动力域控制系统，所述系统包括：

电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片以及外设控制芯片；

所述电源管理芯片与所述主控制芯片以及所述外设控制芯片相连，所述电源管理芯片用于为所述主控制芯片以及所述外设控制芯片供电；

所述旋变解码芯片与所述外设控制芯片相连，所述旋变解码芯片用于生成转子位置信号并将所述转子位置信号输入至所述外设控制芯片；

所述主控制芯片与所述外设控制芯片以及CAN总线相连，所述主控制芯片用于对接收的第一信号进行处理，并当所述第一信号为整车驱动控制信号时，计算所述第一信号对应的电机扭矩需求值，所述主控制芯片与所述车辆动力域控制系统外部的控制器通过所述CAN总线进行通讯，其中，所述整车驱动控制信号包括油门踏板信号、换挡需求信号、刹车踏板信号以及整车定速巡航信号；

所述外设控制芯片与所述主控制芯片相连，所述外设控制芯片用于采集所述电机扭矩需求值，并基于所述电机扭矩需求值以及所述转子位置信号生成第二信号。

可选地，所述主控制芯片包括钥匙信号接口、快充需求信号接口、充电需求信号接口、油门踏板信号接口、换挡需求信号接口、刹车踏板信号接口、撞车信号接口、整车定速巡航信号接口以及温度信号接口；

所述主控制芯片用于通过所述钥匙信号接口接收钥匙信号，并通过所述钥匙信号控制车辆的整车启动；所述主控制芯片还用于通过所述快充需求信号接口接收快充需求信号，并通过所述快充需求信号控制所述车辆进入快速充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述充电需求信号接口接收充电需求信号，并通过所述充电需求信号控制所述车辆进入普通充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述油门踏板信号接口接收油门踏板信号，并通过所述油门踏板信号控制所述车辆进入变速模式；所述主控制芯片还用于通过所述换挡需求信号接口接收换挡需求信号，并通过所述换挡需求信号控制所述车辆进入换挡模式；所述主控制芯片还用于通过所述刹车踏板信号接口接收刹车踏板信号，并通过所述刹车踏板信号控制所述车辆制动；所述主控制芯片还用于通过所述撞车信号接口接收撞车信号，并通过所述撞车信号控制所述车辆进入故障检测与分析模式；所述主控制芯片还用于通过所述整车定速巡航信号接口接收整车定速巡航信号，并通过所述整车定速巡航信号控制所述车辆进入匀速运动模式；所述主控制芯片还用于通过所述温度信号接口接收温度信号，并将所述温度信号加以处理转化用于显示温度。

可选地，所述主控制芯片还包括高边驱动信号输出接口、低边驱动信号输出接口以及第一脉宽调制信号输出接口；

所述高边驱动信号输出接口用于输出高边驱动信号，并控制高边开关的开合状态；

所述低边驱动信号输出接口用于输出低边驱动信号，并控制低边开关的开合状态；

所述第一脉宽调制信号输出接口用于输出经过调制后的单路驱动信号。

可选地，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片分别包括SPI通讯接口，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片通过所述SPI通讯接口通讯。

可选地，所述外设控制芯片还包括电流输入接口、电压输入接口以及第二脉宽调制信号输出接口；

所述电流输入接口用于接收目标电机三相线的电流；

所述电压输入接口用于接收所述目标电机母线的电压；

所述第二脉宽调制信号输出接口用于输出所述第二信号，以使所述目标电机输出不同的扭矩。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的一种车辆动力域控制系统的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合图1描述根据本实用新型一些实施例所述的车辆动力域控制系统。

本申请实施例提供了一种车辆动力域控制系统，如图1所示，该系统包括：

电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片以及外设控制芯片；

所述电源管理芯片与所述主控制芯片以及所述外设控制芯片相连，所述电源管理芯片用于为所述主控制芯片以及所述外设控制芯片供电；

所述旋变解码芯片与所述外设控制芯片相连，所述旋变解码芯片用于生成转子位置信号并将所述转子位置信号输入至所述外设控制芯片；

所述主控制芯片与所述外设控制芯片以及CAN总线相连，所述主控制芯片用于对接收的第一信号进行处理，并当所述第一信号为整车驱动控制信号时，计算所述第一信号对应的电机扭矩需求值，所述主控制芯片与所述车辆动力域控制系统外部的控制器通过所述CAN总线进行通讯，其中，所述整车驱动控制信号包括油门踏板信号、换挡需求信号、刹车踏板信号以及整车定速巡航信号；

所述外设控制芯片与所述主控制芯片相连，所述外设控制芯片用于采集所述电机扭矩需求值，并基于所述电机扭矩需求值以及所述转子位置信号生成第二信号。

本申请提供的车辆动力域控制系统可以应用于家用新能源汽车中，也可以应用于新能源矿车等大型车辆中。本申请的车辆动力域控制系统主要包括电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片和外设控制芯片。其中，电源管理芯片可以和主控制芯片以及外设控制芯片相连，连接后可以为主控制芯片和外设控制芯片供电，以保证主控制芯片和外设控制芯片的正常工作。旋变解码芯片可以和外设控制芯片相连，连接后可以为外设控制芯片传递转子位置信号。在这里，旋变解码芯片具体可以是位置传感器，可以实时监测转子的角度位置，并生成转子位置信号传递给外设控制芯片，以便外设控制芯片可以根据接收到的转子位置信号后续进行矢量控制相关的运算。主控制芯片可以和外设控制芯片以及CAN总线相连，主控制芯片可以通过接口接收不同的第一信号，并对第一信号进行相应的处理。第一信号可以包括油门踏板信号、钥匙信号、充电需求信号等，主控制芯片可以是MPC5744P芯片。当第一信号为整车驱动控制信号时，主控制芯片可以计算第一信号对应的电机扭矩需求值，以便后续外设控制芯片根据该电机扭矩需求值进行矢量控制相关的计算并生成对应的第二信号，驱动车辆行驶，其中，整车驱动控制信号可以包括油门踏板信号、换挡需求信号、刹车踏板信号以及整车定速巡航信号等。此外，主控制芯片可以通过CAN总线与车辆动力域控制系统外的其他控制器进行通讯，例如变速箱控制器、发动机控制器等。外设控制芯片可以和主控制芯片相连，外设控制芯片可以采集由主控制芯片计算得出的电机扭矩需求值，并进一步通过该电机扭矩需求值和旋转解码芯片发送的转子位置信号，生成对应的第二信号，控制目标电机输出需要的扭矩。其中，外设控制芯片可以是TMC4671芯片，设置对电机扭矩需求值的采集周期可以为100us，从而保证对目标电机的快速控制。

通过应用本实施例的技术方案，提供了一种车辆动力域控制系统，该系统包括电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片以及外设控制芯片，电源管理芯片可以为主控制芯片和外设控制芯片供电，旋变解码芯片可以为外设控制芯片传递转子位置信号，主控制芯片可以通过接口接收不同的第一信号，并对第一信号进行相应的处理，当第一信号为整车驱动控制信号时，主控制芯片可以计算第一信号对应的电机扭矩需求值，此外，主控制芯片可以通过CAN总线与车辆动力域控制系统外的其他控制器进行通讯，外设控制芯片可以采集由主控制芯片计算得出的电机扭矩需求值，并进一步通过该电机扭矩需求值和旋转解码芯片发送的转子位置信号，生成对应的第二信号。本申请通过将有关车辆扭矩矢量控制方面的计算单独用外设控制芯片完成，有利于保证计算的速度，减少主控制芯片的运算压力，同时将以往车辆的电机控制器和整车控制器的功能进行整合，形成新的车辆动力域控制系统，有利于减少不同控制器之间存在的环境干扰问题，同时相比于传统分布式控制结构，有效减少了线束和控制器方面的成本，便于后续维护和统一升级。

在本申请的上述实施例中，可选地，所述主控制芯片包括钥匙信号接口、快充需求信号接口、充电需求信号接口、油门踏板信号接口、换挡需求信号接口、刹车踏板信号接口、撞车信号接口、整车定速巡航信号接口以及温度信号接口；所述主控制芯片用于通过所述钥匙信号接口接收钥匙信号，并通过所述钥匙信号控制车辆的整车启动；所述主控制芯片还用于通过所述快充需求信号接口接收快充需求信号，并通过所述快充需求信号控制所述车辆进入快速充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述充电需求信号接口接收充电需求信号，并通过所述充电需求信号控制所述车辆进入普通充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述油门踏板信号接口接收油门踏板信号，并通过所述油门踏板信号控制所述车辆进入变速模式；所述主控制芯片还用于通过所述换挡需求信号接口接收换挡需求信号，并通过所述换挡需求信号控制所述车辆进入换挡模式；所述主控制芯片还用于通过所述刹车踏板信号接口接收刹车踏板信号，并通过所述刹车踏板信号控制所述车辆制动；所述主控制芯片还用于通过所述撞车信号接口接收撞车信号，并通过所述撞车信号控制所述车辆进入故障检测与分析模式；所述主控制芯片还用于通过所述整车定速巡航信号接口接收整车定速巡航信号，并通过所述整车定速巡航信号控制所述车辆进入匀速运动模式；所述主控制芯片还用于通过所述温度信号接口接收温度信号，并将所述温度信号加以处理转化用于显示温度。

在该实施例中，主控制芯片包括多个不同的接收第一信号的接口，例如钥匙信号接口、快充需求信号接口、充电需求信号接口、油门踏板信号接口、换挡需求信号接口、刹车踏板信号接口、撞车信号接口、整车定速巡航信号接口以及温度信号接口，不同的接口用于接收不同的第一信号，第一信号具体可以是与不同接口一一对应的信号。本申请通过将主控制芯片包含不同的接口，可以有效将不同信号整合到同一芯片上进行处理，在提高集成程度的基础上，有利于降低成本。

在本申请的上述实施例中，可选地，所述主控制芯片还包括高边驱动信号输出接口、低边驱动信号输出接口以及第一脉宽调制信号输出接口；所述高边驱动信号输出接口用于输出高边驱动信号，并控制高边开关的开合状态；所述低边驱动信号输出接口用于输出低边驱动信号，并控制低边开关的开合状态；所述第一脉宽调制信号输出接口用于输出经过调制后的单路驱动信号。

在该实施例中，主控制芯片还可以包括高边驱动信号输出接口、低边驱动信号输出接口以及第一脉宽调制信号输出接口，通过这些接口实现车辆的一些附件功能，例如，车辆车窗的升降、车辆转向灯的开闭、车辆倒车的提示等。其中，高边驱动信号输出接口可以输出高边驱动信号，同时对高边开关的开合状态进行控制，低边驱动信号输出接口可以输出低边驱动信号，并对低边开关的开合状态进行控制，第一脉宽调制信号输出接口可以输出经过调制后的单路驱动信号。例如，低边驱动信号可以用于当车辆转向时调整车辆车灯的方向，以减少车辆的盲区。第一脉宽调制信号输出接口输出的单路驱动信号通常处于备用状态，为整车附件新增功能的实现提供条件。

在本申请的上述实施例中，可选地，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片分别包括SPI通讯接口，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片通过所述SPI通讯接口通讯。

在该实施例中，主控制芯片和外设控制芯片各自还可以包括SPI通讯接口，以使实现主控制芯片和外设控制芯片之间的通讯，例如，传输由主控制芯片计算得到的电机扭矩需求值。此外，主控制芯片和外设控制芯片还可以通过SPI通讯接口实现一些关键信号的传输，进而实现关键信号的相互校验，提高输出信号的准确性。例如，当主控制芯片接收到故障信号后，可以将该故障信号通过SPI通讯接口传输到外设控制芯片中，两个芯片同时对信号进行处理，并将处理后的信号进行比对，减少最终故障误报的几率，提升车辆的安全性。

在本申请的上述实施例中，可选地，所述外设控制芯片还包括电流输入接口、电压输入接口以及第二脉宽调制信号输出接口；所述电流输入接口用于接收目标电机三相线的电流；所述电压输入接口用于接收所述目标电机母线的电压；所述第二脉宽调制信号输出接口用于输出所述第二信号，以使所述目标电机输出不同的扭矩。

在该实施例中，外设控制芯片还可以包括电流输入接口、电压输入接口以及第二脉宽调制信号输出接口。其中，电流输入接口以及电压输入接口分别用于接收目标电机三相线的电流以及目标电机母线的电压，第二脉宽调制信号输出接口可以输出生成的第二信号，这样目标电机可以根据第二信号输出不同的扭矩，进而控制车辆的行驶状态。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种车辆动力域控制系统，其特征在于，所述系统包括：

电源管理芯片、旋变解码芯片、主控制芯片以及外设控制芯片；

所述电源管理芯片与所述主控制芯片以及所述外设控制芯片相连，所述电源管理芯片用于为所述主控制芯片以及所述外设控制芯片供电；

所述旋变解码芯片与所述外设控制芯片相连，所述旋变解码芯片用于生成转子位置信号并将所述转子位置信号输入至所述外设控制芯片；

所述主控制芯片与所述外设控制芯片以及CAN总线相连，所述主控制芯片用于对接收的第一信号进行处理，并当所述第一信号为整车驱动控制信号时，计算所述第一信号对应的电机扭矩需求值，所述主控制芯片与所述车辆动力域控制系统外部的控制器通过所述CAN总线进行通讯，其中，所述整车驱动控制信号包括油门踏板信号、换挡需求信号、刹车踏板信号以及整车定速巡航信号；

所述外设控制芯片与所述主控制芯片相连，所述外设控制芯片用于采集所述电机扭矩需求值，并基于所述电机扭矩需求值以及所述转子位置信号生成第二信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制芯片包括钥匙信号接口、快充需求信号接口、充电需求信号接口、油门踏板信号接口、换挡需求信号接口、刹车踏板信号接口、撞车信号接口、整车定速巡航信号接口以及温度信号接口；

所述主控制芯片用于通过所述钥匙信号接口接收钥匙信号，并通过所述钥匙信号控制车辆的整车启动；所述主控制芯片还用于通过所述快充需求信号接口接收快充需求信号，并通过所述快充需求信号控制所述车辆进入快速充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述充电需求信号接口接收充电需求信号，并通过所述充电需求信号控制所述车辆进入普通充电模式；所述主控制芯片还用于通过所述油门踏板信号接口接收油门踏板信号，并通过所述油门踏板信号控制所述车辆进入变速模式；所述主控制芯片还用于通过所述换挡需求信号接口接收换挡需求信号，并通过所述换挡需求信号控制所述车辆进入换挡模式；所述主控制芯片还用于通过所述刹车踏板信号接口接收刹车踏板信号，并通过所述刹车踏板信号控制所述车辆制动；所述主控制芯片还用于通过所述撞车信号接口接收撞车信号，并通过所述撞车信号控制所述车辆进入故障检测与分析模式；所述主控制芯片还用于通过所述整车定速巡航信号接口接收整车定速巡航信号，并通过所述整车定速巡航信号控制所述车辆进入匀速运动模式；所述主控制芯片还用于通过所述温度信号接口接收温度信号，并将所述温度信号加以处理转化用于显示温度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控制芯片还包括高边驱动信号输出接口、低边驱动信号输出接口以及第一脉宽调制信号输出接口；

所述高边驱动信号输出接口用于输出高边驱动信号，并控制高边开关的开合状态；

所述低边驱动信号输出接口用于输出低边驱动信号，并控制低边开关的开合状态；

所述第一脉宽调制信号输出接口用于输出经过调制后的单路驱动信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片分别包括SPI通讯接口，所述主控制芯片以及所述外设控制芯片通过所述SPI通讯接口通讯。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外设控制芯片还包括电流输入接口、电压输入接口以及第二脉宽调制信号输出接口；

所述电流输入接口用于接收目标电机三相线的电流；

所述电压输入接口用于接收所述目标电机母线的电压；

所述第二脉宽调制信号输出接口用于输出所述第二信号，以使所述目标电机输出不同的扭矩。

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