專(zhuān)利名稱：一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種車(chē)用控制器，特別是一種集成識(shí)別駕駛 員操作意圖的車(chē)用控制器。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，各種各樣的電子元件不斷地應(yīng)用到車(chē)輛上，通過(guò)電子元件可以 達(dá)到對(duì)駕駛員的操作意圖進(jìn)行識(shí)別。現(xiàn)階段各類(lèi)電子控制單元對(duì)駕駛員操作意圖識(shí)別的控 制，大部分均跟踏板變化作簡(jiǎn)單的線性快速響應(yīng)。但這種線性快速響應(yīng)方式不能根據(jù)不同 工況做出不同的變化，使得車(chē)用控制器不能很好地對(duì)駕駛員操作意圖進(jìn)行解析，且同時(shí)驅(qū) 動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨踏板開(kāi)度的變化過(guò)于單一，不能平穩(wěn)的變化，舒適性較差。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種能根據(jù)不同工況 對(duì)踏板開(kāi)度的變化做出相應(yīng)的解析，同時(shí)能產(chǎn)生出變化平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的集成識(shí)別駕駛員 操作意圖的車(chē)用控制器。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的 車(chē)用控制器，包括信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊和電源管理模塊，其特征在于該車(chē)用控制 器還包括MCU模塊，信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊和電源管理模塊均與上述的MCU模塊連 接，所述的MCU模塊能根據(jù)車(chē)輛不同的工作狀況對(duì)從信號(hào)輸入模塊發(fā)送來(lái)的加速/制動(dòng)踏 板開(kāi)度信息進(jìn)行不同的解析并產(chǎn)生變化平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。針對(duì)踏板開(kāi)度的變化，該車(chē)用控制器中的MCU模塊能根據(jù)不同工況進(jìn)行不同的解 析，而不是簡(jiǎn)單的線性響應(yīng)，使車(chē)用控制器能更為準(zhǔn)確地了解及掌握駕駛員對(duì)踏板的操作 意圖。同時(shí)，該車(chē)用控制器能隨著踏板開(kāi)度的變化產(chǎn)生平穩(wěn)變化的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增強(qiáng)了車(chē)輛行 駛的舒適性。電源管理模塊電源電路的功能是將車(chē)用控制器12V電源供電轉(zhuǎn)化為5V為MCU 模塊及其他元器件供電，其中包括穩(wěn)壓、防浪涌、防靜電等電路。轉(zhuǎn)化后的5V電源還可作為 與車(chē)用控制器相聯(lián)的模擬量傳感器電源，主要有加速/制動(dòng)踏板供電，儀表面板信號(hào)燈可 控接地及12V供電等?？紤]車(chē)上12V電源受干擾波動(dòng)較大，特別是新能源車(chē)型更應(yīng)注意對(duì) 信號(hào)的抗干擾處理，因此電源轉(zhuǎn)換芯片要能隔離干擾，保持電壓穩(wěn)定。在上述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器中，所述的MCU模塊包括主 芯片MCU及其外圍支撐電路，所述的外圍支撐電路包括控制器復(fù)位開(kāi)關(guān)、基準(zhǔn)電壓電路和 晶振。MCU模塊中包括車(chē)用控制器軟件部分，其車(chē)用控制器軟件部分主要實(shí)現(xiàn)識(shí)別駕駛 員操作意圖，算法程序燒寫(xiě)至MCU模塊中，車(chē)用控制器采集到加速/制動(dòng)踏板信息后，經(jīng)過(guò) 軟件濾波、防抖動(dòng)處理后，能根據(jù)車(chē)輛不同的工作狀況對(duì)采樣值進(jìn)行不同的解析并產(chǎn)生變 化平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在上述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器中，所述的信號(hào)輸入模塊包括數(shù)字輸入模塊和模擬輸入模塊，所述的模擬輸入模塊與MCU模塊之間設(shè)有信號(hào)調(diào)理與隔 離電路和電平轉(zhuǎn)換電路，所述的數(shù)字輸入模塊與MCU模塊之間設(shè)有電平轉(zhuǎn)換電路，所述的 模擬輸入模塊能對(duì)加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行采樣并將該加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息發(fā)送 給上述的MCU模塊。模擬量輸入模塊對(duì)多路模擬量輸入進(jìn)行信號(hào)調(diào)理與輸入濾波隔離處理，主要負(fù)責(zé) 采集加速/制動(dòng)踏板等模擬量，并將加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息通過(guò)信號(hào)調(diào)理與隔離電路及 電平轉(zhuǎn)換電路等一些列調(diào)整及轉(zhuǎn)換后再送給MCU模塊進(jìn)行運(yùn)算；數(shù)字量輸入模塊對(duì)多路數(shù) 字量輸入進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換處理。為方便后期擴(kuò)展需要，這兩類(lèi)信號(hào)輸入模塊均預(yù)留一定數(shù)量 的輸入接口。在上述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器中，所述的MCU模塊能根據(jù) 車(chē)輛不同的工作狀況對(duì)從模擬輸入模塊發(fā)送來(lái)的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行解析，其解 析過(guò)程如下(1)、先將接收到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息經(jīng)過(guò)濾波、防抖動(dòng)處理，根據(jù)電壓變 化范圍將踏板采樣值轉(zhuǎn)化為0 100%的范圍值，該值記為α 1；(2)、然后按以下計(jì)算公式進(jìn)行解析α 2 = ka α 工；其中，Ci2為經(jīng)過(guò)解析后得到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度，比例因子ka具有下面兩種情 況起步或急加速、急減速階段，即強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性的時(shí)候，ka > 1 ；低速行駛、高速巡航或緩慢 減速階段，即傾向舒適性的時(shí)候，ka彡1。在上述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器中，所述的MCU模塊能對(duì)解 析后得到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度a 2進(jìn)行計(jì)算處理產(chǎn)生出變化平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其按以下公式計(jì)算產(chǎn)出T2 = k (T1-T0)+T0 ；其中，T2為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的實(shí)際轉(zhuǎn)矩，T0為前一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)矩，k為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與 實(shí)際轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)且0彡k彡1， \為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，即T1 = f (V，a 2) = Tfflax α 2， 其中Tmax為當(dāng)前車(chē)速下，動(dòng)力系統(tǒng)所能驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的最大轉(zhuǎn)矩。該計(jì)算處理方式使得實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)刻參考前一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)矩值變化較為 平穩(wěn)，保證了動(dòng)力性的同時(shí)還比較舒適。其中，k值越大，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)越快，當(dāng)轉(zhuǎn)矩由正變負(fù)時(shí)， 即驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)之間進(jìn)行跳變時(shí)，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)必須迅速，此時(shí)k= 1。同時(shí)，Tmax具有以下幾種情 況對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛，Tmax = Temax,即為發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的外特性轉(zhuǎn)矩；對(duì)混合動(dòng)力車(chē)輛，Tmax = Tefflax+ksocTmotor_fflax, ksoc與動(dòng)力電池組SOC的大小有關(guān)，Tmotor max為當(dāng)前車(chē)速與動(dòng)力電池組狀態(tài) 下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩；對(duì)于純電動(dòng)車(chē)輛，Tfflax = Tm。t —_。在上述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器中，所述的信號(hào)輸出模塊包 括串口通訊模塊SCI與CAN通訊模塊。串口通訊模塊SCI采用MAX232推薦電路，CAN通訊模塊的主芯片CAN控制器模塊 引腳與片外CAN收發(fā)器之間加高速光耦進(jìn)行隔離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本車(chē)用控制器具有能根據(jù)車(chē)輛不同的工作狀況對(duì)從信號(hào)輸入模 塊發(fā)送來(lái)的踏板開(kāi)度信息進(jìn)行不同解析并產(chǎn)生變化平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 的MCU模塊，從而使得該車(chē)用控制器能更為準(zhǔn)確地了解及掌握駕駛員對(duì)踏板的操作意圖，同時(shí)還增強(qiáng)了車(chē)輛行駛的舒適性。
圖1是本車(chē)用控制器的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2是本車(chē)用控制器中的MCU模塊對(duì)采集到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行解析 的解析原理圖。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步 的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，本集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器包括信號(hào)輸入模塊、電源 管理模塊、MCU模塊和信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸入模塊、電源管理模塊和信號(hào)輸出模塊均與 MCU模塊連接。MCU模塊包括主芯片MCU及其外圍支撐電路，外圍支撐電路包括控制器復(fù)位 開(kāi)關(guān)、基準(zhǔn)電壓電路和晶振。信號(hào)輸入模包括數(shù)字輸入模塊和模擬輸入模塊，且模擬輸入模 塊與MCU模塊之間設(shè)有信號(hào)調(diào)理與隔離電路和電平轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字輸入模塊與MCU模塊之 間設(shè)有電平轉(zhuǎn)換電路。信號(hào)輸出模塊包括串口通訊模塊SCI與CAN通訊模塊。本車(chē)用控制器的工作過(guò)程如下模擬輸入模塊會(huì)對(duì)駕駛員對(duì)踏板的操作意圖進(jìn)行采樣，并能將采樣到的加速/制 動(dòng)踏板開(kāi)度信息通過(guò)信號(hào)調(diào)理與隔離電路和電平轉(zhuǎn)換電路的進(jìn)一步調(diào)整和轉(zhuǎn)換后發(fā)送到 MCU模塊中，MCU模塊能對(duì)該采樣的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行解析，其解析原理如圖2 所示，解析過(guò)程具體如下(1)、先將接收到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息經(jīng)過(guò)濾波、防抖動(dòng)處理，根據(jù)電壓變 化范圍將踏板采樣值轉(zhuǎn)化為0 100%的范圍值，該值記為α 1；(2)、然后按以下計(jì)算公式進(jìn)行解析α 2 = ka α j其中，Ci2為經(jīng)過(guò)解析后得到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度，比例因子ka具有下面兩種情 況起步或急加速、急減速階段，即強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性的時(shí)候，ka > 1 ；低速行駛、高速巡航或緩慢 減速階段，即傾向舒適性的時(shí)候，ka ^ 1。該解析過(guò)程使得該車(chē)用控制器能更為準(zhǔn)確地了解 及掌握駕駛員對(duì)踏板的操作意圖。然后，MCU模塊對(duì)解析后得到的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度a 2進(jìn)行計(jì)算處理產(chǎn)生出變化 平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其按以下公式計(jì)算產(chǎn)出T2 = k (T1-T0)+T0其中，T2為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的實(shí)際轉(zhuǎn)矩，T0為前一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)矩，k為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩與 實(shí)際轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)且0 < k < 1，其中，k值越大，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)越快，當(dāng)轉(zhuǎn)矩由正變負(fù)時(shí)，即驅(qū) 動(dòng)與制動(dòng)之間進(jìn)行跳變時(shí)，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)必須迅速，此時(shí)k = 1。T1為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，即 T1 = M^a2) =TmaxCi2，其中Tmax為當(dāng)前車(chē)速下，動(dòng)力系統(tǒng)所能驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的最大轉(zhuǎn)矩。該計(jì) 算處理方式使得實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)刻參考前一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)矩值變化較為平穩(wěn)，保證了 動(dòng)力性的同時(shí)還比較舒適。本實(shí)施例中的Tmax具有以下幾種情況對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛，Tmax = Traiax，即為發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的外特性轉(zhuǎn)矩；對(duì)混合動(dòng)力車(chē)輛，Tmax = Temax+kS0CTmotor max, kSOC與動(dòng)力電池組SOC的大 小有關(guān)，Tmotor max為當(dāng)前車(chē)速與動(dòng)力電池組狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩；對(duì)于純 ^ ΙΒ，Tmax = Tmotor—腿χ。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所 屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似 的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，包括信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊和 電源管理模塊，其特征在于該車(chē)用控制器還包括MCU模塊，信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊 和電源管理模塊均與上述的MCU模塊連接，所述的MCU模塊能根據(jù)車(chē)輛不同的工作狀況對(duì) 從信號(hào)輸入模塊發(fā)送來(lái)的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行不同的解析并產(chǎn)生變化平穩(wěn)的用 以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，其特征在于， 所述的MCU模塊包括主芯片MCU及其外圍支撐電路，所述的外圍支撐電路包括控制器復(fù)位 開(kāi)關(guān)、基準(zhǔn)電壓電路和晶振。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，其特征 在于，所述的信號(hào)輸入模塊包括數(shù)字輸入模塊和模擬輸入模塊，所述的模擬輸入模塊與MCU 模塊之間設(shè)有信號(hào)調(diào)理與隔離電路和電平轉(zhuǎn)換電路，所述的數(shù)字輸入模塊與MCU模塊之間 設(shè)有電平轉(zhuǎn)換電路，所述的模擬輸入模塊能對(duì)加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行采樣并將該加 速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息發(fā)送給上述的MCU模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，其特征在于， 所述的信號(hào)輸出模塊包括串口通訊模塊SCI與CAN通訊模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，屬于汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的車(chē)用控制器對(duì)踏板開(kāi)度變化的解析不準(zhǔn)確及產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化不平穩(wěn)的問(wèn)題。本集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器，包括信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊和電源管理模塊，該車(chē)用控制器還包括MCU模塊，信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊和電源管理模塊均與MCU模塊連接，MCU模塊能根據(jù)車(chē)輛不同的工作狀況對(duì)從信號(hào)輸入模塊發(fā)送來(lái)的加速/制動(dòng)踏板開(kāi)度信息進(jìn)行不同的解析并產(chǎn)生變化平穩(wěn)的用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。本集成識(shí)別駕駛員操作意圖的車(chē)用控制器具有能根據(jù)不同工況對(duì)踏板開(kāi)度的變化做出相應(yīng)的解析，同時(shí)能產(chǎn)生出變化平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60W10/04GK201825035SQ20102013608
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月20日
發(fā)明者丁勇, 孫文凱, 李書(shū)福, 李傳海, 楊健, 楊安志, 趙福全, 郭永斌, 陳華明 申請(qǐng)人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司, 浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司