[发明专利]一种全线控电动汽车中央控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯电动汽车中央控制器及其控制方法，特别涉及一种全线控电动汽车的中央控制器及其控制方法。

背景技术

线控技术取消了操纵机构与执行机构间的一切机械连接，并使用通信技术传递控制命令与传感器信号，现已被广泛用于航空航天等领域。全线控电动汽车作为一种新型结构形式的纯电动汽车，其执行机构全部采用线控技术，尽可能增加车辆的可控自由度，使车辆能够实现更优的机动性、操纵稳定性和主动安全性等性能。凭借其控制特点，全线控电动汽车非常适合整车集成控制，需要有针对性地对其中央控制器进行设计和开发。

中国发明专利申请CN1721226A中公开了一种纯电动汽车主控制器装置及其控制方法，该控制器及其控制方法只能完成对传统电动汽车的基本控制，而不能针对全线控电动汽车的特点进行集成控制。中国发明专利申请CN101973307A中公开了一种全线控独立驱动与转向的汽车行走机构及电动车，其转向系统、驱动系统、制动系统均独立可控且为线控，但并未提及整车中央控制器的具体结构及其控制方法。因此，当前急需开发出一种针对全线控电动汽车的主控系统并设计相应的集成控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对一种四轮独立转向、独立驱动、独立制动的全线控电动汽车开发其主控系统，并对各车载控制器和传感器实时地进行管理、协调、监测和记录；同时设计集成控制方法，在满足安全性和可靠性的前提下，使整车实现前轮转向、后轮转向、四轮转向(四轮同向转向、四轮异向转向)、楔形转向(一般楔形转向、横行)、原地转向的驾驶模式以及不同模式之间切换的功能。

为解决上述技术问题，本发明基于全线控电动汽车的中央控制器予以实现的技术方案是：

一种全线控电动汽车中央控制器装置，所述的全线控电动汽车中央控制器采集驾驶员操纵输入及陀螺仪信号，通过CAN总线获知转向和驱动电机的运动状态，进行分析和计算并将相关数据保存至文件，通过CAN总线和模拟信号输出接口对转向、驱动及制动系统进行集成控制，最终实现前轮、后轮、四轮、楔形、原地转向驾驶模式及模式间切换的功能，该控制器还具有与宿主机通信的功能；具备完善的故障诊断和容错处理功能。该装置包括：

双核芯微控制器，为中央控制器的控制中心，负责数据的运算、处理及外部接口的交互，内部的第一核芯(1)及第二核芯(2)之间通过交换控制器(3)及DMA控制器对系统存储资源进行异步操作，使用时钟复位管理模块(4)分别对双核芯(1，2)及交换控制器(3)的时钟予以设置和管理，使三者处于不同的工作频率下；

存储器模块，即RAM存储器(5)和程序存储器(6)，用于存储程序和数据，与交换控制器(3)相连；模拟信号输入接口(7)，即A/D转换器，用于模拟输入量的采集，其一端通过信号连接器(8)与多个传感器相连，另一端与第二核芯(2)相连；

模拟信号输出接口(9)，即D/A转换器，用于将数字信号转换成模拟信号输出，其一端通过信号连接器(8)与电磁制动控制器相连，另一端与第二核芯(2)相连；

开关信号输入输出接口(10)，用于捕捉开关电平信号并输出LED警示灯指令，其一端与各开关和LED警示灯相连，另一端与第二核芯(2)相连；

高速CAN总线接口模块(11)，用于提供高速CAN总线接口，其一端与全线控电动汽车的高速CAN网络相连，另一端与第二核芯(2)相连；

RS-232串口通信模块(12)，用于和一种三轴陀螺仪进行通信，其一端连接陀螺仪，另一端与第二核芯(2)相连：

以太网通信模块(13)，用于和便携式宿主机进行数据通信，其一端通过RJ-45接口与宿主机相连，另一端与第一核芯(1)相连；

USB通信模块(14)，用于将数据文件保存至外部存储器，其一端连接外部存储器，另一端与第一核芯(1)相连；

电源模块(15)，可为中央控制器的各模块提供隔离电源，其一端与外部稳压电源相连，另一端与第一核芯(1)、第二核芯(2)、交换控制器(3)、时钟复位管理模块(4)、高速CAN总线接口模块(11)、RS-232串口通信模块(12)、以太网通信模块(13)、USB通信模块(14)相连。