专利名称：一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种车用控制器，特别是一种集成识别驾驶 员操作意图的车用控制器。
背景技术：
随着科技的发展，各种各样的电子元件不断地应用到车辆上，通过电子元件可以 达到对驾驶员的操作意图进行识别。现阶段各类电子控制单元对驾驶员操作意图识别的控 制，大部分均跟踏板变化作简单的线性快速响应。但这种线性快速响应方式不能根据不同 工况做出不同的变化，使得车用控制器不能很好地对驾驶员操作意图进行解析，且同时驱 动转矩随踏板开度的变化过于单一，不能平稳的变化，舒适性较差。发明内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能根据不同工况 对踏板开度的变化做出相应的解析，同时能产生出变化平稳的驱动转矩的集成识别驾驶员 操作意图的车用控制器。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现一种集成识别驾驶员操作意图的 车用控制器，包括信号输入模块、信号输出模块和电源管理模块，其特征在于该车用控制 器还包括MCU模块，信号输入模块、信号输出模块和电源管理模块均与上述的MCU模块连 接，所述的MCU模块能根据车辆不同的工作状况对从信号输入模块发送来的加速/制动踏 板开度信息进行不同的解析并产生变化平稳的用以驱动车辆前进的驱动转矩。针对踏板开度的变化，该车用控制器中的MCU模块能根据不同工况进行不同的解 析，而不是简单的线性响应，使车用控制器能更为准确地了解及掌握驾驶员对踏板的操作 意图。同时，该车用控制器能随着踏板开度的变化产生平稳变化的驱动转矩，增强了车辆行 驶的舒适性。电源管理模块电源电路的功能是将车用控制器12V电源供电转化为5V为MCU 模块及其他元器件供电，其中包括稳压、防浪涌、防静电等电路。转化后的5V电源还可作为 与车用控制器相联的模拟量传感器电源，主要有加速/制动踏板供电，仪表面板信号灯可 控接地及12V供电等。考虑车上12V电源受干扰波动较大，特别是新能源车型更应注意对 信号的抗干扰处理，因此电源转换芯片要能隔离干扰，保持电压稳定。在上述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器中，所述的MCU模块包括主 芯片MCU及其外围支撑电路，所述的外围支撑电路包括控制器复位开关、基准电压电路和 晶振。MCU模块中包括车用控制器软件部分，其车用控制器软件部分主要实现识别驾驶 员操作意图，算法程序烧写至MCU模块中，车用控制器采集到加速/制动踏板信息后，经过 软件滤波、防抖动处理后，能根据车辆不同的工作状况对采样值进行不同的解析并产生变 化平稳的用以驱动车辆前进的驱动转矩。在上述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器中，所述的信号输入模块包括数字输入模块和模拟输入模块，所述的模拟输入模块与MCU模块之间设有信号调理与隔 离电路和电平转换电路，所述的数字输入模块与MCU模块之间设有电平转换电路，所述的 模拟输入模块能对加速/制动踏板开度信息进行采样并将该加速/制动踏板开度信息发送 给上述的MCU模块。模拟量输入模块对多路模拟量输入进行信号调理与输入滤波隔离处理，主要负责 采集加速/制动踏板等模拟量，并将加速/制动踏板开度信息通过信号调理与隔离电路及 电平转换电路等一些列调整及转换后再送给MCU模块进行运算；数字量输入模块对多路数 字量输入进行电平转换处理。为方便后期扩展需要，这两类信号输入模块均预留一定数量 的输入接口。在上述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器中，所述的MCU模块能根据 车辆不同的工作状况对从模拟输入模块发送来的加速/制动踏板开度信息进行解析，其解 析过程如下(1)、先将接收到的加速/制动踏板开度信息经过滤波、防抖动处理，根据电压变 化范围将踏板采样值转化为0 100%的范围值，该值记为α 1；(2)、然后按以下计算公式进行解析α 2 = ka α 工；其中，Ci2为经过解析后得到的加速/制动踏板开度，比例因子ka具有下面两种情 况起步或急加速、急减速阶段，即强调动力性的时候，ka > 1 ；低速行驶、高速巡航或缓慢 减速阶段，即倾向舒适性的时候，ka彡1。在上述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器中，所述的MCU模块能对解 析后得到的加速/制动踏板开度a 2进行计算处理产生出变化平稳的用以驱动车辆前进的 驱动转矩，其按以下公式计算产出T2 = k (T1-T0)+T0 ；其中，T2为驱动车辆的实际转矩，T0为前一时刻驱动车辆的转矩，k为目标转矩与 实际转矩的转换系数且0彡k彡1， \为驱动车辆的目标转矩，即T1 = f (V，a 2) = Tfflax α 2， 其中Tmax为当前车速下，动力系统所能驱动车辆的最大转矩。该计算处理方式使得实际输出转矩时刻参考前一时刻的转矩，使转矩值变化较为 平稳，保证了动力性的同时还比较舒适。其中，k值越大，转矩响应越快，当转矩由正变负时， 即驱动与制动之间进行跳变时，转矩响应必须迅速，此时k= 1。同时，Tmax具有以下几种情 况对传统车辆，Tmax = Temax,即为发动机当前转速下的外特性转矩；对混合动力车辆，Tmax = Tefflax+ksocTmotor_fflax, ksoc与动力电池组SOC的大小有关，Tmotor max为当前车速与动力电池组状态 下，驱动电机所能输出的最大转矩；对于纯电动车辆，Tfflax = Tm。t —_。在上述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器中，所述的信号输出模块包 括串口通讯模块SCI与CAN通讯模块。串口通讯模块SCI采用MAX232推荐电路，CAN通讯模块的主芯片CAN控制器模块 引脚与片外CAN收发器之间加高速光耦进行隔离。与现有技术相比，本车用控制器具有能根据车辆不同的工作状况对从信号输入模 块发送来的踏板开度信息进行不同解析并产生变化平稳的用以驱动车辆前进的驱动转矩 的MCU模块，从而使得该车用控制器能更为准确地了解及掌握驾驶员对踏板的操作意图，同时还增强了车辆行驶的舒适性。
图1是本车用控制器的结构原理框图。图2是本车用控制器中的MCU模块对采集到的加速/制动踏板开度信息进行解析 的解析原理图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1所示，本集成识别驾驶员操作意图的车用控制器包括信号输入模块、电源 管理模块、MCU模块和信号输出模块，信号输入模块、电源管理模块和信号输出模块均与 MCU模块连接。MCU模块包括主芯片MCU及其外围支撑电路，外围支撑电路包括控制器复位 开关、基准电压电路和晶振。信号输入模包括数字输入模块和模拟输入模块，且模拟输入模 块与MCU模块之间设有信号调理与隔离电路和电平转换电路，数字输入模块与MCU模块之 间设有电平转换电路。信号输出模块包括串口通讯模块SCI与CAN通讯模块。本车用控制器的工作过程如下模拟输入模块会对驾驶员对踏板的操作意图进行采样，并能将采样到的加速/制 动踏板开度信息通过信号调理与隔离电路和电平转换电路的进一步调整和转换后发送到 MCU模块中，MCU模块能对该采样的加速/制动踏板开度信息进行解析，其解析原理如图2 所示，解析过程具体如下(1)、先将接收到的加速/制动踏板开度信息经过滤波、防抖动处理，根据电压变 化范围将踏板采样值转化为0 100%的范围值，该值记为α 1；(2)、然后按以下计算公式进行解析α 2 = ka α j其中，Ci2为经过解析后得到的加速/制动踏板开度，比例因子ka具有下面两种情 况起步或急加速、急减速阶段，即强调动力性的时候，ka > 1 ；低速行驶、高速巡航或缓慢 减速阶段，即倾向舒适性的时候，ka ^ 1。该解析过程使得该车用控制器能更为准确地了解 及掌握驾驶员对踏板的操作意图。然后，MCU模块对解析后得到的加速/制动踏板开度a 2进行计算处理产生出变化 平稳的用以驱动车辆前进的驱动转矩，其按以下公式计算产出T2 = k (T1-T0)+T0其中，T2为驱动车辆的实际转矩，T0为前一时刻驱动车辆的转矩，k为目标转矩与 实际转矩的转换系数且0 < k < 1，其中，k值越大，转矩响应越快，当转矩由正变负时，即驱 动与制动之间进行跳变时，转矩响应必须迅速，此时k = 1。T1为驱动车辆的目标转矩，即 T1 = M^a2) =TmaxCi2，其中Tmax为当前车速下，动力系统所能驱动车辆的最大转矩。该计 算处理方式使得实际输出转矩时刻参考前一时刻的转矩，使转矩值变化较为平稳，保证了 动力性的同时还比较舒适。本实施例中的Tmax具有以下几种情况对传统车辆，Tmax = Traiax，即为发动机当前转速下的外特性转矩；对混合动力车辆，Tmax = Temax+kS0CTmotor max, kSOC与动力电池组SOC的大 小有关，Tmotor max为当前车速与动力电池组状态下，驱动电机所能输出的最大转矩；对于纯 ^ ΙΒ，Tmax = Tmotor—腿χ。 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所 属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，包括信号输入模块、信号输出模块和 电源管理模块，其特征在于该车用控制器还包括MCU模块，信号输入模块、信号输出模块 和电源管理模块均与上述的MCU模块连接，所述的MCU模块能根据车辆不同的工作状况对 从信号输入模块发送来的加速/制动踏板开度信息进行不同的解析并产生变化平稳的用 以驱动车辆前进的驱动转矩。
2.根据权利要求1所述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，其特征在于， 所述的MCU模块包括主芯片MCU及其外围支撑电路，所述的外围支撑电路包括控制器复位 开关、基准电压电路和晶振。
3.根据权利要求1或2所述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，其特征 在于，所述的信号输入模块包括数字输入模块和模拟输入模块，所述的模拟输入模块与MCU 模块之间设有信号调理与隔离电路和电平转换电路，所述的数字输入模块与MCU模块之间 设有电平转换电路，所述的模拟输入模块能对加速/制动踏板开度信息进行采样并将该加 速/制动踏板开度信息发送给上述的MCU模块。
4.根据权利要求1所述的一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，其特征在于， 所述的信号输出模块包括串口通讯模块SCI与CAN通讯模块。
专利摘要本实用新型提供了一种集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，属于汽车技术领域。它解决了现有的车用控制器对踏板开度变化的解析不准确及产生的驱动转矩变化不平稳的问题。本集成识别驾驶员操作意图的车用控制器，包括信号输入模块、信号输出模块和电源管理模块，该车用控制器还包括MCU模块，信号输入模块、信号输出模块和电源管理模块均与MCU模块连接，MCU模块能根据车辆不同的工作状况对从信号输入模块发送来的加速/制动踏板开度信息进行不同的解析并产生变化平稳的用以驱动车辆前进的驱动转矩。本集成识别驾驶员操作意图的车用控制器具有能根据不同工况对踏板开度的变化做出相应的解析，同时能产生出变化平稳的驱动转矩的优点。
文档编号B60W10/04GK201825035SQ20102013608
公开日2011年5月11日 申请日期2010年3月20日 优先权日2010年3月20日
发明者丁勇, 孙文凯, 李书福, 李传海, 杨健, 杨安志, 赵福全, 郭永斌, 陈华明 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司