一种二轮车模块化整车控制架构的制作方法

背景技术：

二轮车领域，电动二轮车和燃油二轮车的各车载电气件在使用过程中需要驾驶者进行实时控制，目前的控制方式基本上是采用将整车功能部件与整车电源经过开关部件和控制部件通过传输导线进行直连，整车的布线系统复杂且各导线上直通电流，易与相邻的导线和电气器件形成相互串扰。

为减少整车电缆上各功能部件直通电流信号的相互干扰并且提高开关部件的电气安全性，业内提出了一种组合式的轻触开关，即将开关部件与功能部件之间不再直连，通过中间控制盒进行桥接，开关部件不直通电流而是发送模拟信号或是数字信号作为控制指令，中间控制盒接收到控制指令后再通过其内部的驱动单元来驱动相应的功能部件。这一方式相较与通过开关部件直连的方式，开关部件只发送低功率的控制指令，可以使用更细的传输导线，且导线间的控制指令之间相互的干扰也更小，中间控制盒进行集中驱动，也更利于功率部件间相互干扰的控制，且开关部件可以输出模拟量的控制指令，控制更加的灵活。

但上述两种整车控制方式的每一个功能部件的控制指令都需要一条与之连接的导线来专门进行控制指令的传输，导线的数量多，导线利用率低。且需要功能扩展时，增加相应功能开关的同时还必须增加相应的连接导线，整车线束需进行重新布局，不同车型的线束也不能统一。因此，开发一种成本较低，结构简单，适用于二轮车的模块化总线整车控制架构具有重要的实际意义。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种二轮车模块化整车控制架构，对整车控制架构的各功能部分采用模块化设计，实现信号传输的数据化，模块接口软、硬件的标准化和整车线束的集成化和精简化。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

所述的二轮车模块化整车控制架构包括整车控制器、动力控制系统、通讯模块、转把/刹车模块，所述动力控制系统通过硬线和转把/刹车模块连接，所述整车控制器与通讯模块连接，所述整车控制器通过总线与动力控制系统、功能模块连接，所述总线与动力控制系统、功能模块之间采用统一的硬件接口标准、软件接口标准协议。

进一步，所述功能模块还包括BMS电池管理单元、ABS防抱死单元、智能仪表、组合左手把开关、组合右手把开关、前照明驱动总成、后照明驱动总成中的一个或者多个，当所述工能模块包括所述多个模块时，所述多个模块的各个模块之间相互独立。

进一步，所述通讯模块通过第一总线与整车控制器相连。

进一步，所述总线包括第一总线和第二总线，所述整车控制器通过第一总线连接动力控制系统、BMS电池管理系统和ABS防抱死系统两者中的一个或者两个模块，所述整车控制器通过第二总线连接智能仪表、组合左手把开关、组合右手把开关、前照明驱动总成、后照明驱动总单元中的一个或者多个模块。

进一步地，当所述整车控制器通过第一总线与BMS电池管理系统和ABS防抱死系统两者中的一个模块连接时，所述一个模块与所述动力控制系统之间通过同一所述第一总线连接；

当所述整车控制器通过第一总线与BMS电池管理系统和ABS防抱死系统两者均连接时，所述BMS电池管理系统、ABS防抱死系统、所述动力控制系统之间通过同一所述第一总线连接；

当所整车控制器通过第二总线连接有所述多个模块时，所述多个模块之间通过同一所述第二总线连接。

进一步地，所述通讯模块通过总线与整车控制器相连，或将所述通讯模块集成于整车控制器中。

进一步地，所述第一总线、第二总线选自CAN总线或485总线。

进一步地，所述整车控制器通过射频接收、发送模块与无线遥控设备进行连接。

进一步地，整车控制器还通过蓝牙模块与无线移动的客户端进行信息的交互。

进一步地，电动二轮车模块化整车控制架构的整车控制器包括中央处理器、与中央处理器连接的姿态传感器模块、RF射频发送模块、RF射频接收模块、485总线接口、CAN总线接口；BMS电池管理系统包括BMS电池管理单元、CAN接口，电池管理单元与CAN接口连接以进行指令传输；

ABS防抱死系统包括ABS防抱死单元、CAN接口，ABS防抱死单元和CAN接口连接以进行指令传输；

智能仪表包括微处理器、485接口、显示模块，微处理器分别与485接口和显示模块连接，通过485接口收发指令并在显示模块上进行相应的显示；

所述通讯模块包括通讯模块的微处理器、485接口、GPS/北斗模块、GSM模块、蓝牙模块，GPS/北斗模块、GSM模块、蓝牙模块分别与微处理器之间进行数据传输，微处理器通过485接口与整车控制架构中的所述动力控制系统、所述功能模块进行指令传输；

当所述功能模块包括BMS电池管理系统时，所述BMS电池管理系统包括BMS电池管理单元、CAN接口，电池管理单元与CAN接口连接以进行指令传输；

当所述功能模块包括ABS防抱死系统时，所述ABS防抱死系统包括ABS防抱死单元、CAN接口，ABS防抱死单元和CAN接口连接以进行指令传输；

当所述功能模块包括智能仪表时，所述智能仪表包括智能仪表的微处理器、485接口、显示模块，微处理器分别与485接口和显示模块连接，通过485接口收发指令并在显示模块上进行相应的显示；

当所述功能模块包括组合左手把开关时，所述组合左手把开关包括组合左手把开关的微处理器、组合开关模块、光敏采样模块、485接口，其中的组合开关模块、光敏采样模块将信息传递给微处理器，微处理器再将控制指令通过485接口传送；

当所述功能模块包括组合右手把开关时，所述组合右手把开关包括组合右手把开关的微处理器、组合开关模块、光敏采样模块、485接口，其中的组合开关模块、光敏采样模块将信息传递给微处理器，微处理器再将控制指令通过485接口传送；

当所述功能模块包括前照明驱动总成时，所述前照明驱动总成包括前照明驱动总成的微处理器、485接口、功率驱动模块，其中的微处理器接收到485接口的指令数据后，通过已定义好的指令集解析指令意义，进而发出驱动信号到功率驱动模块；

当所述功能模块包括后照明驱动总成时，所述后照明驱动总成包括后照明驱动总成的微处理器、485接口、功率驱动模块，其中的微处理器接收到485接口的指令数据后，通过已定义好的指令集解析指令意义，进而发出驱动信号到功率驱动模块。

进一步地，所述包括动力控制系统的功能模块还包括其它功能模块包括微处理器、485接口和其它功能部件，其它功能部件由微处理器进行控制，并通过485接口与整车控制架构进行中的其它模块进行指令传输。

进一步地，燃油二轮车模块化整车控制架构的整车控制器包括中央处理器(CPU)、与中央处理连接的K‐line总线接口、姿态传感器模块、RF射频发送模块、RF射频接收模块、485接口、CAN接口；

动力控制系统包括发动机控制单元、K‐line总线接口，发动机控制与K‐line总线接口连接以进行指令传输。

燃油二轮车的ABS模块化整车控制架构的ABS防抱死系统、智能仪表、组合左手把开关、组合右手把开关、前照明驱动总成、后照明驱动总成的构成和电动二轮车的相应部件构成相同。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型所述的所述二轮车模块化整车控制架构，其各个功能模块与总线连接，硬件接口采用统一标准，接口采用插拔式设计，方便安装与拆卸，以及后续升级模块的替换，能够在现有的架构内对相关功能模块进行整体的替换，快速实现更新换代。

2.本实用新型所述的所述二轮车模块化整车控制架构，其采用总线连接的基础上，通过模块化设计，形成一种集中分布式网络架构，大量不同类型的控制信息都通过同一总线进行传输，其优点在于大大减少了整车线束的数量，整个系统的抗干扰能力更强，还可以实现不同车型线束的标准化，功能部件的模块化，各模块之间可独立拆装，使得用户根据自身的消费需求自由选择功能模块成为可能。

3.本实用新型所述的所述二轮车模块化整车控制架构，其采用分级式的总线，对不同传输要求采用不同等级的总线，降低了成本。

4.本实用新型所述的所述二轮车模块化整车控制架构，其除动力控制系统、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统C200外的每个模块都含一个微处理器，通过微处理器指令控制，保证485总线信号的有序传输。

5.本实用新型所述的所述二轮车模块化整车控制架构，其各个功能模块中的微处理器和中央控制器(CPU)使用统一的指令集，对总线上传输的信号进行处理，实现了信号传输的数据化和标准化，可使各个功能模块的供应方采用统一的硬件接口与统一指令集，整车厂对不同供应方提供的功能模块可以实现统一的标准化管理，整车电气系统对不同供应方产品的兼容性大大提高。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步详细的描述，其中：

图1为二轮车模块化的整车模块化整车控制架构的简图；

图2为电动二轮车上的模块化整车控制架构的简图；

图3为燃油二轮车上的模块化整车控制架构的简图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，二轮车模块化整车控制架构简包括：整车控制器100(VCU)、第一总线001、第二总线002、动力控制系统A200、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统C200、转把/刹车模块单元300、智能仪表400、通讯模块单元500、组合左手把开关600、前照明驱动总成700、后照明驱动总成800、组合右手把开关900、其它功能模块单元1000、第一总线001为485总线、第二总线002为CAN总线。

所述整车控制器100(VCU)通过第一总线001与智能仪表400、通讯模块单元500；组合左手把开关600；前照明驱动总成700；后照明驱动总成800；组合右手把开关900、其它功能模块单元1000连接，所述智能仪表400、通讯模块单元500；组合左手把开关600；前照明驱动总成700；后照明驱动总成800；组合右手把开关900、其它功能模块单元1000连接之间也通过第一总线001连接。

所述整车控制器100(VCU)通过第二总线002与动力控制系统A200、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统C200连接，所述动力控制系统A200、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统C200之也间通过二总线连接。

所述动力控制系统与转把/刹车模块单元300之间采用硬线直接连接。

在该实施例一中，整车控制架构采用了第一总线001、第二总线002对不同的部件进行连接，然而在本实用新型中，并不限于采用第一总线和第二总线，可以只采用一根总线。此外通信模块也不限于采用总线和整车控制器连接，其也可以集成于整车控制器中。

二轮车模块化整车控制架构，以整车控制器100为核心，通过对各个功能模块信息的整合与处理，可以实现整车的智能化控制。整车控制器综合姿态传感器和动力控制系统A200以及BMS电池管理单元B200、ABS防抱死系统C200的信息后，系统处理然后将相关状态信息发送到智能仪表400进行显示，且当通讯模块由于障碍物遮挡或其他原因暂时失去信号时，整车控制器可以整合姿态传感器的信息来进行估算和处理，避免定位信息的中断，实现惯导功能。同时在灯光控制方面，整车控制器通过姿态传感器的信息判定车辆当前的姿态信息，结合组合左手把开关600、组合右手把开关900上的光敏采样模块得到的光照信息，驱动前照明驱动总成700、后照明驱动总成800对整车的灯光进行随动控制，而非简单的开关灯，实现整车的灯光照度、方向随着车辆所处环境以及行驶姿态的变化而自动的调节与变化，提高驾驶的自动化和行车安全性。在无线通讯方面，整车控制器还可以通过通讯模块中的蓝牙模块以及自身的射频接收与发送模块，与无线遥控装置如遥控器连接，整车实现无线遥控，以及与移动客户端如手机APP连接，使用户可以与整车实现移动交互，以及日后的在线软件升级。

整车控制架构在485总线的基础上，通过模块化设计，形成一种集中分布式网络架构，大量不同类型的控制信息都通过同一总线进行传输，其优点在于大大减少了整车线束的数量，整个系统的抗干扰能力更强，还可以实现不同车型线束的标准化，功能部件的模块化还使得用户根据自身的消费需求自由选择功能模块成为可能。需要指出，所述整车控制架构的485总线节点不接入与行车安全相关的功能模块,485总线接入节点的模块对于响应速度的要求都不高，可以在便利性的同时保证正常行车的安全性，485总线技术相较于CAN总线技术，其485总线接口可以在通用的CPU上进行开发，无需采用带CAN接口的中高档CPU，系统成本较低。即对于行车安全直接关联的如转把、制动等传感器、控制部件仍采用直连方式；对于通讯实时性要求较高的模块，采用CAN总线连接；对于通讯实时性要求不高的模块，采用485总线连接，降低整体开发成本。该模块化整车控制架构能满足两轮车发展在成本、速度、精度、安全性、鲁棒性的特定要求。

实施例二

如图2所示，电动二轮车上的模块化整车控制架构，包括整车控制器、动力控制系统、BMS电池管理系统、ABS防抱死系统、智能仪表、通讯模块、组合左手把开关、组合右手把开关、前照明驱动总成、后照明驱动总成、转把/刹车模块、485总线、CAN总线、其它功能模块。

所述的转把/刹车模块300与动力控制系统200通过硬线直连，响应速度快，以保障正常的行车功能与安全。动力控制系统A200的CAN接口A202、BMS电池管理系统B200的CAN接口B202、ABS防抱死系统C200的CAN接口C202与整车控制器的CAN接口102通过CAN总线002进行通讯，保证通讯的实时性和高速性。智能仪表400的485接口402、通讯模块500的485接口505、组合左手把开关600的485接口604、前照明驱动总成700的485接口703、后照明驱动总成800的485接口803、组合右手把开关900的485接口904、其他功能模块1000的485接口1002均挂载在485总线001上，作为节点通过485总线001与整车控制器100的485接口103进行通讯。所有485接口通过485总线001构成集中分布式网络架构，以485接口103为主、其它485接口为从进行主从控制，由主单元发起通讯控制，对总线上的其它节点实施控制。

在具体实施过程中，动力控制系统A200与转把/刹车模块300进行直连，控制整车的运行和制动，动力控制系统A200的CAN接口A202、BMS电池管理系统B200的CAN接口B202、ABS防抱死系统C200的CAN接口C202与整车控制器的CAN接口102通过CAN总线002进行通讯，保证通讯的实时性和高速性。整车运行中，中央处理器(CPU)101接收到姿态传感器104和RF433MHZ射频接收模块105发送的信息后，对需要发送的控制命令，按照实际情况，通过RF125MHZ射频发送模块106射频发送，或者通过485接口103，依据定义好的MODBUS协议和整车控制指令集定义，将控制命令转换为相应的指令数据，通过485总线001传送到相应模块的485接口，接收到指令数据的模块通过其自身的485接口将指令传输给与其连接的微处理器，微处理器通过指令集的定义将接收到的指令转换为相应的控制命令，驱动相应的功能组件。需要特别指出的是，整车控制架构中的每个模块的485接口都有一个与之连接的微处理器，所有微处理器中使用同一指令集对485总线上的指令进行处理，所有的485接口采用同样的硬件接口标准和相同的MODBUS软件接口协议。

整车控制器(VCU)以外的模块的指令发送过程按如下步骤进行：首先是模块内的功能模块通过传感器或开关等部件发送信息到微处理器，微处理器对输入的信息处理后，依据已定义的指令集将控制命令转换为符合MODBUS协议的指令，模块内的485接口作为485总线001上的一个节点，等待整车控制器(VCU)的查询命令，在自己的时序到来时将微处理器转换好的指令数据通过485接口发送到485总线001上，然后通过485总线001将指令传递到整车控制器(VCU)或其他模块的485接口上，完成指令的发送。

具体过程以组合左手把开关600为例说明：微处理器601接收到组合开关模块602的某一开关信号胡光敏采样模块603的采样信号后，对输入信号依据已定义的指令集将控制命令转换为符合MODBUS协议的指令，当485接口604接到整车控制器(VCU)100的查询命令后，转换好的指令数据通过485接口604上传到485总线001，然后传递给整车控制器100的485接口103以及前照明驱动总成700的485接口703和后照明驱动总成800的485接口803。

实施例三

如图3所示，燃油二轮车上的模块化整车控制架构，包括整车控制器、动力控制系统、ABS防抱死系统、智能仪表、通讯模块、组合左手把开关、组合右手把开关、前照明驱动总成、后照明驱动总成、转把/刹车模块、485总线、CAN总线、其它功能模块。其系统的结构和运行模式与图2所示的电动二轮车整车控制架构存在如下区别：因整车动力驱动的差异，燃油二轮车的动力控制系统由发动机控制单元A201和K-line总线模块组成。整车控制器100与动力控制系统A200之间通过K-line总线模块107、K-line总线模块A202经过K-line总线进行信息通讯。

此外的系统组成与指令传输方式与图2的电动二轮车整车控制架构相同。

本实用新型的所述总线线束拓扑的二轮车模块化整车控制架构中，除动力控制系统、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统外的各个模块内部都有一个485接口，各个模块的485接口通过485总线与整车控制器进行通讯，且各个模块之间也通过485总线进行通讯。不同于传统的模块之间通过模拟或数字信号来传输指令和信息，所述总线线束拓扑的二轮车模块化整车控制架构中，除动力控制系统、BMS电池管理系统B200、ABS防抱死系统C200外的每个模块都含一个微处理器，以保证485总线信号的有序传输，当模块需要发送信息时，先通过模块中的微处理器将相关信息转换为数据化的指令，然后通过485接口进行发送，指令在485总线上进行传输。当模块通过485总线接口接收到指令后，在执行之前，微处理器根据已经定义好的指令集对指令进行解析处理，得到相应的控制信号，然后发送控制信号到相应的执行模块。需要特别指出的是，该指令集包含了除关于行车安全功能之外的所有整车功能指令，例如开大灯、开转向灯等，且该指令集还含有后期可能新增的扩展功能，并可以根据功能的扩展而不断更新，更新后的指令集烧录到整车控制器的CPU和各个模块的微处理器后就可以实现系统的功能升级。通过各个模块内的微处理器对各类信息进行指令化处理与解析，然后通过485接口在485总线上进行传输，可以实现各个功能模块间通信接口的标准化，包括硬件接口的标准化和接口软件的标准化。在接口标准化的基础上，易于实现各功能部件的模块化，模块的增加与删减都可以灵活进行，每个模块的功能升级与更新也不会影响整车控制架构的电气布局，只是模块自身内部的升级和更新。

上述实施例是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。