一种车辆动力域控制系统及方法、存储介质、计算机设备与流程

1.本技术涉及车辆动力控制技术领域，尤其是涉及到一种车辆动力域控制系统及方法、存储介质、计算机设备。


背景技术：

2.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。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供了一种车辆动力域控制系统及方法、存储介质、计算机设备，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。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种车辆动力域控制系统，所述系统包括：
5.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；
6.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；
7.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；
8.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；
9.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。
10.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；
11.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。
12.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；
13.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；
14.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；
15.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。
16.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。
17.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；
18.所述电流输入接口用于接收目标电机三相线的电流；
19.所述电压输入接口用于接收所述目标电机母线的电压；
20.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。
21.根据本技术的另一方面，提供了一种车辆动力域控制方法，所述方法包括：
22.通过所述主控制芯片接收所述第一信号，其中，所述第一信号包括整车驱动控制信号；
23.当所述第一信号为所述整车驱动控制信号时，通过所述主控制芯片计算所述第一信号对应的电机扭矩需求值，并通过所述外设控制芯片采集所述电机扭矩需求值，依据所述电机扭矩需求值生成所述第二信号，其中，所述第二信号用于控制目标电机输出不同的扭矩；
24.当所述第一信号不为所述整车驱动控制信号时，通过所述主控制芯片对所述第一信号进行处理，生成车辆附件信号，其中，所述车辆附件信号包括所述高边驱动信号、所述低边驱动信号以及所述单路驱动信号。
25.可选地，所述依据所述电机扭矩需求值生成所述第二信号，具体包括：
26.通过所述旋变解码芯片获取所述目标电机的转子位置信号，并基于所述电机扭矩需求值以及所述转子位置信号，确定所述目标电机对应的励磁电流和转矩电流，进而生成所述第二信号。
27.可选地，所述通过所述主控制芯片接收所述第一信号之后，所述方法还包括：
28.判断所述第一信号是否为预设校验信号；
29.当所述第一信号为预设校验信号时，通过所述主控制芯片以及所述外设控制芯片
分别对所述第一信号进行处理，并将处理的结果进行比对，当比对区别值大于预设区别阈值时，输出校验问题信号。
30.依据本技术又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述车辆动力域控制方法。
31.依据本技术再一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述车辆动力域控制方法。
32.借由上述技术方案，本技术提供的一种车辆动力域控制系统及方法、存储介质、计算机设备，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。本技术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。
33.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
34.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
35.图1示出了本技术实施例提供的一种车辆动力域控制系统的结构示意图；
36.图2示出了本技术实施例提供的一种车辆动力域控制方法的流程示意图。
具体实施方式
37.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在本实施例中提供了一种车辆动力域控制系统，如图1所示，该系统包括：
39.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；
40.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；
41.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；
42.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；
43.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。
44.本技术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。本技术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。
45.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。本技术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。
46.在本技术的上述实施例中，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。
47.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。本技术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。
48.在本技术的上述实施例中，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。
49.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。
50.在本技术的上述实施例中，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。
51.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。
52.在本技术的上述实施例中，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。
53.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。
54.进一步的，本技术实施例提供了一种车辆动力域控制方法，如图2所示，该系统包括：
55.步骤101，通过所述主控制芯片接收所述第一信号，其中，所述第一信号包括整车驱动控制信号；
56.步骤102，当所述第一信号为所述整车驱动控制信号时，通过所述主控制芯片计算所述第一信号对应的电机扭矩需求值，并通过所述外设控制芯片采集所述电机扭矩需求值，依据所述电机扭矩需求值生成所述第二信号，其中，所述第二信号用于控制目标电机输出不同的扭矩；
57.步骤103，当所述第一信号不为所述整车驱动控制信号时，通过所述主控制芯片对所述第一信号进行处理，生成车辆附件信号，其中，所述车辆附件信号包括所述高边驱动信号、所述低边驱动信号以及所述单路驱动信号。
58.本技术实施例提供的车辆动力域控制方法可以应用于上面所述的车辆动力域控制系统中。通过主控制芯片的不同接口接收不同的第一信号，第一信号可以包括钥匙信号接口、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等。其中，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可以称作整车驱动控制信号。当第一信号为整车驱动控制信号时，说明司机需要对车辆的车速进行调整，此时需要对对应目标电机的输出扭矩进行控制，可以通过主控制芯片对整车驱动控制信号对应的电机扭矩需求值进行计算。外控制芯片可以按照预设采集周期通过预设通讯接口对主控制芯片计算得出的电机扭矩需求值进行采集，预设通讯接口具体可以是spi通讯接口，并根据采集到的电机扭矩需求值进行进一步运算处理，生成对应的第二信号，进而根据第二信号实现对目标电机输出扭矩的控制，从而对车辆的车速进行控制。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。当第一信号不是整车驱动控制信号时，直接通过主控制芯片对接收的第一信号进行处理，从而生成高边驱动信号、低边驱动信号以及单路驱动信号等车辆附件信号。对于一些对处理及时性要求相对较低的信号，主控制芯片对于这些信号的处理周期可以设定为1ms、10ms，而对于电机扭矩需求值的处理需要较短的周期即处理一次，所以将有关矢量控制方面的相关计算由外设控制芯片负责，可以有效减少主控制芯片的运算压力，有利于保证矢量控制
相关计算的速度，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。
59.在本技术的上述实施例中，可选地，步骤102中所述“依据所述电机扭矩需求值生成所述第二信号”，具体包括：通过所述旋变解码芯片获取所述目标电机的转子位置信号，并基于所述电机扭矩需求值以及所述转子位置信号，确定所述目标电机对应的励磁电流和转矩电流，进而生成所述第二信号。
60.在该实施例中，可以通过旋变解码芯片获取目标电机的转子位置信号，从转子位置信号中可以确定转子的实时位置，并以电机扭矩需求值和转子位置信号为基础，经过矢量控制运算确定目标电机对应的励磁电流和转矩电流，最终输出第二信号驱动目标电机转动。
61.在本技术的上述实施例中，可选地，步骤101中所述“通过所述主控制芯片接收所述第一信号”之后，所述方法还包括：判断所述第一信号是否为预设校验信号；当所述第一信号为预设校验信号时，通过所述主控制芯片以及所述外设控制芯片分别对所述第一信号进行处理，并将处理的结果进行比对，当比对区别值大于预设区别阈值时，输出校验问题信号。
62.在该实施例中，当主控制芯片接收到第一信号后，还可以判断第一信号是否是预设校验信号，其中，预设校验信号可以是车辆故障信号、温度信号等。当接收到的第一信号是预设校验信号时，外设控制芯片可以接收由主控制芯片发送的第一信号，由主控制芯片和外设控制芯片分别对需要校验的第一信号进行相应的处理，并将处理的结果进行比对，如果比对结果发现比对区别值小于或等于预设区别阈值时，说明处理的结果是正确的，可以直接输出；如果比对结果发现比对区别值大于预设区别阈值时，说明主控制芯片或外设控制芯片的处理结果存在错误，并输出校验问题信号，避免输出并使用错误的信号。本技术通过将关键信号设置为预设校验信号，并通过主控制芯片和外设控制芯片互为校验，在关键信号处理方面完成了冗余设计，提高了关键信号处理的安全性，降低误报率。
63.基于上述如图2所示方法，相应的，本技术实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述如图2所示的车辆动力域控制方法。
64.基于这样的理解，本技术的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd
‑
rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施场景所述的方法。
65.基于上述如图2所示的方法，为了实现上述目的，本技术实施例还提供了一种计算机设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该计算机设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图2所示的车辆动力域控制方法。
66.可选地，该计算机设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(radio frequency，rf)电路，传感器、音频电路、wi
‑
fi模块等等。用户接口可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)等，可选用户接口还可以包括usb接口、读卡器接
口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、wi
‑
fi接口)等。
67.本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种计算机设备结构并不构成对该计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
68.存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保存计算机设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。
69.本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本技术所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
70.上述本技术序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本技术的几个具体实施场景，但是，本技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本技术的保护范围。