自动驾驶线控底盘整车控制器



1   自动驾驶线控底盘VCU功能介绍

满足自动驾驶及遥控驾驶的线控底盘整车控制器VCU作为新能源及自动驾驶电动汽车的核心主控制单元,通过硬线或CAN等方式与自驾仪、电机控制器MCU、电池管理系统BMS、线控转向、线控制动、线控灯光等系统进行信息交互,通过对接收到的信息的处理,判断各个子控制单元和整车系统的状态,做出合理、安全的指令,从而让各个子控制单元协调、安全的工作,实现自动驾驶电动车系统的功能。

通常整车控制器将需要采集整车档位信号,油门踏板信号,制动踏板信号等驾驶员操作的相关动力输出信号,或接收自驾仪发送的行走、转向、制动、灯光等命令,实现整车驱动。同时,也将监控各个传感器或执行器的工作状态,有效地保护整车及驾驶员的安全。

针对线控底盘系统的VCU具备如下功能,并可进行切换:


  • 手动驾驶
  • 遥控驾驶
  • 自动驾驶


2  线控底盘系统架构


3  VCU硬件参数


请参考《PowerECU-S12_产品规格书V1.01》


4   CAN消息群定义

详见DBC文件


5 VCU功能定义

完整典型的VCU控制器架构如图,包括模式/任务调度、控制策略、底层驱动等模块。整车控制策略基于模型的方式开发,利用自动代码生成技术,结合底层驱动生成C代码,并下载在PowerECU硬件平台中。



5.1    功能切换

通过模式切换开关切换整车的工作模式,以决定整车控制器的必要的信号来源,包括油门/车速、制动、转向、灯光等信号。


5.2    VCU车辆控制功能


5.2.1  车辆上下电

整车的弱电控制继电器、MCU强电的上下电控制、整车自检,启动完毕则进入到等待状态,指导START信号有效且持续一段时间,则VCU进入到REDAY状态。

如果ON信号为0,则进入关机流程,对MCU下高压,然后自放电,关闭其他电器,对弱电继电器下电。

包括VCU上下电管理以及紧急下电等功能。对MCU高压和主继电器进行管理。在VCU上电时,首先打开主继电器,并对MCU进行预充电,然后打开MCU高压继电器。在任何情况下插入充电器,则进入充电状态,此时车辆不能启动。


5.2.2   能量管理

该模块包括驾驶员意图识别、驾驶模式控制、扭矩协调、功率限制等模块。控制架构如下。

该模块通过驾驶员意图信息,车速信息以及档位信息,控制电机工作在不同模式,实现平稳起步,主要包括蠕行,制动能量回收,滑行能量回收,超速保护等模式。


5.2.3  续航里程估算

续航里程估是在当前驾驶工况下,估算当前SOC下能够继续行驶的里程。算续航里程估算主要包括当前工况下的百公里能量消耗,当前消耗速度下,计算续航里程。


5.2.4 网络管理

在任何情况下,整车控制器与BMS、MCU、自驾仪离线超时,整车控制器将关闭电机控制器输出并通过仪表报警,系统必须钥匙位置“OFF”,使系统复位后方可重新启动运行。若故障保护重复出现,应视为故障。


5.2.5 故障诊断和指示

在任何情况下,MCU或电机、加速踏板、档位、发生严重故障(欠压、过流、严重过热),VUC将MCU转矩清零,上报仪表,提醒司机停车检修。出现故障保护时,系统必须必须钥匙位置“OFF”,使系统复位后方可重新启动运行。若故障保护重复出现,应视为故障。

故障处理包括故障等级划分、故障处理、故障发送.

根据各部件的故障严重程度,划分整车的故障等级。一级为警告,故障码150-200,仪表显示,二级为轻微故障,故障码150-100,降功率可以消除,三级为严重故障,故障码50-100需进一步降功率,或者限功率为0,四级为特严重故障,50-0,关系到行车或者生命安全,需要下高压。

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