一种基于模型设计的整车控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于模型设计的整车控制器，由整车控制器硬件、整车控制器驱动软件模型库和整车控制器应用软件组成。所述的整车控制器硬件包括系统电源及管理模块、中央处理器、存储模块、输入信号处理模块、输出信号处理模块、通信模块和故障检测保护模块以及连接器，该整车控制器能满足不同车型和应用场景的整车控制需求，支持浮点运算的中央处理器，为基于模型的设计提供了基础条件，在此基础上开发的驱动软件模型库，实现了整车控制器快速实例化测试和验证，极大地提高开发效率。

A vehicle controller based on Model Design

The invention discloses a vehicle controller based on model design, which is composed of the hardware of the whole vehicle controller, the software model library driven by the whole vehicle controller and the application software of the whole vehicle controller. The hardware of the vehicle controller includes the system power and management module, the central processor, the storage module, the input signal processing module, the output signal processing module, the communication module and the fault detection and protection module, as well as the connectors. The vehicle controller can meet the control requirements of the vehicle for different types of vehicles and the scene, and support the floating. The central processor of point operation provides the basic conditions for the model based design. On this basis, the development of the driver software model library realizes the rapid instantiation test and verification of the vehicle controller, and greatly improves the development efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型设计的整车控制器
本专利技术涉及汽车电子控制
，具体涉及一种基于模型设计的整车控制器。
技术介绍
目前，主流厂商的汽车整车控制器开发均采用“V”流程开发模式，在控制算法浮点模型生成定点代码之前的快速原型阶段，使用快速原型设备对控制策略进行开发和调试；定点代码生产后，则采用量产级的整车控制器进行半实物、实物测试直至批量生产。以上过程存在以下问题：1、快速原型设备价格昂贵,且功能模块多，但在整车控制器开发过程中，实际使用不到其总模块数量的40％,资源浪费；2、快速原型设备无功率驱动模块，针对整车控制器，需用户重新开发相应的驱动硬件；3、由于量产级的整车控制器与快速原型硬件平台的差异，开发人员需要进行浮点模型定点化、基础软件与应用软件集成等工作，测试工作耗时耗力。中国，申请公布号为CN104249670A，申请公布日为2014年9月20日的专利技术专利申请公开了一种基于模型设计的通用型汽车控制器,该专利技术主要实现了能满足不同汽车控制系统需求的硬件功能,为基于模型设计提供的硬件条件,具有一定的硬件通用型,但未针对的整车控制器的专门的硬件功能、驱动软件和控制方法等进行说明。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于模型设计的整车控制器。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种基于模型设计的整车控制器，由整车控制器硬件、整车控制器驱动软件模型库和整车控制器应用软件组成，其特征在于：所述的整车控制器硬件包括系统电源及管理模块、中央处理器、存储模块、输入信号处理模块、输出信号处理模块、通信模块和故障检测保护模块以及连接器。优选的，所述的中央处理器，采用的是32位，主频150MHz,支持浮点运算的处理器。优选的，所述系统电源及管理模块包括系统供电电源模块、传感器供电电源模块和掉电延迟模块。优选的，所述的输入信号处理模块包括AD信号处理模块、开关量信号处理模块、频率量信号处理模块。优选的，所述的输出信号处理模块包括PWM信号驱动模块、大功率驱动模块、DA输出模块。本专利技术所达到的有益效果是：1、丰富的硬件资源和接口，该整车控制器能满足不同车型和应用场景的整车控制需求；2、支持浮点运算的中央处理器，为基于模型的设计提供了基础条件，在此基础上开发的驱动软件模型库，实现了整车控制器快速实例化测试和验证，极大地提高开发效率。3、整车控制器应用软件遵从AUTOSAR分层框架、软件各模块相互独立、具有明确的与基础软件接口，易于裁剪、扩充和维护。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：附图1是本专利技术所述的一种基于模型设计的整车控制器的总体方案流程图；附图2是本专利技术所述的整车控制器硬件模块示意图；附图3是本专利技术所述的整车控制器驱动软件模型库图；附图4是本专利技术所述的利用驱动模型库搭建的应用软件开发环境图；附图5是本专利技术所述的整车控制器应用软件顶层架构图；附图6是本专利技术所述的整车控制器应用软件核心算法模块示意图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1参见图1，一种基于模型设计的整车控制器包括,整车控制器硬件、整车控制器驱动软件模型库和整车控制器应用软件。参见图2，整车控制器硬件模块包括系统电源及管理模块、中央处理器、存储模块、输入信号处理模块、输出信号处理模块、通信模块和故障检测保护模块以及连接器；参见图2，所述的中央处理器，采用的是32位，主频150MHz,支持浮点运算的处理器；参见图2，所述系统电源及管理模块包括系统供电电源模块、传感器供电电源模块和掉电延迟模块，所述的系统供电电源模块是将整车控制器的供电电源转换成7.5V、5V、3.3V、1.8V为中央处理器及外围电路供电，所述的传感器供电电源模块是将7.5V电源转换为5V电源给加速踏板和制动踏板供电，所述的掉电延迟模块是在整车控制器检准备下电时延迟一段时间后断电。参见图2，所述的输入信号处理模块包括AD信号处理模块、开关量信号处理模块、频率量信号处理模块。参见图2，所述的输出信号处理模块包括PWM信号驱动模块、大功率驱动模块、DA输出模块，所述的PWM驱动模块，用于驱动小于1A的负载使用，所述的大功率驱动模块，用于驱动不大于7A的负载使用，所述的DA输出模块用于将数字信号转换成模拟信号。参见图2，所述的通信模块包括CAN通信模块、RS232通信模块，所述的CAN通信电路用于整车控制器和整车其他控制器通信，所述的RS232通信电路用于软件在线刷写。参见图2，所述的故障检测保护模块是用于将检测的PWM信号驱动模块和大功率驱动模块的反馈状态提供给中央处理器，并对模块提供硬件保护。实施例2参见图3，是所述的整车控制器驱动软件模型库。所述模型库中的软件模块，取代传统手写C代码实现的基础软件，将其集成在Matlab/Simulink软件库中，控制策略(应用软件)的输入、输出接口根据信号类型分别于对应的软件库中的输入、输出模块相连接，使应用软件和基础软件无缝连接，全部在Matlab/Simulink环境中搭建，在仿真、验证完后，通过配置，自动生成产品级的C代码，在通过Bootloader刷写到CPU中，进行测试和标定，最终实现整车控制器快速原型开发、测试及量产。整车控制器驱动软件模型库包含看门狗模块、系统配置模块、外设中断触发模块、中断响应模块、数字输入模块、数字输出模块、AD模块、DA模块、增强型PWM驱动模块、增强型捕获模块、正交脉冲编码模块、CAN通信模块、CAN标定模块(CCP)、SCI通信模块、SPI通信模块和I2C通信模块。参见图3，看门狗模块(Watchdog)，用于配置软件复位周期，实现软件周期复位控制；参见图3，系统配置模块，用于配置系统总线频率、参数和数据存储和功能接口映射；参见图3，外设中断触发模块(PIEInterruptTrigger)，用于对CPU的外设进行软件中断配置，实现CPU外设的中断控制；参见图3，中断响应模块(Hardwareinterrut)，用于响应外设中断触发模块配置的中断任务，利用该模块和外设中断触发模块一起实现系统的任务调度功能；参见图3，通用数字输入、输出模块(DigitalInput,DigitalOutput)，用于配置数字输入和输出模块的各种参数，采集和输出开关量信号；参见图3，数模和模数转换模块(DAC和ADC)，用于配置数模和模数转换模块的各种参数，实现对模拟信号的模数转换和对数字信号的数模转换；参见图3，增强型PWM模块(ePWM)，用于配置PWM模块的各种参数，实现不同频率和占空比的PWM信号输出；参见图3，增强型捕获模块(eCAP)，用于配置增强型捕获模块的各种参数，实现对脉冲信号、频率信号的检测；参见图3，正交编码脉冲模块(QEP)，用于配置正交编码脉冲模块的各种参数，实现对旋转部件的位置检测和转速检测。参见图3，CAN通信模块(EcanTransmit,EcanReceive)，用于配置CAN通信模块的各种参数，实现与CAN外设之间的CAN通信和标定；参见图3，CAN标定模块(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型设计的整车控制器，由整车控制器硬件、整车控制器驱动软件模型库和整车控制器应用软件组成，其特征在于：所述的整车控制器硬件包括系统电源及管理模块、中央处理器、存储模块、输入信号处理模块、输出信号处理模块、通信模块和故障检测保护模块以及连接器。

【技术特征摘要】
1.一种基于模型设计的整车控制器，由整车控制器硬件、整车控制器驱动软件模型库和整车控制器应用软件组成，其特征在于：所述的整车控制器硬件包括系统电源及管理模块、中央处理器、存储模块、输入信号处理模块、输出信号处理模块、通信模块和故障检测保护模块以及连接器。2.根据权利要求1所述的一种基于模型设计的整车控制器，其特征在于：所述的中央处理器，采用的是32位，主频150MHz,支持浮点运算的处理器。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，段现星，郭三刺，贾利军，薛姣，卢庆收，田金鑫，张志显，
申请(专利权)人：河南机电职业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41