一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其中传感器供电电路单元为传感器单元供电，传感器单元实时采集换挡电机的当前档位位置及变速箱齿轮转速并输出对应的电压传感信号，微处理器单元通过传感器信号采集电路单元采集电压传感信号；当微处理器单元判断出需要换挡时，微处理器单元根据电压传感信号通过MOS管预驱电路单元控制电机驱动电路单元中MOS管的通断，实现电机驱动电路单元对换挡电机的驱动，进行选档及进退档位，实现变速箱档位切换功能。本发明专利技术将整车控制器集成TCU功能，用集成后的整车控制器进行整车及换挡机构的控制，使硬件、结构成本降低，简化整车控制逻辑，降低整车控制软件的逻辑复杂度，提高处理速度。理速度。理速度。

【技术实现步骤摘要】
一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器


[0001]本专利技术涉及新能源汽车
，特别是涉及一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器。

技术介绍

[0002]随着客户需求的提高及智能驾驶的发展趋势，商用车中控制单元越来越多，这样会大大提高整个系统的复杂度，从而降低系统的稳定性，另外各个子系统之间完全分离，很难有效的做到资源共享，硬件成本和软件的复杂度都很高。因此，简化系统的控制及降低成本成为未来发展的趋势。
[0003]目前，新能源商用车换挡机构在传统燃油车的变速箱上进行改造，并且有专门的控制单元即变速器控制器(Transmission Control Unit，TCU)进行控制，整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)主要进行驾驶员意图解析、档位判断、扭矩需求、能量管理等其他功能。TCU接收VCU发送的档位、扭矩需求等，并根据采集到的换挡电机当前位置判断速比进行控制换挡。然而，TCU控制功能相对较为简单，从整车来说，单独增加控制器会增加硬件成本、软件的复杂度及资源的冗余。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术中的VCU与TCU分别独立设计，不仅导致硬件成本高，而且导致整车控制逻辑复杂，提高了整车控制软件的复杂度的问题，提供一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采取如下的技术方案：
[0006]一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，包括微处理器单元、传感器供电电路单元、传感器单元、传感器信号采集电路单元、MOS管预驱电路单元和电机驱动电路单元；
[0007]所述传感器供电电路单元为所述传感器单元供电，所述传感器单元实时采集换挡电机的当前档位位置及变速箱齿轮转速并输出对应的电压传感信号，所述微处理器单元通过所述传感器信号采集电路单元采集所述电压传感信号；
[0008]当所述微处理器单元判断出需要换挡时，所述微处理器单元根据所述电压传感信号通过所述MOS管预驱电路单元控制所述电机驱动电路单元中MOS管的通断，实现所述电机驱动电路单元对所述换挡电机的驱动，进行选档及进退档位，实现变速箱档位切换功能。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0010]本专利技术所提出的集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器实现了整车控制器的TCU功能集成，用集成后的整车控制器进行整车及换挡机构的控制，不必再单独额外设置TCU，使用一个微处理器进行采集判断处理即可，从而使硬件、结构成本降低，同时简化整车控制逻辑，降低整车控制软件的逻辑复杂度，提高了处理速度。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例提供的一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器的原理框图；
[0012]图2为本专利技术实施例中传感器供电电路单元的电路结构示意图；
[0013]图3为本专利技术实施例中传感器信号采集电路单元的电路结构示意图；
[0014]图4为本专利技术实施例中MOS管预驱电路单元的电路结构示意图；
[0015]图5为本专利技术实施例中电机驱动电路单元的电路结构示意图。
具体实施方式
[0016]本专利技术主要针对新能源商用车VCU和TCU的功能及未来ECU的发展的趋势，减少整车成本及控制复杂度，将VCU与TCU功能结合，用集成后控制单元进行整车及换挡机构的控制。
[0017]为了实现上述目的，我们通过分析换挡电机参数，传感器参数后，进行电路设计并制定换挡策略。样件完成后，我们在实车上进行调试，根据调试结果优化设计参数。同时按照设计要求进行可靠性试验。经过半年多时间的试验验证，最终形成了本专利技术所述的集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器。下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。
[0018]在其中一个实施例中，如图1所示，本专利技术提供一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其包括微处理器单元(MCU)、传感器供电电路单元、传感器单元、传感器信号采集电路单元、MOS管预驱电路单元和电机驱动电路单元。
[0019]具体地，传感器供电电路单元为传感器单元供电，传感器单元实时采集换挡电机的当前档位位置及变速箱齿轮转速并输出对应的电压传感信号，微处理器单元通过传感器信号采集电路单元采集传感器单元输出的电压传感信号。
[0020]当微处理器单元判断出需要换挡时，微处理器单元根据电压传感信号通过MOS管预驱电路单元控制电机驱动电路单元中MOS管的通断，实现电机驱动电路单元对换挡电机的驱动，进行选档及进退档位，实现变速箱档位切换功能。
[0021]本实施例将VCU控制器集成TCU功能，用集成后的整车控制器进行整车及换挡机构的控制，使硬件、结构成本降低，解决了VCU与TCU分别独立设计，导致硬件、结构成本高的问题，同时，使用一个微处理器进行采集判断处理即可，简化整车控制逻辑，降低整车控制软件的逻辑复杂度，提高了处理速度。
[0022]本实施例中的传感器单元包括X电机位置传感器、Y电机位置传感器和转速传感器，其中X电机位置传感器和Y电机位置传感器用于采集换挡电机的当前档位位置，转速传感器用于采集变速箱齿轮转速。分析X电机位置传感器、Y电机位置传感器和转速传感器参数，进行传感器供电及信号采集电路的设计，传感器供电电源5V，通过使能脚控制输出，稳压管D13确保使能电压在输入范围之内。参见图2，本实施例中的传感器供电电路单元包括供电芯片U4、电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电容C63、电容C64、电容C65、电容C13092和稳压管D13。可选地，本实施例中的供电芯片U4的型号为TLE4251D。
[0023]具体地，供电芯片U4的输入引脚I分别与电阻R60、电阻R61、电阻R59和电容C63的一端连接，电阻R60的另一端与电源VPRE连接，电阻R61的另一端分别与供电芯片U4的调整
引脚ADJ、电阻R63的一端、电容C13092的一端和稳压管D13的正极连接，电阻R63的另一端作为使能/调整输入端EN/ADJ与微处理器单元连接，电容C13092的另一端和稳压管D13的负极接地，电阻R59的另一端与电源VB_PR_1连接，电容C63的另一端接地；供电芯片U4的使能引脚EN与电阻R62的一端连接，电阻R62的另一端作为使能输入端Tracker EN1与微处理器单元连接且通过电阻R64接地；供电芯片U4的输出引脚Q作为供电输出端分别与传感器电源端、电容C64的一端和电容C65的一端连接；供电芯片U4的接地引脚GND、电容C64的另一端和电容C65的另一端接地。
[0024]传感器信号为模拟量信号，信号类型为电压型，电压范围为0
‑
5V，单片机供电电压为3.3V，故采集信号在单片机端需进行分压，防止超过3.3V。参见图3，本实施例中的传感器信号采集电路单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2。
[0025]具体地，电阻R1的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其特征在于，包括微处理器单元、传感器供电电路单元、传感器单元、传感器信号采集电路单元、MOS管预驱电路单元和电机驱动电路单元；所述传感器供电电路单元为所述传感器单元供电，所述传感器单元实时采集换挡电机的当前档位位置及变速箱齿轮转速并输出对应的电压传感信号，所述微处理器单元通过所述传感器信号采集电路单元采集所述电压传感信号；当所述微处理器单元判断出需要换挡时，所述微处理器单元根据所述电压传感信号通过所述MOS管预驱电路单元控制所述电机驱动电路单元中MOS管的通断，实现所述电机驱动电路单元对所述换挡电机的驱动，进行选档及进退档位，实现变速箱档位切换功能。2.根据权利要求1所述的一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其特征在于，所述传感器供电电路单元包括供电芯片U4、电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电容C63、电容C64、电容C65、电容C13092和稳压管D13；供电芯片U4的输入引脚I分别与电阻R60、电阻R61、电阻R59和电容C63的一端连接，电阻R60的另一端与电源VPRE连接，电阻R61的另一端分别与供电芯片U4的调整引脚ADJ、电阻R63的一端、电容C13092的一端和稳压管D13的正极连接，电阻R63的另一端作为调整输入端与所述微处理器单元连接，电容C13092的另一端和稳压管D13的负极接地，电阻R59的另一端与电源VB_PR_1连接，电容C63的另一端接地；供电芯片U4的使能引脚EN与电阻R62的一端连接，电阻R62的另一端作为使能输入端与所述微处理器单元连接且通过电阻R64接地；供电芯片U4的输出引脚Q作为供电输出端分别与传感器电源端、电容C64的一端和电容C65的一端连接；供电芯片U4的接地引脚GND、电容C64的另一端和电容C65的另一端接地。3.根据权利要求1或2所述的一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其特征在于，所述传感器信号采集电路单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2；电阻R1的一端与参考电源AD_5V连接，电阻R1的另一端分别与所述传感器单元的电压传感信号输出端、电阻R2的一端、电阻R3的一端和电容C1的一端连接，电阻R3的另一端分别与所述微处理器单元、电阻R4的一端、电容C2的一端连接，电阻R2、电阻R4、电容C1和电容C2的另一端均接地。4.根据权利要求1或2所述的一种集成TCU换挡电机控制电路的整车控制器，其特征在于，所述MOS管预驱电路单元包括集成驱动芯片U32A、电阻R494、电阻R495、电阻R496、电阻R501、电阻R502、电阻R504、电阻R505、电阻R506、电阻R507、电阻R508、电阻R509、电阻R514、电阻R516、电阻R519和电阻R520；集成驱动芯片U32A的引脚1、引脚2、引脚3、引脚5、引脚6、引脚7、引脚10、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚45分别通过电阻R507、电阻R508、电阻R514、电阻R516、电阻R519、电阻R520、电阻R504、电阻R509、电阻R502、电阻R505、电阻R506、电阻R501与对应的所述微处理器单元的控制引脚GPIO_F5、控制引脚GPIO_G5、控制引脚GPIO_E15、控制引脚GPIO_F6、控制引脚Timer2_CH2_J8、控制引脚GPIO_G6、控制引脚SPI3_SO_D5、控制引脚RESET_MCU、控制引脚GPIO_C11、控制引脚SPI3_SI_D7、控制引脚SPI3_SC...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭强，杨志超，马强，
申请(专利权)人：大运汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：