一种车辆底盘一体化控制系统及控制方法与流程

1.本技术涉及车辆底盘控制技术领域，具体涉及一种车辆底盘一体化控制系统及控制方法。


背景技术：

2.目前，基于汽车电子技术发展，驾乘人员对车辆的安全性、舒适性以及科技性追求越来越高，汽车底盘电控系统也逐步增多，如空气悬架控制系统、胎压监测系统、以及灯光控制系统等，系统与系统之间相互独立，且每个系统对应于一个控制器。
3.但是，由于系统数量较多，且系统与系统之间彼此独立，信息不共享，多为信息孤岛，导致硬件资源重复多，资源利用未最大化，同时也不便于集中控制和管理，进而不利于整车的成本降低和收益达成；另外，每个系统均具有单独的线束，线束约多，占用车辆布置空间越大，导致空间难以节省。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷之一，本技术的目的在于提供一种车辆底盘一体化控制系统及控制方法，以解决相关技术中底盘多系统之间彼此独立导致的集中控制和管理不便的问题。
5.本技术第一方面提供一种车辆底盘一体化控制系统，其包括：
6.输入单元，其包括用于检测车辆状态信息的车辆状态检测模块、用于获取各传感器信号的传感器信号模块、用于获取各开关信号的开关信号模块、以及用于胎压和胎温监测的车胎监测模块；
7.控制单元，其用于基于上述车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温，运行相应的控制策略，输出相应的控制信号；
8.输出单元，其用于接收上述控制单元输出的控制信息，进行相应的控制。
9.一些实施例中，上述控制单元包括：
10.信号及通信处理控制模块，其用于对上述车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温进行采集和滤波处理；
11.灯光控制模块，其用于基于滤波处理后的灯光相关的开关信号，生成灯光控制信号；
12.负载控制模块，其用于基于滤波处理后的负载相关传感器信号和开关信号，生成负载控制信号；
13.空气悬架控制模块，其用于基于滤波处理后的空气悬架相关传感器信号和开关信号，生成空气悬架控制信号；
14.胎压监测控制模块，其用于基于滤波处理后的胎压生成胎压显示信号，以及当胎压超出预设范围时，生成胎压报警信号；
15.胎温监测控制模块，其用于基于滤波处理后的胎温生成胎温显示信号，以及当胎
温大于预设的最高温度时，生成胎温报警信号。
16.一些实施例中，上述输出单元包括：
17.灯光驱动模块，其用于根据灯光控制信号驱动灯光开关；
18.负载驱动模块，其用于根据负载控制信号驱动负载工作或不工作；
19.空气悬架驱动模块，其用于根据空气悬架控制信号调整空气悬架高度；
20.胎压监测报警模块，其用于根据胎压显示信号发送胎压数据至仪表进行显示，以及根据胎压报警信号，发出胎压报警；
21.胎温监测报警模块，其用于根据胎温显示信号发送胎温数据至仪表进行显示，以及根据胎温报警信号，发出胎温报警。
22.一些实施例中，上述传感器信号模块包括：
23.电压式传感器信号子模块，其用于获取转向桥压力、驱动桥左压力、驱动桥右压力、随动桥压力、提升桥压力、以及储气罐气压；
24.电感式传感器信号子模块，其用于获取转向桥车身高度、驱动桥左侧车身高度、以及驱动桥右侧车身高度。
25.一些实施例中，上述开关信号模块包括：
26.灯光开关信号子模块，其用于获取主车内外部灯光控制开关状态和挂车外部灯光控制开关状态；
27.负载开关信号子模块，其用于获取轮差控制开关、轴差控制开关、取力控制开关、燃油预热开关、燃油加热开关、进气预热指示开关、变速箱档位保护开关、干燥器开关的状态；
28.空气悬架开关信号子模块，其用于获取高度开关、提升桥开关、牵引辅助开关以及轴荷控制开关的状态。
29.一些实施例中，上述车辆状态检测模块、传感器信号模块、开关信号模块以及输出单元均通过通信单元与控制单元通讯。
30.一些实施例中，上述通信单元包括can通信模块、以太网通信模块和lin通信模块中的至少一种。
31.一些实施例中，上述控制系统还包括基础单元，上述基础单元包括：
32.电源模块，其用于为控制单元供电；
33.时钟模块，其用于产生时钟信号并发送给控制单元。
34.一些实施例中，上述基础单元还包括外扩存储模块，上述外扩存储模块用于存储上述控制单元接收到的车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温。
35.本技术第二方面提供一种基于上述的车辆底盘一体化控制系统的控制方法，其包括步骤：
36.输入单元实时获取车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号以及胎压和胎温，并发送至控制单元；
37.上述控制单元基于接收到的车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温，运行相应的控制策略，输出相应的控制信号至输出单元；
38.上述输出单元基于接收到的控制信息，进行相应的控制。
39.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
40.本技术的车辆底盘一体化控制系统及控制方法，由于输入单元包括检测车辆状态信息的车辆状态检测模块、获取各传感器信号的传感器信号模块、获取各开关信号的开关信号模块、以及胎压和胎温监测的车胎监测模块，当控制单元接收到车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温后，运行相应的控制策略，生成相应的控制信号并发送给输出单元，输出单元根据接收到的控制信息，进行相应的控制；因此，可实现对车辆底盘的一体化控制，并减少控制器数量及开发设计成本，实现资源利用最大化。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本技术实施例的车辆底盘一体化控制系统的第一种原理框图；
43.图2为本技术实施例的车辆底盘一体化控制系统的第二种原理框图；
44.图3为本技术实施例的车辆底盘一体化控制方法的流程图。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
46.本技术实施例提供了一种车辆底盘一体化控制系统及控制方法，其能解决相关技术中底盘多系统之间彼此独立导致的集中控制和管理不便的问题。
47.如图1所示，本技术实施例的车辆底盘一体化控制系统(cics，chassis integrated control system)，其包括输入单元、控制单元以及输出单元。
48.上述输入单元包括用于检测车辆状态信息的车辆状态检测模块、用于获取各传感器信号的传感器信号模块、用于获取各开关信号的开关信号模块、以及用于胎压和胎温监测的车胎监测模块。
49.其中，车胎监测模块可通过can收发器获取车辆的胎压和胎温。
50.上述控制单元用于基于上述车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压，运行相应的控制策略，以输出相应的控制信号。
51.上述输出单元用于接收上述控制单元输出的控制信息，进行相应的控制。
52.本实施例的车辆底盘一体化控制系统，由于输入单元包括检测车辆状态信息的车辆状态检测模块、获取各传感器信号的传感器信号模块、获取各开关信号的开关信号模块、以及胎压和胎温监测的车胎监测模块，当控制单元接收到车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温后，运行控制策略产生相应的控制信号并发送给输出单元，输出单元根据接收到的控制信息，进行相应的控制；因此，该系统可实现对车辆底盘的一体化控制，并减少控制器数量及开发设计成本，实现资源利用最大化。
53.其中，各传感器信号包括负载相关的传感器信号和空气悬架相关传感器信号；各
开关信号包括灯光相关的开关信号、负载相关的开关信号和空气悬架相关的开关信号。
54.如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，上述控制单元包括信号及通信处理控制模块、灯光控制模块、负载控制模块、空气悬架控制模块、胎压监测控制模块、以及胎温监测控制模块。
55.上述信号及通信处理控制模块用于对上述车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温进行采集和滤波处理。
56.可选地，信号及通信处理控制模块具体依据系统功能需求，可对常闭常开开关信号、高/低边开关信号、0
‑
5v电压模拟信号、电感信号、spi信号、以太网信号、can信号、lin信号等进行采集及滤波处理。
57.上述灯光控制模块用于基于滤波处理后的灯光相关的开关信号，生成灯光控制信号。
58.可选地，灯光控制模块具体依据系统功能需求，实现车辆内部及外部灯控制，其包括驱动内、外部灯控制策略等，以实现内、外部灯控制。
59.上述负载控制模块用于基于滤波处理后的负载相关传感器信号和开关信号，生成负载控制信号。
60.可选地，负载控制模块具体依据系统功能需求，实现车辆各种电器负载控制，其包括雨刮控制策略、燃油预热及加热控制策略、轴差及轮差控制策略、取力控制策略、智能干燥器控制策略、变速箱档位保护控制策略等，以实现雨刮控制、燃油预热及加热控制、轴差及轮差控制、取力控制、智能干燥器控制、以及变速箱档位保护控制。
61.上述空气悬架控制模块用于基于滤波处理后的空气悬架相关传感器信号和开关信号，生成空气悬架控制信号。
62.可选地，空气悬架控制模块具体依据系统功能需求，实现整车高度平滑控制，包括高度决策策略、高度平滑控制策略、牵引辅助控制策略、轴荷分配控制策略、遥控器手动控制策略等。
63.上述胎压监测控制模块用于基于滤波处理后的胎压生成胎压显示信号，以及当胎压超出预设范围时，生成胎压报警信号。
64.可选地，胎压监测控制模块具体依据系统功能需求，实现车辆轮胎压力的实时监测并报警功能，包括高压报警策略、欠压报警策略、快速漏气报警策略。
65.上述胎温监测控制模块用于基于滤波处理后的胎温生成胎温显示信号，以及当胎温大于预设的最高温度时，生成胎温报警信号。
66.可选地，胎压监测控制模块具体依据系统功能需求，实现车辆轮胎温度的实时监测并报警功能，即包括高温报警策略。
67.可选地，上述控制单元还包括系统配置模块，电源管理模块、内存管理模块以及故障诊断模块。
68.其中，该系统配置模块可实现该一体化控制系统的时钟配置、看门狗配置、各个寄存器配置、任务状态配置、以及任务调度管理等。
69.该电源管理模块具体依据系统功能需求，可实现该一体化控制系统的电源监控和管理，包括电源电压正常和异常监测策略、以及整车能耗管理策略等。
70.该内存管理模块具体依据系统功能需求，可实现该一体化控制系统的内存分配和
管理，包括内部及外部内存flash和ram分配策略、内部及外部内存flash和ram工作动态监测管理策略等。
71.该故障诊断模块具体依据系统功能需求，可实现传感器、板载电路、各驱动芯片、以及各负载的诊断，包括车辆内外部灯、高度传感器、压力传感器、燃油预热继电器、再生电磁阀、卸荷电磁阀、以太网通信、can通信、lin通信的诊断。
72.在其他实施例中，上述控制单元还包括eol(end of line，汽车下线检测)功能模块和boot程度更新模块。
73.该eol功能模块具体依据系统功能需求，可实现不同车型、驱动形式、各配置参数标定功能，其可遵循uds协议和eol标定流程实现标定软件。
74.该boot程序更新模块可实现该一体化控制系统的软件刷写，遵循mcu类型和boot流程实现程序更新软件。
75.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述输出单元包括灯光驱动模块、负载驱动模块、空气悬架驱动模块、胎压监测报警模块、以及胎温监测报警模块。
76.当上述控制信号包括灯光控制信号时，上述灯光驱动模块用于根据该灯光控制信号驱动灯光开关。
77.其中，灯光驱动模块接收灯光控制信号后，可分别驱动远/近光灯、左/右转向灯、左/右转向灯、前/后雾灯、位置灯、倒车灯等实现车辆外部灯光控制。
78.当上述控制信号为负载控制信号时，上述负载驱动模块用于根据该负载控制信号驱动负载工作或不工作。
79.当上述控制信号为空气悬架控制信号时，上述空气悬架驱动模块用于根据该空气悬架驱动信号调整空气悬架高度。
80.当上述控制信号包括胎压显示信号时，上述胎压监测报警模块用于根据该胎压控制信号通过can通信发送胎压数据至仪表进行显示，以及当上述控制信号包括胎压报警信号时，胎压监测报警模块还用于根据胎压报警信号发出胎压报警。
81.当上述控制信号包括胎温显示信号时，上述胎温监测报警模块用于根据该胎温显示信号通过can通信发送轮胎温度数据至仪表进行显示；当上述控制信号还包括胎温报警信号时，上述胎温监测报警模块还用于根据胎温报警信号发出胎温报警。
82.本实施例中，负载驱动模块包括继电器驱动子模块和电磁阀驱动子模块。
83.上述继电器驱动子模块是一组需要继电器驱动负载工作的处理电路，继电器驱动子模块用于接收负载控制信号后，控制继电器吸合或关闭，以驱动对应负载工作或不工作。
84.其中，负载驱动模块中的继电器驱动子模块包括轮差/轴差驱动子模块和加热驱动子模块。
85.上述轮差/轴差驱动子模块接收相应的负载控制信号后，分别驱动轴间差速电磁阀以及轮间差速电磁阀实现轮差和轴差控制。
86.上述加热驱动子模块接收相应的负载控制信号后，分别驱动燃油预热继电器以及油箱加热电磁阀实现燃油预热或加热控制。
87.上述电磁阀驱动子模块是一组通过pwm形式驱动负载工作的处理电路，其接收负载控制信号后，控制电磁阀以驱动对应负载工作或不工作。
88.其中，负载驱动模块中的电磁阀驱动子模块包括取力驱动子模块、变速箱档位保
护驱动子模块以及智能干燥器驱动子模块。
89.上述取力驱动子模块接收相应的负载控制信号后，分别驱动行车取力电磁阀、驻车取力电磁阀实现行车和驻车取力控制。
90.上述变速箱档位保护驱动子模块接收相应的负载控制信号后，分别驱动高低档锁止电磁阀、1档锁止电磁铁，以实现变速箱高低档、1档锁止保护。
91.上述智能干燥器驱动子模块接收相应的负载控制信号后，分别驱动再生电磁阀和卸荷电磁阀实现智能干燥器再生和卸荷控制。
92.可选地，上述负载驱动模块还包括电机驱动子模块，上述电机驱动子模块是一组通过pwm形式驱动负载工作的处理电路，该电机驱动子模块可用于接收负载控制信号后，控制电机驱动对应负载工作或不工作。比如，负载控制信号为后视镜调节或玻璃调节时，电机驱动子模块可基于该控制信号对后视镜或玻璃进行调节控制。
93.可选地，空气悬架驱动模块为电磁阀驱动模块，即一组通过pwm形式驱动空气悬架工作的处理电路，其接收空气悬架控制信号后，控制电磁阀以调节空气悬架高度。
94.其中，空气悬架驱动模块接收空气悬架控制信号后，实现悬架高度及轴荷控制，即分别驱动转向桥电磁阀、驱动桥电磁阀、提升桥电磁阀、随动桥电磁阀，以实现空气悬架的整车高度控制。
95.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述车辆状态检测模块用于检测点火锁的start档、on档、acc档、车速、发动机转速等信号，便于作为控制单元启动工作、停止工作、以及运行状态切换的依据。
96.上述传感器信号模块包括电压式传感器信号子模块以及电感式传感器信号子模块。
97.其中，上述电压式传感器信号子模块以及电感式传感器信号子模块分别为一组负责对应类型的传感器信号处理电路。
98.上述电压式传感器信号子模块用于获取转向桥压力、驱动桥左压力、驱动桥右压力、随动桥压力、提升桥压力、以及储气罐气压。
99.其中，电压式传感器信号子模块分别连接转向桥压力传感器、驱动桥左压力传感器、驱动桥右压力传感器、随动桥压力传感器、提升桥压力传感器、以及储气罐气压传感器，以获取各压力传感器信号。
100.上述电感式传感器信号子模块用于获取转向桥车身高度、驱动桥左侧车身高度、以及驱动桥右侧车身高度。
101.其中，电感式传感器信号子模块分别连接转向桥高度传感器、驱动桥左高度传感器、以及驱动桥右高度传感器，以获取各高度传感器信号。
102.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述开关信号模块包括灯光开关信号子模块、负载开关信号子模块、以及空气悬架开关信号子模块。
103.上述灯光开关信号子模块用于获取主车内外部灯光控制开关状态和挂车外部灯光控制开关状态。
104.上述负载开关信号子模块用于获取轮差控制开关、轴差控制开关、取力控制开关、燃油预热开关、燃油加热开关、进气预热指示开关、变速箱档位保护开关、干燥器开关的状态。可选地，上述负载开关信号子模块还用于获取电磁式电源总开关以及制动蹄片磨损开
关的状态。
105.上述空气悬架开关信号子模块用于获取高度开关、提升桥开关、牵引辅助开关以及轴荷控制开关的状态。可选地，上述空气悬架开关信号子模块还可用于获取遥控器开关的状态。
106.可选地，各开关信号子模块可选为常闭常开开关信号子模块、高边开关信号子模块或低边开关信号子模块。
107.其中，常闭常开开关信号子模块为一组常闭常开开关信号处理电路；高边开关信号子模块为一组高边信号处理电路；低边开关信号子模块为一组低边信号处理电路。
108.本实施例中，上述车辆状态检测模块、传感器信号模块、开关信号模块以及输出单元均通过通信单元与控制单元通讯。
109.优选地，上述通信单元包括can通信模块、以太网通信模块和lin通信模块中的至少一种。每个通信接口具体依据系统需求作适配和裁剪。
110.本实施例中，通信单元为can通信模块可为主网can通信或子网can通信。其中，can通信模块可设计为三路，分别can通信1、can通信2和can通信3，比如信息can、动力can、子网收发器can。
111.在其他实施例中，通信单元为以太网通信模块时，其包括一路1000base
‑
t1和两路100base
‑
t1。
112.可选地，通信单元为lin通信模块时，设计为两路，分别为lin通信1和lin通信2。
113.优选地，上述控制系统还包括基础单元，上述基础单元包括电源模块和时钟模块。
114.上述电源模块用于为控制单元供电。其中，电源模块输入为整车电源24v，具备稳压、抗反向功能，驱动能力0
‑
2a，输出电压为12v、5v或3.3v。可选地，控制单元为mcu(microcontroller unit，微控制单元)。
115.上述时钟模块用于产生时钟信号并发送给控制单元。其中，时钟模块输入可选为16m或4m两种晶振，晶振源选择根据系统需求确定，通过pll锁相环倍频/分频，输出mcu时钟、can时钟、ad时钟、pwm时钟、spi(serial peripheral interface，串行外设接口)时钟等，其它接口时钟需求具体依据系统需要进行配置。
116.本实施例中，上述基础单元还包括外扩存储模块，上述外扩存储模块用于存储上述控制单元接收到的车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温。
117.其中，外扩存储模块包括外扩flash模块和外扩ram模块中的至少一种。
118.可选地，外扩flash模块和外扩ram模块的存储空间分别设计为2m、4m和8m三种规格。电源模块、时钟模块、外扩flash模块、外扩ram模块的硬件接口统一按照标准化设计，具体依据系统需求进行选择和确认。
119.如图3所示，本实施例的基于上述的车辆底盘一体化控制系统的控制方法，其包括步骤：
120.s1.输入单元实时获取车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号以及胎压和胎温，并发送至控制单元.
121.s2.上述控制单元基于接收到的车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压和胎温，运行相应的控制策略，以输出相应的控制信号至输出单元。
122.可选地，上述控制策略包括动内、外部灯控制策略、雨刮控制策略、燃油预热及加
热控制策略、轴差及轮差控制策略、取力控制策略、智能干燥器控制策略、变速箱档位保护控制策略，以及高度决策策略、高度平滑控制策略、牵引辅助控制策略、轴荷分配控制策略、遥控器手动控制策略等；可选地，控制策略还包括高压报警策略、欠压报警策略、快速漏气报警策略以及高温报警策略等。
123.s3.上述输出单元基于接收到的控制信息，进行相应的控制。
124.进一步地，上述控制单元包括信号及通信处理控制模块、灯光控制模块、负载控制模块、空气悬架控制模块、胎压监测控制模块、以及胎温监测控制模块。其中，各传感器信号包括负载相关的传感器信号和空气悬架相关传感器信号；各开关信号包括灯光相关的开关信号、负载相关的开关信号和空气悬架相关的开关信号。
125.本实施例中，上述步骤s2具体包括：
126.s21.上述信号及通信处理控制模块对接收到的车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压进行采集和滤波处理。
127.s22.上述灯光控制模块基于滤波处理后的灯光相关的开关信号，生成灯光控制信号。
128.s23.上述负载控制模块基于滤波处理后的负载相关传感器信号和开关信号，生成负载控制信号。
129.s24.上述空气悬架控制模块基于滤波处理后的空气悬架相关传感器信号和开关信号，生成空气悬架控制信号。
130.s25.上述胎压监测控制模块基于滤波处理后的胎压生成胎压显示信号，以及当胎压超出预设范围时，生成胎压报警信号。
131.s26.上述胎温监测控制模块基于滤波处理后的胎温生成胎温显示信号，以及当胎温大于预设的最高温度时，生成胎温报警信号。
132.本实施例的控制方法，适用于上各控制系统，控制单元获取车辆状态信息、各传感器信号、各开关信号、以及胎压后，可基于这些信息生成相应的控制信号并发送给输出单元，输出单元根据接收到的控制信息，进行相应的底盘控制，不仅可充分发挥硬件资源和软件资源各自的最大效能，实现车辆内外部灯光控制、负载控制、空气悬架控制及胎压监测的集中控制，减少控制单元数量以及线束数量，还减少开发时间和测试时间，以节约开发设计成本和人力成本，另外，一体化控制软硬件设计标准化和模块化，充分兼容和适配未来系统可扩展性和功能可配置化。
133.本技术不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。