電動汽車CAN總線整車控制器制造技術

本發明專利技術提出了一種電動汽車CAN總線整車控制器,包括微處理器模塊以及電源模塊，CAN總線整車控制器設有脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統；電源模塊為整車控制器及外圍傳感器提供隔離電源，并對蓄電池電壓進行監控，保證整個系統的可靠運行。本發明專利技術可實現電動汽車各個子系統之間的相互通信和配合，通過CAN總線給出電機控制和電池管理指令，實現整車驅動控制、能量優化控制和制動同饋控制，進而提高整車的整體性能。

【技術實現步驟摘要】
電動汽車CAN總線整車控制器
本專利技術涉及電動汽車整車控制
，特別是涉及一種電動汽車CAN總線整車控制器。
技術介紹
在能源短缺和環境污染的壓力下，新能源汽車越來越受到人們的重視。電動車以其低排放、低能耗、低噪聲優點成為21世紀初汽車工業發展的必然趨勢。相對于內燃機汽車，電動汽車上控制模塊較多，各模塊需要實時共享車輛的公共數據，以達到整車的最優控制；由于各個模塊相互作用又相互獨立，存在著相互的干擾，傳統的電氣控制設計策略已不再適用于當今電動汽車電氣控制網絡的需要。CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通訊網絡，采用多主方式，網絡上任意節點都可自主向其他接點發送信息。由于CAN總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性等顯著優點，它成為電動汽車電氣控制網絡的重要發展方向。
技術實現思路
專利技術目的本專利技術提供了一種電動汽車CAN總線整車控制器，實現對電動汽車各電控子系統運行狀況的監控、協調、控制以及相關信號處理。其主要功能包括車輛運行控制、能量管理、車輛運行狀態顯示、整車網絡管理、故障診斷和處理，以提高整車能量利用效率，確保安全性和可靠性。技術方案本專利技術所述的電動汽車CAN總線整車控制器是基于單片機的嵌入式控制系統，所述整車控制器包括微處理器模塊以及電源模塊，CAN總線整車控制器設有脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統；微處理器的通信接口分別與脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、電源模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統相連。電源模塊為整車控制器及外圍傳感器提供隔離電源，并對蓄電池電壓進行監控，保證整個系統的可靠運行。一種電動汽車CAN總線整車控制器，包括微處理器和電源模塊，其特征在于：所述微處理器的通信接口分別與脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、電源模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統相連。所述最小系統包括電源電路，時鐘電路和復位電路；電源電路負責給處理器、外圍電路芯片以及傳感器提供電源；微處理器通過振蕩器引腳提供外接晶振的時鐘接口，來驅動內部時鐘產生電路；復位電路在檢測到微處理器外部故障或內部系統故障時，對系統進行復位。所述脈沖量接口模塊接收來自的電動汽車、發動機和變速器輸入軸的轉速信號并將其處理成處理器能夠識別的脈沖信號，另一端連接微處理器數據輸入端口。所述模擬量接口模塊用于模擬輸入量的濾波和調理，其一端分別與變速器油溫傳感器和離合器位置傳感器相連，另一端連接微處理器A/D轉換接口。所述數字量接口模塊用于數字輸入量調理，其一端分別與制動踏板傳感器和PRND操縱桿位置傳感器相連，另一端連接微處理器數據輸入端口。所述PWM脈寬調制模塊通過光耦合器連接離合電機、選檔電機和換擋電機，PWM信號通過調速端口對電機進行調速控制。所述功率驅動模塊采用耐高壓、大電流達林頓陣列構成5個繼電器驅動電路，用于驅動水泵繼電器、預充電控制繼電器、真空泵繼電器、和風扇繼電器。所述CAN總線模塊通過控制器SJA1000連接電機控制器、助力轉向系統和蓄電池管理系統，實現數據的接收和發送通信任務。電源模塊為整車控制器及外圍傳感器提供隔離電源，并對蓄電池電壓進行監控。優點及效果本專利技術是一種電動汽車CAN總線整車控制器，具有以下優點：電動汽車采用CAN總線整車控制器，以微處理器為核心，在外圍分別搭建多個控制模塊，將電動車上用到的諸多電控子系統的不同通信方式整合到一起，減輕總線負載，實現更適用的汽車整車總線控制系統結構，有效節省了實時性要求較低的控制器及相關零件的成本支出。CAN總線控制器具有高效率的管理網絡，各個電控子系統之間的相互通信及相互配合，實現各種總線設備間的信息共享和設備互聯，保證各部件工作的正常順序，并可通過總線判斷各電控子系統故障進行統一處理。附圖說明圖1為本專利技術電動汽車CAN總線整車控制器的原理框圖。圖2為本專利技術微處理器最小系統及外部擴展（外部儲存擴展電路及DSP最小系統）部分電路原理圖。圖3為本專利技術電源電路原理圖。圖4為本專利技術CAN總線通信模塊原理圖。圖5為本專利技術RS485總線接口電路原理圖。圖6為本專利技術RS232總線接口電路原理圖。圖7為本專利技術功率驅動模塊電路原理圖。圖8為本專利技術選、換檔(離合器)電機驅動電路原理圖。圖9為本專利技術脈沖量接口模塊電路原理圖。圖10為本專利技術模擬量接口模塊電路原理圖。圖11為本專利技術數字量接口模塊電路原理圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的說明：本專利技術一種電動汽車CAN總線整車控制器，如圖1中所示，包括微處理器，其特征在于：所述微處理器的通信接口分別與脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統相連。所述最小系統包括電源電路，時鐘電路和復位電路。電源電路負責給處理器、外圍電路芯片以及傳感器提供電源；微處理器通過振蕩器引腳提供外接晶振的時鐘接口，來驅動內部時鐘產生電路；復位電路在檢測到微處理器外部故障或內部系統故障時，對系統進行復位。所述脈沖量接口模塊接收來自的電動汽車、發動機和變速器輸入軸的轉速信號并將其處理成處理器能夠識別的脈沖信號，另一端相接微處理器數據輸入端口。所述模擬量接口模塊用于模擬輸入量的濾波和調理，其一端分別與變速器油溫傳感器和離合器位置傳感器相連，另一端連接微處理器A/D轉換接口。所述數字量接口模塊用于數字輸入量調理，其一端分別與制動踏板傳感器和PRND操縱桿位置傳感器相連，另一端連接微處理器數據輸入端口。所述PWM脈寬調制模塊通過光耦合器連接離合電機、選檔電機和換擋電機，PWM信號通過調速端口對電機進行調速控制。所述功率驅動模塊采用耐高壓、大電流達林頓陣列構成5個繼電器驅動電路，用于驅動水泵繼電器、預充電控制繼電器、真空泵繼電器、和風扇繼電器。所述CAN總線模塊通過控制器SJA1000連接電機控制器、助力轉向系統和蓄電池管理系統，實現數據的接收和發送通信任務。所述電源模塊為整車控制器及外圍傳感器提供隔離電源，并對蓄電池電壓進行監控，保證整個系統的可靠運行。所述電源模塊用來保證給單片機提供穩定的電源，采用電源轉換芯片LM2576將車載蓄電池電源的12V或24V電壓轉換為可以適用于單片機的5V電壓。由于LM2576有兩種可調的輸出電壓，本專利技術選擇固定輸出電壓5V的電源轉換芯片LM2576-5.0V。純電動汽車直流電源12V或24V正極接BATTERY+，負極接GND，電源經過保險絲F1和整流二極管D2與電源芯片相連。二極管D2單向導通，防止電源反接而損壞硬件。F1為3A的保險絲，對電路起保護作用。Z1為穩壓二極管，L1為100uH電感，C1，C6是鋁電解電容，Z1，L1，C1，C6是電源芯片LM2576-5.0V的外圍電路的組成部分。D1是電源指示燈，顯示對電源電路的工作狀態。當電源電路不能正常工作時，先查看電源指示燈，如果指示燈不亮，那說明是車載電源及接線可能存在問題；如果指示燈亮，應該首先檢查保險絲是否熔斷。電容C2，C3，C4，C5，C6以及二極管Z2在電路中起到穩壓濾波的功能。電源芯片將電壓轉換為5V，由VCC輸出，給芯片MC9本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車CAN總線整車控制器，包括微處理器和電源模塊，其特征在于：所述微處理器的通信接口分別與脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、電源模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統相連。

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車CAN總線整車控制器，包括微處理器和電源模塊，其特征在于：所述微處理器的通信接口分別與脈沖量接口模塊、模擬量接口模塊、數字量接口模塊、電源模塊、PWM脈寬調制模塊、功率驅動模塊、CAN總線模塊以及最小系統相連。2.根據權利要求1所述的電動汽車CAN總線整車控制器，其特征在于：所述最小系統包括電源電路，時鐘電路和復位電路；電源電路負責給處理器、外圍電路芯片以及傳感器提供電源；微處理器通過振蕩器引腳提供外接晶振的時鐘接口，來驅動內部時鐘產生電路；復位電路在檢測到微處理器外部故障或內部系統故障時，對系統進行復位。3.根據權利要求1所述的電動汽車CAN總線整車控制器，其特征在于：所述脈沖量接口模塊接收來自的電動汽車、發動機和變速器輸入軸的轉速信號并將其處理成處理器能夠識別的脈沖信號，另一端連接微處理器數據輸入端口。4.根據權利要求1所述的電動汽車CAN總線整車控制器，其特征在于：所述模擬量接口模塊用于模擬輸入量的濾波和調理，其一端分別與變速器油溫傳感器和離合器位置傳感器相連，另一端連接微處...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊霞，陳凱，
申請(專利權)人：沈陽工業大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21