[发明专利]电动汽车CAN总线整车控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车整车控制技术领域，特别是涉及一种电动汽车CAN总线整车控制器。

背景技术

在能源短缺和环境污染的压力下，新能源汽车越来越受到人们的重视。电动车以其低排放、低能耗、低噪声优点成为21世纪初汽车工业发展的必然趋势。相对于内燃机汽车，电动汽车上控制模块较多，各模块需要实时共享车辆的公共数据，以达到整车的最优控制；由于各个模块相互作用又相互独立，存在着相互的干扰，传统的电气控制设计策略已不再适用于当今电动汽车电气控制网络的需要。

CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，采用多主方式，网络上任意节点都可自主向其他接点发送信息。由于CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性等显著优点，它成为电动汽车电气控制网络的重要发展方向。

发明内容

发明目的

本发明提供了一种电动汽车CAN总线整车控制器，实现对电动汽车各电控子系统运行状况的监控、协调、控制以及相关信号处理。其主要功能包括车辆运行控制、能量管理、车辆运行状态显示、整车网络管理、故障诊断和处理，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。

技术方案

本发明所述的电动汽车CAN总线整车控制器是基于单片机的嵌入式控制系统，所述整车控制器包括微处理器模块以及电源模块， CAN总线整车控制器设有脉冲量接口模块、模拟量接口模块、数字量接口模块、PWM脉宽调制模块、功率驱动模块、CAN总线模块以及最小系统；微处理器的通信接口分别与脉冲量接口模块、模拟量接口模块、数字量接口模块、电源模块、PWM脉宽调制模块、功率驱动模块、CAN总线模块以及最小系统相连。电源模块为整车控制器及外围传感器提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，保证整个系统的可靠运行。

一种电动汽车CAN总线整车控制器，包括微处理器和电源模块，其特征在于：所述微处理器的通信接口分别与脉冲量接口模块、模拟量接口模块、数字量接口模块、电源模块、PWM脉宽调制模块、功率驱动模块、CAN总线模块以及最小系统相连。

所述最小系统包括电源电路，时钟电路和复位电路；电源电路负责给处理器、外围电路芯片以及传感器提供电源；微处理器通过振荡器引脚提供外接晶振的时钟接口，来驱动内部时钟产生电路；复位电路在检测到微处理器外部故障或内部系统故障时，对系统进行复位。

所述脉冲量接口模块接收来自的电动汽车、发动机和变速器输入轴的转速信号并将其处理成处理器能够识别的脉冲信号，另一端连接微处理器数据输入端口。

所述模拟量接口模块用于模拟输入量的滤波和调理，其一端分别与变速器油温传感器和离合器位置传感器相连，另一端连接微处理器A/D转换接口。

所述数字量接口模块用于数字输入量调理，其一端分别与制动踏板传感器和PRND操纵杆位置传感器相连，另一端连接微处理器数据输入端口。

所述PWM脉宽调制模块通过光耦合器连接离合电机、选档电机和换挡电机，PWM信号通过调速端口对电机进行调速控制。

所述功率驱动模块采用耐高压、大电流达林顿阵列构成5个继电器驱动电路，用于驱动水泵继电器、预充电控制继电器、真空泵继电器、和风扇继电器。

所述CAN总线模块通过控制器SJA1000连接电机控制器、助力转向系统和蓄电池管理系统，实现数据的接收和发送通信任务。

电源模块为整车控制器及外围传感器提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控。

优点及效果

本发明是一种电动汽车CAN总线整车控制器，具有以下优点：

电动汽车采用CAN总线整车控制器，以微处理器为核心，在外围分别搭建多个控制模块，将电动车上用到的诸多电控子系统的不同通信方式整合到一起，减轻总线负载，实现更适用的汽车整车总线控制系统结构，有效节省了实时性要求较低的控制器及相关零件的成本支出。CAN总线控制器具有高效率的管理网络，各个电控子系统之间的相互通信及相互配合，实现各种总线设备间的信息共享和设备互联，保证各部件工作的正常顺序，并可通过总线判断各电控子系统故障进行统一处理。

附图说明

图1为本发明电动汽车CAN总线整车控制器的原理框图。

图2为本发明微处理器最小系统及外部扩展（外部储存扩展电路及DSP最小系统）部分电路原理图。

图3为本发明电源电路原理图。

图4为本发明CAN总线通信模块原理图。

图5为本发明RS485总线接口电路原理图。