專利名稱：電動汽車整車控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車控制技術中的整車控制系統(tǒng)，尤其涉及一種太 陽能電動汽車整車控制器。
背景技術：
節(jié)能減排是全球趨勢，各國在節(jié)能減排的政策下，都在研究相關政策 導向，其中以交通工具所造成的污染占的比例最大。因此各大汽車生產(chǎn) 廠和相關汽車研發(fā)單位為了迎合大眾需求與滿足政府的環(huán)保法規(guī)限制， 各種不同的"綠色，，新能源概念車相繼問世，以符合世界潮流。目前以 電動車輛的投入廠商和研發(fā)單位最多，我國的汽車研發(fā)相對西方較為落
后，但是在2009上海國際汽車展上，具有自主品牌的國產(chǎn)純電動車就有 IO款之多?？梢娢磥淼钠噷⑹请妱悠嚨奶煜?，也是環(huán)保要求的大勢 所趨。
電動汽車分為三種形式，分別為純電動車(PEV,包括太陽能電動汽 車)，燃料電池車(FCEV)及混合動力車(HEV)。太陽能電動汽車整車控制 器與混合動力的整車控制器有明顯的區(qū)別混合動力整車控制器是以控 制兩種或以上能源來驅(qū)動兩種或以上汽車驅(qū)動系統(tǒng)；太陽能電動汽車整 車控制系統(tǒng)則是以控制太陽能電池板和蓄電池兩種能源分配來驅(qū)動同一 種電機的整車管理系統(tǒng)，從而達到最優(yōu)化和最大化的利用太陽能這個清 潔的、取之不盡的天然能源。
CAN (Controller Area Network局域控制網(wǎng))總線由Bosch、 Benz 研究試-瞼，于1986年2月正式提出，至1993年11月Bosch CAN2. 0成 為國際標準(IS011898)。由于采用了許多新技術及獨特的設計，CAN總 線與一般的通訊總線相比，它的數(shù)據(jù)通訊具有突出的可靠性、實時性和 靈活性，是汽車局域網(wǎng)絡控制的重要發(fā)展方向之一。LIN (Local Interconnect Network)是一種面向汽車用j氐速網(wǎng)絡的 單主多從、異步串行總線標準，定位于需要互連但不需要強調(diào)實時性的 部件，作為CAN網(wǎng)絡的補充和末梢。
現(xiàn)有技術中，對于混合動力汽車的整車控制技術目前研究較多，公 布的專利技術文獻中也都以這一領域為多，對于太陽能電動汽車整車控 制系統(tǒng)領域的研究才剛剛起步，尚未出現(xiàn)有比較成熟的整車控制系統(tǒng)及 整車控制器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種電動汽車整車控制器，該裝 置結(jié)合駕駛員駕駛意圖和整車運行狀況，對汽車的太陽能電池板管理系 統(tǒng)、蓄電池管理系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、燈光管理系統(tǒng)等 進行綜合協(xié)調(diào)與控制，同時使用了高速CAN總線和低速LIN總線技術， 使整個控制器的穩(wěn)定性大為提高，并有效的降低了整車的線束成本。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案 一種電動汽車整車控制器，所述控制器為基于單片機的嵌入式控制 器，所述控制器設有A/D接口 、脈寬調(diào)制P麗接口 、 I/0接口 、 CAN接口 、 串口 SCI0接口、 SCIl接口；
加速踏^反傳感器、制動信號傳感器、所述控制器的工作電壓電流霍 爾傳感器連接所述控制器的A/D接口；
轉(zhuǎn)速傳感器連接所述控制器的P麗接口 ； 點火開關、電源故障連接所述控制器的1/0接口； 蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機控制器、太陽能電池板控制 器通過高速CAN總線連接所述控制器的CAN通訊接口 ；
標定匹配、故障診斷連接所述控制器的SCIO通訊接口； 燈光管理系統(tǒng)通過LIN總線連^t妄所述控制器的SCI1通訊^^口； 所述控制器通過總線進行通訊，并接受、過濾、處理整車狀態(tài)。 進一步地，所述控制器的SCI1接口外接一收發(fā)器TJA1021 (LIN接口 )構(gòu)成整車控制器的LIN總線網(wǎng)絡。
進一步地，所述控制器的CAN通訊接口外接一收發(fā)器TJA1040構(gòu)成 高速CAN總線網(wǎng)絡。
進一步地，所述控制器劃分有三種狀態(tài)
第 一種狀態(tài)為整車控制器運行狀態(tài)功能實現(xiàn)的集合體，控制與協(xié)調(diào) 電機控制器、太陽能電池板控制器、蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、 燈光控制系統(tǒng)進行正常工作；
第二種狀態(tài)為整車控制器對整車系統(tǒng)狀態(tài)進行協(xié)調(diào)與控制功能實現(xiàn) 的集合體，其控制與協(xié)調(diào)整車控制系統(tǒng)的靜止和休眠狀態(tài)；
第三種狀態(tài)為整車控制器實現(xiàn)網(wǎng)關通訊功能的集合體，控制分析并 處理SCIi貪斷通訊、LIN通訊、CAN通訊。
進一步地，所述整車控制器能根據(jù)當前的天氣狀況、汽車運行狀況 來調(diào)整太陽能電池和蓄電池的充放電狀態(tài)；
當汽車行駛時，控制器控制太陽能電池與蓄電池的使用功率分配；
當停車時，控制器根據(jù)蓄電池剩余電量使用太陽能電池對蓄電池進 行充電，同時向其他的電控模塊發(fā)送休眠指令。
進一步地，所述整車控制器能自動識別車載充電和地面充電，其中 地面充電的優(yōu)先級最高；當同時滿足車載充電和地面充電時，整車控制 器控制進行地面充電；當無地面充電，控制器根據(jù)天氣狀況和行駛條件 判斷是否使用太陽能進行充電。
進一步地，所述整車控制器可進行故障診斷，包括電源故障診斷， 電機故障，燈光故障，太陽能電池故障，光照傳感器故障。
進一步地，所述整車控制器根據(jù)太陽能電池板組的陽光強度檢測信 號、時間信號、燈光控制信號判斷后發(fā)送給各燈光控制器的從節(jié)點進行 控制。
進一步地，所述整車控制器能動態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器在上電 狀態(tài)時，控制器就會自動檢測相關的接口和各控制器狀態(tài)，檢測到故障 時控制器自動報警提示，進入保護狀態(tài)并存儲相應的故障碼；當故障排除后控制器的保護狀態(tài)會自動恢復。
進一步地，所述整車控制器采用電源保護模塊，并對電源進行分級 控制，當電源^^接時，就不能夠成回路，也不能打開電源開關。
本專利裝置通過總線與其他控制器進行通訊，并接受、過濾、處理
整車的狀態(tài)；其在行車過程中擔任采集駕駛員操作意圖，分析整車狀況 的信息，優(yōu)化功率控制，協(xié)調(diào)與之相關的其他各控制器更好工作的職責。 其有益效果就在于對太陽能量的收集與電機能量消耗的控制，以及對電 動車控制模塊的協(xié)調(diào)控制，本控制器有SCI診斷通訊、LIN通訊、CAN 通訊3種通訊方式，除了進行整車協(xié)調(diào)和控制外，還作為一個網(wǎng)關，對 電動車的網(wǎng)絡進行網(wǎng)絡管理。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明
圖1為本發(fā)明裝置的原理方框圖2為本發(fā)明裝置的控制流程圖3為圖2中狀態(tài)1的流程圖4為圖2中狀態(tài)2的流程圖5為圖2中狀態(tài)3的流程具體實施例方式
如圖1為本發(fā)明裝置的原理方框本整車控制器從通訊層面進行劃分，有三類通訊第一個為通用異 步接收/發(fā)送裝置UART通訊，實現(xiàn)整車控制器的標定和診斷通訊；第二 個為LIN總線跟燈光管理系統(tǒng)進行通訊，通訊速度較慢，對燈光管理系 統(tǒng)進行輔助控制，從而實現(xiàn)節(jié)能性和方便性；第三個為CAN總線跟電機 控制器、太陽能電池板管理系統(tǒng)、蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行 通訊，通訊速度很快，整車控制器收集各個控制器的狀態(tài)和駕駛員意圖 信息，進行分析并對整車的重要控制策略進行協(xié)調(diào)指揮，但是整車控制器不對各個控制器的細節(jié)控制和危急情況進行處理，各個控制器的細節(jié) 和危急情況由各個控制器自行處理。
與單片機SCI 0通訊端口相連的芯片MAX232不包括在整車控制器的 電路中，而是獨立在整車控制器與PC之間的電平轉(zhuǎn)換器電路當中。
本整車控制器從系統(tǒng)層面進行劃分，有3個狀態(tài)，即對應如圖2 的3種狀態(tài)。進入程序入口后，控制器載入數(shù)據(jù)，然后進行狀態(tài)，狀態(tài) 自^r正常后即分別進入第一狀態(tài)、第二狀態(tài)、或第三狀態(tài)。
如圖3所示，狀態(tài)1 (即第一狀態(tài))是整車控制器運行狀態(tài)功能實 現(xiàn)的集合體，控制與協(xié)調(diào)電機控制器、太陽能電池板管理系統(tǒng)、蓄電池 管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)進行正常工作；進入狀態(tài)l后， 首先讀入踏板行程，太陽能電池板、蓄電池、助力轉(zhuǎn)向控制、燈光控制 信息等相關信息，然后分別對太陽能電池板、電機轉(zhuǎn)速、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、 制動、燈光控制系統(tǒng)進行;險測，從而進行協(xié)調(diào)控制。
如圖4所示，狀態(tài)2 (即第二狀態(tài))是整車控制器對整車系統(tǒng)狀態(tài)
進行協(xié)調(diào)與控制功能實現(xiàn)的集合體，其控制與協(xié)調(diào)整車控制系統(tǒng)的靜止 和休眠狀態(tài)；其分別對電機、助力轉(zhuǎn)向、蓄電池、太陽能電板進行檢測， 如滿足休眠條件，則進入休眠狀態(tài)，不滿足則重新進行狀態(tài)自檢。
如圖5所示，狀態(tài)3是整車控制器實現(xiàn)網(wǎng)關通訊功能的集合體，控 制分析并處理SCI i貪斷通訊、LIN通訊、CAN通訊任務。
本整車控制器主要功能如下
能量控制策略整車控制可以根據(jù)當前的天氣狀況、汽車運行狀況 來調(diào)整太陽能電池和蓄電池的充放電狀態(tài)。當汽車行駛時，控制器控制 太陽能電池與蓄電池的使用功率分配；當停車時，控制器根據(jù)蓄電池剩 余電量使用太陽能電池對蓄電池進行充電，同時向其他的電控才莫塊發(fā)送 休眠指令，從而節(jié)省電力消耗。
車載充電和地面充電整車控制器自動識別車載充電和地面充電， 其中地面充電的優(yōu)先級最高。當同時滿足車載充電和地面充電時，整車 控制器認識到人的主動意識優(yōu)先級高于自動控制優(yōu)先級，故此整車控制器控制進行地面充電；當無地面充電，控制器根據(jù)天氣狀況和行駛條件 判斷是否使用太陽能進行充電，從而使充電智能化。
故障診斷整車控制器具有故障診斷功能，包括電源故障診斷， 電機故障，燈光故障，太陽能電池故障，光照傳感器故障。維護人員可 以根據(jù)故障碼，縮小故障檢查范圍，增加了維修的方便性。
燈光控制整車控制器根據(jù)太陽能電池板組的陽光強度檢測信號、 時間信號、燈光控制信號判斷后發(fā)送給各燈光控制器的從節(jié)點進行控制。 1、自動燈光控制能力(解決的問題在白天行駛中，有時要過涵洞或隧 道，因里面黑暗需開大燈，但當車通過后，司機有時會忘記關閉大燈行 駛)。2、燈光控制的自動模式、手動模式可選。3、光線強時，各種燈光 均應熄滅，如果駕駛員忘記關掉，會提示駕駛員。
自檢功能分動態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器在上電狀態(tài)，控制器就 會自動檢測與之相關的接口和各控制器狀態(tài)， 一旦出現(xiàn)故障，控制器自 動凈艮警提示，進入保護狀態(tài)并存儲相應的故障碼；當故障排除后控制器 的保護狀態(tài)會自動恢復。
電源反接保護控制器電路中采用了電源保護模塊，并且由控制核 心對電源進行分級控制。當電源被反接時，就不能夠成回路，也不能使 控制核心打開電源開關，從而保護的整車控制系統(tǒng)。
本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的， 是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專 利包括范圍的限制，只要是4艮據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變 更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求
1、一種電動汽車整車控制器，其特征在于所述控制器為基于單片機的嵌入式控制器，所述控制器設有A/D接口、脈寬調(diào)制PWM接口、I/O接口、CAN接口、串口SCI0接口、SCI1接口；加速踏板傳感器、制動信號傳感器、所述控制器的工作電壓電流霍爾傳感器連接所述控制器的A/D接口；轉(zhuǎn)速傳感器連接所述控制器的PWM接口；點火開關、電源故障連接所述控制器的I/O接口；蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機控制器、太陽能電池板控制器通過高速CAN總線連接所述控制器的CAN通訊接口；標定匹配、故障診斷連接所述控制器的SCI0通訊接口；燈光管理系統(tǒng)通過LIN總線連接所述控制器的SCI1通訊接口；所述控制器通過總線進行通訊，并接受、過濾、處理整車狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述控制器的SCI1接口外接一收發(fā)器構(gòu)成整車控制器的LIN總 線網(wǎng)絡。
3、 才艮據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述控制器的CAN通訊接口外接一收發(fā)器構(gòu)成高速CAN總線網(wǎng)絡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述控制器劃分有三種狀態(tài)第 一種狀態(tài)為整車控制器運行狀態(tài)功能實現(xiàn)的集合體，控制與協(xié) 調(diào)電機控制器、太陽能電池板控制器、蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)進行正常工作；第二種狀態(tài)為整車控制器對整車系統(tǒng)狀態(tài)進行協(xié)調(diào)與控制功能實現(xiàn)的集合體，其控制與協(xié)調(diào)整車控制系統(tǒng)的靜止和休眠狀態(tài)；第三種狀態(tài)為整車控制器實現(xiàn)網(wǎng)關通訊功能的集合體，控制分析 并處理SCI診斷通訊、LIN通訊、CAN通訊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器能根據(jù)當前的天氣狀況、汽車運行狀況來調(diào)整太 陽能電池和蓄電池的充》丈電狀態(tài)；當汽車行駛時，控制器控制太陽能電池與蓄電池的使用功率分配；當停車時，控制器根據(jù)蓄電池剩余電量使用太陽能電池對蓄電池 進行充電，同時向其他的電控模塊發(fā)送休眠指令。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器能自動識別車載充電和地面充電，其中地面充電 的優(yōu)先級最高；當同時滿足車載充電和地面充電時，整車控制器控制 進行地面充電；當無地面充電，控制器根據(jù)天氣狀況和行駛條件判斷 是否使用太陽能進行充電。
7、 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器可進行故障診斷，包括電源故障診斷，電機故障， 燈光故障，太陽能電池故障，光照傳感器故障。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器根據(jù)太陽能電池板組的陽光強度檢測信號、時間 信號、燈光控制信號判斷后發(fā)送給各燈光控制器的從節(jié)點進行控制。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器能動態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器在上電狀態(tài)時， 控制器就會自動檢測相關的接口和各控制器狀態(tài)，檢測到故障時控制器自動報警提示，進入保護狀態(tài)并存儲相應的故障碼；當故障排除后 控制器的保護狀態(tài)會自動恢復。
10、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車整車控制器，其特征在于所述整車控制器采用電源保護模塊，并對電源進行分級控制，當 電源被反接時，就不能夠成回路，也不能打開電源開關。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車整車控制器，所述控制器為基于單片機的嵌入式控制器，所述控制器設有六個接口；加速踏板傳感器、制動信號傳感器、所述控制器的工作電壓電流霍爾傳感器連接A/D接口；轉(zhuǎn)速傳感器連接PWM接口；點火開關、電源故障連接I/O接口；蓄電池管理系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機控制器、太陽能電池板控制器通過高速CAN總線連接CAN通訊接口；標定匹配、故障診斷連接SCI0通訊接口；燈光管理系統(tǒng)通過LIN總線連接SCI1通訊接口；控制器通過總線進行通訊，并接受、過濾、處理整車狀態(tài)。
文檔編號B60R16/023GK101612923SQ200910057690
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者馮世軍, 劉光軍, 張根發(fā), 通 李, 楊文平, 韓新江 申請人:上海聯(lián)孚新能源科技有限公司