CN202063134U

CN202063134U - 一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器

Info

Publication number: CN202063134U
Application number: CN2011201436819U
Authority: CN
Inventors: 苏青峰; 张根发; 冯世军; 韩新江
Original assignee: Shanghai Lianfu New Energy Science and Technology Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LIANFU NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2021-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，所述控制器为基于单片机的嵌入式控制器，并且，所述整车控制器还设置有多个接口，并且，通过上述接口分别连接有外部控制组件或者模块。本专利装置采取了上述技术方案以后，能够通过CAN总线与其他控制模块单元进行通讯，并接受、过滤、处理整车的状态；其在行车过程中担任采集驾驶员操作意图，分析整车的状况信息,优化功率控制,协调与之相关的其他各控制模块单元更好的工作职责。并且，本控制器还具有SCI诊断通讯、LIN通讯、CAN通讯3种通讯方式，除了进行整车协调和控制外，还作为一个网关，对混合动力汽车的网络进行网络管理。

Description

一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车控制技术中的整车控制器，尤其涉及一种太阳能混合动力汽车整车控制器。

背景技术

节能减排是全球趋势，各国在节能减排的政策下,都在研究相关政策导向，其中以交通工具所造成的污染占的比例最大。因此各大汽车生产厂和相关汽车研发单位为了迎合大众需求与满足政府的环保法规限制，各种不同的“绿色”新能源概念车相继问世，以符合世界潮流。目前以电动车辆的投入厂商和研发单位最多, 我国的汽车研发相对西方较为落后，但是在2009上海国际汽车展上，具有自主品牌的国产纯电动车就有10款之多。可见未来的汽车将是电动汽车的天下，也是环保要求的大势所趋。

电动汽车分为三种形式, 分别为纯电动车(PEV)，燃料电池车(FCEV)及混合动力车(HEV)。混合动力整车控制器是以控制两种或以上能源来驱动两种或以上汽车驱动系统；太阳能混合动力汽车整车控制系统则是以控制太阳能电池板和蓄电池两种能源分配来驱动同一种电机的整车管理系统，从而达到最优化和最大化的利用太阳能这个清洁的、取之不尽的天然绿色能源。

现有技术中，对于混合动力汽车的整车控制技术目前研究较多，公布的专利技术文献中也都以这一领域为多，对于太阳能混合动力汽车整车控制系统领域的研究才刚刚起步，尚未出现有比较成熟的整车控制系统及整车控制器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，该装置结合驾驶员驾驶意图和整车运行状况，对汽车的太阳能电池板充放电管理系统、蓄电池管理系统、电机驱动控制系统、助力转向系统、灯光管理系统进行综合协调与控制，同时使用了高速CAN总线和低速LIN总线技术，使整个控制器的工作状态和稳定性大为提高，并有效降低了整车的线束成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，所述控制器为基于单片机的嵌入式控制器，并且，所述整车控制器还设置有多个接口，并且，通过上述接口分别连接有外部控制组件或者模块。

进一步地,优选的结构是，所述接口包括A/D接口或脉宽调制PWM接口或I/O接口或CAN接口或串口SCI0接口或SCI1接口任一或其组合。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述A/D接口连接有加速踏板组件、制动信号组件以及电压电流检测组件。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述脉宽调制PWM接口连接有转速传感器。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述I/O接口连接有紧急停车组件、点火开关组件和电源故障组件。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述CAN接口连接有蓄电池管理系统模块、助力转向系统模块、电机驱动控制模块和太阳能电池充放电模块。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述SCI0接口连接有标定匹配、故障诊断接口。

进一步地,优选的结构是，所述整车控制器通过所述SCI1接口连接有灯光管理系统模块，并且，所述灯光管理系统模块通过LIN总线与所述SCI1接口连接在一起。

进一步地,优选的结构是，所述CAN接口还连接有外接收发器组件形成高速CAN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1021收发器组件。

进一步地,优选的结构是，所述SCI1接口还连接有外接收发器组件构成整车控制器的LIN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1040收发器组件。

本专利装置采取了上述技术方案以后，能够通过CAN总线与其他控制模块单元进行通讯，并接受、过滤、处理整车的状态；其在行车过程中担任采集驾驶员操作意图，分析整车的状况信息, 优化功率控制,协调与之相关的其他各控制模块单元更好的工作职责。其有益效果就在于对太阳能量的收集与电机驱动能量消耗的控制，以及对混合动力汽车控制模块的协调控制，并且，本控制器还具有SCI诊断通讯、LIN通讯、CAN通讯3种通讯方式，除了进行整车协调和控制外，还作为一个网关，对混合动力汽车的网络进行网络管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

图1为本实用新型用于混合动力客车的整车控制器的原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1为本实用新型用于混合动力客车的整车控制器的原理方框图。

如图所示，所述整车控制器，包括一个基于单片机的嵌入式单片机的整车控制器，并且，所述控制器分别连接有下列组件或者模块，例如，在该优选的实施例之中，其中，苏搜狐整车控制器包括了A/D接口、脉宽调制PWM接口、I/O接口、CAN接口、串口SCI0接口以及SCI1接口。

其中，所述整车控制器通过所述A/D接口连接有加速踏板组件、制动信号组件以及电压电流检测组件。并且，通过所述脉宽调制PWM接口连接有转速传感器。

此外，通过所述I/O接口连接有紧急停车组件、点火开关组件和电源故障组件。通过所述CAN接口连接有蓄电池管理系统模块、助力转向系统模块、电机驱动控制模块和太阳能电池充放电模块。通过所述SCI0接口连接有标定匹配、故障诊断接口。

并且，通过所述SCI1接口连接有灯光管理系统模块，所述灯光管理系统模块通过LIN总线与所述SCI1接口连接在一起。

并且，优选的实施例之中，所述CAN接口还连接有外接收发器组件形成高速CAN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1021收发器组件。

并且，更进一步的优选实施例之中，所述SCI1接口还连接有外接收发器组件构成整车控制器的LIN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1040收发器组件。

一般地， CAN(Controller Area Network局域控制网) 总线由Bosch、Benz研究试验，于1986年2月正式提出，至1993年11月Bosch CAN2.0成为国际标准(ISO11898)。由于采用了许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般的通讯总线相比，它的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性，是汽车局域网络控制的重要发展方向之一。

另外， LIN（Local Interconnect Network）是一种面向汽车用低速网络单主多从、异步串行总线标准，定位于需要互连但不需要强调实时性的部件，作为CAN网络的补充和末梢。

下面针对本实用新型整车控制器从通讯原理上进行描述：

一般地，本整车控制器从通讯层面进行划分，有三类通讯：

第一个为通用异步接收/发送装置UART通讯，实现整车控制器的标定和诊断通讯；

第二个为LIN总线跟灯光管理系统进行通讯，通讯速度较慢，对灯光管理系统进行辅助控制，从而实现节能性和方便性；

第三个为CAN总线跟电机驱动控制模块、太阳能电池板充放电管理系统模块、蓄电池管理系统模块、助力转向系统模块进行通讯，通讯速度很快，整车控制器收集各个控制器的状态和驾驶员意图信息，进行分析并对整车的重要控制策略进行协调指挥。

但是整车控制器不对各个控制模块的细节控制和危急情况进行处理，各个控制模块的细节和危急情况由各个控制模块自行处理。

本整车控制器从系统层面进行划分，主要分为以下几个方面：

状态1（即第一状态）是整车控制器运行状态功能实现的集合体，控制与协调电机驱动控制模块、太阳能电池板充放电管理系统模块、蓄电池管理系统模块、助力转向系统模块、灯光控制系统模块进行正常工作；进入状态1后，首先读入踏板行程，太阳能电池板、蓄电池、助力转向控制、灯光控制信息等相关信息，然后分别对太阳能电池板、电机驱动系统、助力转向系统、制动、能量回收、灯光控制系统进行检测，从而进行协调控制。

状态2（即第二状态）是整车控制器对整车系统状态进行协调与控制功能实现的集合体，其控制与协调整车控制系统的静止和休眠状态；其分别对电机驱动系统、助力转向、蓄电池、太阳能电板进行检测，如满足休眠条件，则进入休眠状态，不满足则重新进行状态自检。

状态3：是整车控制器实现网关通讯功能的集合体，控制分析并处理SCI诊断通讯、LIN通讯、CAN通讯任务。

此外，本整车控制器还可以包含以下几种功能，具体描述如下：

能量控制策略：整车控制可以根据当前的天气状况、汽车运行状况来调整太阳能电池和蓄电池的充放电状态。当汽车行驶时，控制器控制太阳能电池与蓄电池的使用功率分配；当停车时，控制器根据蓄电池剩余电量使用太阳能电池对蓄电池进行充电，同时向其他的电控模块发送休眠指令，从而节省电力消耗。

车载充电和地面充电：整车控制器自动识别车载充电和地面充电，其中地面充电的优先级最高。当同时满足车载充电和地面充电时，整车控制器认识到人的主动意识优先级高于自动控制优先级，故此整车控制器控制进行地面充电；当无地面充电，控制器根据天气状况和行驶条件判断是否使用太阳能进行充电，从而使充电智能化。

故障诊断：整车控制器具有故障诊断功能，包括：电源故障诊断，电机驱动系统故障，灯光故障，太阳能电池故障，光照传感器故障。维护人员可以根据故障码，缩小故障检查范围，增加了维修的方便性。

灯光控制：整车控制器根据太阳能电池板的阳光强度检测信号、时间信号、灯光控制信号判断后发送给各灯光控制器的从节点进行控制。1、自动灯光控制能力（解决的问题：在白天行驶中，有时要过涵洞或隧道，因里面黑暗需开大灯，但当车通过后，司机有时会忘记关闭大灯行驶）。2、灯光控制的自动模式、手动模式可选。3、光线强时，各种灯光均应熄灭，如果驾驶员忘记关掉，会提示驾驶员。

自检功能：分动态自检和静态自检，控制器在上电状态，控制器就会自动检测与之相关的接口和各控制器状态，一旦出现故障，控制器自动报警提示，进入保护状态并存储相应的故障码；当故障排除后控制器的保护状态会自动恢复。

能量回收功能：根据车辆运行情况，自动检测刹车信号，根据制动情况，电机驱动系统反转发电，对蓄电池进行充电，进行能量回收。

电源反接保护：控制器电路中采用了电源保护模块，并且由控制核心对电源进行分级控制。当电源被反接时，就不能够成回路，也不能使控制核心打开电源开关，从而保护的整车控制系统。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述控制器为基于单片机的嵌入式控制器，并且，所述整车控制器还设置有多个接口，并且，通过上述接口分别连接有外部控制组件或者模块。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述接口包括A/D接口或脉宽调制PWM接口或I/O接口或CAN接口或串口SCI0接口或SCI1接口任一或其组合。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述A/D接口连接有加速踏板组件、制动信号组件以及电压电流检测组件。

4.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述脉宽调制PWM接口连接有转速传感器。

5.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述I/O接口连接有紧急停车组件、点火开关组件和电源故障组件。

6.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述CAN接口连接有蓄电池管理系统模块、助力转向系统模块、电机驱动控制模块和太阳能电池充放电模块。

7.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述SCI0接口连接有标定匹配、故障诊断接口。

8.根据权利要求2所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述整车控制器通过所述SCI1接口连接有灯光管理系统模块，并且，所述灯光管理系统模块通过LIN总线与所述SCI1接口连接在一起。

9.根据权利要求1所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述CAN接口还连接有外接收发器组件形成高速CAN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1021收发器组件。

10.根据权利要求1所述的用于太阳能混合动力汽车的整车控制器，其特征在于,所述SCI1接口还连接有外接收发器组件构成整车控制器的LIN总线网络，并且，所述外接收发器组件是TJA1040收发器组件。