純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種整車(chē)控制系統(tǒng)，其包括所述整車(chē)控制器、多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制器。所述多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置通過(guò)第一路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接，所述電池管理系統(tǒng)通過(guò)第二路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接，所述電機(jī)控制器通過(guò)第三路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接。本發(fā)明還提供一種包括上述整車(chē)控制系統(tǒng)的純電動(dòng)汽車(chē)。本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)可有效避免整車(chē)控制系統(tǒng)的CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
【專利說(shuō)明】純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及汽車(chē)制造領(lǐng)域，特別是關(guān)于ー種純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，新能源汽車(chē)將會(huì)成為未來(lái)汽車(chē)的主流，目前國(guó)內(nèi)外各大汽車(chē)廠已經(jīng)開(kāi)始重點(diǎn)研發(fā)并開(kāi)始銷(xiāo)售新能源汽車(chē)。新能源汽車(chē)由傳統(tǒng)汽車(chē)而來(lái)，又與傳統(tǒng)汽車(chē)有著或多或少的區(qū)別。純電動(dòng)汽車(chē)是新能源汽車(chē)的其中之一，以純電動(dòng)汽車(chē)為例，其上的電器、電氣、電子和電カ的使用程度明顯高于傳統(tǒng)汽車(chē)，電控系統(tǒng)復(fù)雜，因此，各個(gè)控制單元之間的正常通信就變得尤為重要。
[0003]純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制系統(tǒng)一般包括整車(chē)控制器(Vehicle Control Unit，VCU)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering, EPS)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Ant1-lock BrakingSystem, ABS )、多信息顯示器、儀表、電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS )及電機(jī)控制器(Motor Control Unit, MCU)0
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用一路或兩路CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線連接各個(gè)系統(tǒng)或裝置(包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、多信息顯示器、儀表、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制器)與整車(chē)控制器，然而，由于各個(gè)系統(tǒng)或裝置的CAN高壓值與CAN低壓值不匹配或者信息量過(guò)高，極易造成錯(cuò)誤幀增多、CAN總線負(fù)載過(guò)高等故障，容易造成整車(chē)控制系統(tǒng)的CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)，可有效避免整車(chē)控制系統(tǒng)的CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
[0006]為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供ー種整車(chē)控制系統(tǒng)，其包括整車(chē)控制器、多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制器。所述多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置通過(guò)第一路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接，所述電池管理系統(tǒng)通過(guò)第二路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接，所述電機(jī)控制器通過(guò)第三路CAN總線與所述整車(chē)控制器連接。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、多信息顯示器及儀表中的至少其中之ニ。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的第一路CAN總線、所述第二路CAN總線及所述第三路CAN總線均為高速CAN總線。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的第一路CAN總線、所述第二路CAN總線和所述第三路CAN總線的傳輸速率大于或等于每秒500千比持。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的第一路CAN總線的傳輸速率小于所述第二路CAN總線和所述第三路CAN總線的傳輸速率。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的第一路CAN總線、所述第二路CAN總線和所述第三路CAN總線均采用差分信號(hào)傳輸。[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的第一路CAN總線包括第一路CAN高壓線和第一路CAN低壓線。所述第二路CAN總線包括第二路CAN高壓線和第二路CAN低壓線。所述第三路CAN總線包括第三路CAN高壓線和第三路CAN低壓線。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置中的每一個(gè)系統(tǒng)或裝置發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期為500毫秒至1000毫秒。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的電池管理系統(tǒng)和所述電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期為10毫秒至100毫秒。
[0015]本發(fā)明還提供一種純電動(dòng)汽車(chē)，所述純電動(dòng)汽車(chē)包括上述任意一種整車(chē)控制系統(tǒng)。
[0016]在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)中，由于多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制器分別通過(guò)單獨(dú)的CAN總線與整車(chē)控制器連接，通過(guò)合理布局CAN總線的數(shù)量及連接方式，可較大程度地避免由于信號(hào)干擾、錯(cuò)誤幀增多、負(fù)載率過(guò)高而導(dǎo)致的整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)通信癱瘓問(wèn)題。
[0017]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1所示為本發(fā)明的整車(chē)控制系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0020]圖1所示為本發(fā)明的整車(chē)控制系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。請(qǐng)參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例的整車(chē)控制系統(tǒng)10可用于純電動(dòng)汽車(chē)，其包括整車(chē)控制器12、多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13、電池管理系統(tǒng)14及電機(jī)控制器15，其中，多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13通過(guò)第一路CAN總線101與整車(chē)控制器12連接，電池管理系統(tǒng)14通過(guò)第二路CAN總線102與整車(chē)控制器12連接，電機(jī)控制器15通過(guò)第三路CAN總線103與整車(chē)控制器12連接。
[0021]多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13主要為信息量低的系統(tǒng)或裝置，在本實(shí)施例中，多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)132、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)133、多信息顯不器134及儀表135，但本發(fā)明不以此為限，在其他實(shí)施例中，多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13可包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)132、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)133、多信息顯示器134及儀表135中的任意兩種或兩種以上。
[0022]具體地，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)132是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其主要由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元(ElectronicControl Unit, ECU)等組成。
[0023]防抱死制動(dòng)系統(tǒng)133安裝于帶液壓剎車(chē)的汽車(chē)上，可避免車(chē)輛失控，提高車(chē)輛安全性能。多信息顯示器134用于顯示駕駛員所需的信息，例如，時(shí)間、溫度、日期、GPS(GlobalPositioning System,全球定位系統(tǒng))地圖或播放視頻。
[0024]儀表135可包括電機(jī)轉(zhuǎn)速表、車(chē)速表、電流表、電壓表及剩余電量表。[0025]電池管理系統(tǒng)14主要用于對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷、電池荷電狀態(tài)(Sate of Charge, S0C)估算、行程里程估算、短路保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)以及充放電模式選擇等，電池管理系統(tǒng)14通過(guò)第二路CAN總線102與整車(chē)控制器12進(jìn)行信息交互，保障純電動(dòng)汽車(chē)高效、可靠、安全運(yùn)行。
[0026]第一路CAN總線101、第二路CAN總線102及第三路CAN總線103可均為高速CAN總線，CAN總線101、102、103與一般的通信總線相比，具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性的特點(diǎn)。第一路CAN總線101、第二路CAN總線102和第三路CAN總線103的傳輸速率可大于或等于每秒500千比特(500kbits/sec)，第一路CAN總線101的傳輸速率可小于第二路CAN總線102和第三路CAN總線103的傳輸速率，但第一路CAN總線101、第二路CAN總線102和第三路CAN總線103的傳輸速率之間的關(guān)系不以本實(shí)施例為限。
[0027]每一路CAN總線101、102、103均采用兩條導(dǎo)線(例如，屏蔽雙絞線)分別用于不同的數(shù)據(jù)傳送，兩條導(dǎo)線中的一條為CAN高壓線，另一條為CAN低壓線，其中，第一路CAN總線101包括第一路CAN高壓線IOla和第一路CAN低壓線101b，第二路CAN總線102包括第二路CAN高壓線102a和第二路CAN低壓線102b，第三路CAN總線103包括第三路CAN高壓線103a和第三路CAN低壓線103b。第一路CAN總線101、第二路CAN總線102及第三路CAN總線103均采用差分信號(hào)傳輸，差分信號(hào)傳輸是指在各路CAN總線101、102、103的兩條導(dǎo)線上都傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，各路CAN總線101、102、103處于顯性狀態(tài)時(shí)，其兩條導(dǎo)線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)的振幅相等，相位相反；各路CAN總線101、102、103處于隱性狀態(tài)時(shí)，其兩條導(dǎo)線上作用有相同的預(yù)設(shè)電壓值，此預(yù)設(shè)電壓值稱為靜電平。
[0028]整車(chē)控制器12、多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13、電池管理系統(tǒng)14及電機(jī)控制器15中的每一個(gè)內(nèi)可設(shè)有收發(fā)器(圖未示)，收發(fā)器可將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至對(duì)應(yīng)的CAN總線101、102、103上，也可接收來(lái)自對(duì)應(yīng)的CAN總線101、102、103的數(shù)據(jù)信號(hào)。接收數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，以整車(chē)控制器12內(nèi)的收發(fā)器接收第一路CAN總線101的數(shù)據(jù)信號(hào)為例，整車(chē)控制器12內(nèi)的收發(fā)器接收第一路CAN高壓線IOla和第一路CAN低壓線IOlb的數(shù)據(jù)信號(hào)，并采用第一路CAN高壓線IOla上的電壓值減去第一路CAN低壓線IOlb上的電壓值，以得出處理后的電壓并將處理后的電壓傳送至整車(chē)控制器12的CAN接收區(qū)，收發(fā)器對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的此種處理方式可消除靜電平或其它任何重疊電壓，從而可避免一些雜訊的干擾。
[0029]在本實(shí)施例中，由于多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13、電池管理系統(tǒng)14及電機(jī)控制器15分別通過(guò)單獨(dú)的CAN總線101、102、103與整車(chē)控制器12連接，各路CAN總線101、102、103可以根據(jù)自身的需要制定不同的CAN高壓值與CAN低壓值，而互不影響，因此，可避免各個(gè)系統(tǒng)、裝置或控制器之間的CAN高壓值與CAN低壓值不匹配或者信息量高等問(wèn)題。
[0030]電池管理系統(tǒng)14和電機(jī)控制器15相對(duì)于多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)132、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)133、多信息顯不器134及儀表135信息量大，電池管理系統(tǒng)14通過(guò)第二路CAN總線102單獨(dú)與整車(chē)控制器12連接，電機(jī)控制器15通過(guò)第三路CAN總線103單獨(dú)與整車(chē)控制器12連接，可較大程度地避免由于信號(hào)干擾、錯(cuò)誤幀增多、負(fù)載率過(guò)高而導(dǎo)致的整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)通信癱瘓問(wèn)題。雖然對(duì)于第一路CAN總線101而言，其上掛接的節(jié)點(diǎn)較多，但多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置13中的每一個(gè)系統(tǒng)或裝置發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期較長(zhǎng)，即電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)132、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)133、多信息顯不器134及儀表135中任意一個(gè)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期較長(zhǎng)，一般為500毫秒至1000毫秒，因此，數(shù)據(jù)信號(hào)可以錯(cuò)峰而行，第一路CAN總線101的負(fù)載率不高，在正常情況下不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤幀和堵塞現(xiàn)象。第二路CAN總線102和第三路CAN總線103實(shí)時(shí)性需求較高，電池管理系統(tǒng)14和電機(jī)控制器15發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期較短，一般為10毫秒至100毫秒。
[0031]需要說(shuō)明的是，盡管在整車(chē)控制系統(tǒng)10中增加CAN總線的數(shù)量可避免信號(hào)干擾、錯(cuò)誤幀多、負(fù)載率過(guò)高的問(wèn)題，但若將CAN總線的數(shù)量增加過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)整車(chē)控制系統(tǒng)10的成本較高，布局過(guò)于復(fù)雜，而在本實(shí)施例中，整車(chē)控制系統(tǒng)10中限定采用三路CAN總線101、102、103，通過(guò)三路CAN總線101、102、103連接整車(chē)控制器12和其他系統(tǒng)、裝置或控制器，合理布局CAN總線的數(shù)量及連接方式，有效避免因采用一路或兩路CAN總線而導(dǎo)致的系統(tǒng)問(wèn)題。同時(shí)，避免CAN總線的數(shù)量過(guò)多，又通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理設(shè)置CAN總線的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)整車(chē)控制系統(tǒng)10中各系統(tǒng)、裝置或控制器間的信息共享，更好地控制和協(xié)調(diào)各系統(tǒng)、裝置或控制器，使純電動(dòng)汽車(chē)的性能達(dá)到最佳。
[0032]本發(fā)明還提供一種純電動(dòng)汽車(chē)，其包括上述的整車(chē)控制系統(tǒng)10，整車(chē)控制系統(tǒng)10的架構(gòu)及功效在此不再贅述。
[0033]綜上所述，在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)至少具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0034]1.在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)中，由于多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制器分別通過(guò)單獨(dú)的CAN總線與整車(chē)控制器連接，通過(guò)合理布局CAN總線的數(shù)量及連接方式，可較大程度地避免由于信號(hào)干擾、錯(cuò)誤幀增多、負(fù)載率過(guò)高而導(dǎo)致的整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)通信癱瘓問(wèn)題。
[0035]2.在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，各路CAN總線可以根據(jù)自身的需要制定不同的CAN高壓值與CAN低壓值而互不影響，因此，可避免各個(gè)系統(tǒng)、裝置或控制器之間的CAN高壓值與CAN低壓值不匹配或者信息量高等問(wèn)題。
[0036]3.在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，避免CAN總線的數(shù)量過(guò)多，又通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理設(shè)置CAN總線的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)整車(chē)控制系統(tǒng)中各系統(tǒng)、裝置或控制器間的信息共享，更好地控制和協(xié)調(diào)各系統(tǒng)、裝置或控制器，使純電動(dòng)汽車(chē)的性能達(dá)到最佳。
[0037]4.在本發(fā)明的純電動(dòng)汽車(chē)及其整車(chē)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，第一路CAN總線的傳輸速率略小于第二路CAN總線和第三路CAN總線的傳輸速率，此為根據(jù)實(shí)際需求而設(shè)置的，可防止資源浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。
[0038]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其包括整車(chē)控制器(12)、多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置(13)、電池管理系統(tǒng)(14)及電機(jī)控制器(15)，其特征在于，所述多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置(13)通過(guò)第一路CAN總線(101)與所述整車(chē)控制器(12)連接，所述電池管理系統(tǒng)(14)通過(guò)第二路CAN總線(102)與所述整車(chē)控制器(12)連接，所述電機(jī)控制器(15)通過(guò)第三路CAN總線(103)與所述整車(chē)控制器(12)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置(13)包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(132)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(133)、多信息顯示器(134)及儀表(135)的至少其中之二。
3.如權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述第一路CAN總線(101)、所述第二路CAN總線(102)及所述第三路CAN總線(103)均為高速CAN總線。
4.如權(quán)利要求3所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述第一路CAN總線(101)、所述第二路CAN總線(102)和所述第三路CAN總線(103)的傳輸速率大于或等于每秒500千比特。
5.如權(quán)利要求4所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述第一路CAN總線(101)的傳輸速率小于所述第二路CAN總線(102)和所述第三路CAN總線(103)的傳輸速率。
6.如權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述第一路CAN總線(101)、所述第二路CAN總線(102)和所述第三路CAN總線(103)均采用差分信號(hào)傳輸。
7.如權(quán)利要求6所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述第一路CAN總線(101)包括第一路CAN高壓線(IOla)和第一路CAN低壓線(101b)，所述第二路CAN總線(102)包括第二路CAN高壓線(102a)和第二路CAN低壓線(102b)，所述第三路CAN總線(103)包括第三路CAN高壓線(103a)和第三路CAN低壓線(103b)。
8.如權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述多個(gè)輔助系統(tǒng)或裝置(13)中的每一個(gè)系統(tǒng)或裝置發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期為500毫秒至1000毫秒。
9.如權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)，其特征在于:所述電池管理系統(tǒng)(14)和所述電機(jī)控制器(15)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的周期為10毫秒至100毫秒。
10.一種純電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于，所述純電動(dòng)汽車(chē)包括權(quán)利要求1至9中的任意一項(xiàng)所述的整車(chē)控制系統(tǒng)(10)。
【文檔編號(hào)】B60R16/02GK103448635SQ201310358738
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】夏毅, 張偉輝, 滕建龍, 何偉, 馮擎峰 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司