一種基于can總線的電動(dòng)車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)車控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CAN總線的電動(dòng)車控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代電動(dòng)自行車尤其是助力自行車、智能自行車中，車身設(shè)備隨著人們對(duì)自行車各功能需求的不斷提高也在逐漸地增加，從電動(dòng)機(jī)控制，安全保證系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)，碼表，及提高騎行舒適性和娛樂性而做出的各種努力，大量的傳感器和控制器的加入使電動(dòng)車電氣系統(tǒng)形成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，而傳統(tǒng)電動(dòng)車電氣控制系統(tǒng)中幾乎沒有通信通道，所有的控制信號(hào)靠線纜傳輸，無論從成本還是復(fù)雜度、美觀度上都難以應(yīng)對(duì)。有些高端電動(dòng)車或助力車配有碼表，但是與碼表通信只是通過簡(jiǎn)單串口，傳輸速度、可靠性、抗干擾性都存在很大問題，更無法應(yīng)對(duì)水、沙塵、高頻電磁波等外界惡劣環(huán)境的影響。對(duì)車身電控系統(tǒng)盲目的增加設(shè)備但無法獲取其工作狀態(tài)，使其無法發(fā)揮最大效用，更無法根據(jù)工作環(huán)境及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，特別是鋰電池，對(duì)工作時(shí)充放電的電壓電流有嚴(yán)格要求，簡(jiǎn)陋的使用管理方式可能對(duì)電芯造成極大損害。
[0003]232甚至CAN總線有著通信距離近、通信速度慢，抗干擾性能差等缺點(diǎn)。通信一般采用主從方式，通過主站查詢方式進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)性、可靠性較差。當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤，多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)。
[0004]CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11898)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。世界上一些著名的汽車制造廠商，如BENZ (奔馳)、BMff (寶馬)、PORSCHE (保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE (勞斯萊斯)和JAGUAR (捷豹)等都采用了 CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，由于CAN總線本身的特點(diǎn)，CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。
[0005]CAN總線上的節(jié)點(diǎn)沒有類似于MAC物理地址的信息，所以在總線上增減單元時(shí)，連接在總線上的其他單元的軟硬件及應(yīng)用層都不需要改變。單元根據(jù)報(bào)文ID決定接收或者屏蔽該報(bào)文，報(bào)文ID在一定程度上也決定了此幀數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能。CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。CAN總線上所有的節(jié)點(diǎn)都可以檢測(cè)錯(cuò)誤，檢測(cè)出錯(cuò)誤的單元會(huì)立刻通知其他所有單元。CAN總線技術(shù)以其高可靠性，實(shí)時(shí)性和性價(jià)比，隨著對(duì)自行車智能需求的增長(zhǎng)，未來會(huì)被廣泛應(yīng)用于自行車領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于CAN總線的電動(dòng)車控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有電動(dòng)車沒有通信通道，在增加設(shè)備時(shí)無法獲取其工作狀態(tài)，無法對(duì)車載電池進(jìn)行保護(hù)的問題。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于CAN總線的電動(dòng)車控制系統(tǒng)，包括:
[0008]碼表單元；
[0009]分別通過CAN總線與所述碼表單元相連接的控制器單元、電源管理單元、車燈單元、監(jiān)控與調(diào)試單元和安全單元；
[0010]所述碼表單元用于接收用戶的操作指令并通過CAN總線傳輸至對(duì)應(yīng)的單元，對(duì)應(yīng)的單元根據(jù)接收到的操作指令進(jìn)行相應(yīng)的操作并將操作結(jié)果通過CAN總線反饋給所述碼表單元；所述碼表單元還用于將接收反饋的操作結(jié)果及狀態(tài)信息進(jìn)行處理，同時(shí)將處理結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)并傳輸至外部系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制器單元包括:
[0012]第一 CAN總線通信模塊，與所述碼表單元通過CAN總線相連接，用于與所述碼表單元進(jìn)行信息交互；
[0013]控制器模塊，與所述第一 CAN總線通信模塊相連接，用于根據(jù)從所述第一 CAN總線通信模塊接收的來自所述碼表單元的控制指令，控制電動(dòng)車的電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)或停止的操作。
[0014]進(jìn)一步地，所述控制器單元還包括與所述控制器模塊相連接的轉(zhuǎn)把調(diào)速器；
[0015]所述轉(zhuǎn)把調(diào)速器，用于根據(jù)用戶的轉(zhuǎn)把調(diào)節(jié)操作，生成一分壓信號(hào)傳輸至所述控制器模塊以控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0016]進(jìn)一步地，所述控制器單元還包括與所述控制器模塊相連接的助力傳感器；
[0017]所述助力傳感器，用于檢測(cè)用戶騎行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)踩踏力矩，用以生成相應(yīng)比例助力信號(hào)傳輸至所述控制器模塊以控制所述電機(jī)。
[0018]進(jìn)一步地，電源管理單元包括鋰電池、第二 CAN總線通信模塊；還包括充放電管理模塊、電池監(jiān)測(cè)模塊和溫度采集模塊中的一個(gè)或多個(gè)；
[0019]所述第二 CAN總線通信模塊通過CAN總線與所述碼表單元相連接，用于與所述碼表單元進(jìn)行信息交互；
[0020]所述電池監(jiān)測(cè)模塊，與所述鋰電池和所述第二 CAN總線通信模塊相連接，用于監(jiān)測(cè)所述鋰電池的電池參數(shù)，并將監(jiān)測(cè)到的參數(shù)信息通過所述第二 CAN總線通信模塊傳輸至所述碼表單元；
[0021]所述溫度采集模塊，與所述鋰電池和所述第二 CAN總線通信模塊相連接，用于采集所述鋰電池的溫度信息通過所述第二 CAN總線通信模塊傳輸至所述碼表單元；
[0022]所述充放電管理模塊，與所述鋰電池和所述第二 CAN總線通信模塊相連接，用于根據(jù)所述第二 CAN總線通信模塊傳輸?shù)某浞烹姴僮髦噶?，?duì)所述鋰電池進(jìn)行充電和放電操作。
[0023]進(jìn)一步地，所述安全單元包括第三CAN總線通信模塊、分別與所述第三CAN總線通信模塊相連接的報(bào)警模塊和車身電子鎖；
[0024]所述第三CAN總線通信模塊通過CAN總線與所述碼表單元相連接，用于與所述碼表單元進(jìn)行信息交互；
[0025]所述報(bào)警模塊，用于在通過所述第三CAN總線通信模塊接收到報(bào)警指令時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警響應(yīng)；
[0026]所述車身電子鎖，用于在通過所述第三CAN總線通信模塊接收的開解鎖指令時(shí)，進(jìn)行車身上鎖或解鎖操作。
[0027]進(jìn)一步地，所述車燈單元包括第四CAN總線通信模塊、分別與所述第四CAN總線通信模塊相連接的車燈模塊和車把振動(dòng)器；
[0028]所述第四CAN總線通信模塊通過CAN總線與所述碼表單元相連接，用于與所述碼表單元進(jìn)行信息交互；
[0029]所述車燈模塊，用于在通過所述第四CAN總線通信模塊接收到車燈照明指令后，根據(jù)所述車燈照明指令進(jìn)行車燈照明、導(dǎo)航照明、夜市照明的一種或多種操作；
[0030]所述車把振動(dòng)器，用于在接收到所述第四CAN總線通信模塊傳輸?shù)膶?dǎo)