專利名稱：基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置。
背景技術(shù)：
[0002]電動(dòng)汽車(chē)作為一種純凈無(wú)污染的運(yùn)輸工具與傳統(tǒng)汽車(chē)相比有著諸多優(yōu)點(diǎn)，如環(huán)保、節(jié)能、噪聲污染以及駕駛性能等方面。電動(dòng)汽車(chē)主要包括整車(chē)控制器、電池及電池管理系統(tǒng)、電機(jī)和電機(jī)控制器、變速箱、空調(diào)和空調(diào)控制器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、充電機(jī)等。各個(gè)子系統(tǒng)都有自己的控制單元(ECU)來(lái)完成相應(yīng)的功能。但是為了滿足整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、 安全性和舒適性，需要對(duì)電動(dòng)汽車(chē)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)和性能優(yōu)化匹配，整車(chē)控制裝置就是協(xié)調(diào)和優(yōu)化各個(gè)子系統(tǒng)的性能的控制器?；贑AN總線電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制系統(tǒng)，在各個(gè)子控制系統(tǒng)(ECU)數(shù)量增加的情況下，基于CAN總線的整車(chē)控制器是無(wú)法將所有控制單元 (ECU)集成在一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)中，在網(wǎng)絡(luò)集成方面受到一定限制。而現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車(chē)的安全性、可靠性和控制網(wǎng)絡(luò)集成也提出了更高的要求，所以整車(chē)控制器需要監(jiān)測(cè)和控制較多的控制單元(ECU)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)集成。[0003]EtherCAT總線提出的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具有高效率、刷新周期短(可以達(dá)到小于100微秒的數(shù)據(jù)刷新周期)、同步性好，最大通信速率可以達(dá)到100M、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以連接65535個(gè)設(shè)備。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電動(dòng)客車(chē)各個(gè)控制單元(ECU)的數(shù)量，能夠滿足電動(dòng)客車(chē)未來(lái)安全和監(jiān)控信息量的要求，而且提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的控制周期。雖然EtherCAT總線目前在工業(yè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中多有應(yīng)用，但是應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)上，目前基本是空白。本實(shí)用新型將EtherCAT總線應(yīng)用于電動(dòng)客車(chē)，提高整車(chē)控制器與電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器和其他控制單元(ECU)的響應(yīng)時(shí)間，縮短了整個(gè)控制系統(tǒng)的控制周期。通過(guò)車(chē)載終端也能將每個(gè)電動(dòng)客車(chē)運(yùn)行狀態(tài)上傳到監(jiān)控總站，這種控制裝置尤其適用于城市的公交系統(tǒng)，為城市的公交安全提供保證。該控制裝置預(yù)留了 CAN總線接口，能夠和目前電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行連接，無(wú)需做任何更改，具有良好的兼容性。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供了一種基于高速實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，用于改進(jìn)整車(chē)控制周期，提高控制對(duì)象的響應(yīng)時(shí)間和控制系統(tǒng)的安全性。同時(shí)能夠?qū)⒄?chē)運(yùn)行狀態(tài)上傳給監(jiān)控總站，用以監(jiān)控車(chē)輛的運(yùn)行狀況，提高車(chē)輛的運(yùn)行安全。該方案尤其適用于城市的公交車(chē)輛。本實(shí)用新型包含整車(chē)控制器，高速實(shí)時(shí)以太網(wǎng) EtherCAT總線，高速AD 口，以及通過(guò)高速EtherCAT總線監(jiān)控整車(chē)控制系統(tǒng)、電池及電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、AMT及控制系統(tǒng)、空調(diào)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、DC/DC等運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，并通過(guò)鑰匙信號(hào)，腳踏板加速信號(hào)，制動(dòng)信號(hào)，車(chē)身信號(hào)，碰撞信號(hào)等輸入信號(hào)運(yùn)算并輸出信號(hào)控制相應(yīng)的設(shè)備(電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、高壓開(kāi)關(guān)等)。[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，包括整車(chē)控制器、EtherCAT芯片和EtherCAT總線，其特征在于所述整車(chē)控制器外圍接有踏板加速信號(hào)、鑰匙信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、車(chē)身信號(hào)、碰撞信號(hào)、檔位信號(hào)、電源、主接觸器、充電機(jī)繼電器、電機(jī)高壓繼電器和CAN總線接口，所述整車(chē)控制器通過(guò) EtherCAT芯片實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電池管理系統(tǒng)、空調(diào)控制器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、AMT控制器、儀表裝置、故障診斷接口、充電機(jī)、DC/DC、車(chē)載終端進(jìn)行雙向通信。[0006]所述電源提供24V低壓電源。[0007]所述整車(chē)控制器是通過(guò)并口與EtherCAT芯片相連，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，和網(wǎng)口與EtherCAT總線設(shè)備連接。[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)[0009]I、因?yàn)镋therCAT總線，完全符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需協(xié)議轉(zhuǎn)換通過(guò)車(chē)載終端即可將電動(dòng)客車(chē)的運(yùn)行狀況發(fā)送到監(jiān)控站，便于監(jiān)控每輛電動(dòng)客車(chē)的運(yùn)行狀況。這種控制裝置尤其適用于城市的公交客車(chē)。[0010]2、由于采用的高速EtherCAT總線，比采用CAN總線通信速率快，最高通信速率可以達(dá)到100M，提高整車(chē)控制器與其他控制單元(ECT)的問(wèn)答時(shí)間，縮短了整個(gè)控制周期， 同時(shí)EtherCAT總線支持CANopen協(xié)議，符合IEC 61800-7-301標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)預(yù)留CAN總線接口，能夠和基于CAN總線電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。[0011]3、因?yàn)镋therCAT總線最多可以連接65535個(gè)EtherCAT從站，所以基于EtherCAT 總線的整車(chē)控制器有能力將電動(dòng)客車(chē)各個(gè)控制單元(ECU)集成到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)中，從而達(dá)到對(duì)車(chē)輛性能更好的協(xié)調(diào)和控制。而基于CAN總線的整車(chē)控制器在集成控制單元數(shù)量上受到限制，無(wú)法大容量的集成基于CAN總線的控制單元(ECU)。[0012]
[0013]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為整車(chē)控制器通過(guò)并口與EtherCAT芯片相連，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，和網(wǎng)口與EtherCAT總線相連的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]具體實(shí)施方式
[0016]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。[0017]如圖1-2示出了一種基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，包括整車(chē)控制器、EtherCAT芯片和EtherCAT總線，其特征在于所述整車(chē)控制器外圍接有踏板加速信號(hào)、鑰匙信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、車(chē)身信號(hào)、碰撞信號(hào)、檔位信號(hào)、電源、主接觸器、充電機(jī)繼電器、 電機(jī)高壓繼電器和CAN總線接口，所述整車(chē)控制器通過(guò)EtherCAT芯片實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電池管理系統(tǒng)、空調(diào)控制器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、AMT控制器、儀表裝置、故障診斷接口、充電機(jī)、DC/DC、車(chē)載終端進(jìn)行雙向通信。[0018]所述電源提供24V低壓電源。[0019]所述整車(chē)控制器是通過(guò)并口與EtherCAT芯片相連，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，和網(wǎng)口與EtherCAT總線設(shè)備連接。[0020]本實(shí)用新型因?yàn)椴捎昧烁咚貳therCAT總線，比采用CAN總線通信速率快(CAN總線最大通信速率1M)，最高通信速率可以達(dá)到100M，用于改進(jìn)和提高的整車(chē)控制器與電池管理系統(tǒng)，電機(jī)控制器和其他控制單元(ECU)的問(wèn)答時(shí)間，提高整車(chē)控制周期以及系統(tǒng)的安全性，而且高速實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT總線也支持CANopen協(xié)議，可以和現(xiàn)有的基于CAN總線的電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)兼容。EtherCAT總線，完全符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)車(chē)載終端無(wú)需更改協(xié)議，即可以將電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀況發(fā)送到監(jiān)控總站，監(jiān)控每輛電動(dòng)客車(chē)車(chē)輛的運(yùn)行狀況。 這種控制裝置尤其適用于城市的公交客車(chē)。更為將來(lái)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)集成提供便利，解決了 CAN總線在控制網(wǎng)絡(luò)子控制系統(tǒng)(ECT)數(shù)量受限的難題，EtherCAT總線最多可以連接 65535個(gè)EtherCAT從站，也就是說(shuō)基于EtherCAT總線的整車(chē)控制器有能力將電動(dòng)客車(chē)各個(gè)控制單元(ECU)集成到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)中，從而達(dá)到更好的協(xié)調(diào)和控制。也為電動(dòng)客車(chē)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化提供便利，為電動(dòng)客車(chē)控制系統(tǒng)的擴(kuò)展提供便利。本實(shí)用新型整車(chē)控制裝置由高速信號(hào)處理芯片，EtherCAT處理芯片，以及主控制芯片外圍接口信號(hào)(踏板加速信號(hào)、鑰匙信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、車(chē)身信號(hào)、碰撞信號(hào)、檔位信號(hào)以及主接觸器、電機(jī)繼電器和充電機(jī)繼電器等數(shù)字輸出信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，包括整車(chē)控制器、EtherCAT芯片和EtherCAT總線，其特征在于所述整車(chē)控制器外圍接有腳踏板加速信號(hào)、鑰匙信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、車(chē)身信號(hào)、碰撞信號(hào)、檔位信號(hào)、電源、主接觸器、充電機(jī)繼電器、電機(jī)高壓繼電器和CAN總線接口，所述整車(chē)控制器通過(guò)EtherCAT芯片實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線與電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、空調(diào)控制器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、AMT控制器、儀表裝置、故障診斷接口、充電機(jī)、DC/DC、車(chē)載終端進(jìn)行雙向通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，其特征在于所述電源提供24V低壓電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，其特征在于所述整車(chē)控制器是通過(guò)并口與EtherCAT芯片相連，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，和網(wǎng)口與EtherCAT總線設(shè)備連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于高速EtherCAT總線的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制裝置，包括整車(chē)控制器、EtherCAT芯片和EtherCAT總線，其特征在于所述整車(chē)控制器外圍接有踏板加速信號(hào)、鑰匙信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、車(chē)身信號(hào)、碰撞信號(hào)、檔位信號(hào)、電源、主接觸器、充電機(jī)繼電器、電機(jī)高壓繼電器和CAN總線接口，所述整車(chē)控制器通過(guò)EtherCAT芯片實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電池管理系統(tǒng)、空調(diào)控制器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵、AMT控制器、儀表裝置、故障診斷接口、充電機(jī)、DC/DC、車(chē)載終端進(jìn)行雙向通信。本實(shí)用新型通信速率快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202815570SQ20122052691
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者陳廣博 申請(qǐng)人:江蘇尼歐凱汽車(chē)研發(fā)有限公司