用于電動汽車的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于電動汽車的控制裝置，包括：整車控制器和電機控制器，電機控制器與整車控制器相連且設(shè)置在同一電路板上，整車控制器實現(xiàn)整車控制同時用于對電機控制器進行安全性能監(jiān)測以及輔助管理和控制，電機控制器實現(xiàn)電機控制同時用于對整車控制器進行安全性能監(jiān)測以及輔助管理和控制；雙功能控制器信號接插件，雙功能控制器信號接插件與整車控制器和電機控制器相連以完成整車控制器和電機控制器與整車線束之間的電氣連接；電源模塊，用于對所述整車控制器供電和所述電機控制器供電。本發(fā)明的實施例的控制裝置性能安全可靠、且成本低。
【專利說明】用于電動汽車的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及汽車制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于電動汽車的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車的高節(jié)能、低污染的優(yōu)點，使其成為了當(dāng)代汽車發(fā)展的主要方向，所以對電動汽車關(guān)鍵技術(shù)進行開發(fā)和研究具有非常重要的意義。整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)等作為電動汽車電控系統(tǒng)的核心零部件，已成為電動汽車技術(shù)的一個重要研究內(nèi)容。電動汽車的整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)等承擔(dān)整個電動汽車的綜合控制，其可靠性直接影響電動汽車的可靠性，關(guān)系到電動汽車的安全性。其中隨著各種控制器的開發(fā)技術(shù)趨于成熟，在電動車上不同功能控制器的集成已成為一種必然的趨勢，這樣將為電動車的零部件布置及系統(tǒng)成本帶來更多的益處。
[0003]一般情況下，在傳統(tǒng)車上不同功能的控制器都是獨立安裝在車上不同的位置，近年來，隨著電動車整車系統(tǒng)方案日趨明確，為更加高效的利用車上的空間并更好的控制系統(tǒng)成本，有部分電動車廠把不同功能的控制器集成到一個箱體中，可以節(jié)省某些功能控制器的外殼，同時有效的減小控制器的總體體積并減少整車零部件的裝配數(shù)量，提高了整車空間利用率并提高生產(chǎn)效率，不同功能控制器的集成布置對電動車的系統(tǒng)成本優(yōu)化有很大幫助。也有部分電動車廠商開始考慮將不同功能的控制器集成到一塊電路板上，然而上述方法僅僅是實現(xiàn)了簡單層面的集成，以及在集成度深入方面和集成后控制器的功能安全等級上仍需要進一步研究。例如:專利號為200610155957.9發(fā)明中提出了一種集成在同一塊電路板上的雙功能控制集成技術(shù)，但是該方案并不能很好地滿足安全要求電動汽車的安全性要求。
[0004]現(xiàn)有集成方式的缺點為:要么集成度不夠高，且不能深層次的實現(xiàn)雙功能控制器的集成，在成本節(jié)約上沒能做到更優(yōu)。要么在功能安全等級方面仍需要獨立考慮才能達到原有的等級，在集成度上和成本優(yōu)化上仍沒有達到更優(yōu)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種性能安全可靠、成本低的用于電動汽車的控制裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提出了一種用于電動汽車的控制裝置，包括:整車控制器和電機控制器，所述整車控制器和所述電機控制器均具有CAN通訊接口，所述電機控制器與所述整車控制器相連且設(shè)置在同一電路板上，所述整車控制器實現(xiàn)整車控制同時用于檢測所述電機控制器是否發(fā)生異常，且在檢測到所述電機控制器存在異常時，對所述電機控制器進行輔助管理和控制，所述電機控制器實現(xiàn)電機控制同時用于檢測所述整車控制器是否發(fā)生異常，且在檢測到所述整車控制器存在異常時，對所述整車控制器進行輔助管理和控制；雙功能控制器信號接插件，所述雙功能控制器信號接插件分別與所述整車控制器和電機控制器相連以完成所述整車控制器和電機控制器與整車線束之間的電氣連接；以及電源模塊，所述電源模塊分別與所述整車控制器和所述電機控制器相連，用于對所述整車控制器供電和所述電機控制器供電。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的用于電動汽車的控制裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]在一些不例中，所述電源模塊包括:第一電源模塊，所述第一電源模塊與所述整車控制器和所述電機控制器均相連，用于對所述整車控制器供電；和第二電源模塊，所述第二電源模塊與所述整車控制器和所述電機控制器均相連，用于對所述電機控制器供電。
[0010]在一些示例中，還包括:整車控制器外圍處理電路，所述整車控制器外圍處理電路與所述整車控制器和所述電機控制器均相連；電機控制器外圍處理電路，所述電機控制器外圍處理電路與所述整車控制器和所述電機控制器均相連；
[0011]在一些示例中，所述整車控制器具有多個引腳，且通過一部分引腳與所述第二電源模塊相連以對所述第二電源模塊進行異常檢測和輔助控制。
[0012]在一些示例中，所述整車控制器通過另一部分弓I腳與所述電機控制器外圍處理電路相連以對所述電機控制器外圍處理電路進行異常檢測和輔助控制。
[0013]在一些示例中，所述電機控制器具有多個引腳，且通過一部分引腳與所述第一電源模塊相連以對所述第一電源模塊進行異常檢測和輔助控制。
[0014]在一些示例中，所述電機控制器通過另一部分引腳與所述整車控制器外圍處理電路相連以對所述整車控制器外圍處理電路進行檢測和控制。
[0015]在一些示例中，所述電機控制器與所述整車控制器通過串行外圍接口 SPI相連，所述串行外圍接口 SPI用于完成所述電機控制器和所述整車控制器之間的安全監(jiān)控信息的交互。
[0016]在一些示例中，所述整車控制器包括:電機控制器安全監(jiān)控單元，用于單獨地對所述電機控制器進行安全性能監(jiān)測及控制。
[0017]在一些示例中，所述電機控制器包括:整車控制器安全監(jiān)控單元，用于單獨地對所述整車控制器進行安全性能監(jiān)測及控制。
[0018]在一些示例中，所述整車控制器和所述電機控制器被安裝在一個控制箱內(nèi)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，既保留了原來兩個功能控制器所必備的功能及安全等級，又最大限度的實現(xiàn)了雙功能控制器的深層次集成。本發(fā)明實施例中的雙功能控制器在機械結(jié)構(gòu)、硬件電路、軟件算法等方面都實現(xiàn)了綜合集成，在少許增加雙功能控制器的各自開發(fā)難度的同時，實現(xiàn)最大限度的集成和控制裝置成本的優(yōu)化。在實際應(yīng)用中，可以保留較好的靈活應(yīng)用性，可以單獨使用其中任何一個功能控制器，也可以同時使用。在雙功能控制器在整車上裝配使用時，也可起到優(yōu)化生產(chǎn)工藝減少控制器裝配數(shù)量的效果。
[0020]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:[0022]圖1為本發(fā)明實施例的用于電動汽車的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0024]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0026]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的控制裝置。
[0027]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的控制裝置100，包括整車控制器110、電機控制器120、雙功能控制器信號接插件130和電源模塊140。其中:
[0028]整車控制器110和電機控制器120均具有CAN通訊接口，以便整車控制器110和電機控制器120通過各自的CAN通訊接口與電動汽車的外圍設(shè)備之間進行報文等通訊，電機控制器120與整車控制器110相連且設(shè)置在同一電路板(圖中未示出)上，即電機控制器120與整車控制器110集成在同一電路板上，在本發(fā)明的實施例中，整車控制器110和電機控制器120還被安裝在一個控制箱內(nèi)。整車控制器110用于檢測電機控制器120是否發(fā)生異常，且在檢測到電機控制器120存在異常時，對電機控制器120進行輔助管理和控制。例如，電機控制器處理器120對整車控制器110進行安全監(jiān)控，作為一個具體的例子，電機控制器120與整車控制器110通過串行外圍接口 SPI (Serial Peripheral Interface，簡稱SPI接口)相連，SPI接口用于完成電機控制器120和整車控制器110之間的安全監(jiān)控信息的交互，例如，整車控制器110通過SPI接口獲取電機控制器120的算法邏輯信息，然后整車控制器110對電機控制器120的算法邏輯進行校驗，如果校驗到電機控制器120的算法邏輯出現(xiàn)錯誤，則可通過SPI接口對電機控制器120進行輔助管理和控制等，以便對電機控制器120的算法邏輯錯誤進行糾正，使其繼續(xù)正常的工作，或者，在檢測到電機控制器120出現(xiàn)異常后，控制電機控制器停止工作，并等待檢修人員的檢修。
[0029]電機控制器120用于檢測整車控制器110是否發(fā)生異常，且在檢測到整車控制器110存在異常時對整車控制器110進行輔助管理和控制。在該實例中，電機控制器120對整車控制器Iio的安全監(jiān)測與上述示例中整車控制器110對電機控制器120的安全監(jiān)測方式相同，為了較少冗余，不做贅述。
[0030]雙功能控制器信號接插件130分別與整車控制器110和電機控制器120相連以完成整車控制器110和電機控制器120與整車線束之間的電氣連接。即整車控制器110和電機控制器120均通過雙功能控制器信號接插件130實現(xiàn)與整車線束之間的電氣功能上的連接。
[0031]電源模塊140分別與整車控制器110和電機控制器120相連，用于對整車控制器110供電和電機控制器120供電。進一步地，結(jié)合圖1，本發(fā)明實施例的電源模塊140包括第一電源模塊141和第二電源模塊142。其中:第一電源模塊141與整車控制器110和電機控制器120均相連，用于對整車控制器110供電。第二電源模塊142與整車控制器110和電機控制器120均相連,用于對電機控制器120供電。即第一電源模塊141獨立地對整車控制器110供電，第二電源模塊142獨立地對電機控制器120供電。
[0032]另外，該控制裝置100還包括由整車控制器外圍處理電路150和電機控制器外圍處理電路160。其中:整車控制器外圍處理電路150與整車控制器110和電機控制器120均相連。電機控制器外圍處理電路160與整車控制器110和電機控制器120均相連。
[0033]在本發(fā)明的一個實施例中，整車控制器110不僅可對電機控制器120進行安全性能監(jiān)測，還可對向電機控制器120供電的第二電源模塊142和電機控制器外圍處理電路160進行安全性能監(jiān)測及輔助控制。同樣地，電機控制器120不僅可對整車控制器110進行安全性能監(jiān)測，還可對向整車控制器110供電的第一電源模塊141和整車控制器外圍處理電路150進行安全性能監(jiān)測及輔助控制，具體地，如下:
[0034]整車控制器110具有多個引腳(如圖1所示的引腳I和引腳2)，且通過一部分引腳(如圖1所示的引腳I)與第二電源模塊142相連以對第二電源模塊142進行異常檢測和輔助控制。例如，對第二電源模塊142和看門狗進行輔助管理和控制。進一步地，整車控制器110通過另一部分引腳( 如圖1所示的引腳2)與電機控制器外圍處理電路160相連以對電機控制器外圍處理電路160進行異常檢測和輔助控制，例如，對電機控制器外圍處理電路160中的信號進行輔助管理和控制等。
[0035]電機控制器120具有多個引腳(如圖1所示的引腳3和引腳4)，且通過一部分引腳(如引腳3)與第一電源模塊141相連以對第一電源模塊141進行異常檢測和輔助控制。進一步地，電機控制器120通過另一部分引腳(如引腳4)與整車控制器外圍處理電路150相連以對整車控制器外圍處理電路150進行檢測和控制。
[0036]如圖1所示，整車控制器110包括:電機控制器安全監(jiān)控單元S⑶I，用于單獨地對電機控制器120進行安全性能監(jiān)測及控制。另外，電機控制器120包括:整車控制器安全監(jiān)控單元S⑶2，用于單獨地對整車控制器110進行安全性能監(jiān)測及控制。
[0037]本發(fā)明實施例的控制裝置100的兩個功能控制器(整車控制器110和電機控制器120)在實現(xiàn)各自主要控制功能的同時實現(xiàn)對另外一個控制器的安全監(jiān)控功能，兩個功能控制器的安全監(jiān)控信息相互傳遞是通過兩個功能控制器之間的SPI通訊端口實現(xiàn)的，在該實例中，兩個功能控制器的功能及安全監(jiān)控性能均可達到現(xiàn)有的獨立的控制器的功能安全等級。
[0038]【實施例】
[0039]以整車控制器110為例進行詳細(xì)功能的詳細(xì)描述:整車控制器110為達到整個控制裝置100所需的安全等級，在傳統(tǒng)的方式中，需要單獨地安裝一個安全監(jiān)控芯片對整車控制器110的算法邏輯、看門狗、向整車控制器Iio供電的第一電源模塊141、以及整車控制器外圍處理電路150中的重要外圍信號進行監(jiān)測。而在本發(fā)明的示例中，整車控制器系統(tǒng)所需的功能安全監(jiān)控是通過電機控制器120中的整車控制器安全監(jiān)控單元SCU2來實現(xiàn)，在該實例中，整車控制器安全監(jiān)控單元SCU2為集成在電機控制器120中的一個以軟件功能實現(xiàn)安全性能監(jiān)測的單元，但SCU2軟件功能單元的運行是相對獨立于電機控制器120的主控制軟件的。S⑶2軟件功能單元通過SPI接口與整車控制器110進行算法邏輯校驗，通過電機控制器120的某幾個引腳對整車控制器110的第一電源模塊141及看門狗進行輔助管理和控制，通過電機控制器120的另外某幾個引腳對整車控制器外圍處理電路150中的重要信號進行監(jiān)測和控制，并將相關(guān)的安全監(jiān)測信息通過SPI接口與整車控制器110進行交互。同樣，電機控制器120通過同樣的方式實現(xiàn)電機控制器120的主要功能并通過整車控制器110中的S⑶I達到原定的功能安全等級。
[0040]綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的控制裝置通過將雙功能控制器集成在同一塊電路板上，且采用獨立的兩個功能控制器處理器進行各自的獨立主功能控制，同時兩個處理器中分別設(shè)置一個安全監(jiān)控功能模塊S⑶I和S⑶2為另外一個控制器提供安全監(jiān)控功能。具體地，在本發(fā)明的實施例中集成到兩個控制器中的安全監(jiān)控模塊，如S⑶I和S⑶2，通過SPI端口與另外一個控制器處理器進行算法邏輯校驗，通過S⑶I或S⑶2所在的控制器處理器某幾個引腳對另外一個控制器的電源及看門狗進行輔助管理和控制，通過SCUl或SCU2所在的控制器處理器某幾個引腳對另外一個控制器外圍處理電路中的重要信號進行監(jiān)測和控制，并將相關(guān)信息通過SPI與另外一個控制器處理器進行交互。具有如下優(yōu)點:
[0041]整車控制器和電機控制器通過上述的方式集成后，既保留了原來兩個功能控制器所必備的功能及安全等級，又最大限度的實現(xiàn)了雙功能控制器的深層次集成。本發(fā)明實施例中的雙功能控制器在機械結(jié)構(gòu)、硬件電路、軟件算法等方面都實現(xiàn)了綜合集成，在少許增加雙功能控制器的各自開發(fā)難度的同時，實現(xiàn)最大限度的集成和控制裝置成本的優(yōu)化。在實際應(yīng)用中，可以保留較好的靈活應(yīng)用性，可以單獨使用其中任何一個功能控制器，也可以同時使用。在雙功能控制器在整車上裝配使用時，也可起到優(yōu)化生產(chǎn)工藝減少控制器裝配數(shù)量的效果。
[0042]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0043]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，包括: 整車控制器和電機控制器，所述整車控制器和所述電機控制器均具有CAN通訊接口，所述電機控制器與所述整車控制器相連且設(shè)置在同一電路板上，所述整車控制器用于檢測所述電機控制器是否發(fā)生異常，且在檢測到所述電機控制器存在異常時，對所述電機控制器進行輔助管理和控制，所述電機控制器用于檢測所述整車控制器是否發(fā)生異常，且在檢測到所述整車控制器存在異常時，對所述整車控制器進行輔助管理和控制； 雙功能控制器信號接插件，所述雙功能控制器信號接插件分別與所述整車控制器和電機控制器相連以完成所述整車控制器和電機控制器與整車線束之間的電氣連接；以及 電源模塊，所述電源模塊分別與所述整車控制器和所述電機控制器相連，用于對所述整車控制器供電和所述電機控制器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述電源模塊包括: 第一電源模塊，所述第一電源模塊與所述整車控制器和所述電機控制器均相連，用于對所述整車控制器供電；和 第二電源模塊，所述第二電源模塊與所述整車控制器和所述電機控制器均相連，用于對所述電機控制器供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，還包括: 整車控制器外圍處理電路，所述整車控制器外圍處理電路與所述整車控制器和所述電機控制器均相連； 電機控制器外圍處理電路，所述電機控制器外圍處理電路與所述整車控制器和所述電機控制器均相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述整車控制器具有多個引腳，且通過一部分引腳與所述第二電源模塊相連以對所述第二電源模塊進行異常檢測和輔助控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述整車控制器通過另一部分引腳與所述電機控制器外圍處理電路相連以對所述電機控制器外圍處理電路進行異常檢測和輔助控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述電機控制器具有多個引腳，且通過一部分引腳與所述第一電源模塊相連以對所述第一電源模塊進行異常檢測和輔助控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述電機控制器通過另一部分引腳與所述整車控制器外圍處理電路相連以對所述整車控制器外圍處理電路進行檢測和控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述電機控制器與所述整車控制器通過串行外圍接口 SPI相連，所述串行外圍接口 SPI用于完成所述電機控制器和所述整車控制器之間的安全監(jiān)控信息的交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述整車控制器包括:電機控制器安全監(jiān)控單元，用于單獨地對所述電機控制器進行安全性能監(jiān)測及控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述電機控制器包括:整車控制器安全監(jiān)控單元，用于單獨地對所述整車控制器進行安全性能監(jiān)測及控制。
11.根據(jù)權(quán)利 要求1-10任一項所述的用于電動汽車的控制裝置，其特征在于，所述整車控制器和所述電機控制器被安裝在一個控制箱內(nèi)。
【文檔編號】B60L15/00GK103625304SQ201210298156
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】王野, 張春淮, 杜曉佳, 王春鳳 申請人:北汽福田汽車股份有限公司