CN103108770B - 电动汽车及其应急控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车及其应急控制方法，具有多个控制部在多个控制部之间进行相互监控，并且在发生异常时，通过正常进行工作的控制部来进行应急控制，使车辆在限制的范围内行驶，或者根据所发生的异常现象使车辆应急停止，来保障车辆的稳定的行驶，事先防止因车辆发生异常而有可能发生的事故，由此保障驾驶员的安全。并且，本发明的多个控制部单独生成用于控制马达的信号，具体而言，使输入的数据的失真最小化，使得多个控制部能够基于相同的数据来进行处理，并且实质性地使数据一致并能够验证这些，从而能够更有效地、更稳定地控制车辆。

Description

电动汽车及其应急控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车及其应急控制方法，涉及通过检测控制整个车辆的工作的控制部的异常来进行应急驾驶或者使车辆停止的电动汽车及其应急控制方法。
背景技术
从电动汽车是能够解决未来的汽车公害及能源问题的可能性最高的应对方案的点出发，对电动汽车的研究正活跃地进行着。
电动汽车(Electric vehicle；EV)作为主要利用电池的电源来驱动交流(AC)或者直流(DC)马达来得到动力的汽车，大体分为电池专用电动汽车和混合动力电动汽车，电池专用电动车通过利用电池的电源来驱动马达，消耗完电源就进行再充电，混合动力电动车通过运行引擎来进行电发电来对电池进行充电，并利用该电来驱动电动马达来使汽车移动。
并且，混合动力电动汽车可分为串联方式和并联方式，串联方式为从引擎输出的机械性能量通过发马达被转换成电能量，该电能量被供给到电池或者马达，车辆始终是通过马达来驱动的汽车，是为了增大行驶距离而在已有的电动车增加引擎和发马达的概念，并联方式使用以电池电源也能够使车移动，只用引擎(汽油或者柴油)也能够驱动车辆的两种动力源，并且根据行驶条件，并联方式能够使引擎和马达同时驱动车辆。
并且，随着最近马达/控制技术也逐渐发达，正开发高输出、小型，并且效率高的系统。随着将直流马达转变为交流马达，输出和电动汽车(EV)的动力性能(加速性能、最高速度)大为提高，达到了不逊于汽油汽车的水平。随着促进高输出化的同时高旋转化，马达被轻量小型化，因而搭载重量或者溶剂也大为减少。
这种电动汽车虽然包括控制其功能的中央控制部，但在存在控制部自身的异常或者在与控制部的通信上发生异常的情况下，由于控制部的异常，车辆无法正常进行工作。
随之，在行驶过程中发生异常的情况下，将无法对输入的信号进行处理，因此车辆的行驶将变得困难，因而存在能够演变成事故的忧虑。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种设置有用于控制车辆的多个控制部来通过相互监控，判断是否发生异常，因而进行应急驾驶或者使车辆停止，以此保障稳定的驾驶，并在主控制部发生异常时，通过子控制部来进行应急驾驶的电动汽车及应急控制方法。
并且，本发明的再一目的在于，提供在设置有用于控制车辆的多个处理器的情况下，即使不另行产生信号，也能够使相同的信号向各处理器输入，通过判断所输入的信号是否正常来执行稳定的车辆控制的电动汽车及应急控制方法。
解决问题的手段
本发明的电动汽车，其特征在于，包括：传感器部，其测定车辆的状态；接口部，接收其借助驾驶员的操作来对车辆进行控制的设定；主控制部，其根据从上述传感器部及上述接口部接收到的数据，来使车辆进行工作并对车辆进行控制；以及子控制部，其根据从上述主控制部接收到的状态信息及行驶信息来诊断上述主控制部，在上述主控制部发生异常时，代替上述主控制部来对车辆进行应急控制。
本发明的电动汽车，其特征在于，包括：传感器部，其测定车辆的状态；接口部，接收其借助驾驶员的操作来对车辆进行控制的设定，马达控制部，其通过控制马达来使车辆行驶，主控制部，其根据从上述传感器部及上述接口部接收到的数据，来使车辆进行工作并对车辆进行控制，以及子控制部，其根据从上述主控制部接收到的状态信息及行驶信息来诊断上述主控制部，在上述主控制部发生异常时，代替上述主控制部来对车辆进行应急控制；在上述子控制部进行应急控制时，上述子控制部对车辆的加速及减速进行控制，并对车辆的速度及转矩设定极限值，来限制车辆在上述极限值的范围内行驶。
并且，本发明的电动汽车，其特征在于，还包括：马达控制部，其通过控制马达来使车辆行驶，以及功率继电器组件(PRA，Power Relay Assemply)，其向上述马达控制部提供电池的电源；在上述马达控制部进行异常工作时，上述主控制部及上述子控制部控制上述功率继电器组件来断开上述电池向上述马达控制部施加的电源，从而实现应急停止。
并且，本发明的电动汽车，其特征在于，还包括失真补偿部，该失真补偿部对从包括在上述传感器部中的多个传感器接收到的信号的失真进行补偿，使得向上述主控制部及上述子控制部输入的信号相同。
本发明的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：从用于控制车辆的主控制部接收状态信息及行驶信息来对上述主控制部的状态进行诊断的步骤；上述诊断的结果，若上述主控制部正常进行工作，则向上述主控制部传输监控结果的步骤；以及上述诊断的结果，若上述主控制部发生了异常，则设定应急控制，代替上述主控制部来对车辆执行控制的步骤。
本发明的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：从用于控制车辆的主控制部接收状态信息及行驶信息来对上述主控制部的状态进行诊断的步骤，上述诊断的结果，若上述主控制部正常进行工作，则向上述主控制部传输监控结果的步骤，以及上述诊断的结果，若上述主控制部发生了异常，则设定应急控制，代替上述主控制部来对车辆执行控制的步骤；在设定上述应急控制时，根据上述状态信息及行驶信息来对车辆的速度及转矩设定极限值，并且通过限制车辆的加速及减速来进行应急驾驶。
并且，本发明的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：上述主控制部及子控制部根据从至少一个传感器接收到的数据来分别生成用于控制车辆的控制信息，并将上述控制信息向马达控制部施加的步骤；根据上述马达控制部是否响应来判断上述马达控制部是否异常的步骤；以及在上述马达控制部发生异常时，通过控制功率继电器组件来断开向马达控制部提供的电源，由此使车辆应急停止的步骤。
并且，本发明的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：上述主控制部及子控制部根据从至少一个传感器接收到的数据来分别生成用于控制车辆的控制信息，并将上述控制信息向马达控制部施加的步骤；根据上述马达控制部是否响应来判断上述马达控制部是否异常的步骤；在上述马达控制部正常的情况下，上述主控制部及上述子控制部相互传输控制信息，对所接收的控制信息和所生成的控制信息进行比较，进行比较的结果，若控制信息不同，则向上述马达控制部施加停止工作的指令的步骤；以及在上述马达控制部发生异常时，通过控制功率继电器组件来断开向马达控制部提供的电源，由此使车辆应急停止的步骤。
发明的效果
本发明的电动汽车及其应急控制方法设置有多个控制部来在多个控制部之间进行相互监控，即使多个控制部全部正常进行工作也通过比较所生成的数据，由此进行控制致使进行应急驾驶或者使车辆应急停止，或者能够尽量控制工作来保障稳定的行驶，并且对有可能发生的事故防范于未然，具有保障驾驶员的安全的效果。
并且，本发明无需为了验证一个信号及信号单元的状态而对多个控制部追加多个信号来进行验证，通过控制部的内部配置及简单的电路设计能够实现单一信号的多次输入，并能够将信号的偏差最小化，由此具有随着车辆控制而使稳定性提高的效果。并且，由于不为生成信号而使用多个信号单元，因而没有可能发生的各单元间的偏差，具有提高数据的准确性的效果，并且具有在电路的布置或者空间上获利以及减少费用的效果。
附图说明
图1是简要表示根据本发明一实施例的电动汽车的控制结构的图。
图2是表示在根据本发明的电动汽车中通过相互监控的车辆控制及根据应急驾驶的控制的流程的图。
图3是对根据本发明的一实施例的针对马达控制部异常的应急控制方法进行说明时做参照的流程图。
图4是对根据本发明的在发生异常时的应急控制方法进行说明时做参照的流程图。
图5是简要图示根据本发明一实施例的主控制部和子控制部的功能的图。
图6是表示图5的主控制部和子控制部之间的应急控制驾驶方法的流程图。
图7是表示根据图6的应急控制驾驶而解除应急控制的方法的流程图。
图8是简要表示根据本发明一实施例的电动汽车的控制结构的其他例。
图9是表示根据图8的主控制部和子控制部的AD检测模式设定的输入信号的例的图。
图10是表示在图8的电动汽车的控制结构中通过失真补偿部的正常信号输入的例的图。
具体实施方式
以下，参照附图将对本发明的优选实施例进行说明。
图1是简要表示根据本发明一实施例的电动汽车的控制结构的图。
参照附图，根据本发明的一实施例的电动汽车包括传感器部130、接口部140、马达控制部(MCU)150、马达170、电池180、功率继电器组件160、电源部190、对车辆行驶及工作进行整体控制的主控制部110和辅助主控制部110的子控制部120。
如上所述，电动汽车包括电池180，将充电于电池的电源用作工作电源来进行工作，从规定的充电所或车辆充电设备，或者从家庭向外部得到电源供给来对所设置的电池180进行充电。
电池180由多个电池单位构成，用于存储高电压的电能。
这时，电动汽车还包括电池管理系统(BMS，Battery management system)(未图示)，该电池管理系统对电池180的充电进行控制，判断电池的剩余容量、充电必要性，并且执行与将存储于电池的充电电流向电动汽车的各部供给时的管理。
电池管理系统在对电池进行充电、使用时，维持电池的内部的单元之间的均匀的电压差，控制成使电池不发生过充电或过放电，来延长电池的使用寿命。
功率继电器组件160包括用于切换高压电的多个继电器和传感器，向马达控制部(MCU)150施加或断开从电池180施加的高电压的工作电源。这时，功率继电器组件160根据主控制部110的控制指令使继电器进行工作，根据情况，继电器可根据子控制部120的控制指令来进行工作。
功率继电器组件160在启动车辆时或者车辆的启动熄灭的情况下，根据主控制部110或者子控制部120的控制指令，根据规定顺序来对所设置的多个继电器进行开关，由此向车辆的各部施加存储于电池180的高电压的工作电源。
功率继电器组件160能够断开向马达控制部(MCU)供给电池电源，由于向马达供给的电源被断开，马达将被停止，随之车辆也将停止。
传感器部130检测在车辆行驶或者进行规定的工作的过程中产生的信号并对其进行输入，将该信号输入到主控制部110及子控制部120。
传感器部130在车辆的内部及外部包括多个传感器来输入多种检测信号。这时根据设置的位置，传感器的种类也有可能不同。尤其，传感器部130向子控制部120施加对应急控制时所需的表格或者制动操作的信号。
接口部140包括：输入设备，其包括借助驾驶员的操作来输入规定的信号的多个开关；输出设备，其输出在电动汽车的当前状态工作中的信息。
这时，输出设备包括用于显示信息的显示部、输出音乐、效果音及警告音的喇叭以及各种状态灯。输入设备包括用于根据车辆行驶的方向指示灯、尾灯、头灯、电刷等的工作的多个开关、按钮等。
并且，接口部140包括操纵轮、油门、制动器等的用于驾驶的操作设备。尤其输出设备在主控制部110或者子控制部120发生异常时，输出与之相应的警告音、警告灯、警告信息中的至少一种来使驾驶员认知。
马达控制部150生成用于驱动与之连接的至少一个的马达170的控制信号，具体地生成并用于控制马达的规定的信号来施加。这时，马达控制部150包括逆变器(未图示)及转换器(未图示)并且对逆变器或者转换器进行控制，由此能够对马达170的驱动进行控制。
马达控制部150根据从主控制部110或者子控制部120施加的控制指令来进行工作，并且利用通过功率继电器组件160供给的电池180的电源来对马达170的驱动进行控制。
马达控制部150接收从主控制部110和子控制部120这两侧输入的转矩信息来进行工作，在正常进行工作时，利用主控制部110的转矩信息来进行工作，在主控制部110发生异常时，利用子控制部120的转矩信息来进行工作。
电源部190利用从外部供给的电源来对电池进行充电，并将电池的电源作为工作电源来向包括马达170的整体车辆进行供给。
主控制部110生成规定的指令，向马达控制部150施加并进行控制，以与接口部140及传感器部130的输入相对应地执行已设定的工作，并且通过控制数据的输入输出来显示工作状态。
子控制部120与主控制部110相连接，通过接收主控制部110的输入信号、输出信号来对主控制部110进行监控。这时，子控制部120与所输入/输出的信号的值、信号的形态、信号被输入和输出的时间等对应地判断主控制部110是否正常进行工作。
在主控制部120发生异常的情况下，子控制部120代替主控制部120来作为备用控制部进行工作。即，子控制部120利用所输入的数据来控制马达170及电动汽车的工作。
主控制部110及子控制部120基于从传感器部130接收的信号，来分别运算要向马达控制部150施加的转矩信息，相互传输所运算的数据，并且分别将所运算的数据向马达控制部150进行施加。
主控制部110和子控制部120通过传输基于所接收的数据来运算的结果，来相互监控，并且比较接收到的数据和自身运算的数据来判断是否异常。
主控制部110和子控制部120按规定周期相互传输数据，在规定时间以上没有接收数据的情况下，可判断为发生异常。并且，主控制部110和子控制部120在接收到的数据发生异常的情况下，也可判断为相对控制部发生异常。
这时，主控制部110和子控制部120通过相互数据交换来判断相对控制部是否停止进行工作或者虽然在进行工作但是否在进行误动作。
在子控制部120不进行工作的情况下，主控制部110将其判断为发生异常，通过接口部140的输出设备输出针对子控制部120的异常的警告，并维持车辆驾驶。
并且，主控制部110针对子控制部120的异常，向马达控制部150施加信号，使得马达控制部150忽视子控制部120的信号。
另一方面，在主控制部120不进行工作的情况下，子控制部120将其判断为发生异常，并作为备用控制部来代替主控制部120进行工作。即，子控制部120利用所接收的数据来控制马达170及电动汽车的工作。
在主控制部120发生异常时，子控制部120利用预先运算的转矩信息立即执行应急控制。随之，在行驶中主控制部110发生异常的情况下，随着子控制部120执行应急控制，使得车辆将不停止并维持行驶状态。
对于马达170的驱动而言，子控制部120使马达受速度或者转矩的限制，使马达仅在极限值范围内行驶。子控制部120与应急控制时的车辆的状态、从传感器部130输入的数据的值对应地对速度进行限制，并对表格或者制动执行控制。即，子控制部120对车辆的行驶等最小限度的工作进行处理。
在这里，子控制部120作为主控制部110的备用，并不是执行主控制部110的所有工作，只是对部分功能进行应急控制使得车辆能够应急驾驶。子控制部120可使用比主控制部110的性能更低的或者性能相同的部件。
一旦开始进行应急控制，子控制部120将维持通过应急控制的车辆的应急驾驶，直至车辆的启动被关闭(OFF)为止，在启动关闭后重新启动时，判断主控制部110是否正常，然后解除或者维持应急控制。
在子控制部120进行应急控制时，通过接口部140的输出设备来输出针对主控制部120的异常的警告。
并且，子控制部120针对主控制部110的异常，向马达控制部150施加信号来使得马达控制部150忽视主控制部110的信号。
并且，主控制部110和子控制部120对从相对控制部接收的数据和分别运算的转矩信息进行比较，进行比较的结果，若所计算的值的差为规定值以上，则判断为主控制部110和子控制部120这两侧相互发生异常，向马达控制部150施加工作停止指令。这时，规定范围内的误差将被判断为正常。
这时，马达控制部150从主控制部110和子控制部120这两侧接收转矩信息，并对所接收的转矩信息进行比较，基于主控制部110的转矩信息来控制马达170。
在主控制部110的转矩信息和子控制部110的转矩信息不同的情况下，或者在从主控制部110或子控制部120施加工作停止指令的情况下，马达控制部150停止进行马达控制，使马达停止。
这时，马达控制部150并不根据工作停止指令来立即停止马达，而是控制马达，以使车辆减速后慢慢停止，之后使马达停止。
另一方面，主控制部110和子控制部120基于从马达控制部150接收的数据来监控马达控制部150的工作状态，进而判断是否异常。
主控制部110或者子控制部120在判断马达控制部150发生异常的情况下，例如在虽然向马达控制部150施加了规定指令，但并未接收到对其的应答或者执行与所施加的指令不同的其他工作的情况下，判断为马达控制部150在进行误动作，使马达控制部150停止工作。
这时，在马达控制部150发生异常时，主控制部110或者子控制部120向功率继电器组件160施加断开(CUT-OFF)指令，通过功率继电器组件160的开关来断开向马达控制部150供给的电池180的电源。
据此，在因马达控制部150的异常而无法控制马达控制部150的情况下，通过断开供给电源来使马达控制部150停止工作。
图2是表示在根据本发明的电动汽车中通过相互监控的车辆控制及根据应急驾驶的控制的流程的图。
如同上述，主控制部110和子控制部120通过相互监控工作状态来判断是否发生异常，并判断马达控制部150的状态来维持驾驶或者停止驾驶。
如图2所示，主控制部110执行对于车辆控制的功能，并且主控制部110向子控制部120施加状态信息和行驶信息(S210)。
子控制部120通过分析从主控制部110施加的数据来执行对于主控制部110的诊断功能，并将对其的监控结果输入到主控制部110(步骤S220)。
并且，子控制部120根据从传感器部130接收的信号来运算用于控制马达的转矩信息，并将其施加于主控制部110。
据此，主控制部110和子控制部120分别判断状态控制部是否正常进行工作，在任一控制部不进行工作的情况下，进行工作的控制部对车辆执行驾驶控制，并向马达控制部150施加对其的信号(步骤S230、步骤S250)。尤其，在主控制部110不正常进行工作的情况下，子控制部120将执行应急驾驶。
并且，主控制部110和子控制部120通过比较分别运算的转矩信息来相互判断相对控制部是否进行误动作，在转矩信息不同的情况下，判断为进行误动作，并向马达控制部150施加工作停止指令(步骤S230、步骤S250)。
在输入工作停止指令或者从主控制部110及子控制部120接收的转矩信息不同的情况下，由于马达控制部150无法判断哪个控制部处于正常状态，因而控制马达使车辆停止。
另一方面，在马达控制部150发生异常时，主控制部110和子控制部120向功率继电器组件160施加断开控制指令(步骤S240、步骤S260)，并且功率继电器组件160根据主控制部110或者子控制部120的控制指令来断开向马达控制部150供给的电源(步骤S270)。
即，在主控制部110和子控制部120中的任一个停止工作的情况下，在主控制部110和子控制部120中正常进行工作的控制部执行车辆控制，具体而言，在主控制部110停止进行工作的情况下，子控制部120对车辆进行应急控制，在子控制部120停止进行工作的情况下，将维持主控制部110的正常控制。
另一方面，在虽然主控制部110和子控制部120均进行工作，但其运算值存在大的误差的情况下，或者马达控制部发生自身异常的情况下，车辆将被停止。
图3是对根据本发明一实施例的针对马达控制部异常的应急控制方法进行说明时做参照的流程图。
参照图3，在电动汽车行驶过程中(步骤S310)，传感器部130通过具有的多个传感器来测定车辆的状态，并向主控制部110和子控制部120进行输入(步骤S320)。
主控制部110通过接口部140的输出设备来显示针对所接收的数据的信息，来使驾驶员能够认知车辆的当前驾驶状态。
主控制部110和子控制部120基于从各传感器接收的数据，生成用于控制车辆的控制信息(步骤S330)。例如，主控制部110和子控制部120运算用于控制马达的转矩信息。
主控制部110和子控制部120向马达控制部150施加所生成的控制信息，并且通过相互传输来执行相互监控。通过主控制部110和子控制部120的相互监控来对异常进行判断如同图2中的说明。
在相互传输的控制信息不一致的情况下，主控制部110和子控制部120向马达控制部150施加工作停止指令。这时，主控制部110和子控制部120根据从马达控制部150接收的信号来判断马达控制部150是否异常(步骤S350)。
在马达控制部150发生异常的情况下，主控制部110和子控制部120将其识别为处于无法控制的状态(步骤S360)。
主控制部110和子控制部120向功率继电器组件160传输断开(CUT-OFF)信号，与其相对应地断开(OFF)功率继电器组件160的继电器(步骤S380)。
随着功率继电器组件160的继电器断开，向马达控制部150供给的电池180的电源随之被断开(步骤S390)，并随着马达控制部150被停止，车辆随之停止(步骤S410)。
因此，如同上述，因马达控制部的异常而处于无法控制的状态，主控制部110和子控制部120断开向马达控制部供给的电源，来应急控制车辆，使车辆安全停止。据此防止在无法控制的状态下可能发生的事故。
图4是对根据本发明的在发生异常时的应急控制方法进行说明时做参照的流程图。
参照图4，在电动汽车行驶过程中(步骤S450)，如同上述，传感器部130通过所具有的多个传感器来测定车辆的状态，并向主控制部110和子控制部120进行输入(步骤S460)。主控制部110输出车辆的当前驾驶状态，并对车辆的工作进行控制。
主控制部110和子控制部120分别基于从各传感器接收的数据来生成用于控制车辆的控制信息，并向马达控制部150施加所生成的控制信息，使马达根据控制信息被控制。
并且，主控制部110和子控制部120相互传输来相互监控，并通过比较分别生成的控制信息来比较数据，由此判断相对控制部是否发生异常。
并且，主控制部110和子控制部120分别向马达控制部150施加所生成的控制信息，并从主控制部110和子控制部120分别接收控制信息。
这时，马达控制部150判断控制信息是否从各主控制部110和子控制部120正常输入(步骤S470)，在控制信息正常输入的情况下，对从主控制部110和子控制部120接收的控制信息进行相互比较。
在从主控制部110和子控制部120接收的控制信息相互一致的情况下，马达控制部150判断主控制部110和子控制部120均为正常进行工作，并且车辆正常行驶(步骤S490)。这时，对控制信息进行比较的结果，若误差在规定值以内，则判断为一致。
另一方面，在主控制部110和子控制部120的控制信息不一致的情况下，马达控制部150判断为主控制部110和子控制部120中至少一个进行误动作。但，由于无法判断主控制部110和子控制部120中的哪一个控制部发生异常，因而马达控制部150将识别为无法控制的状态(步骤S500)。
马达控制部150根据主控制部110和子控制部120的控制信息来使工作中的马达170停止(步骤S510)。
据此，车辆将被停止(步骤S520)。这时，马达控制部150并不立即停止马达，而是控制马达，以使车辆慢慢减速后停止，之后使马达停止。
这时，在通过马达控制部150来使车辆停止之前，在主控制部110和子控制部120通过相互传输数据来对控制信息进行比较的情况下，控制信息不一致，主控制部110及子控制部120中的至少一个向马达控制部150施加工作停止指令。
只要从主控制部110和子控制部120中的任一个输入工作停止指令，如上所述，马达控制部150控制马达来使车辆慢慢停止(步骤S510、步骤S520)。
另一方面，在从主控制部110和子控制部120施加的控制信息未向马达控制部150正常输入的情况下，或者在主控制部110和子控制部120进行相互传输、接收数据的结果，某一个控制部未传输数据的情况下，判断为在主控制部110、子控制部120以及马达控制部150中的至少一个发生异常。
在主控制部110发生异常的情况下(步骤S530)，马达控制部150利用通过子控制部120已运算的转矩信息来立即执行马达控制(步骤S580)。
这时，在从主控制部110未接收到控制信息的情况下，或者从马达控制部150输入针对主控制部异常的信号的情况下，子控制部120判断为因主控制部110发生异常而不进行工作。
子控制部120根据所接收的信号来生成包含转矩信息的控制信息，并向马达控制部150施加所生成的数据，来进行应急控制，使得马达进行工作，由此使车辆进行应急驾驶(步骤S590)。
这时，基于子控制部120的应急驾驶是针对在车辆行驶时进行的加速及减速的工作，若开始进行应急控制，则维持应急控制状态直至车辆停止。
另一方面，在主控制部110正常，而子控制部120发生异常的情况下，马达控制部150根据主控制部110的控制信息来对马达进行控制。
主控制部110维持以往的驾驶状态(步骤S550)，具体而言，输出针对子控制部120发生异常的警告(步骤S560)。
主控制部110维持正常行驶(步骤S570)。
另一方面，在控制信息未正常输入到马达控制部150或者主控制部110和子控制部120正常进行工作的情况下，如上图3所示，可判断为主控制部或者子控制部这两侧均为进行误动作，或者马达控制部发生异常。
因此，本发明的电动汽车及其应急控制方法，通过定期检测多个控制部的状态，对于任一个的异常，正常进行工作的控制部将对车辆进行控制，来使车辆进行应急驾驶。并且，本发明根据异常状态来进行应急驾驶或者应急停止，由此能够应对安全事故。
图5是简要图示根据本发明一实施例的主控制部和子控制部的功能的图。
如图5所示，主控制部110和子控制部120相互传输、接收数据并相互进行监控。尤其，子控制部120通过对主控制部110的状态进行监控来判断主控制部110是否发生异常。
如图5的(a)部分所示，平时，主控制部110执行基于车辆控制的功能，并且主控制部110向子控制部120施加状态信息和行驶信息。
子控制部120通过分析从主控制部110施加的数据来执行对于主控制部110的诊断功能，并向主控制部110输入其结果。并且，子控制部120根据从传感器部130接收的信号来运算用于控制马达的转矩信息，并向主控制部110进行施加，由此相互比较转矩信息。
另一方面，如图5的(b)部分所示，在主控制部110发生异常的情况下，子控制部120根据状态信息和行驶信息来代替主控制部110执行车辆控制功能。这时，子控制部110利用预先运算的转矩信息来立即执行应急控制。
子控制部120并不是如同上述地执行主控制部的所有功能，而是根据驾驶状态而执行所需的功能，例如执行控制马达、控制加速、控制减速。
这时，子控制部120对主控制部110执行监控，若主控制部110正常进行工作，则解除应急控制，使主控制部110对车辆执行控制后，重新执行对于主控制部的诊断功能。但，即使主控制部110处于正常状态，在行驶过程中，子控制部120也会维持应急控制，若车辆停止或者启动关闭(OFF)，则在以后驾驶时，基于主控制部110正常执行控制。
图6是表示根据本发明一实施例的应急控制驾驶方法的其他例的流程图。图7是表示基于图6的应急控制驾驶而解除应急控制的方法的流程图。
参照图6，若车辆进行工作，则子控制部120与主控制部110进行传输、接收数据(步骤S610)。子控制部120执行如下诊断功能：判断是否从主控制部110输入数据，通过分析所接收的数据来监控主控制部110的状态，并判断主控制部110是否正常进行工作(步骤S620)。
并且，子控制部120也对与主控制部110之间的通信状态进行检测，并且根据从传感器部130接收的信号来自身运算转矩信息。这时，子控制部120和主控制部110分别运算转矩信息，并向马达控制部150进行施加。
在主控制部110正常的情况下，子控制部120输出监控结果，如同上述，周期性地检查从主控制部110接收的数据来对主控制部110进行监控(步骤S630)。
在主控制部110发生异常的情况下，有可能是主控制部110进行误动作的情况，因而子控制部120对车辆执行应急控制(步骤S640)。在子控制部120进行应急控制时，代替主控制部110来执行由主控制部110执行的车辆控制功能。这时，子控制部120利用预先运算的转矩信息来执行应急控制。
在主控制部110正常进行工作的情况下，子控制部120也向马达控制部150施加转矩信息，使得马达控制部150在应急控制时能够立即利用子控制部120的转矩信息。
子控制部120检测输入/输出的数据(步骤S650)，并且与车辆的当前状态和行驶信息对应地在对车辆设定限制的状态下控制相关工作(步骤S660)。
例如，子控制部120控制成使马达170驱动来使车辆行驶，具体而言，在对可进行工作的最高速度设置限制，进而使车辆在极限值的范围内行驶，使车辆不超出极限值。不仅是速度，对转矩也以相同的方式来对其值设置限制来进行控制。
据此，车辆根据基于应急控制的受限制的性能来进行工作。
这时，子控制部120在如同上述的应急驾驶时，通过接口部140的输出设备来将车辆正处于应急驾驶的状态的信息显示为针对应急驾驶的指示或者指示灯。
这时，子控制部120将对于应急控制时的车辆的驾驶细目、对于驾驶时的设定值等的数据记录为日志(步骤S670)。
在因主控制部110发生异常而致使子控制部120执行应急控制的情况下，子控制部120维持应急控制，直至车辆被停止或者启动被关闭。
参照图7，在启动车辆时(步骤S710)设定应急控制的情况下(步骤S720)，子控制部120判断主控制部110的状态是否正常(步骤S730)。
这时，优选地，在启动车辆时，在以往驾驶过程中最后控制车辆的控制部为主控制部的情况下，通过主控制部实现如同上述的判断，在由子控制部120对车辆进行控制的情况下，由子控制部120来实现对车辆启动处理及如同上述的判断。
在这里，在启动车辆时未设定应急控制的情况下，由于主控制部处于正常状态，因而基于主控制部110对车辆执行正常控制(步骤S740)。
另一方面，在设定应急控制的状态下，若子控制部120判断主控制部正常，则解除应急控制，并由主控制部110来正常进行控制(步骤S750)。
主控制部110随着解除应急控制来执行车辆控制，子控制部120对主控制部110执行监控。在解除应急控制时，对在应急控制时设定的车辆的速度及转矩的限制也会被解除。
在设定应急控制的状态下，若主控制部发生异常，即，主控制部的异常未被解决的情况下，子控制部120维持应急控制(步骤S760)。这时，子控制部120通过接口部140的输出设备来将主控制部110的异常输出为异常状态，使驾驶员认知到对主控制部110进行检测及维修的必要性。
因此，根据本发明的电动汽车及其应急控制方法，即使在主控制部发生异常，也能够通过子控制部来即刻确认主控制部的异常现象，通过子控制部的备用能够实现应急驾驶，尽可能供车辆得到驱动。据此，能够防止因主控制部发生异常而导致车辆突然停止的现象，在尽可能实现工作驱动的同时通过设定极限值来保证稳定性。
图8是简要表示根据本发明一实施例的电动汽车的控制结构的其他例的图。
电动汽车可以是如同上述的图1而构成的多个控制部如图8所示，在一个控制部具有多个处理器的形态来体现。并且，后述的失真补偿部也可以适用于图1的多个控制部的结构。以下，对与图1相同的结构使用相同的附图标记，并省略对其的说明。
电动汽车的控制部包括多个处理器，并通过相互交换数据及监控来控制车辆。
控制部包括主控制部111、子控制部112及失真补偿部113。
主控制部111对基于车辆控制的主要整体工作进行控制，并生成规定的指令来向马达控制部150进行施加并进行控制，使得能够执行与接口部140及传感器部130的输入对应而设定的工作，并控制数据的输入/输出来使工作状态显示。并且，主控制部111对子控制部112和马达控制部150的工作状态进行监控。
子控制部112与主控制部111相连接，通过接收主控制部111的输入/输出信号来对主控制部111进行监控。这时，子控制部112与所输入/输出的信号的值、信号的形态、信号输入和输出的时间等对应地判断主控制部111是否正常进行工作。
并且，子控制部112基于从传感器部130接收的信号来运算要向马达控制部150施加的转矩信息，并向主控制部111及马达控制部150进行施加来与在主控制部110运算的值进行比较。在主控制部111发生异常的情况下，子控制部112代替主控制部111来作为备用控制部进行工作。即，子控制部120利用所接收的数据来对马达及电动汽车的工作进行控制。
如同上述，主控制部111或子控制部112对工作进行相互监控，并判断是否发生异常，在任一个控制部发生异常的情况下，正常进行工作的另一个控制部对车辆进行控制，并且通过接口部140的输出设备单元来输出针对异常发生的错误。
主控制部111和子控制部112接收相同信号后分别独立进行处理来生成用于控制车辆的数据，通过比较分别从主控制部111和子控制部112生成的数据来相互判断主控制部111和子控制部112是否异常。
这时，从传感器部130的多个传感器(131至133)接收的值分别输入到主控制部111和子控制部112，以基于相同的信号来进行处理，由于在向主控制部111和子控制部112输入的过程中信号可能发生失真或者在信号传递上存在问题，因而向主控制部111和子控制部112输入的信号有可能会不同。
失真补偿部113对向主控制部111和子控制部112输入的信号，即，从包括于传感器部130的多个传感器(131至133)输入的信号的失真进行补偿，以向主控制部111和子控制部112输入相同的信号。
失真补偿部113包括至少一个电阻。并且，失真补偿部113和主控制部111或子控制部112通过规定大小的至少一个电阻来相连接。
考虑到多个传感器的特性，有可能预先设定包括于失真补偿部113的电阻。
根据情况，作为失真补偿部113的电阻可使用随着所接收的信号，即，从哪个传感器输入信号或者根据与之连接的传感器的特性而发生变化的可变电阻。
这时，失真补偿部113还可包括电阻值设定部，该电阻值设定部对可变电阻的值进行变更，使得可变电阻的值根据输入信号的传感器而变更。
为了通过失真补偿部113将向主控制部111和子控制部112输入的信号处理成相同的信号，将如下设定主控制部111和子控制部112。
主控制部111和子控制部112的内部设定被相同地设定为AD检测模式(AD Check Mode)，将AD检测模式设定为直接读取所输入的信号的值的浮动检测(Floating check)状态。
在这里，在主控制部111和子控制部112的设定不同的情况下，例如主控制部111的AD检测模式设定为以基准电压为基准来处理信号的上拉检测(Pull up Check)状态，子控制部112设定为以地面为基准来处理信号的下拉检测(Pull Down Check)状态的情况下，主控制部111和子控制部112实质性地通过失真补偿部113相连接，因而在控制部的内部分别从主控制部111向子控制部112形成电连接的电路，由此可能会使信号产生失真。
相反，若主控制部111的AD检测模式设定为下拉检测(pull down check)状态，子控制部112的设定为上拉检测(pull up check)状态，则形成从子控制部112连接到主控制部111的电路，这也可成为信号失真的原因。
并且，即使主控制部111和子控制部112的设定相同设定为上拉(pull up)或者下拉(pull down)，主控制部111和子控制部112在控制部的内部也相互连接，因而在AD检测(check)的瞬间会相互产生影响，因上拉(pull up)电阻、下拉(pull down)电阻而使输入的信号失真。
因此，为了使信号失真最小化，优选地，如同上述，主控制部111和子控制部112设定为AD检测模式(AD check mode)，并设定为浮动状态。
这时，优选地，主控制部111和子控制部112使用同一制造公司或者相同系列的处理器，并且使用具有能够如同上述地设定AD检测模式的配置的处理器。
在这里，在控制部的外部信号单元被开启的情况下，例如开启传感器时，由于没有输入的信号，因而主控制部111及子控制部112的输入的信号应为0V，但在主控制部111及子控制部112的AD检测模式设定为浮动检测状态的情况下，能够输入不是0V的值。
据此，如同上述地主控制部111和子控制部112的AD检测模式设定为浮动检测状态，则在主控制部111及子控制部112和传感器部130之间连接的失真补偿部113以下拉(pull down)方式形成电阻。
如上所述，随着失真补偿部113的内部的电阻连接，就能够防止开启传感器时产生的电压浮动(Voltage Floating)现象。这时，电阻值将被设定为所输入的信号不产生失真的程度的值，这可通过实验来进行设定。
由于通过失真补偿部113来向主控制部111及子控制部112输入信号，因而即使与控制部的外部相连接的单元处于开启状态，通过失真补偿部113向主控制部111及子控制部112输入的信号将会维持0V。
这时，优选地，主控制部111和子控制部112设定为AD检测时间(ADCheck Timing)互不重叠。
主控制部111和子控制部112分别还包括滤波器，由于在AD检测时间(AD Check Timing)重叠的情况下有可能瞬间发生信号变更，因而应对这种瞬间的信号变更，执行滤波(Filtering)。
图9是表示根据图8的主控制部和子控制部的AD检测模式设定的输入信号的例的图。这时，图9的(a)部分表示失真的信号的例，图9的(b)部分是表示通过信号失真补偿向主控制部和子控制部输入的正常信号的例的图。
如同上述，根据主控制部111和子控制部112的AD检测模式设定，向主控制部111和子控制部112输入的信号有可能产生失真。
在主控制部111和子控制部112的AD检测模式设定不同的情况下，如图3的(a)部分所示有可能产生信号偏差。第一信号301为向主控制部111输入的信号，第二信号302为向子控制部112输入的信号。
在主控制部111和子控制部112的AD检测模式不同的情况下，在第一信号301和第二信号302产生偏差305、306、307，这时，在偏差恒定的情况下，就能够通过信号补偿来使信号一致，但如图所示，由于产生偏差的区间不恒定，所产生的偏差的大小又不同，因而难以处理成相同的信号。
另一方面，如图9的(b)部分所示，在主控制部111和子控制部112的AD检测模式设定为浮动检测模式的情况下，则向主控制部111输入的第三信号311和向子控制部112输入的第四信号312将会一致。
据此，由于主控制部111和子控制部112接收相同的信号来进行处理，因而能够相互检测工作状态来稳定地对车辆正常进行控制，并能够判断任一个是否发生异常。
图10是表示在图8的电动汽车的控制结构中通过失真补偿部的正常信号输入的例。这时，第三信号321为不具有失真补偿部的情况下的信号，第四信号322为具有失真补偿部的情况下的信号。
即使主控制部111和子控制部112的AD检测模式被设定为浮动检测状态，在不具有失真补偿部的情况下，如同第三信号321地会产生信号失真。
在失真补偿部113不设在控制部的情况下，当控制部的外部单元被开启或信号输入被中断，或者开启传感器时(图中的323)，向主控制部111和子控制部112输入的信号应为0V，但如同第三信号321，会发生在主控制部111和子控制部112的内部识别的电压不是0V而逐渐上升的现象。
在此情况下，主控制部111和子控制部112误判断为有规定信号输入，据此控制车辆，因而可能会成为车辆进行误动作的原因。
另一方面，在具有失真补偿部113的情况下，如同第四信号322，在外部单元被开启或者传感器被开启时(图中的323)，在主控制部111和子控制部112的内部识别的电压维持为0V。
因此，本发明在具有多个处理器的控制部中，将主控制部和子控制部的内部AD检测模式设定为浮动检测状态，并包括失真补偿部来实质性地使向多个处理器输入的信号一致，同时对信号进行补偿，使得在开启电路时也能够正常地对其进行识别。
据此，本发明中，随着多个处理器基于相同的信号进行处理来控制车辆，随之更加提高基于车辆控制的有效性，并保障车辆行驶的稳定性。
以上，对本发明的优选实施例进行了图示和说明，但本发明并不限定于上述的特定的实施例，在不脱离权利要求书中要求保护的本发明的主旨的情况下，本发明所属技术领域的普通技术人员能够进行多种的变形实施是理所当然的，并且这些变形实施不应从本发明的技术思想或展望中单独被理解。

Claims (22)

1.一种电动汽车，其特征在于，
包括：
传感器部，其测定车辆的状态；
接口部，接收其借助驾驶员的操作来对车辆进行控制的设定，
马达控制部，其通过控制马达来使车辆行驶，
主控制部，其根据从上述传感器部及上述接口部接收到的数据，来使车辆进行工作并对车辆进行控制，以及
子控制部，其根据从上述主控制部接收到的状态信息及行驶信息来诊断上述主控制部，在上述主控制部发生异常时，代替上述主控制部来对车辆进行应急控制；
在上述子控制部进行应急控制时，上述子控制部对车辆的加速及减速进行控制，并对车辆的速度及转矩设定极限值，来限制车辆在上述极限值的范围内行驶。
2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，上述子控制部根据从上述传感器部接收到的信号来运算用于控制马达的转矩信息，在上述主控制部发生异常时，利用上述转矩信息即时进行应急控制以避免上述车辆停止。
3.根据权利要求2所述的电动汽车，其特征在于，在上述子控制部进行应急控制时，上述子控制部在上述主控制部正常工作的过程中也运算上述转矩信息并输入到上述马达控制部，使得车辆不停止而持续行驶。
4.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，在上述子控制部进行应急控制时，上述子控制部将应急控制中的驾驶记录、驾驶设定及车辆状态的信息作为日志来记录。
5.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，在已设定应急控制的状态下，在关闭车辆启动后重新启动时，上述子控制部判断上述主控制部是否正常，若正常，则解除应急控制，通过上述主控制部来对车辆执行控制。
6.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，
还包括功率继电器组件，上述功率继电器组件向上述马达控制部提供电池的电源；
在上述马达控制部进行异常工作时，上述主控制部及上述子控制部控制上述功率继电器组件来断开上述电池向上述马达控制部施加的电源，从而实现应急停止。
7.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，上述功率继电器组件与从上述主控制部或者上述子控制部接收到的断开信号相对应地对所具有的继电器进行开关切换来断开向上述马达控制部提供的电源。
8.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，上述主控制部及上述子控制部相互传输各自生成的控制信息来进行比较，进行比较的结果，若控制信息不同，则判断为无法控制，并向上述马达控制部施加工作停止指令，使得车辆应急停止。
9.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，在从上述主控制部及上述子控制部接收到的控制信息不同的情况下，上述马达控制部判断为在上述主控制部及上述子控制部中的至少一个发生了误动作，使上述马达停止，在从上述主控制部及上述子控制部中的一个控制部未接收到控制信息的情况下，上述马达控制部判断为该一个控制部不进行工作，向正常工作的控制部输入关于异常工作的信号。
10.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，还包括失真补偿部，该失真补偿部对从包括在上述传感器部中的多个传感器接收到的信号的失真进行补偿，使得向上述主控制部及上述子控制部输入的信号相同。
11.根据权利要求10所述的电动汽车，其特征在于，上述失真补偿部通过至少一个电阻来分别与上述主控制部及上述子控制部相连接，用于将从上述多个传感器接收到的信号施加于上述主控制部和上述子控制部。
12.根据权利要求10所述的电动汽车，其特征在于，上述主控制部及上述子控制部以直接读取所输入的信号的值的浮动检测状态设定AD检测模式。
13.根据权利要求12所述的电动汽车，其特征在于，在上述多个传感器或者所连接的外部单元处于开启状态的情况下，上述失真补偿部对信号进行补偿，使得上述主控制部及上述子控制部的内部所识别的电压为0V。
14.根据权利要求12所述的电动汽车，其特征在于，上述失真补偿部包括以下拉方式形成的至少一个电阻。
15.根据权利要求14所述的电动汽车，其特征在于，上述失真补偿部包括可变电阻，该可变电阻根据所连接的传感器而变更电阻值。
16.一种电动汽车的应急控制方法，其特征在于，
包括如下的步骤：
从用于控制车辆的主控制部接收状态信息及行驶信息来对上述主控制部的状态进行诊断的步骤，
上述诊断的结果，若上述主控制部正常进行工作，则向上述主控制部传输监控结果的步骤，以及
上述诊断的结果，若上述主控制部发生了异常，则设定应急控制，代替上述主控制部来对车辆执行控制的步骤；
在设定上述应急控制时，根据上述状态信息及行驶信息来对车辆的速度及转矩设定极限值，并且通过限制车辆的加速及减速来进行应急驾驶。
17.根据权利要求16所述的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，
还包括在设定上述应急控制之前基于所接收到的检测值来算出用于控制马达的转矩信息的步骤；
在设定上述应急控制时，基于事先运算出的上述转矩信息来对上述车辆执行控制。
18.根据权利要求16所述的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，在上述应急控制中，对上述主控制部持续执行监控，若上述主控制部正常工作，则维持应急控制直至车辆停止或者启动关闭为止，在下一次驾驶时，解除应急控制来使上述主控制部对车辆执行控制。
19.一种电动汽车的应急控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：
主控制部及子控制部根据从至少一个传感器接收到的数据来分别生成用于控制车辆的控制信息，并将上述控制信息向马达控制部施加的步骤；
根据上述马达控制部是否响应来判断上述马达控制部是否异常的步骤；
在上述马达控制部正常的情况下，上述主控制部及上述子控制部相互传输控制信息，对所接收的控制信息和所生成的控制信息进行比较，进行比较的结果，若控制信息不同，则向上述马达控制部施加停止工作的指令的步骤；以及
在上述马达控制部发生异常时，通过控制功率继电器组件来断开向马达控制部提供的电源，由此使车辆应急停止的步骤。
20.根据权利要求19所述的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，根据从上述主控制部及上述子控制部中的至少一个向上述功率继电器组件输入的断开信号，使包括在上述功率继电器组件中的继电器断开，使得电池向上述马达控制部提供的电源断开，从而使上述车辆应急停止。
21.根据权利要求19所述的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，还包括如下的步骤：
在上述马达控制部正常的情况下，上述马达控制部根据上述停止工作指令来控制上述马达以减少上述车辆的速度，通过停止上述马达的工作来使上述车辆应急停止的步骤。
22.根据权利要求19所述的电动汽车的应急控制方法，其特征在于，还包括如下的步骤：在上述马达控制部正常的情况下，上述马达控制部通过比较上述主控制部的控制信息和上述子控制部的控制信息来判断是否一致，若控制信息不同，则判断为无法控制的步骤。
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