CN103625304A - 用于电动汽车的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于电动汽车的控制装置，包括：整车控制器和电机控制器，电机控制器与整车控制器相连且设置在同一电路板上，整车控制器实现整车控制同时用于对电机控制器进行安全性能监测以及辅助管理和控制，电机控制器实现电机控制同时用于对整车控制器进行安全性能监测以及辅助管理和控制；双功能控制器信号接插件，双功能控制器信号接插件与整车控制器和电机控制器相连以完成整车控制器和电机控制器与整车线束之间的电气连接；电源模块，用于对所述整车控制器供电和所述电机控制器供电。本发明的实施例的控制装置性能安全可靠、且成本低。

Description

用于电动汽车的控制装置

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种用于电动汽车的控制装置。

背景技术

电动汽车的高节能、低污染的优点，使其成为了当代汽车发展的主要方向，所以对电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。整车控制器、电机控制器、电池管理系统等作为电动汽车电控系统的核心零部件，已成为电动汽车技术的一个重要研究内容。电动汽车的整车控制器、电机控制器、电池管理系统等承担整个电动汽车的综合控制，其可靠性直接影响电动汽车的可靠性，关系到电动汽车的安全性。其中随着各种控制器的开发技术趋于成熟，在电动车上不同功能控制器的集成已成为一种必然的趋势，这样将为电动车的零部件布置及系统成本带来更多的益处。

一般情况下，在传统车上不同功能的控制器都是独立安装在车上不同的位置，近年来，随着电动车整车系统方案日趋明确，为更加高效的利用车上的空间并更好的控制系统成本，有部分电动车厂把不同功能的控制器集成到一个箱体中，可以节省某些功能控制器的外壳，同时有效的减小控制器的总体体积并减少整车零部件的装配数量，提高了整车空间利用率并提高生产效率，不同功能控制器的集成布置对电动车的系统成本优化有很大帮助。也有部分电动车厂商开始考虑将不同功能的控制器集成到一块电路板上，然而上述方法仅仅是实现了简单层面的集成，以及在集成度深入方面和集成后控制器的功能安全等级上仍需要进一步研究。例如：专利号为200610155957.9发明中提出了一种集成在同一块电路板上的双功能控制集成技术，但是该方案并不能很好地满足安全要求电动汽车的安全性要求。

现有集成方式的缺点为：要么集成度不够高，且不能深层次的实现双功能控制器的集成，在成本节约上没能做到更优。要么在功能安全等级方面仍需要独立考虑才能达到原有的等级，在集成度上和成本优化上仍没有达到更优水平。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种性能安全可靠、成本低的用于电动汽车的控制装置。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种用于电动汽车的控制装置，包括：整车控制器和电机控制器，所述整车控制器和所述电机控制器均具有CAN通讯接口，所述电机控制器与所述整车控制器相连且设置在同一电路板上，所述整车控制器实现整车控制同时用于检测所述电机控制器是否发生异常，且在检测到所述电机控制器存在异常时，对所述电机控制器进行辅助管理和控制，所述电机控制器实现电机控制同时用于检测所述整车控制器是否发生异常，且在检测到所述整车控制器存在异常时，对所述整车控制器进行辅助管理和控制；双功能控制器信号接插件，所述双功能控制器信号接插件分别与所述整车控制器和电机控制器相连以完成所述整车控制器和电机控制器与整车线束之间的电气连接；以及电源模块，所述电源模块分别与所述整车控制器和所述电机控制器相连，用于对所述整车控制器供电和所述电机控制器供电。

另外，根据本发明上述实施例的用于电动汽车的控制装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述电源模块包括：第一电源模块，所述第一电源模块与所述整车控制器和所述电机控制器均相连，用于对所述整车控制器供电；和第二电源模块，所述第二电源模块与所述整车控制器和所述电机控制器均相连，用于对所述电机控制器供电。

在一些示例中，还包括：整车控制器外围处理电路，所述整车控制器外围处理电路与所述整车控制器和所述电机控制器均相连；电机控制器外围处理电路，所述电机控制器外围处理电路与所述整车控制器和所述电机控制器均相连；

在一些示例中，所述整车控制器具有多个引脚，且通过一部分引脚与所述第二电源模块相连以对所述第二电源模块进行异常检测和辅助控制。

在一些示例中，所述整车控制器通过另一部分引脚与所述电机控制器外围处理电路相连以对所述电机控制器外围处理电路进行异常检测和辅助控制。

在一些示例中，所述电机控制器具有多个引脚，且通过一部分引脚与所述第一电源模块相连以对所述第一电源模块进行异常检测和辅助控制。

在一些示例中，所述电机控制器通过另一部分引脚与所述整车控制器外围处理电路相连以对所述整车控制器外围处理电路进行检测和控制。

在一些示例中，所述电机控制器与所述整车控制器通过串行外围接口SPI相连，所述串行外围接口SPI用于完成所述电机控制器和所述整车控制器之间的安全监控信息的交互。

在一些示例中，所述整车控制器包括：电机控制器安全监控单元，用于单独地对所述电机控制器进行安全性能监测及控制。

在一些示例中，所述电机控制器包括：整车控制器安全监控单元，用于单独地对所述整车控制器进行安全性能监测及控制。

在一些示例中，所述整车控制器和所述电机控制器被安装在一个控制箱内。

根据本发明的实施例，既保留了原来两个功能控制器所必备的功能及安全等级，又最大限度的实现了双功能控制器的深层次集成。本发明实施例中的双功能控制器在机械结构、硬件电路、软件算法等方面都实现了综合集成，在少许增加双功能控制器的各自开发难度的同时，实现最大限度的集成和控制装置成本的优化。在实际应用中，可以保留较好的灵活应用性，可以单独使用其中任何一个功能控制器，也可以同时使用。在双功能控制器在整车上装配使用时，也可起到优化生产工艺减少控制器装配数量的效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的用于电动汽车的控制装置的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的用于电动汽车的控制装置。

参考图1，根据本发明实施例的用于电动汽车的控制装置100，包括整车控制器110、电机控制器120、双功能控制器信号接插件130和电源模块140。其中：

整车控制器110和电机控制器120均具有CAN通讯接口，以便整车控制器110和电机控制器120通过各自的CAN通讯接口与电动汽车的外围设备之间进行报文等通讯，电机控制器120与整车控制器110相连且设置在同一电路板（图中未示出）上，即电机控制器120与整车控制器110集成在同一电路板上，在本发明的实施例中，整车控制器110和电机控制器120还被安装在一个控制箱内。整车控制器110用于检测电机控制器120是否发生异常，且在检测到电机控制器120存在异常时，对电机控制器120进行辅助管理和控制。例如，电机控制器处理器120对整车控制器110进行安全监控，作为一个具体的例子，电机控制器120与整车控制器110通过串行外围接口SPI（Serial Peripheral Interface，简称SPI接口）相连，SPI接口用于完成电机控制器120和整车控制器110之间的安全监控信息的交互，例如，整车控制器110通过SPI接口获取电机控制器120的算法逻辑信息，然后整车控制器110对电机控制器120的算法逻辑进行校验，如果校验到电机控制器120的算法逻辑出现错误，则可通过SPI接口对电机控制器120进行辅助管理和控制等，以便对电机控制器120的算法逻辑错误进行纠正，使其继续正常的工作，或者，在检测到电机控制器120出现异常后，控制电机控制器停止工作，并等待检修人员的检修。

电机控制器120用于检测整车控制器110是否发生异常，且在检测到整车控制器110存在异常时对整车控制器110进行辅助管理和控制。在该实例中，电机控制器120对整车控制器110的安全监测与上述示例中整车控制器110对电机控制器120的安全监测方式相同，为了较少冗余，不做赘述。

双功能控制器信号接插件130分别与整车控制器110和电机控制器120相连以完成整车控制器110和电机控制器120与整车线束之间的电气连接。即整车控制器110和电机控制器120均通过双功能控制器信号接插件130实现与整车线束之间的电气功能上的连接。

电源模块140分别与整车控制器110和电机控制器120相连，用于对整车控制器110供电和电机控制器120供电。进一步地，结合图1，本发明实施例的电源模块140包括第一电源模块141和第二电源模块142。其中：第一电源模块141与整车控制器110和电机控制器120均相连，用于对整车控制器110供电。第二电源模块142与整车控制器110和电机控制器120均相连，用于对电机控制器120供电。即第一电源模块141独立地对整车控制器110供电，第二电源模块142独立地对电机控制器120供电。

另外，该控制装置100还包括由整车控制器外围处理电路150和电机控制器外围处理电路160。其中：整车控制器外围处理电路150与整车控制器110和电机控制器120均相连。电机控制器外围处理电路160与整车控制器110和电机控制器120均相连。

在本发明的一个实施例中，整车控制器110不仅可对电机控制器120进行安全性能监测，还可对向电机控制器120供电的第二电源模块142和电机控制器外围处理电路160进行安全性能监测及辅助控制。同样地，电机控制器120不仅可对整车控制器110进行安全性能监测，还可对向整车控制器110供电的第一电源模块141和整车控制器外围处理电路150进行安全性能监测及辅助控制，具体地，如下：

整车控制器110具有多个引脚（如图1所示的引脚1和引脚2），且通过一部分引脚（如图1所示的引脚1）与第二电源模块142相连以对第二电源模块142进行异常检测和辅助控制。例如，对第二电源模块142和看门狗进行辅助管理和控制。进一步地，整车控制器110通过另一部分引脚（如图1所示的引脚2）与电机控制器外围处理电路160相连以对电机控制器外围处理电路160进行异常检测和辅助控制，例如，对电机控制器外围处理电路160中的信号进行辅助管理和控制等。

电机控制器120具有多个引脚（如图1所示的引脚3和引脚4），且通过一部分引脚（如引脚3）与第一电源模块141相连以对第一电源模块141进行异常检测和辅助控制。进一步地，电机控制器120通过另一部分引脚（如引脚4）与整车控制器外围处理电路150相连以对整车控制器外围处理电路150进行检测和控制。

如图1所示，整车控制器110包括：电机控制器安全监控单元SCU1，用于单独地对电机控制器120进行安全性能监测及控制。另外，电机控制器120包括：整车控制器安全监控单元SCU2，用于单独地对整车控制器110进行安全性能监测及控制。

本发明实施例的控制装置100的两个功能控制器（整车控制器110和电机控制器120）在实现各自主要控制功能的同时实现对另外一个控制器的安全监控功能，两个功能控制器的安全监控信息相互传递是通过两个功能控制器之间的SPI通讯端口实现的，在该实例中，两个功能控制器的功能及安全监控性能均可达到现有的独立的控制器的功能安全等级。

【实施例】

以整车控制器110为例进行详细功能的详细描述：整车控制器110为达到整个控制装置100所需的安全等级，在传统的方式中，需要单独地安装一个安全监控芯片对整车控制器110的算法逻辑、看门狗、向整车控制器110供电的第一电源模块141、以及整车控制器外围处理电路150中的重要外围信号进行监测。而在本发明的示例中，整车控制器系统所需的功能安全监控是通过电机控制器120中的整车控制器安全监控单元SCU2来实现，在该实例中，整车控制器安全监控单元SCU2为集成在电机控制器120中的一个以软件功能实现安全性能监测的单元，但SCU2软件功能单元的运行是相对独立于电机控制器120的主控制软件的。SCU2软件功能单元通过SPI接口与整车控制器110进行算法逻辑校验，通过电机控制器120的某几个引脚对整车控制器110的第一电源模块141及看门狗进行辅助管理和控制，通过电机控制器120的另外某几个引脚对整车控制器外围处理电路150中的重要信号进行监测和控制，并将相关的安全监测信息通过SPI接口与整车控制器110进行交互。同样，电机控制器120通过同样的方式实现电机控制器120的主要功能并通过整车控制器110中的SCU1达到原定的功能安全等级。

综上，根据本发明实施例的用于电动汽车的控制装置通过将双功能控制器集成在同一块电路板上，且采用独立的两个功能控制器处理器进行各自的独立主功能控制，同时两个处理器中分别设置一个安全监控功能模块SCU1和SCU2为另外一个控制器提供安全监控功能。具体地，在本发明的实施例中集成到两个控制器中的安全监控模块，如SCU1和SCU2，通过SPI端口与另外一个控制器处理器进行算法逻辑校验，通过SCU1或SCU2所在的控制器处理器某几个引脚对另外一个控制器的电源及看门狗进行辅助管理和控制，通过SCU1或SCU2所在的控制器处理器某几个引脚对另外一个控制器外围处理电路中的重要信号进行监测和控制，并将相关信息通过SPI与另外一个控制器处理器进行交互。具有如下优点：

整车控制器和电机控制器通过上述的方式集成后，既保留了原来两个功能控制器所必备的功能及安全等级，又最大限度的实现了双功能控制器的深层次集成。本发明实施例中的双功能控制器在机械结构、硬件电路、软件算法等方面都实现了综合集成，在少许增加双功能控制器的各自开发难度的同时，实现最大限度的集成和控制装置成本的优化。在实际应用中，可以保留较好的灵活应用性，可以单独使用其中任何一个功能控制器，也可以同时使用。在双功能控制器在整车上装配使用时，也可起到优化生产工艺减少控制器装配数量的效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种用于电动汽车的控制装置，其特征在于，包括：

整车控制器和电机控制器，所述整车控制器和所述电机控制器均具有CAN通讯接口，所述电机控制器与所述整车控制器相连且设置在同一电路板上，所述整车控制器用于检测所述电机控制器是否发生异常，且在检测到所述电机控制器存在异常时，对所述电机控制器进行辅助管理和控制，所述电机控制器用于检测所述整车控制器是否发生异常，且在检测到所述整车控制器存在异常时，对所述整车控制器进行辅助管理和控制；

双功能控制器信号接插件，所述双功能控制器信号接插件分别与所述整车控制器和电机控制器相连以完成所述整车控制器和电机控制器与整车线束之间的电气连接；以及

电源模块，所述电源模块分别与所述整车控制器和所述电机控制器相连，用于对所述整车控制器供电和所述电机控制器供电。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述电源模块包括：

第一电源模块，所述第一电源模块与所述整车控制器和所述电机控制器均相连，用于对所述整车控制器供电；和

第二电源模块，所述第二电源模块与所述整车控制器和所述电机控制器均相连，用于对所述电机控制器供电。

3.根据权利要求1或2所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，还包括：

整车控制器外围处理电路，所述整车控制器外围处理电路与所述整车控制器和所述电机控制器均相连；

电机控制器外围处理电路，所述电机控制器外围处理电路与所述整车控制器和所述电机控制器均相连。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述整车控制器具有多个引脚，且通过一部分引脚与所述第二电源模块相连以对所述第二电源模块进行异常检测和辅助控制。

5.根据权利要求4所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述整车控制器通过另一部分引脚与所述电机控制器外围处理电路相连以对所述电机控制器外围处理电路进行异常检测和辅助控制。

6.根据权利要求3所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述电机控制器具有多个引脚，且通过一部分引脚与所述第一电源模块相连以对所述第一电源模块进行异常检测和辅助控制。

7.根据权利要求6所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述电机控制器通过另一部分引脚与所述整车控制器外围处理电路相连以对所述整车控制器外围处理电路进行检测和控制。

8.根据权利要求1所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述电机控制器与所述整车控制器通过串行外围接口SPI相连，所述串行外围接口SPI用于完成所述电机控制器和所述整车控制器之间的安全监控信息的交互。

9.根据权利要求1所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述整车控制器包括：电机控制器安全监控单元，用于单独地对所述电机控制器进行安全性能监测及控制。

10.根据权利要求1所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述电机控制器包括：整车控制器安全监控单元，用于单独地对所述整车控制器进行安全性能监测及控制。

11.根据权利要求1-10任一项所述的用于电动汽车的控制装置，其特征在于，所述整车控制器和所述电机控制器被安装在一个控制箱内。

Images