CN109733210B - 一种整车控制器及具有其的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整车控制器及具有其的电动汽车，本发明提供的整车控制器，包括控制部分和监控部分：所述控制部分包括整车控制单元，用以识别驾驶员意图，环境等因素控制驱动电机的电机控制单元，以及用以控制驻车电机的驻车控制单元，所述整车控制单元、所述电机控制单元和所述驻车控制单元在所述整车控制器内部进行交互；所述监控部分将接收到的所述反馈信息与驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和环境信息，生成是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元，以控制所述驱动电机是否输出扭矩，并生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元，以控制所述驻车电机是否驻车。本发明减小了CAN通讯负载，提高了系统可靠性，安全性，降低了成本。

Description

一种整车控制器及具有其的电动汽车

技术领域

本发明涉及整车控制技术领域，尤其涉及一种整车控制器及具有其的电动汽车。

背景技术

整车控制器是一种汽车中的控制装置，其通过协调和控制各动力系统部件，完成整车级别的动力管理、能量管理和故障诊断等功能，对汽车的动力性、经济性、安全性及排放方面有重要影响。

然而，现有整车动力系统中，整车控制器，电机控制器，驻车控制器是相对独立的控制单元，各控制器获取信息也相对独立，局限。信息在控制器之间通过CAN总线传递不但信息量大，而且端到端时间相对长，不能保证非预期情况出现时及时有效的切断控制流或扭矩流。而且多个控制器方案相对成本高。因此，如何提高整车控制器的安全性、可靠性，并降低整车控制器的成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种整车控制器及具有其的电动汽车，以提高整车控制器的安全性、可靠性，并降低整车控制器的成本。

本发明提供的整车控制器，用于电动汽车，包括控制部分和监控部分，所述控制部分包括整车控制单元和用以控制驱动电机的电机控制单元；所述控制部分还包括用以控制驻车电机的驻车控制单元，所述整车控制单元、所述电机控制单元和所述驻车控制单元在所述整车控制器内部进行交互；所述电机控制单元控制所述驱动电机时，所述驻车控制单元控制所述驻车电机时，均识别驾驶员意图信息和环境信息；所述电机控制单元包括电机控制层和电机矢量控制模块，所述电机控制层连接所述整车控制单元，所述电机矢量控制模块连接所述驱动电机；所述电机矢量控制模块接收来自所述监控部分的是否允许扭矩输出指令，并且所述电机矢量控制模块还接收来自所述电机控制层的驱动控制信息；所述电机控制层接收来自所述整车控制单元的扭矩请求和驱动电机的反馈信息，根据所述扭矩请求和所述来自驱动电机的反馈信息产生扭矩需求数据，并将所述扭矩需求数据传送给所述电机矢量控制模块；所述电机矢量控制模块根据接收到的所述是否允许扭矩输出指令、所述驱动控制信息，以及所述扭矩需求数据，对所述驱动电机进行矢量控制；所述监控部分接收来自所述驱动电机和所述驻车电机的反馈信息，将接收到的所述反馈信息与所述驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和所述环境信息，生成是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元，以控制所述驱动电机是否输出扭矩，并生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元，以控制所述驻车电机是否驻车。

优选地，所述驻车控制单元包括驻车控制层和驻车电机控制模块，所述驻车控制层连接所述整车控制单元，所述驻车电机控制模块连接所述驻车电机；所述驻车电机控制模块接收来自所述监控部分的是否允许驻车指令，并且所述驻车电机控制模块还接收来自所述驻车控制层的驻车控制信息；所述驻车控制层接收来自所述整车控制单元的驻车请求和所述驻车电机的反馈信息，根据所述驻车请求和所述驻车电机的反馈信息产生驻车控制信息，并将所述驻车控制信息传送给所述驻车电机控制模块；所述驻车电机控制模块根据接收到的所述是否允许驻车指令，以及所述驻车控制信息，控制所述驻车电机进行驻车。

优选地，所述监控部分包括整车监控层、电机监控层和驻车监控层；所述电机监控层接收来自所述驱动电机的信息，据此产生高可靠性、完整性的电机输出扭矩估算数据，并将所述电机输出扭矩估算数据传送到所述整车监控层，进而在所述整车监控层比较驾驶员需求扭矩与所述电机估算扭矩差值，并结合车辆信息和环境信息输出是否允许扭矩输出指令后，接收所述是否允许扭矩输出指令，并将其传送给所述电机矢量控制模块，以控制所述驱动电机安全输出需求扭矩；所述驻车监控层接收来自所述驻车电机的信息，据此产生高可靠性、完整性的驻车状态判断数据，并将所述高可靠性、完整性的驻车状态判断数据传送到所述整车监控层，进而使所述整车监控层比较所述驻车控制信息与所述驻车状态判断数据，并结合整车信息输出是否允许驻车指令后，接收所述是否允许驻车指令，并将其传送给所述驻车电机控制模块，以控制所述驻车电机是否驻车；以及所述整车监控层接收来自所述驱动电机和所述驻车电机的反馈信息，将接收到的所述反馈信息与驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和环境信息，生成所述是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元，并生成所述是否允许驻车指令给所述驻车控制单元。

优选地，所述整车控制单元包括整车控制层，所述整车控制层连接所述电机控制层，以输送扭矩请求给所述电机控制层，并且所述整车控制层还连接所述驻车控制层，以输送驻车请求给所述驻车控制层。

优选地，所述整车控制层通过预定的扭矩路径，输出所述扭矩需求数据；所述扭矩路径包括制动优先、速度限制、阻尼补偿、扭矩限幅。

优选地，所述环境信息、所述车辆信息或所述驾驶员意图信息包括定速巡航/自适应巡航信号，制动踏板信号，油门踏板信号，变速杆信号，车速信号，车辆运动状态信号，以及驻车开关信号中的至少一个。

优选地，所述整车控制器外接有若干个传感器或人机交互接口，用于获得所述车辆信息、所述驾驶员意图信息和所述环境信息，所述若干个传感器或人机交互接口包括：定速巡航/自适应巡航接口，以获得定速巡航/自适应巡航信号；制动踏板传感器，以获得制动踏板开度信号；油门踏板传感器，以获得油门踏板开度信号；变速杆传感器，以获得变速杆位置信号；车速传感器，以获得纵向车速信号；以及车辆运动状态传感器，以获得车辆运动状态信号，所述车辆运动状态包括前进、后退和静止。

优选地，所述驻车电机外接有位置传感器，所述监控部分对来自所述位置传感器的信息进行信号调理，包括真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验等，以产生高可靠性、完整性的驻车状态数据，进而生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元。

本发明也提供一种电动汽车，其具有前述任一种整车控制器。

本发明集成整车控制、电机控制、驻车控制作为单控制器，减小了CAN通讯负载，提高了系统安全性、可靠性，降低了成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明整车控制器的模块示意图。

图2是本发明整车控制器的另一模块示意图。

图3是本发明整车控制器的又一模块示意图。

图4是本发明整车控制器的较佳实施例的详细结构示意图。

图5是图4所示的整车控制器对驱动电机进行控制的流程示意图。

图6是图4所示的整车控制器对驻车电机进行控制的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细描述。

请参阅图1。图1是本发明整车控制器的模块示意图，本发明整车控制器用于电动汽车。如图1所示，在本实施方式中，整车控制器100包括控制部分30和监控部分70。所述控制部分30包括整车控制单元32，用以控制驱动电机402的电机控制单元34，以及用以控制驻车电机602的驻车控制单元36，所述整车控制单元32、所述电机控制单元34和所述驻车控制单元36在所述整车控制器100内部进行交互，以减小电动汽车的CAN通讯负载，并可极大缩短各控制单元信息传递时间，增加汽车动力系统的响应速度。所述电机控制单元34控制所述驱动电机402时，所述驻车控制单元36控制所述驻车电机602时，均识别驾驶员意图信息和环境信息；所述监控部分70接收来自所述驱动电机402和所述驻车电机602的反馈信息，将接收到的所述反馈信息与所述驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和所述环境信息，生成是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元34，以控制所述驱动电机402是否输出扭矩，并生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元36，以控制所述驻车电机602是否驻车。

具体地，所述环境信息、所述车辆信息或所述驾驶员意图信息，包括定速巡航/自适应巡航信号，制动踏板信号，油门踏板信号，变速杆信号，车速信号，车辆运动状态信号，以及驻车开关信号中的至少一个。

更具体地，请参阅图2，其显示本发明整车控制器的另一模块示意图。如图2所示，所述电机控制单元34包括电机控制层42和电机矢量控制模块44。所述电机控制层42连接所述整车控制单元32，所述电机矢量控制模块44连接所述驱动电机402。所述电机矢量控制模块44接收来自所述监控部分70的是否允许扭矩输出指令，并且所述电机矢量控制模块44还接收来自所述电机控制层42的驱动控制信息。所述电机控制层42接收来自所述整车控制单元32的扭矩请求和驱动电机402的反馈信息，根据所述扭矩请求和所述来自驱动电机402的反馈信息产生扭矩需求数据，并将所述扭矩需求数据传送给所述电机矢量控制模块44。所述电机矢量控制模块44根据接收到的所述是否允许扭矩输出指令、所述来自电机控制层42的驱动控制信息，以及所述扭矩需求数据，对所述驱动电机进行矢量控制。请继续参阅图2，所述驻车控制单元36包括驻车控制层62和驻车电机控制模块64。所述驻车控制层62连接所述整车控制单元36，所述驻车电机控制模块64连接所述驻车电机602。所述驻车电机控制模块64接收来自所述监控部分70的是否允许驻车指令，并且所述驻车电机控制模块64还接收来自所述驻车控制层62的驻车控制信息。所述驻车控制层62接收来自所述整车控制单元32的驻车请求和所述驻车电机602的反馈信息，根据所述驻车请求和所述驻车电机602的反馈信息产生驻车控制信息，并将所述驻车控制信息传送给所述驻车电机控制模块64。所述驻车电机控制模块64根据接收到的所述是否允许驻车指令以及所述驻车控制信息，控制所述驻车电机602进行驻车。

进一步地，请参阅图3，所述监控部分70包括整车监控层26、电机监控层46和驻车监控层66，所述电机监控层46接收来自所述驱动电机402的反馈信息，据此产生高可靠性、完整性的电机输出扭矩估算数据，并将所述电机输出扭矩估算数据传送到所述整车监控层26，进而在所述整车监控层26比较驾驶员需求扭矩与所述电机估算扭矩差值，即所述整车监控层26将接收到的所述反馈信息与驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和环境信息输出是否允许扭矩输出指令后，接收所述是否允许扭矩输出指令，并将其传送给所述电机矢量控制模块44，以控制所述驱动电机402输出需求扭矩。所述驻车监控层66接收来自所述驻车电机602的信息，据此产生高可靠性、完整性的驻车状态判断数据，并将所述高完整性的驻车状态判断数据传送到所述整车监控层26，进而使所述整车监控层26比较驾驶员驻车控制信息与所述驻车状态判断数据，并结合车辆信息和环境信息输出是否允许驻车指令后，接收所述是否允许驻车指令，并将其传送给所述驻车电机控制模块64，以控制所述驻车电机602是否驻车。

请继续参阅图3，所述整车控制单元32包括整车控制层22，所述整车控制层22连接所述电机控制层42，以输送扭矩请求给所述电机控制层42，并且所述整车控制层22还连接所述驻车控制层62，以输送驻车请求给所述驻车控制层62。换言之，所述整车控制层22仲裁驾驶员扭矩需求与巡航扭矩需求，输出所述扭矩请求给所述电机控制单元34的电机控制层42，并且所述整车控制层22还会识别驾驶员驻车请求，综合考虑包括当前车速和驻车状态在内的信息，发出驻车指令给驻车控制模块60的驻车控制层62。更具体地，所述整车控制层22通过预定的扭矩路径，输出所述扭矩需求数据。所述扭矩路径包括制动优先、速度限制、阻尼补偿、扭矩限幅等。

以上从控制结构的角度对本发明进行了阐释，由上述可知：监控模块既监控驱动电机扭矩安全，又监控驻车安全，监控模板除了接收加速踏板信号、制动踏板信号、变速杆信号、车速信号、车辆状态信号等环境、车辆、驾驶员因素信号外，还接收驱动电机估算扭矩信号，驻车电机状态信号。监控模块通过比较驾驶员意图与驱动电机、驻车电机反馈的实际状态，综合其他环境、车辆因素，决定是否允许出扭，是否允许驻车，并将控制信号告知电机控制模块与驻车控制模块。为更具体的阐释本发明，以下结合具体的较佳实施例，从被控对象的角度对本申请再做阐述。

请参阅图4。图4是本发明较佳实施例的电动车集成控制系统(简称EDU)的结构示意图。如图所示，从被控对象角度而言，所述电动车集成控制系统100包括整车控制模块20(简称HCU)、电机控制模块40(简称MCU)和驻车控制模块60(简称TCU)。

具体地，整车控制模块20包括整车控制层22和整车监控层26。整车控制层22仲裁驾驶员扭矩需求与巡航扭矩需求，输出对电机控制的扭矩请求TqReq，并且所述整车控制层22还会识别驾驶员驻车请求，综合考虑包括当前车速和驻车状态在内的信息，发出驻车指令ParkCmd给驻车控制模块60。所述整车监控层26进行安全监控，包括电机控制扭矩执行的安全监控及驻车控制和驻车执行的安全监控。电机控制模块40包括电机控制层42和电机监控层46。所述电机控制层42用于控制电机启动、运行、停止或复位。所述电机监控层46估算高可靠性、完整性的电机输出扭矩TqEst，供整车控制模块进行整车监控，同时根据整车控制模块20的指令TqAllwd，解析整车控制模块20的指令TqAllwd，决定是否允许电机控制层42输出扭矩，如果接收到TqAllwd＝FALSE，则禁止矢量控制输出扭矩。所述驻车控制模块60包括驻车控制层62和驻车监控层66。所述驻车控制层62接收整车控制模块20的驻车控制信息，即驻车命令ParkCmd，控制驻车电机602转过一定角度，进行驻车与解锁。所述驻车电机602通过一定机械机构锁止传动系。所述驻车监控层66获得高可靠性、完整性的驻车状态ParkSts，供整车控制模块20进行整车监控，同时根据整车控制模块20的指令ParkAllwd，启动或禁止驻车电机602。所述驻车电机602例如是无刷直流电机。

更具体地，在本较佳实施例中，所述整车控制层22接收环境、车辆、驾驶员等信息，以仲裁驾驶员扭矩需求与巡航扭矩需求。所述整车控制器100外接有若干个传感器或人机交互接口，用于获得所述车辆信息、环境信息和驾驶员意图信息，所述若干个传感器或人机交互接口包括：定速巡航/自适应巡航接口201，以获得定速巡航/自适应巡航信号；制动踏板传感器202，以获得制动踏板开度信号；油门踏板传感器203，以获得油门踏板开度信号；变速杆传感器204，以获得变速杆位置信号；车速传感器205，以获得纵向车速信号；车辆运动状态传感器206，以获得车辆运动状态(前进、后退、静止)信号；以及驻车开关传感器207，以获得驻车开关信号。

在本较佳实施例中，所述整车控制层22通过预定的扭矩路径，输出对电机控制的扭矩请求。所述扭矩路径包括制动优先、速度限制、阻尼补偿、扭矩限幅等。所述整车监控层26不仅接收所述整车控制层22接收到的信息，而且还接收电机控制的估算扭矩值。所述整车监控层26具有监控模块，所述监控模块通过比较驾驶员需求扭矩与电机估算扭矩差值，并综合驾驶员意图、车辆状态、环境信息决定是否允许驱动电机扭矩输出。所述整车监控层26对驻车状态信号进行真实性、合理性检查，然后把结果告知整车监控层26，整车监控层26针对不同驻车状态下的不同驻车指令，判断是否允许驻车。

在本较佳实施例中，所述电机控制层42包括电机矢量控制模块44，所述电机矢量控制模块44接收来自整车控制模块20的扭矩需求，通过矢量控制，即通过电机矢量控制模块44，将需求扭矩转变为DQ轴电流，再经过反Park变换，反Clark变换，最终以PWM控制IGBT管开关，即控制永磁同步电机。所述电机监控层46对来自传感器的信息进行信号调理，例如真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验等，以估算高可靠性、完整性的电机输出扭矩；所述传感器包括定子温度传感器403，电流传感器404和旋变传感器405。

相似地，在本较佳实施例中，所述驻车电机602外接有位置传感器603，所述监控部分70对来自所述位置传感器603的驻车状态信息进行信号合理性校验，以产生高可靠性、完整性的驻车状态数据。具体地，在本较佳实施例中，所述驻车控制层62接收来自位置传感器603的信息，指示驻车控制模块64在规定时间内通过控制PWM使驻车电机转过一定角度，用户可以预设所述规定时间。所述驻车电机602例如是无刷直流电机。所述驻车监控层66对来自位置传感器603的信息进行信号调理，包括真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验等，以获得高可靠性、完整性的驻车状态，供整车控制模块20进行整车监控，同时负责解析整车监控层26的ParkAllwd信号，如果接收到ParkAllwd＝FALSE，则禁止无刷直流电机转动。

由上述可知，在本申请较佳实施例中，具有电机控制功能的整车控制器，不仅集成了电机控制与整车控制功能，而且还集成了驻车控制功能；进一步地，各功能模块又包括两层，控制层和监控层；更进一步地，监控层又包括整车监控层、电机监控层和驻车监控层；这样，整个控制器呈现类似E-Gas的三层架构，并在E-Gas三层架构概念的基础上形成了具体的、可实施的集成整车控制器方案，优化了三合一复杂系统的功能安全设计。

下面结合图5和图6对本发明较佳实施例的电动车集成控制系统的工作过程进行阐释。

本发明较佳实施例的电动车集成控制系统进行电机扭矩控制的流程参考图5和图6。如图5所示，驾驶员操作车辆开始工作时，首先进行步骤S201，由电机监控层46对来自传感器的信息进行信号调理，例如真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验等，以估算高可靠性、完整性的电机输出扭矩。接着，进入步骤S202，整车控制层22判断驾驶员是否设置巡航，若是，则进入步骤S206，由整车控制器层22输出巡航需求扭矩；否则，进入步骤S204，输出加速踏板需求扭矩。接着，进入步骤S208，整车监控层26判断驾驶员是否制动，若驾驶员制动，则进入步骤S212，禁止电机控制层42输出扭矩，随后进入步骤S228；否则，进入步骤S210，进一步判断车速是否超出速度限制。若车速超出速度限制，则进入步骤S214，禁止电机控制层42输出扭矩，随后进入步骤S228；否则进入步骤S216。步骤S216，判断其他监控是否非预期，即其他监控目标是否超出预期，若是，则进入步骤S220，禁止电机控制层42输出扭矩，随后进入步骤S228；否则，进入步骤S218。步骤S218，判断MCU反馈的TqEst是否非预期，即判断电机监控模块46反馈的其估算的实际扭矩值是否非预期，若是，则进入步骤S226，禁止电机控制层42输出扭矩，随后进入步骤S228；否则，进入步骤S222。步骤S222，进行扭矩补偿和扭矩限幅，即将目前的扭矩需求值补偿系统损耗并做幅值限制保护，即不使它们高于最高值或低于最低值，该步骤是电机控制层46针对整车控制需要而进行的扭矩补偿。步骤S226，电机控制层46根据接收到的扭矩请求TqReq，调整驱动电机402本身输出的扭矩，所述驱动电机402例如是永磁同步电机。步骤S228，扭矩矢量控制，即电机矢量控制模块44计算控制驱动电机402所需要的DQ轴电压。步骤S230，IGBT PWM控制，即电机矢量控制模块44根据计算到的DQ轴电压，输出PWM信号控制IGBT管开关，以控制驱动电机402。

图6是本发明较佳实施例的电动车集成控制系统进行驻车执行控制的流程示意图。参考图1和图6。驾驶员请求驻车或解锁驻车，进入步骤S602，传感器信号调理，传感器依赖参数计算ParkSts，即驻车监控层66对来自驻车位置传感器603的信息进行信号调理，包括真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验等，并根据这些数据参数获得高可靠性、完整性的驻车状态ParkSts。接着，进入步骤S604，接收驾驶员驻车指令。步骤S606，判断驾驶员是否误操作，若是，则进入步骤S608，禁止驻车控制层62进行驻车，否则，进入步骤610。步骤S610，判断驻车开关207是否误动作，若是，进入步骤S612，禁止驻车控制层62进行驻车，否则，进入步骤S614。步骤S614，判断车速是否高于安全驻车阈值，若是，则进入步骤S616，禁止驻车控制层62进行驻车，否则，进入步骤S618。步骤S618，判断驻车监控层66反馈的ParkSts是否不合理，若不合理，则进入步骤S620，禁止驻车控制层62进行驻车，否则，进入步骤S622。步骤S622，判断其他监控目标，例如加速度、位移等，是否非预期，若是，则禁止驻车控制层62进行驻车，否则，进入步骤S626。步骤S626，驻车指令，即卡止车辆，防止其移动。步骤S628，驻车指令执行，即执行整车控制模块20发送来的驻车指令ParkCmd。接着，进入步骤S630，驻车电机控制，即驻车控制模块64向驻车电机602发出控制信号，使驻车电机602对车辆驻车。步骤S632，驻车电机动作，即驻车电机602接收控制信号，控制机械传动机构，使车辆驻车，避免车辆受到外力时被迫移动，卡止车辆，如通过卡止减速器卡止车辆，实现驻车。

由上述可知，在本发明较佳实施例中，驱动电机扭矩安全监控，驻车安全监控，均考虑了环境、车辆、驾驶员因素，提高了安全系数：①.监控模块既监控驱动电机扭矩安全(允许出扭TqAllwd＝TRUE,禁止出扭TqAllwd＝FALSE)，又监控驻车安全(允许驻车ParkAllwd＝TRUE,禁止驻车ParkAllwd＝FALSE)；②.监控模板除了接收加速踏板信号、制动踏板信号、变速杆信号、车速信号、车辆状态信号等环境、车辆、驾驶员因素信号外，还接收驱动电机估算扭矩信号，驻车电机状态信号。监控模块通过比较驾驶员意图与驱动电机，驻车电机反馈的实际状态，综合其他环境、车辆因素，决定是否允许出扭，是否允许驻车，并将控制信号告知电机控制模块与驻车控制模块；③.电机控制模块执行扭矩指令时，受TqAllwd控制，如果TqAllwd＝FALSE，电机控制进入安全状态(安全状态定义不讨论)；④.驻车控制模块执行驻车执行时，受ParkAllwd控制，如果ParkAllwd＝FALSE，驻车控制进入安全状态(安全状态定义不讨论)。

将驻车控制器集成到整车控制器或电机控制器内，能在不增加成本的前提下，使驻车控制也能通过整车控制器或电机控制器的带锁步核(lock-step)的处理器，支持系统进行三层监控设计，提高系统的安全性能，既能满足设计人员的高设计要求，也能满足用户的高功能安全要求。

换言之，本发明集成整车控制、电机控制、驻车控制作为单控制器，进行功能安全设计，最大化的减小了CAN通讯负载，提高了系统可靠性，降低了综合成本。重新设计三合一系统功能安全，解决了单驻车控制器在不增加成本的前提下，满足高功能安全目标的要求。并且，本发明功能安全架构增强了电机控制的安全性，创造性的引入了环境、车辆、驾驶员等因素进行监控。

本发明还提供一种具有上述任一类型的电动车集成控制系统的电动汽车。

本发明集成整车控制、电机控制、驻车控制为单控制器的三合一集成方案，不仅通过减少控制器数量，降低了综合成本，而且通过内部模块交互为优化系统功能安全设计提供了基础，并且还通过内部变量交互，减小了CAN通讯负载，并可极大缩短各控制单元信息传递时间，增加汽车动力系统的响应速度，能使控制器的响应速度相对于现有技术中的控制器提高至少十毫秒，这对于车辆动态控制，如防滑，具有明显的优势。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种整车控制器(100)，用于电动汽车，包括控制部分(30)和监控部分(70)，所述控制部分(30)包括整车控制单元(32)和用以控制驱动电机(402)的电机控制单元(34)，其特征在于：

所述控制部分(30)还包括用以控制驻车电机(602)的驻车控制单元(36)，所述整车控制单元(32)、所述电机控制单元(34)和所述驻车控制单元(36)在所述整车控制器(100)内部进行交互；

所述电机控制单元(34)控制所述驱动电机(402)时，所述驻车控制单元(36)控制所述驻车电机(602)时，均识别驾驶员意图信息和环境信息；所述电机控制单元(34)包括电机控制层(42)和电机矢量控制模块(44)，所述电机控制层(42)连接所述整车控制单元(32)，所述电机矢量控制模块(44)连接所述驱动电机(402)；所述电机矢量控制模块(44)接收来自所述监控部分(70)的是否允许扭矩输出指令，并且所述电机矢量控制模块(44)还接收来自所述电机控制层(42)的驱动控制信息；所述电机控制层(42)接收来自所述整车控制单元(32)的扭矩请求和驱动电机(402)的反馈信息，根据所述扭矩请求和所述来自驱动电机(402)的反馈信息产生扭矩需求数据，并将所述扭矩需求数据传送给所述电机矢量控制模块(44)；所述电机矢量控制模块(44)根据接收到的所述是否允许扭矩输出指令、所述驱动控制信息，以及所述扭矩需求数据，对所述驱动电机(402)进行矢量控制；所述监控部分(70)接收来自所述驱动电机(402)和所述驻车电机(602)的反馈信息，将接收到的所述反馈信息与所述驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和所述环境信息，生成是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元(34)，以控制所述驱动电机(402)是否输出扭矩，并生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元(36)，以控制所述驻车电机(602)是否驻车。

2.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于：

所述驻车控制单元(36)包括驻车控制层(62)和驻车电机控制模块(64)，所述驻车控制层(62)连接所述整车控制单元(32)，所述驻车电机控制模块(64)连接所述驻车电机(602)；

所述驻车电机控制模块(64)接收来自所述监控部分(70)的是否允许驻车指令，并且所述驻车电机控制模块(64)还接收来自所述驻车控制层(62)的驻车控制信息；

所述驻车控制层(62)接收来自所述整车控制单元(32)的驻车请求和所述驻车电机(602)的反馈信息，根据所述驻车请求和所述驻车电机(602)的反馈信息产生驻车控制信息，并将所述驻车控制信息传送给所述驻车电机控制模块(64)；

所述驻车电机控制模块(64)根据接收到的所述是否允许驻车指令，以及所述驻车控制信息，控制所述驻车电机(602)进行驻车。

3.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于：

所述监控部分(70)包括整车监控层(26)、电机监控层(46)和驻车监控层(66)；

所述电机监控层(46)接收来自所述驱动电机(602)的反馈信息，据此产生高可靠性、完整性的电机输出扭矩估算数据，并将所述电机输出扭矩估算数据传送到所述整车监控层，进而在所述整车监控层(26)比较驾驶员需求扭矩与所述电机估算扭矩差值，并结合车辆信息和环境信息输出是否允许扭矩输出指令后，接收所述是否允许扭矩输出指令，并将其传送给所述电机矢量控制模块(44)，以控制所述驱动电机(602)安全输出需求扭矩；

所述驻车监控层(66)接收来自所述驻车电机(602)的信息，据此产生高可靠性、完整性的驻车状态判断数据，并将所述高可靠性、完整性的驻车状态判断数据传送到所述整车监控层(26)，进而使所述整车监控层(26)比较所述驻车控制信息与所述驻车状态判断数据，并结合车辆信息输出是否允许驻车指令后，接收所述是否允许驻车指令，并将其传送给所述驻车电机控制模块(64)，以控制所述驻车电机(602)是否驻车；以及

所述整车监控层(26)接收来自所述驱动电机(402)和所述驻车电机(602)的反馈信息，将接收到的所述反馈信息与驾驶员意图信息比较，并结合车辆信息和环境信息，生成所述是否允许扭矩输出指令给所述电机控制单元(34)，并生成所述是否允许驻车指令给所述驻车控制单元(36)。

4.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于：

所述整车控制单元(32)包括整车控制层(22)，所述整车控制层(22)连接所述电机控制层(42)，以输送扭矩请求给所述电机控制层(42)，并且所述整车控制层(22)还连接所述驻车控制层(62)，以输送驻车请求给所述驻车控制层(62)。

5.根据权利要求4所述的整车控制器(100)，其特征在于：所述整车控制层(22)通过预定的扭矩路径，输出所述扭矩需求数据；所述扭矩路径包括制动优先、速度限制、阻尼补偿、扭矩限幅。

6.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于：所述环境信息、所述车辆信息或所述驾驶员意图信息，包括定速巡航/自适应巡航信号，制动踏板信号，油门踏板信号，变速杆信号，车速信号，车辆运动状态信号，以及驻车开关信号中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于，

所述整车控制器(100)外接有若干个传感器或人机交互接口，用于获得所述车辆信息、所述驾驶员意图信息和所述环境信息，所述若干个传感器或人机交互接口包括：定速巡航/自适应巡航接口(201)，以获得定速巡航/自适应巡航信息；制动踏板传感器(202)，以获得制动踏板开度信号；油门踏板传感器(203)，以获得油门踏板开度信号；变速杆传感器(204)，以获得变速杆位置信号；车速传感器(205)，以获得纵向车速信号；车辆运动状态传感器(206)，以获得车辆运动状态信号，所述车辆运动状态包括前进、后退和静止；以及驻车开关传感器(207)，以获得驻车电机位置信息。

8.根据权利要求1所述的整车控制器(100)，其特征在于：

所述驻车电机(602)外接有位置传感器(603)，所述监控部分(70)对来自所述位置传感器(603)的驻车状态信息进行信号调理，包括真实性检查，范围检查，供电监控，合理性校验，以产生高可靠性、完整性的驻车状态数据，进而生成是否允许驻车指令给所述驻车控制单元(36)。

9.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车具有上述权利要求1至8任一项所述的整车控制器(100)。

Images