CN114291055A - 一种电子控制器、动力总成及车辆 - Google Patents

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CN114291055A CN202011583119.8A CN202011583119A CN114291055A CN 114291055 A CN114291055 A CN 114291055A CN 202011583119 A CN202011583119 A CN 202011583119A CN 114291055 A CN114291055 A CN 114291055A
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程洋
马文武
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Abstract

本申请实施例提供一种电子控制器、动力总成及车辆,涉及车辆技术领域,方便布局,且降低成本。该动力总成包括:至少一个电机、电子控制器、驻车机构和油泵;至少一个电机用于为驻车机构提供动力,还用于驱动油泵;其中,电子控制器用于对至少一个电机进行控制;当收到第一指令时,控制至少一个电机驱动驻车机构;当收到第二指令时,控制至少一个电机驱动油泵。本申请实施例提供的动力总成用于为汽车提供动力。

Description

一种电子控制器、动力总成及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,尤其涉及一种电子控制器、动力总成及车辆。
背景技术
在汽车整车中,动力总成(Power assembly)指的是车辆上产生动力,并将动力传递到路面的一系列零部件组件。一般指发动机/驱动电机、变速器、以及集成到变速器上面的其余零件,如离合器/前差速器等。电动汽车是指以车载电源为动力,通过电动机驱动车轮行驶。电动汽车对环境污染相对传统的燃油电机汽车较小,其前景被广泛看好。
在汽车的动力总成上设有驻车机构和油泵等机构,用来实现对应功能。驻车机构,是汽车驻车制动的技术方案之一,是通过一个电子控制器控制对应的驻车电机驱动驻车机构动作,以在需要停车驻车时,驻车机构将动力总成的传动轴进行锁止,完成驻车。油泵,是通过一个电子控制器控制油泵电机驱动油泵工作以在汽车的驱动电机运行过程中,为油冷电驱动力总成润滑系统提供润滑油压力源(电动汽车);或者,以给发动机供给燃油和给变速箱提供所需的润滑油(燃油汽车)。
目前汽车的动力总成中的驻车机构和油泵是相互独立的两套系统,两者都设有单独的电子控制器。这样,电子控制器的功能比较单一,每个功能的实现都需要单独布置一个电子控制器,不利于汽车内部空间的布局,且两套电子控制器的方案不利于控制成本。
发明内容
本申请的实施例提供一种电子控制器、动力总成及车辆,方便布局,且降低成本。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种动力总成,包括:至少一个电机、电子控制器、驻车机构和油泵;该至少一个电机可以为驻车机构提供动力,且可以驱动油泵;电子控制器用于对该至少一个电机进行控制,具体的:当收到第一指令时,控制该至少一个电机驱动驻车机构;当收到第二指令时,控制该至少一个电机驱动油泵。
本申请实施例提供的动力总成,通过一个电子控制器对该至少一个电机进行控制,可以实现驻车机构动作和油泵的运行。相比相关技术的驻车机构和油泵都需要单独设置控制器的方案,至少可以少使用一个电子控制器器件,方便布局,而且降低了成本。
从电子控制器端经过该至少一个电机再到执行机构,具体的实现方式有多种,例如,一个电子控制器分别控制两个电机,两个电机再分别驱动驻车机构动作和油泵运行,或者,一个电子控制器控制一个电机,通过传动机构实现传动和离合功能,进而可以分别驱动驻车机构动作和油泵运行。
在第一方面的第一种实现方式中,一个电子控制器分别控制两个电机,两个电机再分别驱动驻车机构动作和油泵运行。该至少一个电机包括驻车电机和油泵电机,驻车电机用于给驻车机构提供动力,油泵电机用于驱动油泵;这样,电子控制器对驻车电机和油泵电机进行控制,具体的:当收到第一指令时,控制驻车电机驱动驻车机构;当收到第二指令时,控制油泵电机驱动油泵。
进而,通过一个电子控制器分别控制驻车电机和油泵电机,可以实现驱动驻车机构和油泵。这样的方案至少节省一个电子控制器的成本,容易实现,在现有的汽车内部布局和设计上不需要进行很大的改动。
在第一方面的第二种实现方式中,一个电子控制器控制一个电机,通过传动机构实现传动和离合功能,进而可以分别驱动驻车机构动作和油泵运行。动力总成还包括离合器,该至少一个电机仅为一个电机,该一个电机传动连接至油泵,油泵通过离合器传动连接至驻车机构;这样,电子控制器具体用于控制该一个电机,以及用于控制离合器,具体的控制过程如下:当接收到第一指令时,控制离合器建立油泵与驻车机构的传动连接,并控制该一个电机驱动油泵,以驱动驻车机构;当接收到第二指令时,控制离合器断开油泵与驻车机构的传动连接,并控制该一个电机驱动油泵。通过设置离合器,实现了一个电子控制器通过一个电机驱动驻车机构和油泵。这种实现方式相比相关技术的方案,至少节省一个电子控制器和一个电机的成本。
在第一方面的第三种实现方式中,动力总成还包括三相半桥栅极驱动电路和H桥栅极驱动电路;所述电子控制器用于对至少一个电机进行控制,具体的:当收到第一指令时,通过H桥栅极驱动电路控制该至少一个电机驱动驻车机构;当收到第二指令时,通过三相半桥栅极驱动电路控制该至少一个电机驱动油泵。通过三相半桥栅极驱动电路和H桥栅极驱动电路的设置,实现了电子控制器对该至少一个电机的控制,其中,三相半桥栅极驱动电路可以驱动交流电机和H桥栅极驱动电路可以驱动直流电机。
在第一方面的第四种实现方式中,电子控制器设置在驻车机构处。即,在汽车的设计和布局时,电子控制器与驻车机构布局在一起。
在第一方面的第五种实现方式中,电子控制器设置在油泵处。即,在汽车的设计和布局时,电子控制器与油泵布局在一起。
在第一方面的第六种实现方式中,动力总成还包括电机控制单元,电机控制单元用于控制驱动电机运行状态,电子控制器集成在电机控制单元内。电子控制器可以直接集成在汽车动力总成的电机控制单元内,方便控制电子元件的布局。
在第一方面的第七种实现方式中,动力总成包括电源模块、通讯模块和驱动模块,电源模块用于给电子控制器供电;通讯模块用于为电子控制器收发信号;驱动模块用于根据电子控制器的控制信号驱动驻车电机和油泵电机。此处,驱动模块包括驱动电路,用于驱动驻车电机和油泵电机。
在第一方面的第八种实现方式中,通讯模块包括两种通讯方式的单元,电子控制器局域网络(controller area network,CAN),以及CAN2.0或者串行通讯网络(localinterconnect network,LIN),即,CAN通讯单元和LIN通讯单元。
在第一方面的第八种实现方式中,第一指令为整车驻车指令或车辆停车断电指令,第二指令为车辆启动指令。车辆需要驻车的示例场景包括:驾驶员操作按钮驻车;车辆停车后整车断电需要驻车。第一指令的可以是车辆需要驻车的任意场景产生的指令,示例的,驾驶员操作按钮驻车时,第一指令可以为整车驻车指令,此时电子控制器可以控制电机驱动驻车机构,实现车辆驻车;或者,车辆停车后整车断电,第一指令可以为车辆停车断电指令,此时电子控制器可以控制电机驱动驻车机构,实现车辆驻车。在车辆驱动电机启动时,需要油泵工作,以给提供必要的润滑油压力,实现润滑。因此,第二指令可以是车辆启动指令,当车辆启动时,电子控制器控制电机驱动油泵工作。
在第一方面的第九种实现方式中,驻车机构包括减速器和作用端,作用端用于锁止动力总成的输出轴以实现驻车,至少一个电机通过减速器与作用端传动连接。驻车机构最终的执行动作所需的速度较低,就需要将电机传递的高速运动减速。因此,驻车机构包括减速器和作用端,第二电机的高速运动经过减速器减速后再传递至作用端动作。
在第一方面的第十种实现方式中,动力总成中的该至少一个电机可以为直流无刷电机、直流有刷电机或交流电机。即,至少一个电机可以在直流无刷电机、直流有刷电机或交流电机中任意选择,且当第一电机包括驻车电机和油泵电机时,驻车电机和油泵电机可以是一样的也可以是不一样的,其中,直流无刷电机通用性更高。
第二方面,本申请实施例提供一种电子控制器,应用于第一方面的动力总成中,该电子控制器包括第一处理模块和第二处理模块,其中,第一处理模块用于当收到第一指令时,控制至少一个电机驱动驻车机构;第二处理模块用于当收到第二指令时,控制所述至少一个电机驱动油泵。
本申请实施例提供了一种电子控制器,当需要驱动驻车机构动作时,电子控制器的第一处理模块通过控制至少一个电机驱动驻车机构动作;当需要驱动油泵运行时,电子控制器的第二处理模块通过控制至少一个电机驱动油泵运行。因此,通过一个电子控制器可以控制驻车机构动作和油泵运行,进而方便布局,而且至少可以少使用一个电子控制器元件,降低了成本。
在第二方面的第一种实现方式中,当至少一个电机包括驻车电机和油泵电机,驻车电机用于为驻车机构提供动力,油泵电机用于驱动油泵;当收到第一指令时,电子控制器的第一处理模块通过控制驻车电机可以驱动驻车机构;当收到第二指令时,电子控制器的第二处理模块通过控制油泵电机可以驱动油泵。通过一个电子控制器分别控制驻车电机和油泵电机,可以实现驱动驻车机构和油泵。这样的方案至少节省一个电子控制器的成本,容易实现,在现有的汽车内部布局和设计上不需要进行很大的改动。
在第二方面的第二种实现方式中,当动力总成包括三相半桥栅极驱动电路和H桥栅极驱动电路上;电子控制器的第一处理模块用于当收到第一指令时,通过H桥栅极驱动电路控制至少一个电机驱动驻车机构;第二处理模块用于当收到第二指令时,通过三相半桥栅极驱动电路控制至少一个电机驱动油泵。
在第二方面的第三种实现方式中,当动力总成还包括离合器,该至少一个电机仅为一个电机,该一个电机传动连接至油泵,油泵通过离合器传动连接至驻车机构时,电子控制器还包括第三处理模块,第三处理模块用于当接收到第一指令时,控制离合器建立油泵与驻车机构的传动连接;以及用于当接收到第二指令时,控制离合器断开油泵与驻车机构的传动连接;第一处理模块用于当接收到第一指令时,控制一个电机驱动油泵;第二处理模块用于当接收到第二指令时,控制一个电机驱动油泵。
进而,当电子控制器接收到第一指令时,电子控制器的第三处理模块控制控制离合器建立油泵与驻车机构的传动连接;电子控制器的第一处理模块控制该一个电机驱动油泵,进而可以驱动驻车机构;当电子控制器接收到第二指令时,电子控制器的第三处理模块控制控制离合器断开油泵与驻车机构的传动连接;电子控制器的第二处理模块控制该一个电机驱动油泵,进而可以单独驱动油泵。
这样,通过一个电子控制器就可以实现控制驻车机构动作和油泵运行,相比相关技术,至少可以节省一个电子控制器以及一个电机的成本,而且可以节省汽车动力仓的空间,方便布局。
第三方面,本申请实施例提供一种车辆,包括动力仓,动力仓内设有第一方面的动力总成,或者,动力仓内设有第二方面的电子控制器。
本申请实施例提供了一种车辆,由于动力仓内设有第一方面的动力总成,或者,动力仓内设有第二方面的电子控制器,因此,通过一个电子控制器可以控制驻车机构动作和油泵运行,进而方便布局,而且至少可以少使用一个电子控制器元件,降低了成本。
附图说明
图1为本申请实施例的动力总成的连接结构示意图之一;
图2为本申请实施例的动力总成的连接结构示意图之二;
图3为本申请实施例的动力总成的控制模块结构示意图之一;
图4为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之一;
图5为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之二;
图6为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之三;
图7为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之四;
图8为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之五;
图9为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之六;
图10为本申请实施例的电子控制器的电路结构示意图之一;
图11为本申请实施例的动力总成设置离合器的连接结构示意图;
图12为本申请实施例的动力总成设置离合器的立体连接结构示意图之一;
图13为本申请实施例的动力总成设置离合器的立体连接结构示意图之二;
图14为本申请实施例的动力总成的控制模块结构示意图之二;
图15为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之七;
图16为本申请实施例的电子控制器的控制流程图之八;
图17为本申请实施例的电子控制器的电路结构示意图之二;
图18为本申请实施例的电子控制器的电路结构示意图之三;
图19为本申请实施例的电子控制器的电路结构示意图之四。
附图标记:
1-电子控制器;11-第一处理模块;12-第二处理模块;13-第三处理模块;2-至少一个电机;21-驻车电机;22-油泵电机;3-一个电机;4-驻车机构;41-减速器;42-驻车棘爪;43-停车齿轮;5-油泵;6-离合器;101-电源模块;102-通讯模块;1021-CAN通讯单元;1022-LIN通讯单元;103-驱动模块;1031-H桥栅极驱动电路;1032-三相半桥栅极驱动电路;1033-高压侧驱动电路;104-主供电线路。
具体实施方式
以下,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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更该特征。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。
需要说明的是,本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
通常,汽车的动力主要由发动机或者电机提供,其中,发动机有汽油发动机和柴油发动机等。发动机或电机通过变速箱输出不同扭矩和转速的动力,最终作用到汽车轮胎上,使汽车行驶。燃油汽车和电动汽车的动力总成中都设有驻车机构和油泵。
对于燃油汽车来说,驻车机构是在汽车停车时锁止变速箱齿轮,实现驻车。油泵是在发动机运行过程中为发动机提供润滑油压力的,具体的包括:给发动机运转输送燃油,同时监测油箱燃油量,控制多余的燃油回到油箱的同时保持熄火后燃油管路的压力;以及对变速箱内部等运动部件进行润滑。
对于电动汽车来说,其动力主要由电动机提供,驻车机构是利用机械装置去锁紧汽车的转动部分,使汽车不能移动;油泵是在驱动电机运行过程中提供润滑油压力,为油冷电驱动力总成润滑系统提供润滑油压力源。
驻车机构和油泵有很多共同点,首先,都是由电子控制器、电机和执行机构这样的基本结构组成,其次在使用场景和规格上有共同点,这些共同点可以支撑他们可以共用一个电子控制器来实现功能。具体可以参照表一。
表一
Figure BDA0002865623160000061
本申请的实施例保护一种车辆,适用于燃油汽车或电动汽车,该车辆包括动力仓,动力仓内设有动力总成,或者,动力仓内设有电子控制器。其中,电子控制器可以应用于动力总成中。方案主要通过动力总成中的电子控制器可以集成控制驻车机构和油泵,至少节省一个控制器的成本,且容易布局。
本申请的实施例提供的一种动力总成,可以方便布局,且降低成本。具体的,参照图1和图2,包括:电子控制器1、至少一个电机2、驻车机构4和油泵5,其中,图1中至少一个电机包括驻车电机21和油泵电机22,图2中至少一个电机2为单独的一个电机3。该至少一个电机2可以为驻车机构4提供动力,且可以驱动油泵5;通过一个电子控制器1可以对该至少一个电机2进行控制,具体的:当电子控制器1收到第一指令时,会控制该至少一个电机2驱动驻车机构4,使驻车机构4动作将车辆驻车;当电子控制器1收到第二指令时,会控制该至少一个电机2驱动油泵5,使油泵运行,给车辆的动力总成内对应位置提供润滑油。
本申请实施例提供的动力总成中,电子控制器1能够根据接收到的指令,控制对应的机构运行。
本申请实施例提供的一种电子控制器1,应用于动力总成中,参照图3,电子控制器1包括第一处理模块11和第二处理模块12,通过第一处理模块11和第二处理模块12来控制至少一个电机2。
具体的,当汽车需要驻车时,电子控制器1可以执行如图4所示的控制方法:
S101、如果电子控制器1接收到第一指令。
S102、电子控制器1的第一处理模块11控制至少一个电机2驱动驻车机构4动作,进而使汽车驻车。
当汽车需要驱动油泵5时,电子控制器1可以执行如图5所示的控制方法:
S103、电子控制器1如果接收到第二指令。
S104、电子控制器1的第二处理模块12控制至少一个电机2驱动油泵5运行,进而以给驱动电机提供所需的润滑油(电动汽车);或者,以给发动机供给燃油和给变速箱提供所需的润滑油(燃油汽车)。
参照图3,动力总成还包括三相半桥栅极驱动电路1032和H桥栅极驱动电路1031,在此基础上,当汽车需要驻车时,电子控制器1可以执行如图6所示的控制方法:
S105、如果电子控制器1接收到第一指令。
S106、电子控制器1的第一处理模块11通过H桥栅极驱动电路1031控制至少一个电机2驱动驻车机构4。
当汽车需要驱动油泵5时,电子控制器1可以执行如图7所示的控制方法:
S107、电子控制器1如果接收到第二指令。
S108、电子控制器1的第二处理模块12通过三相半桥栅极驱动电路1032控制至少一个电机2驱动油泵5。
车辆需要驻车的示例场景包括:驾驶员操作按钮驻车;车辆停车后整车断电需要驻车。第一指令的可以是车辆需要驻车的任意场景产生的指令,示例的,驾驶员操作按钮驻车时,第一指令可以为整车驻车指令,此时电子控制器1可以控制电机驱动驻车机构4,实现车辆驻车;或者,车辆停车后整车断电,第一指令可以为车辆停车断电指令,此时电子控制器1可以控制电机驱动驻车机构4,实现车辆驻车。
在车辆发动机/驱动电机发动机/驱动电机启动时,需要油泵5工作,以给驱动电机提供所需的润滑油(电动汽车);或者,以给发动机供给燃油和给变速箱提供所需的润滑油(燃油汽车)。因此,第二指令可以是车辆启动指令,当车辆启动时,电子控制器1控制电机驱动油泵5工作。
本申请实施例提供的动力总成,通过一个电子控制器1对该至少一个电机2进行控制,可以实现驻车机构4动作和油泵5的运行。相比相关技术的驻车机构4和油泵5都需要单独设置控制器的方案,至少可以少使用一个电子控制器1器件,方便布局,而且降低了成本。
从电子控制器1端经过该至少一个电机2再到执行机构,具体的实现方式有多种,例如,一个电子控制器1分别控制两个电机,两个电机再分别驱动驻车机构4动作和油泵5运行,或者,一个电子控制器1控制一个电机,通过传动机构实现传动和离合功能,进而可以分别驱动驻车机构4动作和油泵5运行。
下面对两种具体的实现方式进行介绍:
本申请实施例提供了一种动力总成,一个电子控制器1分别控制两个电机,两个电机再分别驱动驻车机构4动作和油泵5运行。参照图1,该至少一个电机2包括驻车电机21和油泵电机22,驻车电机21用于给驻车机构4提供动力,油泵电机22用于驱动油泵5;这样,当电子控制器1收到第一指令时,电子控制器1会控制驻车电机21驱动驻车机构4,实现驻车;当电子控制器1收到第二指令时,电子控制器1会控制油泵电机22驱动油泵5,以给驱动电机提供所需的润滑油(电动汽车);或者,以给发动机供给燃油和给变速箱提供所需的润滑油(燃油汽车)。
进而,通过一个电子控制器1分别控制驻车电机21和油泵电机22,可以实现驱动驻车机构4和油泵5。这样的方案至少节省一个电子控制器1的成本,容易实现,在现有的汽车内部布局和设计上不需要进行很大的改动。
在此基础上,当汽车需要驻车时,本申请实施例提供的一种电子控制器1可以执行如图8所示的控制方法:
S109、如果电子控制器1接收到第一指令。
S110、电子控制器1的第一处理模块11控制驻车电机21驱动驻车机构4动作,进而使汽车驻车。
当汽车需要驱动油泵5时,电子控制器1可以执行如图9所示的控制方法:
S111、电子控制器1如果接收到第二指令。
S112、电子控制器1的第二处理模块12控制油泵电机22驱动油泵5运行,以给驱动电机提供所需的润滑油(电动汽车);或者,以给发动机供给燃油和给变速箱提供所需的润滑油(燃油汽车)。
本实施例提供的一种动力总成的方案中,驻车机构4和油泵5的工作环境和和封装方式的具体实现和对比如下表二所示。
从表二中可以看到,用于控制驻车机构4的电机是直流电机(dc motor),可以是有刷直流电机也可以是无刷直流电机,用于控制油泵5的电机是无刷直流电机(brushlessdirect current motor,BLDCM/BLDC)或永磁同步电机(permanent-magnet synchronousmotor,PMSM)。
表二
Figure BDA0002865623160000081
驻车机构4的控制和油泵5的控制中,工作电压和额定功率一致,工作环境温度基本一致。
两者的通讯方式可以根据需要来设置,汽车内部的通讯方式包括电子控制器1局域网络(controller area network,CAN),以及CAN2.0或者串行通讯网络(localinterconnect network,LIN)。LIN是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN的可以为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能,因此LIN总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN总线可大大节省成本。
因为汽车功能越来越多,越来越复杂,传统的CAN总线(或CAN2.0)的负载率越来越高,甚至负载率高达95%,目前汽车的通讯还会采用CAN FD(CAN with flexible datarate,CAN FD)的方式来通讯,其CAN FD继承了CAN总线的绝大多数的特性,如同样的物理层,双线串行通讯协议,是传统CAN的升级版,对比传统CAN总线技术,CAN FD弥补了CAN总线在总线带宽和数据长度的不足。
在本实施例的动力总成中,驻车机构4的控制的通讯方式为CAN2.0/CAN FD,油泵5的控制的通讯方式为LIN(可以预留出CAN的通讯接口,必要时也可以进行CAN通讯)。
进一步的,驻车机构4的唤醒方式可以为硬线唤醒(或者CAN唤醒),油泵5的唤醒方式为LIN唤醒。
本申请实施例提供的动力总成中,至少一个电机2的具体实现方式不做限定,可以为直流无刷电机、直流有刷电机或交流电机。即,至少一个电机2可以在直流无刷电机、直流有刷电机或交流电机中任意选择,且当第一电机包括驻车电机21和油泵电机22时,驻车电机21和油泵电机22可以是一样的也可以是不一样的,其中,直流无刷电机通用性更高。
参照图3,为本实施例所提供的动力总成的控制模块结构示意图。动力总成包括电源模块101、通讯模块102和驱动模块103,其中,电源模块101用于给电子控制器1供电;通讯模块102用于为电子控制器1收发信号;驱动模块103用于根据电子控制器1的控制信号驱动驻车电机21和油泵电机22。
此处,参照图3,驱动模块103包括驱动电路,用于驱动驻车电机21和油泵电机22。驱动电路包括三相半桥栅极驱动电路1032和H桥栅极驱动电路1031。
参照图3,通讯模块102包括两种通讯方式的单元,CAN通讯单元1021和LIN通讯单元1022,即,电子控制器1局域网络(controller area network,CAN),以及CAN2.0或者串行通讯网络(local interconnect network,LIN)。
参照图10,为本实施例所提供的电子控制器1的电路结构示意图之一。电子控制器1通过驱动电路控制驻车电机21和油泵电机22,具体的,包括电子控制器1(digital signalprocess,DSP/motor control unit,MCU)、电源模块101(power management)101、CAN通讯单元1021(CAN transceiver)102、LIN通讯单元1022(LIN transceiver)103、三相半桥栅极驱动电路1032、H桥栅极驱动电路1031、主供电线路104(KL30)106、驻车电机21和油泵电机22。
电源模块101根据汽车的信息控制电子控制器1的电路通断。电源模块101与电子控制器1之间的信息接口包括:电源模块101给电子控制器1提供的3.3V/5V的输出电电压、串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)、无线局域网(wireless local areanetwork,WLAN)设备驱动程序接口(WLAN device driver interface,WDI)、复位电路(reset,RST)。电源模块101由KL15信号控制。
其中,串行外设接口(serial peripheral interface,SPI),是一种高速的、全双工、同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便;KL15信号为发动机/驱动电机点火信号。
CAN通讯单元1021和LIN通讯单元1022分别与电子控制器1进行CAN和LIN的信号通讯,两者与电子控制器1之间的信息交互是发送(transport,TX)和接收(receive,RX)。
需要说明的是,H桥栅极驱动电路1031和三相半桥栅极驱动电路1032都是可以驱动电机的驱动电路,其中,H桥栅极驱动电路1031可以驱动直流电机运行,三相半桥栅极驱动电路1032可以驱动交流电机运行。在本申请实施例的动力总成中,驻车电机21和油泵电机22可以是直流电机也可也是交流电机,对应的,驱动电路可以是H桥栅极驱动电路1031也可以是三相半桥栅极驱动电路1032。
进而,本申请实施例的动力总成中,为了驱动驻车电机21和油泵电机22,可以是包括两个H桥栅极驱动电路1031;或者,包括两个三相半桥栅极驱动电路1032,或者包括一个H桥栅极驱动电路1031和一个三相半桥栅极驱动电路1032。
以本申请实施例的动力总成中包括一个H桥栅极驱动电路1031和一个三相半桥栅极驱动电路1032,H桥栅极驱动电路1031用于驱动驻车电机21,三相半桥栅极驱动电路1032用于驱动油泵电机22为例,进行介绍。
继续参照图10,电子控制器1通过H桥栅极驱动电路1031驱动驻车电机21运行,电子控制器1与H桥栅极驱动电路1031之间的信息交互包括:使能(enable,EN)信号、脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号、反馈(feedback,FB)信号,其中,脉冲宽度调制信号有4个开关,每个开关管的导通和关断由一个PWM信号控制。通过电子控制器1对H桥栅极驱动电路1031输出控制信号,使驻车电机21可以接入KL30的电路,进而驱动驻车电机21运行,以使车机构4动作。
参照图10,电子控制器1通过三相半桥栅极驱动电路1032驱动油泵电机22运行,电子控制器1与三相半桥栅极驱动电路1032之间的信息交互包括:使能(enable,EN)信号、脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号、反馈(feedback,FB)信号,其中,脉冲宽度调制信号有6个开关,每个开关管的导通和关断由一个PWM信号控制。通过电子控制器1对三相半桥栅极驱动电路1032输出控制信号,使油泵电机22可以接入KL30的电路,进而驱动第一电机2运行,以使油泵5运行。
本申请实施例提供了另一种动力总成,一个电子控制器1控制一个电机,通过传动机构实现传动和离合功能,进而可以分别驱动驻车机构4动作和油泵5运行。
具体的,参照图2、图11、图12和图13,动力总成包括离合器6,该至少一个电机2仅为一个电机3,该一个电机3传动连接至油泵5,油泵5通过离合器6传动连接至驻车机构4。这样,电子控制器1具体用于控制该一个电机3,而且,电子控制器1还用于控制离合器6,具体的控制过程如下:当电子控制器1接收到第一指令时,电子控制器1控制离合器6建立油泵5与驻车机构4的传动连接,并控制该一个电机3驱动油泵5,以驱动驻车机构4;当电子控制器1接收到第二指令时,电子控制器1控制离合器6断开油泵5与驻车机构4的传动连接,并控制该一个电机3驱动油泵5。
本申请实施例提供的另一种动力总成,通过设置离合器6,实现了一个电子控制器1通过一个电机3驱动驻车机构4和油泵5。这种实现方式相比相关技术的方案,至少节省一个电子控制器1和一个电机3的成本。而且,节省一个电机3对于整车的重量有明显影响,更轻的整车带来更好的驾驶感和更低的油耗。
在此基础上,为了实现对一个电机3和离合器6的控制,本申请实施例提供的一种电子控制器1中,还包括第三处理模块13,第三处理模块13可以对离合器6进行控制,具体的,当电子控制器1接收到第一指令时,第三处理模块13控制离合器6建立油泵5与驻车机构4的传动连接;当电子控制器1接收到第二指令时,第三处理模块13控制离合器6断开油泵5与驻车机构4的传动连接。
另外,由于油泵5是汽车在点火后需要长时间保持在运行状态的,而驻车机构4只是需要驻车时动作一下即可,因此参照图12和图13,该一个电机3优先选择可以直接驱动油泵5运行的电机,再通过油泵5的输出端传动连接离合器6,通过离合器6再传动连接驻车机构4。这样,当需要油泵5运行时可以让离合器6断开油泵5和驻车机构4之间的传动连接,油泵5可以长时间单独运行;当需要驻车时,可以让离合器6建立油泵5和驻车机构4之间的传动连接,油泵5的运行可以带动驻车机构4动作,实现驻车,待驻车完成后,可以将整个车辆断电。
驻车机构4最终的执行动作可能是多样的,其所需的速度一般较低,因此,参照图12和图13,至少一个电机2传递过来的高转速低扭矩需要经过减速器41减速后转换为低转速高扭矩,再传递至作用端。参照图,驻车机构4包括减速器41和作用端,至少一个电机2通过减速器41与作用端传动连接。
参照图12和图13,减速器41将高转速低扭矩转换为低转速高扭矩,传递至驻车棘爪42上,以带动驻车棘爪42运动,驻车棘爪42产生位移,配合锁止动力总成的输出轴,例如驻车棘爪42卡入停车齿轮43的凹槽处,以实现驻车。
具体的,减速器41可以为蜗轮蜗杆机构。
在该一个电机3为油泵电机22的基础上,参照图14,本申请实施例提供的一种电子控制器1包括第一处理模块11、第二处理模块12和第三处理模块13,当汽车需要驻车时,本申请实施例提供的一种电子控制器1可以执行如图15所示的控制方法:
S113、如果电子控制器1接收到第一指令。
S114、电子控制器1的第三处理模块13控制离合器6建立油泵5与驻车机构4的传动连接,电子控制器1的第一处理模块11控制一个电机3驱动油泵5,以驱动驻车机构4。
当汽车需要驱动油泵5时,本申请实施例提供的一种电子控制器1可以执行如图16所示的控制方法:
S115、电子控制器1如果接收到第二指令。
S116、电子控制器1的第三处理模块13控制离合器6断开油泵5与驻车机构4的传动连接,电子控制器1的第二处理模块12控制一个电机3驱动油泵5。
参照图14,为本实施例所提供的动力总成的控制模块结构示意图。动力总成包括电源模块101、通讯模块102和驱动模块103,其中,电源模块101用于给电子控制器1供电;通讯模块102用于为电子控制器1收发信号;驱动模块103用于根据电子控制器1的控制信号驱动驻车电机21和油泵电机22。
此处,驱动模块103包括驱动电路,用于驱动油泵电机22和离合器6。驱动电路包括H桥栅极驱动电路1031和/或三相半桥栅极驱动电路1032,以及高压侧驱动电路1033。
本实施例所提供的动力总成中,电子控制器1只需要控制一个电机3,同时再控制离合器6。其中,该一个电机3可以为有刷直流电机、无刷直流电机或交流电机。具体采用哪种可以根据实际需要来选择。驱动有刷直流电机和无刷直流电机的为H桥栅极驱动电路1031,驱动交流电机的为三相半桥栅极驱动电路1032。驱动离合器6的为高压侧驱动电路1033。
进而,本实施例提供的动力总成中,实现离合器6和油泵5的驱动控制,电子控制器1可以有多种实现方式,例如:H桥栅极驱动电路1031和高压侧驱动电路1033组合;三相半桥栅极驱动电路1032和高压侧驱动电路1033组合;H桥栅极驱动电路1031、三相半桥栅极驱动电路1032和高压侧驱动电路1033组合。
通讯模块102包括两种通讯方式的单元,CAN通讯单元和LIN通讯单元,即,电子控制器1局域网络(controller area network,CAN),以及CAN2.0或者串行通讯网络(localinterconnect network,LIN)。
参照图17,为本实施例所提供的电子控制器1的电路结构示意图之二。其中,包括电子控制器1(digital signal process,DSP/motor control unit,MCU)、电源模块101(power management)101、CAN通讯单元1021(CAN transceiver)102、LIN通讯单元1022(LINtransceiver)103、三相半桥栅极驱动电路1032、高压侧驱动电路1033、主供电线路104(KL30)106、离合器6和油泵电机22。
电源模块101根据汽车的信息控制电子控制器1的电路通断。电源模块101与电子控制器1之间的信息接口包括:电源模块101给电子控制器1提供的3.3V/5V的输出电电压、串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)、无线局域网(wireless local areanetwork,WLAN)设备驱动程序接口(WLAN device driver interface,WDI)、复位电路(reset,RST)。电源模块101由KL15信号控制。
其中,串行外设接口(serial peripheral interface,SPI),是一种高速的、全双工、同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便;KL15信号为发动机/驱动电机点火信号。
CAN通讯单元1021和LIN通讯单元1022分别与电子控制器1进行CAN和LIN的信号通讯,两者与电子控制器1之间的信息交互是发送(transport,TX)和接收(receive,RX)。
电子控制器1与H桥栅极驱动电路1031之间的信息交互包括:使能(enable,EN)信号、脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号、反馈(feedback,FB)信号,其中,脉冲宽度调制信号有4个开关,每个开关管的导通和关断由一个PWM信号控制。通过电子控制器1对H桥栅极驱动电路1031输出控制信号,使对应的电机可以接入KL30的电路,进而驱动对应的机构。
高压侧驱动电路1033用来驱动离合器6动作,以使离合器6位于打开或闭合的位置,以断开或建立油泵5与驻车机构4之间的传动连接。高压侧驱动电路1033与电子控制器1之间的信号包括:使能(enable,EN)信号和反馈(feedback,FB)信号。
参照图18,为本实施例所提供的电子控制器1的电路结构示意图之三。其中,包括电子控制器1(digital signal process,DSP/motor control unit,MCU)、电源模块101(power management)101、CAN通讯单元1021(CAN transceiver)102、LIN通讯单元1022(LINtransceiver)103、H桥栅极驱动电路1031、高压侧驱动电路1033、主供电线路104(KL30)106、离合器6和油泵电机22。
电子控制器1通过H桥栅极驱动电路1031驱动油泵电机22运行,电子控制器1与H桥栅极驱动电路1031之间的信息交互包括:使能(enable,EN)信号、脉冲宽度调制(pulsewidth modulation,PWM)信号、反馈(feedback,FB)信号,其中,脉冲宽度调制信号有4个开关,每个开关管的导通和关断由一个PWM信号控制。通过电子控制器1对H桥栅极驱动电路1031输出控制信号,使油泵电机22可以接入KL30的电路,进而驱动油泵电机22运行,以使油泵5运行。
参照图19,为本实施例所提供的电子控制器1的电路结构示意图之四。其中,包括电子控制器1(digital signal process,DSP/motor control unit,MCU)、电源模块101(power management)101、CAN通讯单元1021(CAN transceiver)102、LIN通讯单元1022(LINtransceiver)103、H桥栅极驱动电路1031、高压侧驱动电路1033、主供电线路104(KL30)106、离合器6和油泵电机22。
这样,驱动油泵电机22的驱动电路可以选择性的采用H桥栅极驱动电路1031或三相半桥栅极驱动电路1032,即,本实施例所提供的电子控制器1至少留有两种不同的驱动电路端口,可以适应于多种不同的规格的电机的驱动。
需要说明的是,本申请实施例的离合器6,可以是满足电子控制器1可以控制其打开和建立,以实现传动的断开和连接即可,本申请对离合器6的具体结构和原理不做限定。
电子控制器1设置的位置可以有多种选择,例如,电子控制器1可以设置在汽车动力总成的电机控制单元(motor control unit,MCU)内,或者电子控制器1设置在驻车机构4端;或者电子控制器1设置在油泵5端。
因此,在一些实施例中,电子控制器1靠近驻车机构4设置。即,电子控制器1设置在汽车的驻车机构4端,在汽车的设计和布局时,电子控制器1与驻车机构4布局在一起。
在一些实施例中,电子控制器1靠近油泵5设置。即,电子控制器1设置在汽车的油泵5端,在汽车的设计和布局时,电子控制器1与油泵5布局在一起。
在一些实施例中,电子控制器1可以直接集成在汽车动力总成的电机控制单元内,方便控制电子元件的布局。
在本说明书的描述中,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。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种动力总成,其特征在于,包括:至少一个电机、电子控制器、驻车机构和油泵;所述至少一个电机用于为所述驻车机构提供动力,还用于驱动所述油泵;其中,所述电子控制器用于对所述至少一个电机进行控制;
当收到第一指令时,控制所述至少一个电机驱动所述驻车机构;
当收到第二指令时,控制所述至少一个电机驱动所述油泵。
2.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述至少一个电机包括驻车电机和油泵电机,所述驻车电机用于为所述驻车机构提供动力,所述油泵电机用于驱动所述油泵;
所述电子控制器具体用于对所述驻车电机和所述油泵电机进行控制;
当收到所述第一指令时,控制所述驻车电机驱动所述驻车机构;
当收到所述第二指令时,控制所述油泵电机驱动所述油泵。
3.根据权利要求1或2所述的动力总成,其特征在于,所述动力总成还包括三相半桥栅极驱动电路和H桥栅极驱动电路;
所述电子控制器用于:
当收到所述第一指令时,通过所述H桥栅极驱动电路控制所述至少一个电机驱动所述驻车机构;
当收到所述第二指令时,通过所述三相半桥栅极驱动电路控制所述至少一个电机驱动所述油泵。
4.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述动力总成还包括离合器,所述至少一个电机为一个电机,所述一个电机传动连接至所述油泵,所述油泵通过所述离合器传动连接至所述驻车机构,所述电子控制器具体用于对所述一个电机进行控制,还用于对所述离合器进行控制:
当接收到所述第一指令时,控制所述离合器建立所述油泵与所述驻车机构的传动连接,并控制所述一个电机驱动所述油泵,以驱动所述驻车机构;
当接收到所述第二指令时,控制所述离合器断开所述油泵与所述驻车机构的传动连接,并控制所述一个电机驱动所述油泵。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述电子控制器设置在所述驻车机构处。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述电子控制器设置在所述油泵处。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述动力总成还包括电机控制单元,所述电机控制单元用于控制发动机/驱动电机运行状态,所述电子控制器集成在所述电机控制单元内。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述驻车机构包括减速器和作用端,所述作用端用于锁止所述动力总成的输出轴以实现驻车,所述至少一个电机通过所述减速器与所述作用端传动连接。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述至少一个电机为直流无刷电机、直流有刷电机或交流电机。
10.一种电子控制器,其特征在于,应用于权利要求1~9中任一项所述的动力总成中,所述电子控制器包括:
第一处理模块,用于当收到第一指令时,控制至少一个电机驱动驻车机构;
第二处理模块,用于当收到第二指令时,控制所述至少一个电机驱动油泵。
11.根据权利要求10所述的电子控制器,其特征在于,
所述第一处理模块具体用于当收到所述第一指令时,控制驻车电机驱动所述驻车机构;
所述第二处理模块具体用于当收到所述第二指令时,控制油泵电机驱动所述油泵。
12.根据权利要求10或11所述的电子控制器,其特征在于,
所述第一处理模块用于当收到所述第一指令时,通过H桥栅极驱动电路控制所述至少一个电机驱动所述驻车机构;
所述第二处理模块用于当收到所述第二指令时,通过三相半桥栅极驱动电路控制所述至少一个电机驱动所述油泵。
13.根据权利要求10所述的电子控制器,其特征在于,所述电子控制器还包括第三处理模块;
所述第三处理模块用于当接收到所述第一指令时,控制离合器建立所述油泵与所述驻车机构的传动连接;以及用于当接收到所述第二指令时,控制所述离合器断开所述油泵与所述驻车机构的传动连接;
所述第一处理模块用于当接收到所述第一指令时,控制一个电机驱动所述油泵;
所述第二处理模块用于当接收到所述第二指令时,控制所述一个电机驱动所述油泵。
14.一种车辆,包括动力仓,其特征在于,所述动力仓内设有权利要求1~9中任一项所述的动力总成,或者,所述动力仓内设有权利要求10~12中任一项所述的电子控制器。
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