專利名稱：混合動力汽車的雙hcu整車控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種混合動力汽車的雙HCU整車 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在混合動力汽車?yán)铮嗄茉磩恿偝煽刂破?即HCU)主要負(fù)責(zé)管理與協(xié)調(diào)ISG控 制器、驅(qū)動電機(jī)控制器、BMS等，合理的控制整車系統(tǒng)能量源，使整車滿足動力性與經(jīng)濟(jì)性要 求。因此HCU系統(tǒng)的可靠性和安全性將直接關(guān)系到車輛的整體性能。如果由于外界干擾或 其它因素造成HCU故障，就會直接導(dǎo)致系統(tǒng)安全問題，甚至造成車輛控制系統(tǒng)的癱瘓。為了提高多能源動力總成控制器的可靠性和安全性，人們進(jìn)行了長期的探索，提 出了各種各樣的解決方案。例如中國專利文獻(xiàn)公開了一種并聯(lián)式混合動力電動汽車多能 源動力總成控制器[申請?zhí)朇N02153979. 0]，該裝置包括硬件和軟件兩部分，其特征在于 控制器硬件結(jié)構(gòu)由①TMS320LF2407數(shù)字信號處理器、②信號采集與處理系統(tǒng)、③控制信號 輸出系統(tǒng)、④CAN總線通訊控制系統(tǒng)、⑤串口通訊控制系統(tǒng)、⑥按鍵控制與數(shù)字顯示系統(tǒng)、 ⑦DC/DC電源變換電路模塊組成；軟件系統(tǒng)則主要由驅(qū)動能量管理控制策略部分、模式切 換控制邏輯部分等組成。該系統(tǒng)靈活性較好，易于擴(kuò)展，能夠?qū)Σ⒙?lián)式混合動力電動汽車行 駛過程中驅(qū)動能量的分配進(jìn)行管理，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，降低有害氣體的排放。還有 人發(fā)明了一種混合動力車多能源動力總成控制器[申請?zhí)朇N200410091129. 4]，包括單 片機(jī)，用于提供多能源動力總成控制系統(tǒng)的能量管理策略；電源檢測芯片，檢測單片機(jī)的供 電穩(wěn)定性；光電隔離元件，將CAN總線上的信號與單片機(jī)隔離；CAN信號電平轉(zhuǎn)換芯片，用 于CAN信號與總線上差分電平之間的轉(zhuǎn)換；串口信號轉(zhuǎn)換芯片，用于串口電平轉(zhuǎn)換；穩(wěn)壓電 源，用于給單片機(jī)提供穩(wěn)定工作電壓；隔離電源，用于給CAN總線提供驅(qū)動電壓和電流；防 水接頭，提供程序下載與調(diào)試、供電、CAN通訊、RS232通訊接口。該方案在獲取整車狀態(tài)信 息同時(shí)，基于整車當(dāng)前工作狀態(tài)，將系統(tǒng)所需能量分配給系統(tǒng)各動力源，實(shí)現(xiàn)燃油消耗與整 車排放最佳的控制目標(biāo)然而，上述兩種方案中均僅具有一個(gè)多能源動力總成控制器HCU，在其出現(xiàn)故障時(shí) 仍然會造成系統(tǒng)癱瘓，因此仍然存在著系統(tǒng)安全問題，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性較差。另一方面， 若采用價(jià)格昂貴的零部件，雖然在一定程度上能夠提高穩(wěn)定性和安全性，但是經(jīng)濟(jì)性較差， 將對大大增加混合動力汽車的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種能夠有效提高混合動力汽車的可靠性和 安全性，操作使用方便的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案本混合動力汽車的雙HCU整車控 制系統(tǒng)，設(shè)置在混合動力汽車的操作機(jī)構(gòu)和能源控制機(jī)構(gòu)之間，其特征在于，本控制系統(tǒng)包 括主HCU和輔助HCU，所述的主HCU和輔助HCU分別與操作機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，所述的主HCU通過
3CAN總線與能源控制機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，所述的輔助HCU聯(lián)接在CAN總線上且能接收主HCU的狀態(tài) 信號，所述的主HCU能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)，所述的輔助HCU能夠 在接收到主HCU出現(xiàn)故障的狀態(tài)信號時(shí)接替主HCU從而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源 控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，當(dāng)主HCU處于正常工作狀態(tài)時(shí)，主HCU能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)輸入的信號對 能源控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；此時(shí)，輔助HCU處于休眠狀態(tài)，輔助HCU不會對操作機(jī)構(gòu)輸入的信 號進(jìn)行響應(yīng)和處理。主HCU實(shí)時(shí)將自身狀態(tài)信號發(fā)送給輔助HCU，在主HCU正常工作時(shí)，輔 助HCU僅接收CAN總線信號，而不向CAN總線發(fā)送信號。當(dāng)輔助HCU接收到主HCU出現(xiàn)故 障的狀態(tài)信號時(shí)，主HCU不再根據(jù)操作機(jī)構(gòu)輸入的信號對能源控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，此時(shí)，輔 助HCU接替主HCU，從而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)。顯然，本發(fā)明中采用 了兩級控制，當(dāng)其中一級出現(xiàn)故障時(shí)，另一次及時(shí)接替工作，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，有效 地提高了穩(wěn)定性和安全性。當(dāng)主HCU恢復(fù)正常時(shí)，即可由主HCU重新進(jìn)行控制。在上述的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的操作機(jī)構(gòu)包括點(diǎn)火鑰 匙、加速踏板、制動踏板和換擋器。在上述的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的能源控制機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動 電機(jī)控制器、ISG電機(jī)控制器、動力電池管理系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)。在上述的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的主HCU包括與CAN總線 相聯(lián)的主控制器，所述的操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在主控制器上，在主控制器上聯(lián)接有看門狗和主故 障診斷模塊，所述的看門狗能夠?qū)χ骺刂破鬟M(jìn)行監(jiān)控且當(dāng)主控制器出現(xiàn)故障時(shí)看門狗能夠 使主控制器復(fù)位，同時(shí)所述的主故障診斷模塊能夠?qū)χ骺刂破鬟M(jìn)行故障診斷。在上述的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的主控制器上聯(lián)接有主監(jiān) 控模塊，所述的主監(jiān)控模塊能夠?qū)⒅骺刂破鞯挠?jì)算輸出值與其自身的輸出值進(jìn)行比較且當(dāng) 兩者差值超過設(shè)定范圍時(shí)，所述的主故障診斷模塊能夠?qū)χ骺刂破鬟M(jìn)行故障診斷。在上述的混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的輔助HCU包括與CAN總 線相聯(lián)的輔助控制器，所述的操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在輔助控制器上，在輔助控制器上聯(lián)接有輔助 故障診斷模塊和輔助監(jiān)控模塊，所述的輔助監(jiān)控模塊能夠?qū)⑤o助控制器的計(jì)算輸出值與其 自身的輸出值進(jìn)行比較且當(dāng)兩者差值超過設(shè)定范圍時(shí)，所述的輔助故障診斷模塊能夠?qū)o 助控制器進(jìn)行故障診斷。在上述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的主控制器為32位單片機(jī)， 所述的輔助控制器為8位單片機(jī)。絕大部分時(shí)間由主控制器處于控制狀態(tài)，而輔助控制器僅起到應(yīng)急補(bǔ)充作用，防 止出現(xiàn)安全事故，故沒有必要采用與主控制器相同的處理器。本發(fā)明的主控制器采用高性 能且價(jià)格相對較高的處理器，輔助控制器采用性能相對較差且價(jià)格也較低的處理器。因此， 本發(fā)明不僅有效提高了安全性，同時(shí)也兼顧了經(jīng)濟(jì)性。在上述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)中，所述的主控制器為MPC5604B，所 述的輔助控制器為MC9S08DZ60。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于1、采用 了兩級控制，當(dāng)其中一級出現(xiàn)故障時(shí)，另一次及時(shí)接替工作，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，有效 地提高了穩(wěn)定性和安全性。2、主控制器采用高性能且價(jià)格相對較高的處理器，輔助控制器
4采用性能相對較差且價(jià)格也較低的處理器，不僅有效提高了安全性，同時(shí)也兼顧了經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，主HCU 1、主控制器10、看門狗11、主故障診斷模塊12、主監(jiān)控模塊13、輔助 HCU2、輔助控制器20、輔助故障診斷模塊21、輔助監(jiān)控模塊22、CAN總線3、點(diǎn)火鑰匙41、加 速踏板42、制動踏板43、換擋器44、驅(qū)動電機(jī)控制器51、ISG電機(jī)控制器52、動力電池管理 系統(tǒng)53、發(fā)動機(jī)54。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)設(shè)置在混合動力汽車的操作 機(jī)構(gòu)和能源控制機(jī)構(gòu)之間。操作機(jī)構(gòu)包括點(diǎn)火鑰匙41、加速踏板42、制動踏板43和換擋器 44。能源控制機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)控制器51、ISG電機(jī)控制器52、動力電池管理系統(tǒng)53和發(fā) 動機(jī)54。本控制系統(tǒng)包括主HCUl和輔助HCU2，主HCUl和輔助HCU2分別與操作機(jī)構(gòu)相聯(lián) 接。主HCUl通過CAN總線3與能源控制機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，輔助HCU2聯(lián)接在CAN總線3上且能 接收主HCUl的狀態(tài)信號。主HCUl能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)，輔助 HCU2能夠在接收到主HCUl出現(xiàn)故障的狀態(tài)信號時(shí)接替主HCUl從而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信 號控制能源控制機(jī)構(gòu)。更具體地說，主HCUl包括與CAN總線3相聯(lián)的主控制器10，操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在主控 制器10上。在主控制器10上聯(lián)接有看門狗11和主故障診斷模塊12?？撮T狗11能夠?qū)χ?控制器10進(jìn)行監(jiān)控且當(dāng)主控制器10出現(xiàn)故障時(shí)看門狗11能夠使主控制器10復(fù)位，同時(shí) 主故障診斷模塊12能夠?qū)χ骺刂破?0進(jìn)行故障診斷。主控制器10上聯(lián)接有主監(jiān)控模塊 13，主監(jiān)控模塊13能夠?qū)⒅骺刂破?0的計(jì)算輸出值與其自身的輸出值進(jìn)行比較且當(dāng)兩者 差值超過設(shè)定范圍時(shí)，主故障診斷模塊12能夠?qū)χ骺刂破?0進(jìn)行故障診斷。輔助HCU2包括與CAN總線3相聯(lián)的輔助控制器20，操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在輔助控制器 20上。在輔助控制器20上聯(lián)接有輔助故障診斷模塊21和輔助監(jiān)控模塊22。輔助監(jiān)控模 塊22能夠?qū)⑤o助控制器20的計(jì)算輸出值與其自身的輸出值進(jìn)行比較且當(dāng)兩者差值超過設(shè) 定范圍時(shí)，輔助故障診斷模塊21能夠?qū)o助控制器20進(jìn)行故障診斷。本實(shí)施例中，主控制器10為32位單片機(jī)，輔助控制器20為8位單片機(jī)。更具體 地說，主控制器10為MPC5604B，輔助控制器20為MC9S08DZ60。當(dāng)主控制器10處于正常工作狀態(tài)時(shí)，主控制器10能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)輸入的信號 對能源控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；此時(shí)，輔助控制器20處于休眠狀態(tài)，輔助控制器20不會對操作 機(jī)構(gòu)輸入的信號進(jìn)行響應(yīng)和處理。主控制器10實(shí)時(shí)將自身狀態(tài)信號發(fā)送給輔助控制器20， 在主控制器10正常工作時(shí)，輔助控制器20僅接收CAN總線3信號，而不向CAN總線3發(fā)送 信號。當(dāng)輔助控制器20接收到主控制器10出現(xiàn)故障的狀態(tài)信號時(shí)，主控制器10不再根據(jù) 操作機(jī)構(gòu)輸入的信號對能源控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，此時(shí)，輔助控制器20接替主控制器10，從 而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)。主控制器10采用高性能且價(jià)格相對較高 的處理器，輔助控制器20采用性能相對較差且價(jià)格也較低的處理器。因此，本發(fā)明不僅有
5效提高了安全性，同時(shí)也兼顧了經(jīng)濟(jì)性。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了主HCUl、主控制器10、看門狗11、主故障診斷模塊12、主監(jiān) 控模塊13、輔助HCU2、輔助控制器20、輔助故障診斷模塊21、輔助監(jiān)控模塊22、CAN總線3、 點(diǎn)火鑰匙41、加速踏板42、制動踏板43、換擋器44、驅(qū)動電機(jī)控制器51、ISG電機(jī)控制器52、 動力電池管理系統(tǒng)53、發(fā)動機(jī)54等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù) 語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是 與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
一種混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，設(shè)置在混合動力汽車的操作機(jī)構(gòu)和能源控制機(jī)構(gòu)之間，其特征在于，本控制系統(tǒng)包括主HCU(1)和輔助HCU(2)，所述的主HCU(1)和輔助HCU(2)分別與操作機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，所述的主HCU(1)通過CAN總線(3)與能源控制機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，所述的輔助HCU(2)聯(lián)接在CAN總線(3)上且能接收主HCU(1)的狀態(tài)信號，所述的主HCU(1)能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)，所述的輔助HCU(2)能夠在接收到主HCU(1)出現(xiàn)故障的狀態(tài)信號時(shí)接替主HCU(1)從而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的操作 機(jī)構(gòu)包括點(diǎn)火鑰匙(41)、加速踏板(42)、制動踏板(43)和換擋器(44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的能源 控制機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)控制器(51)、ISG電機(jī)控制器(52)、動力電池管理系統(tǒng)(53)和發(fā)動 機(jī)(54)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的主HCU(I)包括與CAN總線(3)相聯(lián)的主控制器(10)，所述的操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在主控制 器(10)上，在主控制器(10)上聯(lián)接有看門狗(11)和主故障診斷模塊(12)，所述的看門狗(11)能夠?qū)χ骺刂破?10)進(jìn)行監(jiān)控且當(dāng)主控制器(10)出現(xiàn)故障時(shí)看門狗(11)能夠使主 控制器(10)復(fù)位，同時(shí)所述的主故障診斷模塊(12)能夠?qū)χ骺刂破?10)進(jìn)行故障診斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控 制器(10)上聯(lián)接有主監(jiān)控模塊(13)，所述的主監(jiān)控模塊(13)能夠?qū)⒅骺刂破?10)的計(jì)算 輸出值與其自身的輸出值進(jìn)行比較且當(dāng)兩者差值超過設(shè)定范圍時(shí)，所述的主故障診斷模塊(12)能夠?qū)χ骺刂破?10)進(jìn)行故障診斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔 助HCU (2)包括與CAN總線(3)相聯(lián)的輔助控制器(20)，所述的操作機(jī)構(gòu)聯(lián)接在輔助控制器 (20)上，在輔助控制器(20)上聯(lián)接有輔助故障診斷模塊(21)和輔助監(jiān)控模塊(22)，所述 的輔助監(jiān)控模塊(22)能夠?qū)⑤o助控制器(20)的計(jì)算輸出值與其自身的輸出值進(jìn)行比較且 當(dāng)兩者差值超過設(shè)定范圍時(shí)，所述的輔助故障診斷模塊(21)能夠?qū)o助控制器(20)進(jìn)行 故障診斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控 制器(10)為32位單片機(jī)，所述的輔助控制器(20)為8位單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控 制器(10)為MPC5604B，所述的輔助控制器(20)為MC9S08DZ60。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合動力汽車的HCU整車控制系統(tǒng)，屬于混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的混合動力車多能源動力總成控制器經(jīng)濟(jì)性差、成本高的問題。本混合動力汽車的雙HCU整車控制系統(tǒng)，包括主HCU和輔助HCU，主HCU和輔助HCU分別與操作機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，主HCU通過CAN總線與能源控制機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，輔助HCU聯(lián)接在CAN總線上且能接收主HCU的狀態(tài)信號，主HCU能夠根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)，輔助HCU能夠在接收到主HCU出現(xiàn)故障的狀態(tài)信號時(shí)接替主HCU從而根據(jù)操作機(jī)構(gòu)的輸入信號控制能源控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明具有可靠性高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B60W20/00GK101927764SQ201010257430
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者丁勇, 孫文凱, 李書福, 李傳海, 楊健, 由毅, 趙巖, 趙福全, 郭永斌 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司