專利名稱：用于混合動力汽車三cpu控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車控制系統(tǒng)，特別是混合動力汽車嵌入式控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)對混合動力汽車的狀態(tài)監(jiān)控、控制。
背景技術(shù)：
當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車動力利用率低，統(tǒng)計(jì)表明在占80 %以上的道路條件下， 一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市 區(qū)還會跌至25%，而且排放污染嚴(yán)重。以提高燃油發(fā)動機(jī)汽車動力利 用率，實(shí)現(xiàn)能量回收利用的混合動力汽車適應(yīng)了這一趨勢，混合動力 汽車以發(fā)動機(jī)和電動機(jī)作為汽車的動力源?；旌蟿恿ζ嚨恼嚳刂?系統(tǒng)，作為混合動力心臟，控制系統(tǒng)性能往往直接決定了整車的性能、 安全、燃油效率等等。當(dāng)前混合動力汽車控制系統(tǒng)多采用單CPU控制 器系統(tǒng)，當(dāng)該CPU工作失效的情況下，控制器無法正常工作，給司機(jī) 帶來很大不變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)， 由各控制單元完成各自的控制內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整車的有效、合理控 制，旨在改善整車的性能、安全、燃油效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案 一種用于混合動 力汽車三CPU控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)包括整車控制單元HCU、 整車安全控制單元SCU和電機(jī)控制單元MCU，其中整車控制單元HCU接收 整車的啟/?？刂?、再生制動等輸入控制信號，實(shí)施整車性能的控制； 整車安全控制單元SCU對整車力矩分配和整車運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)測，對 力矩的輸出做出效驗(yàn)，通過對比需求力矩和實(shí)際輸出力矩，對力矩的 有效性做出判斷，同時將結(jié)果通過CAN傳輸?shù)絼恿芾硐到y(tǒng)EMS和整車 控制HCU;電機(jī)控制單元MCU發(fā)出指令實(shí)施電機(jī)輔助驅(qū)動、再生制動等 性能控制。本發(fā)明主要包括三CPU構(gòu)成的控制系統(tǒng)，其中整車控制單元HCU (Hybrid Control Unit)根據(jù)整車的輸入控制信號，按著一定的控制 算法完成整車的控制性能，如啟/停控制，再生制動等等；整車安全 控制單元SCU (Safety Control Unit)為整車安全芯片，安全芯片對 整車力矩分配和整車運(yùn)行的異常情況進(jìn)行監(jiān)測，對力矩的輸出做出效 驗(yàn)，通過對比需求力矩和實(shí)際輸出力矩，對力矩的有效性做出判斷， 同時將結(jié)果通過CAN傳輸?shù)紼MS和HCU;MCU是以DSP為處理芯片的控 制單元，由通過一定的控制算法，完成對電機(jī)的控制。其中SCU和MCU 是屬于專用芯片，即它們完成或者實(shí)現(xiàn)特定的設(shè)計(jì)功能，同時它們又 是受控于HCU。電機(jī)控制單元MCU (Motor Control Unit)發(fā)指令讓電 機(jī)完成一定的動作，從而讓電機(jī)輔助驅(qū)動、再生制動等性能。HCU通 過指令來查詢安全芯片的狀態(tài)，安全芯片以實(shí)時監(jiān)測整車的安全狀態(tài)。 對于該系統(tǒng)內(nèi)部的這三個CPU之間，它們除了完成本身的相互通訊外， 還通過整車CAN與車上的其他控制單元通訊，如ABS(Antilock Brake System), EMS (Engine Management System), ICU (Instrument Control Unit)等等。本發(fā)明采用三CPU控制系統(tǒng)，各控制單元首先是各自完 成適當(dāng)?shù)目刂祈?xiàng)目，并且彼此通過整車CAN與車上的其他控制單元通 訊可以實(shí)現(xiàn)對車輛的合理控制，改善了整車的性能、安全、燃油效率
楚坐 寸寸。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)控制原理框圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖l，本發(fā)明控制系統(tǒng)包括整車控制單元HCU、整車安全控制 單元SCU和電機(jī)控制單元MCU，其中整車控制單元HCU接收整車的啟/停 控制、再生制動等輸入控制信號，實(shí)施整車性能的控制；整車安全控 制單元SCU對整車力矩分配和整車運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)測，對力矩的輸出 做出效驗(yàn)，通過對比需求力矩和實(shí)際輸出力矩，對力矩的有效性做出 判斷，同時將結(jié)果通過CAN傳輸?shù)絼恿芾硐到y(tǒng)EMS和整車控制單元 HCU;電機(jī)控制單元MCU發(fā)出指令實(shí)施電機(jī)輔助驅(qū)動、再生制動等性能
控制。
所述的整車控制單元HCU通過指令來査詢整車安全控制單元SCU 的狀態(tài)，整車安全控制單元SCU實(shí)時監(jiān)測整車的安全狀態(tài)，整車控制 單元HCU、整車安全控制單元SCU和電機(jī)控制單元MCU通過整車C認(rèn) 與車上的其他控制單元通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。以下結(jié)合圖l具體說明。
整車控制系統(tǒng)分成HCU、 MCU、 SCU三個功能控制單元，三個功能 控制子系統(tǒng)之間通過CAN (Controller Area Network)通訊，進(jìn)行 數(shù)據(jù)的交換。整車控制單元(HCU)通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù)字 輸入端口的輸入狀態(tài)，經(jīng)過控制、運(yùn)算最終控制整車的啟動、怠速、 再生制動、怠速停機(jī)等等。整車控制單元同時通過模擬量模塊采集電 源、傳感器供電電源的電壓和電流，DC—DC，以及溫度等等，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換處理之后，交由HCU完成對上述模擬量的監(jiān)測。HCU整車控制單 元與車上的其他控制單元通過CAN模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。
整車安全控制單元SCU通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù)字輸入端 口的輸入狀態(tài)如3.3伏電壓，逆變器錯誤信號，確定電機(jī)是否工作 在正常狀態(tài)。整車安全控制單元SCU通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù) 字輸入端口的輸入狀態(tài)，經(jīng)過一定的算法計(jì)算，確定輸入要求力矩是 否有效輸出。整車安全控制單元SCU通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù) 字輸入端口的輸入狀態(tài)，例如駕駛員門關(guān)閉信號，監(jiān)測整車的安全 狀態(tài)。整車安全控制單元SCU采用模擬量模塊采集DC—DC電流，判斷 DC—DC是否過流。整車安全控制單元SCU和HCU公用一個硬件看門狗， SCU定時的輸出踢狗信號，保障軟件代碼的安全。整車安全控制單元 SCU可以與HCU內(nèi)部CAN通訊，同時又作為一個外部節(jié)點(diǎn)與整車上其 他的控制子系統(tǒng)通訊。
電機(jī)控制單元MCU采用數(shù)字輸入模塊采集HCS08逆變器使能輸入 信號、逆變器過熱、逆變器過壓信號，判斷逆變器是否有使能要求和 逆變器的狀態(tài)。電機(jī)控制單元MCU采用數(shù)字輸入模塊采集點(diǎn)火信號， 檢測控制器上電是否正常。電機(jī)控制單元MCU采用模擬量輸入模塊采
集電機(jī)的位子信號、電機(jī)繞組的電流信號，作為電機(jī)控制輸入信號，
經(jīng)過控制運(yùn)算、確定控制輸出。電機(jī)控制單元MCU采用P麗輸出模塊， 輸出P簡調(diào)整門驅(qū)動的輸出電流，從而控制電機(jī)的扭矩輸出。電機(jī)控 制單元MCU與HCU采用內(nèi)部CAN進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
權(quán)利要求
1、 一種用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)包括整車控制單元HCU、整車安全控制單元SCU和電機(jī)控制單元MCU， 其中整車控制單元HCU接收整車的啟/停控制、再生制動等輸入控制信 號，實(shí)施整車性能的控制；整車安全控制單元SCU對整車力矩分配和整 車運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)測，對力矩的輸出做出效驗(yàn)，通過對比需求力矩 和實(shí)際輸出力矩，對力矩的有效性做出判斷，同時將結(jié)果通過CAN傳輸 到動力管理系統(tǒng)EMS和整車控制單元HCU;電機(jī)控制單元MCU發(fā)出指令實(shí) 施電機(jī)輔助驅(qū)動、再生制動等性能控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)，其 特征在于所述的整車控制單元HCU通過指令來査詢整車安全控制單 元SCU的狀態(tài)，整車安全控制單元SCU實(shí)時監(jiān)測整車的安全狀態(tài)，整 車控制單元HCU、整車安全控制單元SCU和電機(jī)控制單元MCU通過整 車CAN與車上的其他控制單元通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)， 其特征在于整車控制單元HCU通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù)字輸 入端口的輸入狀態(tài)，經(jīng)過控制、運(yùn)算最終控制整車的啟動、怠速、再 生制動、怠速停機(jī)等等，通過模擬量模塊采集電源、傳感器供電電源 的電壓和電流，DC—DC，以及溫度等等，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換處理之后，交 由HCU完成對上述模擬量的監(jiān)測。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)， 其特征在于整車安全控制單元SCU通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù) 字輸入端口的輸入狀態(tài)，確定電機(jī)是否工作在正常狀態(tài)；通過數(shù)字量 模塊實(shí)時采集車上數(shù)字輸入端口的輸入狀態(tài)，確定輸入要求力矩是否 有效輸出；通過數(shù)字量模塊實(shí)時采集車上數(shù)字輸入端口的輸入狀態(tài)， 監(jiān)測整車的安全狀態(tài)；整車安全控制單元SCU采用模擬量模塊采集 DC—DC電流，判斷DC_DC是否過流。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)，其特征在于電機(jī)控制單元MCU采用數(shù)字輸入模塊采集HCS08逆變器使能輸入信號、逆變器過熱、逆變器過壓信號，判斷逆變器是否有使能要求和逆變器的狀態(tài)；采用數(shù)字輸入模塊采集點(diǎn)火信號，檢測控制器 上電是否正常；采用模擬量輸入模塊采集電機(jī)的位子信號、電機(jī)繞組 的電流信號，作為電機(jī)控制輸入信號，經(jīng)過控制運(yùn)算、確定控制輸出；采用PWM輸出模塊，輸出P麗調(diào)整門驅(qū)動的輸出電流，控制電機(jī)的扭矩輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于混合動力汽車三CPU控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的整車控制單元HCU實(shí)施整車性能的控制，整車安全控制單元SCU對整車力矩分配和整車運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)測、判斷實(shí)施控制，電機(jī)控制單元MCU發(fā)出指令實(shí)施電機(jī)輔助驅(qū)動、再生制動等性能控制，各控制單元首先是各自完成適當(dāng)?shù)目刂祈?xiàng)目，并且彼此通過整車CAN與車上的其他控制單元通訊可以實(shí)現(xiàn)對車輛的合理控制，改善了整車的性能、安全、燃油效率等等。
文檔編號B60R16/02GK101122795SQ20071013179
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
發(fā)明者柳士江 申請人:奇瑞汽車有限公司