专利名称：混合动力控制器、混合动力汽车以及混合动力控制方法
技术领域：
本发明涉及四驱强混动力汽车设计领域，具体地说，本发明涉及一种特别适于四 驱强混动力汽车的混合动力控制器、包含该混合动力控制器的混合动力汽车、以及相应的 混合动力控制方法。
背景技术：
近几年，汽车对石油的大量消耗以及尾气排放问题引起各国政府高度重视，节能 减排成为一个重要课题。新能汽车开始成为焦点，而技术已接近成熟的混合动力汽车开始 崭露头角，这给四驱强混动力汽车发展奠定了坚实的基础，四驱强混动力汽车控制器开发 进入预研阶段。四驱强混动力汽车控制器承担着整车功率动力分配、前驱与后驱的动力协调以及 检测刹车，油门等关键信号等工作。因此，开发一个功能全、系统稳定、处理数据量大、处理 速度快的控制器是非常重要的。但是，现有技术中，对混合动力汽车的混合动力进行控制的混合动力控制器往往 无法有效地控制车辆的混合动力，从而无法根据行驶状况或者车辆状态来调整动力系统的 分配。所以，现有技术中的混合动力控制器的控制效率是较低的，并且不能有效地实现混合 动力车的节能及节油效果。因此，希望提出一种四驱强混动力汽车的混合动力控制器的设计方案，使得能够 有效管理四驱强混动力汽车的动力分配及协调相关模块工作，从而可以最大限度发挥四驱 强混动力汽车的节能及节油效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够有效地控制混合动力汽车的混合动力系统并 且有效地实现混合动力系统的节能和/或节油效果的混合动力控制器以及相应的混合动 力控制方法。根据本发明的第一方面，提供了一种混合动力控制器，其包括模拟信号采集电 路，用于采集传感器信号；数字信号采集电路，用于采集开关信号；脉冲信号采集电路，用 于采集控制信号；以及微处理器，用于对模拟信号采集电路所采集的传感器信号、数字信号 采集电路所采集的开关信号、以及脉冲信号采集电路所采集的控制信号进行处理以发出对 动力模式进行控制的控制指令。根据本发明的第一方面，混合动力控制器通过精准的信号采集和准确的数据分 析，实现最佳的动力分配，从而达到最佳节油效果。需要说明的是，术语“传感器信号”例如可包括混合动力汽车中所配置的对行驶状 况或者车辆状态进行感测的传感器所采集到的与车辆的行驶状况或者车辆状态有关的信号。术语“开关信号”例如可包括与车辆启动、车辆禁动、以及汽车动力系统中各个动
3力设备的启动和关闭等有关的信号。术语“脉冲信号”例如可包括与操作人员通过车辆上的操作期间输入的操作命令 或操作指令等有关的信号。优选地，在上述混合动力控制器中，所述混合动力控制器用于四驱强混动力汽车。优选地，在上述混合动力控制器中，所述动力模式包括四驱模式、前驱模式、纯电 动模式以及混合动力模式。优选地，在上述混合动力控制器中，所述混合动力控制器还包括线性稳压电源模 块，用于将电池设备所提供的电压转换成稳定的期望电压。优选地，在上述混合动力控制器中，所述混合动力控制器还包括数字输出驱动模 块以及脉冲输出驱动模块。优选地，在上述混合动力控制器中，所述混合动力控制器还包括硬件狗复位模块， 用于根据操作人员的指令或者系统的自动设置而对微处理器进行复位。优选地，在上述混合动力控制器中，所述混合动力控制器还包括第一 CAN通讯模 块，用于与混合动力汽车的前电机驱动控制器进行通信；以及第二 CAN通讯模块，用于与混 合动力汽车的后电机驱动控制器进行通信。优选地，在上述混合动力控制器中，所述第一 CAN通讯模块还用于与混合动力汽 车的电池管理系统、发动机管理系统进行通信。根据本发明的第二方面，提供了一种混合动力汽车，其包括根据本发明第一方面 的混合动力控制器。根据本发明的第三方面，提供了一种混合动力控制方法，其包括步骤利用模拟信 号采集电路采集传感器信号；利用数字信号采集电路采集开关信号；利用脉冲信号采集电 路采集控制信号；以及利用微处理器，对模拟信号采集电路所采集的传感器信号、数字信号 采集电路所采集的开关信号、以及脉冲信号采集电路所采集的控制信号进行处理，以发出 对动力模式进行控制的控制指令。
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解 并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图1是根据本发明实施例的整车电气系统结构图。图2是根据本发明实施例的混合动力控制器的结构的示意图。注意，附图用于说明本发明，而非限制本发明。
具体实施例方式为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内 容进行详细描述。本发明提供了一种四驱强混合动力汽车控制器的设计方法，其能够有效管理四驱 强混动力汽车的动力分配及协调相关模块工作，最大限度发挥四驱强混动力汽车的节油效果。在根据本发明实施例的四驱强混合动力汽车控制器中，可通过I/O采样电路采集四驱强混动力汽车的控制信号、传感器信号以及开关信号，由输出驱动电路实现控制执行 器，并通过CAN通讯电路接收和传递相关信息给其他模块。由此，四驱强混合动力汽车控制器在进行处理(例如经过逻辑运算)之后，可发出 对动力模式进行控制的控制指令。例如，例如动力模式包括四驱模式、前驱模式、纯电动模 式以及混合动力模式；从而，可以通过发送控制指令以实现四驱模式、前驱模式、纯电动模 式以及混合动力模式的合理控制达到最佳节油效果。具体地说，图1是根据本发明实施例的整车电气系统结构图。如图1所示，混合动 力控制器通过CAN通讯网络I与发动机管理系统、变速箱控制器、前电机驱动控制器、电池 管理系统以及充电器进行数据传出，并通过采集传感器信号和开关信号及时知晓整车的运 行状态，并将指令送给执行器执行。混合动力控制器通过接收数据分析，得知需要四驱模式 的请求信号的时候，通过CAN通讯网络II将指令发送给后电机驱动控制器，实现四驱模式。 并且，例如，在路况平坦的时候，混合动力控制器可以发送指令给后电机驱动控制器以关闭 四驱模式。具体地说，混合动力控制器通过采集整车传感器信号、部件控制信号及部件脉冲 信号，进行相应的逻辑运算和处理，通过数字输出驱动电路模块和脉冲输出驱动电路模块 送给其他控制模块或其他执行器且通过两路CAN通讯接口与整车模块进行数据传送与接 收。 图2是根据本发明实施例的混合动力控制器的结构的示意图。如图2所示，混合动 力控制器由微处理器及外围电路、线性稳压电源模块、模拟信号采集电路、数字信号采集电 路、脉冲信号采集电路、数字输出驱动电路、脉冲输出驱动电路、硬件狗复位模块、以及CAN 通讯网络模块(包括第一 CAN通讯模块以及第二 CAN通讯模块)等组成。其中，微处理器及外围电路指的是微处理器、以及通常包含在微处理器中的外围 电路，例如但不限于诸如高速缓存之类的存储器部分。混合动力控制器的线性稳压电源模块从整车低压蓄电池上采集9V-16V电压，转 换成5V等级的电压信号。模拟信号采集电路主要采集0-5V的电压信号，经过限流电阻送给微处理器的模 拟通道。数字信号采集电路主要采集高电平为12士0. 5V，低电平为0士0. 5V的电压信号， 经过限流电阻送给微处理器的数字通道。脉冲信号采集电路主要采集幅值为5V，频率为IMHz，占空比0% -100%的脉冲信 号，经过限流电阻送给微处理器的PWM通道。数字输出驱动电路模块包括低边驱动，驱动电流1-3A ；高边驱动，驱动电流为 I-IOA0 PWM驱动电路模块有幅值为5V，频率为IKHz，占空比0% -100%以及幅值为12V，频 率为IKHz，占空比0% -100%的两种脉冲信号。硬件狗复位模块用于根据操作人员的指令或者系统的自动设置而对微处理器进 行复位。CAN通讯网络可以接受所有控制器单元的数据，并发出指令给其他控制器执行。其 中提供了两路CAN通讯接口(第一 CAN通讯模块和第二 CAN通讯模)，它们相互独立，其中 第一 CAN通讯模块经由CAN通讯网络I与电池管理系统、前电机驱动控制器、发动机管理系统、仪表进行数据通讯，第二 CAN通讯模经由CAN通讯网络II与后电机驱动控制器进行通 讯。其中，电池管理系统用于管理车辆中的电池(例如图1所示的高压电池)，前电机 驱动控制器用于控制前电机，发动机管理系统用于控制发动机，并且后电机驱动控制器用 于控制后电机。需要说明的是，本领域技术人员可以理解的是，本说明书中例举了各种信号的电 压值、电流值、占空比、频率等，但是所例示的各个范围仅仅用于说明本发明，或者用于说明 某些特定应用，对于不同的混合动力汽车规范，各种信号可以采用其它的电压值、电流值、 占空比、频率。因此，所述数值仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。对于本领域技术人员来说明显的是，可在不脱离本发明的范围的情况下对本发明 进行各种改变和变形。本领域技术人员可以理解的是，所描述的实施例仅用于说明本发明， 而不是限制本发明；本发明并不限于所述实施例，而是仅由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种混合动力控制器，其特征在于包括 模拟信号采集电路，用于采集传感器信号； 数字信号采集电路，用于采集开关信号； 脉冲信号采集电路，用于采集控制信号；以及微处理器，用于根据模拟信号采集电路所采集的传感器信号、数字信号采集电路所采 集的开关信号、以及脉冲信号采集电路所采集的控制信号进行处理以发出对动力模式进行 控制的控制指令。
2.根据权利要求1所述的混合动力控制器，其特征在于，所述混合动力控制器用于四 驱强混动力汽车。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力控制器，其特征在于，其中所述动力模式包括四 驱模式、前驱模式、纯电动模式以及混合动力模式。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力控制器，其特征在于，所述混合动力控制器还包 括线性稳压电源模块，用于将电池设备所提供的电压转换成稳定的期望电压。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力控制器，其特征在于，所述混合动力控制器还包 括数字输出驱动模块以及脉冲输出驱动模块。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力控制器，其特征在于，所述混合动力控制器还 包括硬件狗复位模块，用于根据操作人员的指令或者系统的自动设置而对微处理器进行复 位。
7.根据权利要求1或2所述的混合动力控制器，其特征在于，所述混合动力控制器还包括第一 CAN通讯模块，用于与混合动力汽车的前电机驱动控制器进行通信；以及 第二 CAN通讯模块，用于与混合动力汽车的后电机驱动控制器进行通信。
8.根据权利要求7所述的混合动力控制器，其特征在于，其中所述第一CAN通讯模块还 用于与混合动力汽车的电池管理系统、发动机管理系统进行通信。
9.一种混合动力汽车，其特征在于包括根据权利要求1-8之一所述的混合动力控制
10.一种混合动力控制方法，其特征在于包括步骤 利用模拟信号采集电路采集传感器信号；利用数字信号采集电路采集开关信号； 利用脉冲信号采集电路采集控制信号；以及利用微处理器，对模拟信号采集电路所采集的传感器信号、数字信号采集电路所采集 的开关信号、以及脉冲信号采集电路所采集的控制信号进行处理，以发出对动力模式进行 控制的控制指令。
全文摘要
本发明提供了一种混合动力控制器、混合动力汽车以及混合动力控制方法。根据本发明的混合动力控制器包括模拟信号采集电路，用于采集传感器信号；数字信号采集电路，用于采集开关信号；脉冲信号采集电路，用于采集控制信号；以及微处理器，用于对模拟信号采集电路所采集的传感器信号、数字信号采集电路所采集的开关信号、以及脉冲信号采集电路所采集的控制信号进行处理以发出对动力模式进行控制的控制指令。根据本发明，混合动力控制器通过精准的信号采集和准确的数据分析，实现最佳的动力分配，从而达到最佳节油效果。
文档编号B60W20/00GK102060015SQ20101058723
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者桂海勇 申请人:奇瑞汽车股份有限公司