专利名称：一种混合动力综合控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于混合动力车辆的动力系统控制技术领域，尤其涉及一种混合动力综合控制器。
背景技术：
在全球能源危机以及环境不断恶化的背景下，具备低排放、低油耗、长行驶里程等优点的混合动力汽车越来越受到各大汽车厂商的青睐，伴随而来的是其更加广阔的市场前景。混合动力汽车的动力系统控制功能包括如下四个部分整车控制功能、电机控制功能、发动机控制功能以及电池管理功能，这些功能通过核心控制策略的综合协调、管理和控制，使整个动力系统达到最优化。 当前，在具体设计实现上述四个功能时，为了便于混合动力车型前期的研发和控制策略验证，如图I所示，一般将上述四个功能分别做在四个控制器中，并对各个控制器进行独立开发。且在开发过程中，考虑对混合动力系统中关键功能进行监控，例如对整车动力功能、电机控制功能进行监控，以确保上述关键功能在车辆运行时不会发生失效或在发生失效时能够及时的采取处理措施。基于上述考虑，目前采用将所选定的关键功能所在控制器设计成主副监控的结构，来实现功能控制及监控的双重目的。以对整车控制功能所在的整车控制器(HCU，Hybrid vehicle Control Unit)的结构为例，请参见图1，HCU具体设计成两个独立的控制器功能主控制器和监控从控制器，功能主控制器负责整车控制功能及它的监控部分，监控从控制器来智能检查主控制器，一旦功能主控制器出现严重故障时，由监控从控制器通过硬线方式关闭相应执行器。显然，上述控制器的主副监控的结构较为复杂，且对于混合动力车辆，由于动力源的控制分散在上述不同功能所在的不同的控制器中，若每个控制器或选定的多个关键功能控制器都做成上述主副监控的结构，则由其构成的混合动力系统将非常复杂；同时，功能主控制器严重故障时，监控从控制器关断动力系统也会给驾驶员造成极大不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合动力综合控制器，以解决上述问题，在满足功能控制部分的独立运行的同时，实现选定的关键或核心功能控制器之间的更完善的相互监控的目的，进而提高混合动力系统的集成度和可靠性、降低硬件成本。为此，本发明采用如下技术方案—种混合动力综合控制器,包括第一微控制器MCUl和第二微控制器MCU2,其中所述第一微控制器MCU1，用于作为混合动力系统的第一控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第一控制功能及对该第一控制功能进行监控，同时用于对所述MCU2进行监控；所述第二微控制器MCU2，用于作为混合动力系统的第二控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第二控制功能及对该第二控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。优选的，所述混合动力综合控制器，还包括外接电路和存储器，其中 所述外接电路，与所述MCUl和所述MCU2相连，用于在所述MCUl和所述MCU2分别基于混合动力车辆的相关信息实现其相应功能时，为所述MCUl和所述MCU2与混合动力车辆相应部件间进行数据通讯提供接口；所述存储器，与所述MCUl和所述MCU2相连，用于存储所述MCUl和所述MCU2分别实现其控制功能和监控功能所需的数据。优选的，所述MCU1，具体用于作为整车控制核心，实现对混合动力车辆的整车控制功能及对该整车控制功能进行监控，同时用于对所述MCU2进行监控；所述MCU2，具体用于作为电机控制核心，实现对混合动力车辆的电机控制功能及对该电机控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。·优选的，所述MCUl包括MCUl基本功能层、MCUl监控层和MCUl硬件监控层，其中所述MCUl基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行整车控制的整车控制功能；所述MCUl监控层，用于对所述MCUl的整车控制功能进行监控；所述MCUl硬件监控层，用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。优选的，所述MCU2包括MCU2电机基本功能层、MCU2对MCUl冗余层及MCU2硬件监控层，其中所述MCU2电机基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行电机控制的电机控制功能；所述MCU2对MCUl冗余层,用于在所述MCUl发生故障时,对MCUl进行故障处理；所述MCU2硬件监控层，用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。优选的，所述MCUl基本功能层包括管理模块，用于对所述混合动力综合控制器进行状态管理以及对所述混合动力综合控制器内的相应部件进行上、下电管理；驾驶员需求模块，用于接收驾驶员动力需求信号，并将所述驾驶员动力需求信号转换成驾驶员需求扭矩；模式选择和模式转换模块，用于选择混合动力系统的运行状态和运行模式，以及用于执行运行模式间的转换工作；扭矩分配模块，与所述驾驶员需求模块、所述模式选择和模式转换模块相连，用于基于所述驾驶员需求扭矩及所述运行状态、运行模式，进行电机需求扭矩及发动机需求扭矩的分配。优选的，所述MCUl监控层对MCUl的整车控制功能进行监控具体包括对MCUl的整车控制进行冗余计算，包括对驾驶员需求扭矩以及需求扭矩分配进行冗余计算；将计算得出的电机需求扭矩和发动机需求扭矩分别与电机实际扭矩和发动机实际扭矩进行比较；若比较结果为需求扭矩与实际扭矩的差值超过了一定阈值，则表明MCUl的整车控制功能出现故障，进入故障处理。优选的，所述MCU2电机基本功能层包括
检测模块，用于获取电机转速传感器和电流传感器的数据，并依据所述电机转速传感器和电流传感器的数据计算电机转速和电机各相绕组的相电流；位置计算模块，用于获取电机转速传感器的数据，并依据所述电机转速传感器的数据计算电机转子的位置；转速控制模块，用于基于所述检测模块和所述位置计算模块计算所得的结果数据实施电机转速控制；扭矩控制模块，用于基于所述电机转速控制实施相应的电机转矩控制；电流控制模块，用于基于所述电机转矩控制的控制结果，通过实施电流控制，来计算用于控制作为驱动级的电力变换器的占空比。优选的，所述MCU2对MCUl冗余层，在所述MCUl发生故障时，对MCUl进行故障处 理具体包括将对MCUl的整车控制进行冗余计算的冗余算法作为备用算法，并确定是否可以进入跛行回家模式，若可以，则启动所述跛行回家模式。本发明实施例提供的混合动力综合控制器，具体将选定的混合动力系统中的关键控制功能，如整车控制功能和电机控制功能，分别运行在两个微控制器中第一微控制器MCUl和第二微控制器MCU2，并将两个微处理器做在同一个设备中即本发明的混合动力综合控制器中，同时两个微控制器MCUl和MCU2分别作为对方的监控处理器，从而在满足了各个关键控制部分的独立运行的同时，又可以实现关键、核心功能控制器之间更完善的相互监控。与现有技术的混合动力系统中单一控制器的主副监控结构相比，本发明的混合动力综合控制器采用的关键控制功能控制器之间的相互监控的结构，在保证了关键控制功能控制器的独立运行的同时，通过相互监控的措施大大简化了混合动力系统中控制器的结构，进而提高了混合动力系统的集成度和可靠性、降低了硬件成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明提供的现有技术中混合动力系统的控制器的结构示意图；图2是本发明实施例一提供的混合动力综合控制器的一种结构示意图；图3是本发明实施例一提供的混合动力综合控制器的应用实例图；图4是本发明实施例二提供的混合动力综合控制器的另一种结构示意图；图5是本发明实施例三提供的MCUl的软件架构示意图；图6是本发明实施例三提供的MCU2的软件架构示意图。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结解释如下MCU =Micro Control Unit，中文名称为微控制单元或微控制器，又称单片微型计算机或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。BMS Battery Management System,电池管理系统。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种混合动力综合控制器，以下将通过多个实施例对该混合动力综合控制器进行详细描述。实施例一
针对现有技术的混合动力系统中某一控制功能所在控制器的复杂的主副监控结构，本发明提出了如下方案来对上述结构进行简化将两个核心控制功能分别运行在两个微处理器中，并将两个微处理器做在同一个设备中，即本发明的混合动力综合控制器，同时两个微处理器相互作为对方的监控处理器。现结合附图2对上述方案下的混合动力综合控制器的结构进行介绍。请参见图2，上述混合动力综合控制器包括第一微控制器M⑶I 100和第二微控制器MCU2 200，其中第一微控制器MCUl 100，用于作为混合动力系统的第一控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第一控制功能及对该第一控制功能进行监控，同时用于对所述MCU2进行监控。其中，MCU1，具体用于作为整车控制核心，实现对混合动力车辆的整车控制功能及对该整车控制功能进行监控，同时用于对MCU2进行监控。具体地，整车控制功能包括发动机/电机控制功能、控制器状态管理及系统上、下点管理等。上述整车控制功能具体通过采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并对采集的信号数据做出相应判断、处理后，依据处理结果控制下层的各部件控制器的动作，如发动机控制器等，来驱动车辆使其正常行驶。第二微控制器MCU2 200，用于作为混合动力系统的第二控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第二控制功能及对该第二控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。MCU2，具体用于作为电机控制核心，实现对混合动力车辆的电机控制功能及对该电机控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。其中，电机控制功能具体通过采集电机转速传感器和电机电流传感器的数据，对所采集的数据进行分析、处理得出电机转速、电机各相绕组的相电流以及电机转子的位置，并依据得出的上述三种数据实施电机转速控制、电机转矩控制来实现对作为驱动级的电力变换器的控制，最终实现对电机的控制。此处，需要说明的是，具体实施本发明时，所述第一控制功能及所述第二控制的功能不限于混合动力系统中的某两种特定的控制功能，其可由用户根据自己的需求选定，如具体可为用户从混合动力系统所包括的四种控制功能，即整车控制功能、电机控制功能、发动机控制功能以及电池管理功能中选定的任意两种。本发明实施例分别选定混合动力系统中的两个核心、关键功能——整车控制功能和电机控制功能为上述第一控制功能及第二控制功能，并分别将整车控制功能和电机控制功能设计在MCUl和MCU2中，请参见图3，其为将整车控制功能和电机控制功能分别设计在MCUl和MCU2中时，本发明的混合动力综合控制器的应用实例图。本发明实施例提供的混合动力综合控制器，具体将选定的混合动力系统中的关键控制功能，如整车控制功能和电机控制功能，分别运行在两个微控制器中第一微控制器MCUl和第二微控制器MCU2，同时两个微控制器MCUl和MCU2分别作为对方的监控处理器，从而在满足了各个关键控制部分的独立运行的同时，又可以实现关键、核心功能控制器之间更完善的相互监控。与现有技术的混合动力系统中单一控制器的主副监控结构相比，本发明的混合动力综合控制器采用的关键控制功能控制器之间的相互监控的结构，在保证了关键控制功能控制器的独立运行的同时，通过相互监控的措施大大简化了混合动力系统中控制器的结构，进而提高了混合动力系统的集成度和可靠性、降低了硬件成本。 实施例二本发明实施例二基于上述实施例一，公开了混合动力综合控制器的另一种结构，请参见图4，其在实施例一的混合动力综合控制器的结构的基础上，还包括外接电路300和存储器400，其中外接电路300，与所述第一微控制器MCUl 100和所述第二微控制器MCU2 200相连，用于在所述MCUl和所述MCU2分别基于混合动力车辆的相关信息实现其相应功能时，为所述MCUl和所述MCU2与混合动力车辆相应部件间进行数据通讯时提供接口。具体地，外接电路300为MCUl、MCU2与混合动力车辆相应部件间提供数据交互的I/O (input/output,输入 / 输出)接口。存储器400，与所述第一微控制器MCUl 100和所述第二微控制器MCU2200相连，用于存储所述MCUl和所述MCU2分别实现其控制功能和监控功能所需的数据。其中，具体实施时，用户可根据具体的存储需求选择存储器的种类和存储容量。本发明实施例二的混合动力综合控制器的其他组成部分与实施例一提供的混合动力综合控制器的结构相同，相关部分的介绍具体请参阅实施例一，此处不再详述。实施例三上述实施例一和实施例二从硬件结构的角度，以功能描述的方式对本发明的混合动力综合控制器进行了粗粒度的描述，本发明实施例三将基于实施例一和实施例二对混合动力综合控制器进行更加细粒度的描述，以保证该混合动力综合控制器除了能够进行正常的动力系统控制以外，还可以通过相互监控的监控措施保证混合动力车辆的正常运行。具体地，本实施例三对混合动力综合控制器的主要组成部分MCUl和MCU2的组成结构及该组成结构下的基本功能控制及其监控进行细节描述，此处，将上述MCUl和MCU2的组成结构及该组成结构下的基本功能控制及其监控的这一架构称为安全监控架构，本实施例中，该安全监控架构通过构建算法，以软件程序的形式实现，详见以下介绍。(一)MCUl的软件架构请参见图5，安全监控架构具体依据MCUl所需功能将MCUl的软件架构分为3层，包括MCUl基本功能层、MCUl监控层和MCUl硬件监控层。MCUl基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行整车控制的整车控制功能;MCU1监控层，用于对所述MCUl的整车控制功能进行监控；MCU1硬件监控层，用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。其中，MCUl基本功能层(MCU1第一层)包括发动机/电机控制功能，比如发动机扭矩需求的转换，系统输入/ 输出诊断等，同时，还包括系统输出值的限制等功能，具体地，MCUl基本功能层通过如下模块实现其功能管理模块、驾驶员需求模块、模式选择和模式转换模块以及扭矩分配模块。所述管理模块具体用于对所述混合动力综合控制器进行状态管理以及对所述混合动力综合控制器内的相应部件进行上、下电管理。驾驶员需求模块，用于接收驾驶员动力需求信号，并将所述驾驶员动力需求信号转换成驾驶员需求扭矩。驾驶员需求模块具体通过其包括的如下几个模块的分工、协调实现其具备的功能基于加速踏板的需求扭矩计算模块通过接收和处理驾驶员加速踏板需求信息，来分析驾驶员的意图并将所述驾驶员加速踏板信息换算成对动力源的驱动需求扭矩；制动踏板状态处理模块接收驾驶员制动踏板需求信息，并依据所述驾驶员制动踏板需求信息分析制动踏板状态及驾驶员对制动的需求；纵向加速度限制模块限制车辆纵向方向的加速度；基于巡航按钮的需求扭矩计算模块接收和处理驾驶员通过巡航按钮输入的车速需求，并结合当前行驶阻力矩换算成对动力源的驱动需求扭矩；驾驶辅助功能扭矩协调将上述基于加速踏板的需求扭矩计算模块、制动踏板状态处理模块等四个模块的需求扭矩进行协调处理，计算出中间需求扭矩；ESP (Electronic Stability Program,车身电子稳定系统)功能扭矩协调模块在车辆安装有ESP功能的的情况下，将上述中间需求扭矩与ESP系统进行进一步的调整；车辆功能扭矩协调及限制模块结合各种车辆功能对驱动扭矩需求进行进一步的调整。最终，通过上述各模块的处理，实现了将驾驶员动力需求信号转换成驾驶员需求扭矩的功能。模式选择和模式转换模块，用于选择、决定混合动力系统的运行状态和运行模式，以及用于执行运行模式间的转换工作。具体地，运行模式包括包括纯电动模式、串联模式、并联模式以及混联模式。扭矩分配模块，与所述驾驶员需求模块、所述模式选择和模式转换模块相连，用于基于所述驾驶员需求扭矩及所述运行状态、运行模式，进行电机需求扭矩及发动机需求扭矩的分配。具体地，扭矩分配模块依据当前的运行模式将逐级协调后的驾驶员需求扭矩转换为发动机需求扭矩和电机需求扭矩,之后将发动机需求扭矩发送给发动机控制器,进而发动机控制器根据所述发动机需求扭矩，控制发动机工作，使其提供与所述发动机需求扭矩相符合的扭矩输出；扭矩分配模块将电机需求扭矩发送至MCU2，MCU2依据所接收的电机需求扭矩通过电机相应控制算法控制电力变换器，从而电力变换器控制电机工作，使其提供与电机需求扭矩相符合的扭矩输出。具体实施时，以上各模块的功能可通过设计相应的处理算法并编写对应的软件处理程序来实现，如针对驾驶员需求模块设计驾驶员需求扭矩算法、针对扭矩分配模块设计扭矩分配算法等。综上，MCUl基本功能层通过上述架构所包括的各个模块间的分工及协作实现了其对发动机/电机、控制器状态及系统上、下电等进行控制和管理的整车控制基本功能。仍请参见图5，MCU1监控层(MCU1第二层)，采用与MCUl基本功能层不同的控制算法一整车控制冗余算法，计算模块的冗余输出值，通过与实际输出值进行比较，实现扭矩监控。该整车控制冗余算法具体对驾驶员需求扭矩以及扭矩分配等核心算法进行冗余计算，并将计算结果中的发动机需求扭矩及电机需求扭矩，分别与发动机实际扭矩及根据电流传感器、转速传感器等数据计算得出的电机实际扭矩进行比较，如果比较结果为冗余计算得出的需求扭矩值与实际扭矩值的差值超过了一定阈值，则表明MCUl的整车控制功能出现了故障。此时，MCUl监控层触发MCUl基本功能层判断、确定MCUl故障的等级，以及触发MCU2判断MCUl是否存在硬件故障，在此基础上确定混合动力车辆是否可以进入跛行回家模式，若可以，贝1J关闭MCUl与EMS (Engine management system,发动机管理系统)之间的CAN (ControllerArea Network,控制器局域网络)通信，同时MCU2将对MCUl的整车控制冗余算法作为备用算法，并启动自身的跛行回家模式程序，如Limp home程序，若不可以，则通过硬件方式关断动力系统驱动级。仍请参见图5，MCU1硬件监控层(MCU1第三层)，主要是对MCUl和MCU2硬件工作状态的监控，比如ADC (Analog-to-Digital Converter,模数转换)电路监控、应答通讯监控、周期存储器检测等。具体通过执行处理器指令监控，程序流检查，存储区检查以及与MCU2 的通讯应答监控等实现其功能。例如，当MCUl向MCU2的相关询问无应答时，则表明MCU2发生硬件故障，当MCU2发生严重故障时，该层将车辆从混和动力模式切换为传统发动机模式。(二)MCU2的软件架构相应地，请参见图6，安全监控架构同样将MCU2的软件架构分为3层MCU2电机基本功能层、MCU2对MCUl冗余层及MCU2硬件监控层。其中所述MCU2电机基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行电机控制的电机控制功能；所述MCU2对MCUl冗余层，用于在所述MCUl发生故障时,对MCUl进行故障处理；所述MCU2硬件监控层,用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。所述MCU2电机基本功能层(MCU2第一层)包括电机算法级计算的各个模块，具体包括检测模块、位置计算模块、转速控制模块、扭矩控制模块以及电流控制模块。其中检测模块，用于获取电机转速传感器和电流传感器的数据，并依据所述电机转速传感器和电流传感器的数据计算电机转速和电机各相绕组的相电流；位置计算模块，用于获取电机转速传感器的数据，并依据所述电机转速传感器的数据计算电机转子的位置；转速控制模块，用于基于所述检测模块和所述位置计算模块计算所得的结果数据实施电机转速控制；扭矩控制模块，用于基于所述电机转速控制实施相应的电机转矩控制；电流控制模块，用于基于所述电机转矩控制的控制结果，通过实施电流控制，来计算用于控制作为驱动级的电力变换器的占空比，以控制电力变换器进行工作，从而最终实现对电机的控制。此外，MCU2电机基本功能层还包括电机故障诊断模块，其对MCU2电机基本功能层的其他模块进行故障诊断，当检测到MCU2发生故障时，触发MCU2的第二层进行故障等级判断，并依据判断结果确定是否可以进入跛行回家模式，若可以，则执行上述limp home功能，若不可以，则通过硬件方式关断动力系统驱动级。MCU2对MCUl冗余层(MCU2第二层)，在所述MCUl发生故障时，对MCUl进行故障处理。具体地，该层实现混合动力车辆的跛行回家模式功能，其通过接收加速踏板、巡航控制、钥匙开关、档位等信号，对MCUl的驾驶员需求扭矩、需求扭矩分配以及系统上下电管理做冗余计算，并通过与实际扭矩进行比较来判断MCUl的故障等级，依据故障等级确定是否可以进入跛行回家模式，若可以则将对MCUl的整车控制进行冗余计算的冗余算法作为备用算法，并启动自身的limp home功能，转入跛行回家模式。另外，该层同时包括对MCU2的故障等级判断及故障处理功能当MCU2故障时，依据其故障等级确定是否可以进入跛行回家模式。当MCU2发生故障时，需根据故障等级，进入相应故障模式运行，严重故障时需要MCUl将车辆从混和动力模式切换为传统发动机模式，以提高混合动力汽车的可靠性和稳定性。MCU2硬件监控层(MCU2第三层)，与MCUl硬件监控层相似，具体通过执行处理器指令监控，程序流检查，存储区检查以及与MCU2的通讯应答监控等实现其功能。综上，安全监控架构中，MCUl的软件架构除包含作为整车控制核心的功能，以及MCUl自身监控、关键算法冗余计算之外，也包含对MCU2的通讯应答监控。MCU2的软件架构除包含电机计算算法功能外，也包含对MCUl的通讯应答监控以及关键算法的冗余计算功·能。列车运行时，本发明的混合动力综合控制器通过实施上述各功能，保证了混合动力车辆在进行正常的动力系统控制以外，还可以通过安全监控架构的相互监控措施保证混合动力车辆的正常运行。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种混合动力综合控制器,其特征在于,包括第一微控制器MCUl和第二微控制器MCU2，其中 所述第一微控制器MCU1，用于作为混合动力系统的第一控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第一控制功能及对该第一控制功能进行监控，同时用于对所述MCU2进行监控； 所述第二微控制器MCU2，用于作为混合动力系统的第二控制功能的控制核心，实现对混合动力车辆的第二控制功能及对该第二控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。
2.根据权利要求I所述的混合动力综合控制器，其特征在于，还包括外接电路和存储器，其中 所述外接电路，与所述MCUl和所述MCU2相连，用于在所述MCUl和所述MCU2分别基于混合动力车辆的相关信息实现其相应功能时，为所述MCUl和所述MCU2与混合动力车辆相应部件间进行数据通讯提供接口； 所述存储器，与所述MCUl和所述MCU2相连，用于存储所述MCUl和所述MCU2分别实现其控制功能和监控功能所需的数据。
3.根据权利要求I所述的混合动力综合控制器，其特征在于， 所述MCU1，具体用于作为整车控制核心，实现对混合动力车辆的整车控制功能及对该整车控制功能进行监控，同时用于对所述MCU2进行监控； 所述MCU2，具体用于作为电机控制核心，实现对混合动力车辆的电机控制功能及对该电机控制功能进行监控，同时用于对所述MCUl进行监控。
4.根据权利要求3所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCUl包括MCUl基本功能层、MCUl监控层和MCUl硬件监控层，其中 所述MCUl基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行整车控制的整车控制功能； 所述MCUl监控层，用于对所述MCUl的整车控制功能进行监控； 所述MCUl硬件监控层，用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。
5.根据权利要求4所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCU2包括MCU2电机基本功能层、MCU2对MCUl冗余层及MCU2硬件监控层，其中 所述MCU2电机基本功能层，用于实现对混合动力车辆进行电机控制的电机控制功能； 所述MCU2对MCUl冗余层，用于在所述MCUl发生故障时，对MCUl进行故障处理； 所述MCU2硬件监控层，用于对所述MCUl和所述MCU2进行硬件监控。
6.根据权利要求4所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCUl基本功能层包括 管理模块，用于对所述混合动力综合控制器进行状态管理以及对所述混合动力综合控制器内的相应部件进行上、下电管理； 驾驶员需求模块，用于接收驾驶员动力需求信号，并将所述驾驶员动力需求信号转换成驾驶员需求扭矩； 模式选择和模式转换模块，用于选择混合动力系统的运行状态和运行模式，以及用于执行运行模式间的转换工作； 扭矩分配模块，与所述驾驶员需求模块、所述模式选择和模式转换模块相连，用于基于所述驾驶员需求扭矩及所述运行状态、运行模式，进行电机需求扭矩及发动机需求扭矩的分配。
7.根据权利要求6所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCUl监控层对MCUl的整车控制功能进行监控具体包括 对MCUl的整车控制进行冗余计算，包括对驾驶员需求扭矩以及需求扭矩分配进行冗余计算； 将计算得出的电机需求扭矩和发动机需求扭矩分别与电机实际扭矩和发动机实际扭矩进行比较； 若比较结果为需求扭矩与实际扭矩的差值超过了一定阈值，则表明MCUl的整车控制功能出现故障，进入故障处理。
8.根据权利要求7所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCU2电机基本功能层包括 检测模块，用于获取电机转速传感器和电流传感器的数据，并依据所述电机转速传感器和电流传感器的数据计算电机转速和电机各相绕组的相电流； 位置计算模块，用于获取电机转速传感器的数据，并依据所述电机转速传感器的数据计算电机转子的位置； 转速控制模块，用于基于所述检测模块和所述位置计算模块计算所得的结果数据实施电机转速控制； 扭矩控制模块，用于基于所述电机转速控制实施相应的电机转矩控制； 电流控制模块，用于基于所述电机转矩控制的控制结果，通过实施电流控制，来计算用于控制作为驱动级的电力变换器的占空比。
9.根据权利要求8所述的混合动力综合控制器，其特征在于，所述MCU2对MCUl冗余层，在所述MCUl发生故障时，对MCUl进行故障处理具体包括 将对MCUl的整车控制进行冗余计算的冗余算法作为备用算法，并确定是否可以进入跛行回家模式，若可以，则启动所述跛行回家模式。
全文摘要
本发明公开了一种混合动力综合控制器，包括第一微控制器MCU1和第二微控制器MCU2。该混合动力综合控制器具体将选定的混合动力系统中的关键控制功能，如整车控制功能和电机控制功能，分别运行在MCU1和MCU2中，同时MCU1和MCU2分别作为对方的监控处理器，从而在满足了各个关键控制部分独立运行的同时，又可以实现核心功能控制器之间更完善的相互监控。与现有混合动力系统中控制器的主副监控结构相比，本发明采用的关键控制功能控制器之间的相互监控的结构，在保证了关键控制功能控制器的独立运行的同时，通过相互监控的措施大大简化了混合动力系统中控制器的结构，进而提高了混合动力系统的集成度和可靠性、降低了硬件成本。
文档编号B60W10/08GK102897165SQ20121043496
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者邓华林, 李涛, 王舜琰, 陈志平 申请人:北京经纬恒润科技有限公司