专利名称：电动汽车控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车动力系统，尤其涉及一种电动汽车控制器。
技术背景
出于环保的目的，电动汽车的应用日益广泛。由于电机具有良好的牵引特性， 因此电动汽车的传动系统不需要离合器和变速器，车速控制由控制器通过调速系统改变 电机的转速即可实现。现有的电动汽车控制器只能开环控制车辆牵引电机，不能依据路 面变化、负载变化以及风阻变化等对电机进行实时有效的调整来保证车辆始终处于平稳 顺畅驾驶状态。因此，亟待提供一种改进的电动汽车控制器以克服上述缺陷。发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种电动汽车控制器，其可以保证电动汽车 随时都工作在平稳顺畅行驶状态，且安全可靠。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车控制器，其包括信号输入 模块、脉宽调制模块、主控模块、场效应管、电压采集模块和电机电流计算模块。其 中，所述信号输入模块用于接收用户命令；所述脉宽调制模块用于输出方波以驱动电 机；所述主控模块用于根据接收到的信号控制所述脉宽调制模块的输出；所述场效应管 的漏极与所述电机相连、源极接地、栅极接收所述脉宽调制模块输出的方波，所述场效 应管工作在线性工作区域；所述电压采集模块用于采集所述场效应管的漏极和源极之间 的电压；所述电机电流计算模块用于根据所述电压采集模块采集到的电压和所述场效应 管的输出特性计算电机电流，并将计算出的电机电流反馈至所述主控模块。
与现有技术相比，本发明的电动汽车控制器通过主控模块控制脉宽调制模块的 输出，使场效应管工作于线性区域，并通过电机电流计算模块计算出的电机电流输入所 述主控模块，所述主控模块根据用户命令以及电机电流调整所述脉宽调制模块的输出， 从而控制电机的转速，保持其稳定性，进而保证了电动汽车的舒适性和安全性。此外， 通过采集场效应管的漏极和源极之间的电压，并根据该电压计算电机电流，硬件电路简 单，采集数据真实，稳定可靠，信号时效性强，完全无滞后，便于电机有效、稳定、快 捷的控制。
较佳地，所述电动汽车控制器还包括补偿控制模块，用于对所述信号输入模块 输出的信号和所述电压采集模块输出的信号进行处理，并转发处理后的信号。
优选地，所述主控模块为鲁棒稳定控制模块，所述鲁棒稳定控制模块用于根据 所述补偿控制模块转发的信号获得电机电压修正量以调整所述脉宽调制模块的输出。
优选地，所述电动汽车控制器还包括系统保护模块，用于采集状态信号并发送 至所述鲁棒稳定控制模块，并根据所述鲁棒稳定控制模块的判断结果采取相应的保护操 作，所述鲁棒稳定控制模块判断所述状态信号是否超出预定范围。
进一步地，所述系统保护模块包括电流过高保护单元、电机电压过高保护单元、温度过高保护单元、电池电压过低保护单元和制动保护单元中的至少一个。
优选地，所述电动汽车控制器还包括CAN总线通讯模块，用于与汽车功能控制 单元进行实时通讯。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发 明的实施例。
图1为本发明电动汽车控制器的一实施例的结构框图。
图2为场效应管电流-电压线性曲线图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。 如上所述，本发明提供了一种电动汽车控制器，其可以保证电动汽车随时都工作在平稳 顺畅行驶状态，且安全可靠。
下面将结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。如图1所示，本实施例的 电动汽车控制器包括信号输入模块11、脉宽调制模块12、主控模块13、场效应管14、电 压采集模块15和电机电流计算模块16。所述信号输入模块11用于接收用户命令。所 述脉宽调制模块12用于输出方波以驱动电机10。所述主控模块13用于根据接收到的信 号控制所述脉宽调制模块12的输出。所述场效应管14的漏极D与所述电机10相连、源 极S接地、栅极G接收所述脉宽调制模块12输出的方波，所述脉宽调制模块12输出的方 波使场效应管14变成一个电子模拟开关，通过调整场效应管14的开关占空比时间，让所 述场效应管14工作在线性工作区域。所述电压采集模块15用于采集所述场效应管14的 漏极D和源极S之间的电压VDS。所述电机电流计算模块16用于根据所述电压采集模块 15采集到的电压Vds和所述场效应管14的输出特性(见图2、计算场效应管14的导通电 流ID，然后依据占空比算出单位时间内场效应管14的平均电流，即电机电流，并将计算 出的电机电流反馈至所述主控模块13。前述信号输入模块11输入的信号可以包括车速信 号、加速信号、减速信号、制动信号。
作为本发明的优选实施例，本实施例的电动汽车控制器还包括补偿控制模块 17。所述补偿控制模块17用于对所述信号输入模块11输出的信号和所述电压采集模块 16输出的信号进行处理，如去干扰处理、合理误差优化处理及器件老化参数偏移的补偿 处理等，并转发处理后的信号。本实施例的主控模块13为鲁棒稳定控制模块，所述鲁棒 稳定控制模块用于根据所述补偿控制模块17转发的信号，按照鲁棒稳定性控制理论综合 判断车辆当前的行车车况，如急加速方式，变加速方式和丢踏板后再加速方式等，获得 适合当前稳定行驶的电机电压修正量以调整所述脉宽调制模块12的输出。也就是说， 所述主控模块13将这个电机电压修正量与当前电机电压合成运算作为目标，控制输出电 压，这样车辆在行驶的过程中就能随时处于稳定的状态。
本实施例的电动汽车控制器还包括系统保护模块(图未示)，用于采集状态信号 并发送至所述主控模块13，即所述鲁棒稳定控制模块，并根据所述鲁棒稳定控制模块的 判断结果采取相应的保护操作，所述鲁棒稳定控制模块判断所述状态信号是否超出预定范围、当前电机运行趋势曲线是是否和预期控制曲线一致来决定。进一步地，所述系统 保护模块包括电流过高保护单元、电机电压过高保护单元、温度过高保护单元、电池电 压过低保护单元和制动保护单元中的至少一个。
优选地，所述电动汽车控制器还包括CAN总线通讯模块(图未示)，用于与汽 车功能控制单元，如仪表盘控制单元、电池管理系统控制单元、电动空调控制单元等进 行实时通讯，采用CAN总线可以保证实时的数据传输，每一条数据信息能交替无误的发 送出去，发送节点误差做到最小。
权利要求
1.一种电动汽车控制器，包括信号输入模块，用于接收用户命令；脉宽调制模块，用于输出方波以驱动电机；主控模块，用于根据接收到的信号控制所述脉宽调制模块的输出；其特征在于，还包括场效应管，所述场效应管的漏极与所述电机相连、源极接地、栅极接收所述脉宽调 制模块输出的方波，所述场效应管工作在线性工作区域；电压采集模块，用于采集所述场效应管的漏极和源极之间的电压；和电机电流计算模块，用于根据所述电压采集模块采集到的电压和所述场效应管的输 出特性计算电机电流，并将计算出的电机电流反馈至所述主控模块。
2.根据权利要求1所述的电动汽车控制器，其特征在于，还包括补偿控制模块，用于 对所述信号输入模块输出的信号和所述电压采集模块输出的信号进行处理，并转发处理 后的信号。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车控制器，其特征在于，所述主控模块为鲁棒稳 定控制模块，所述鲁棒稳定控制模块用于根据所述补偿控制模块转发的信号获得电机电 压修正量以调整所述脉宽调制模块的输出。
4.根据权利要求3所述的电动汽车控制器，其特征在于，还包括系统保护模块，用于 采集状态信号并发送至所述鲁棒稳定控制模块，并根据所述鲁棒稳定控制模块的判断采 取相应的保护操作，所述鲁棒稳定控制模块判断所述状态信号是否超出预定范围。
5.根据权利要求4所述的电动汽车控制器，其特征在于，所述系统保护模块包括电流 过高保护单元、电机电压过高保护单元、温度过高保护单元、电池电压过低保护单元和 制动保护单元中的至少一个。
6.根据权利要求1或2所述的电动汽车控制器，其特征在于，还包括CAN总线通讯 模块，用于与汽车功能控制单元进行实时通讯。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车控制器，其包括信号输入模块、脉宽调制模块、主控模块、场效应管、电压采集模块和电机电流计算模块。所述信号输入模块用于接收用户命令；所述脉宽调制模块用于输出方波以驱动电机；所述主控模块用于根据接收到的信号控制脉宽调制模块的输出；所述场效应管的漏极与电机相连、源极接地、栅极接收脉宽调制模块输出的方波，该场效应管工作在线性工作区域；所述电压采集模块用于采集场效应管的漏极和源极之间的电压；所述电机电流计算模块用于根据电压采集模块采集到的电压和场效应管的输出特性计算电机电流，并将计算出的电机电流反馈至主控模块。该电动汽车控制器可以保证电动汽车随时都工作在平稳顺畅行驶状态，且安全可靠。
文档编号B60R16/02GK102023577SQ201010538318
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者乐玉汉, 余斌, 卢佳, 吴泽民, 方驰, 王和平, 胡明新, 陆晓斌 申请人:东风汽车股份有限公司, 武汉市菱电汽车电子有限责任公司, 武汉新未来科技有限公司