CN102227713B - 汽车中的旋转电机和电子控制单元的组合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合，其包括具有旋转电机(10)的***(1)和电子控制单元(4)。***(1)被安装在汽车中且包括集成的控制电路(14)。集成的控制电路(14)包括经由数据通讯链(30)连接至电子控制单元(4)的RAM(140)。电子控制单元(4)包括可重写存储器(41)。根据本发明，***(1)的配置数据永久储存(410，411)在可重写存储器(41)中提供，在***(1)的配置阶段所述数据上载至RAM(140)中。

Description

汽车中的旋转电机和电子控制单元的组合
技术领域
本发明一般可应用于汽车工业中。
更特别地，本发明涉及包括至少一个旋转电机和集成的控制电路的***与电子控制单元的组合，该***被安装于汽车中，***的集成控制电路包括经由数据通讯链连接至电子控制单元的RAM，电子控制单元包括可重写（rewritable）存储器。
背景技术
如图2所示，在当前用在汽车工业中的旋转电机5中，通常设置有集成的内部控制电路50以基于外部电子控制单元6（例如发动机控制单元）提供的指令来管理旋转电机的操作。
集成的控制电路50通常围绕ASIC电子部件而被建立。外部电子控制单元6包括被设置用于管理电机10的软件部分60。外部电子控制单元6和集成的控制电路50经由通讯链7通讯。外部电子控制单元6经由该通讯链7传输指令来控制电机5的操作。
如图2所示，集成的控制单元50包括ROM只读存储器，其通常包括程序指令和参数表。
现有技术的该传统体系结构的问题在于开发应用时的灵活性和成本。
由此，例如，在交流发电机-起动机形式的电机5的情况下，该电机的控制策略由集成的控制电路50执行。
该控制策略依赖于一些特定参数，其被编程在形成该集成控制电路50的核心的ASIC的ROM中所包括的表中。参数表是根据应用、汽车的内燃机和电机而被选择的。这意味着所有参数在ASIC的硅芯片的制造期间必须是已知的，但是这常常与用于定义这些参数的开发试验的计划冲突。
而且，ASIC硅芯片是针对应用特定的且每个新的应用要求制造新的硅芯片。
为了避免针对每种新应用制造新的硅芯片，一种方案可包括例如在电机已被装配后将参数表编程在OTP（随时编程，On-Time Programming）型存储器中。但是，OTP存储器的代价是不能超过几个字节且这种方案是不实际的。
发明内容
本发明提出一种包括至少一个旋转电机和集成的控制电路的***与电子控制单元的组合，该***被安装在汽车中，该***的集成控制电路包括经由数据通讯链连接至电子控制单元的RAM，且电子控制单元包括可重写储存器。
根据本发明，该组合包括在可重写存储器中的***的配置数据永久储存以及在***的配置阶段期间所述配置数据至RAM中的上载部分。
除了解决上述现有技术的问题外，本发明的组合使得旋转电机的集成控制电路被标准化，这是由于配置数据不再被写入只读存储器中而是存在于该电路的RAM中。
根据一个特定实施例，配置数据包括至少一个参数表和/或控制软件部分。
根据另一特征，在配置数据被在上载至集成的控制电路中之后，在所述数据上执行错误检测。
根据又一特征，如果检测到错误，集成的控制电路使用默认配置数据。
根据再一特征，默认配置数据是由集成的控制电路使用的最后有效配置数据。
根据再一特征，如果检测到错误，新的默认配置数据被上载到集成的控制电路的RAM中。
根据另一特征，配置数据的上载周期被用于启动***的预先命令掩盖。
根据其他特征：
集成的控制电流围绕ASIC建立；
旋转电机是交流发电机-起动机；和
旋转电机是交流发电机且集成的控制电路是该交流发电机的调节器。
附图说明
通过阅读下面参考附图对多个特定实施例的描述，本发明的其它优点和特征将变得更清楚，其中：
图1是根据本发明的交流发电机-起动机***的一个特定实施例的总体框图；
图2示出了旋转电机、电子控制单元和通讯链的组合，所述组合属于现有技术。
具体实施方式
如图1所示，在该特定实施例中，根据本发明的交流发电机-起动机***1主要包括交流发电机-起动机形式的旋转电机10、可逆AC/DC转换器11、电能储存电容12、DC/DC转换器13和集成的控制电路14。
交流发电机-起动机***1被连接至汽车上的双电压网，其能供应较低的DC电压Vb和浮动的较高DC电压Vb+X。
较低的DC电压Vb通常是来自装备汽车的铅酸电池2的12V。优选地，电压Vb可被用于给汽车上需要相对稳定电压的耗电件供电，例如灯光和指示装置。
在该特定实施例中，DC电压Vb+X例如在12和60V之间变化且可在储能电容12的端子处获得，用于该电容的充电电压特别依赖于旋转电机10的回收制动操作。
电压Vb+X可被优先用于给接收可变电压的耗电件供电，例如除冰设备。但是，在特定应用中，电压Vb+X，经由专用DC/DC转换器（未示出），还可被用于给需要稳定DC电压的耗电件供电，例如工作于12V的汽车音响。而且，在特定应用中电压Vb+X还可被用于给运行于起动机或驱动模式中的旋转电机10供应高于12V的电压。
如图1所示，旋转电机10经由链接件101与汽车的内燃机MT机械地联接。除了起动机和交流发电机模式，在该***1中，电机10还能运行于回收制动和增扭器（torque booster）模式中。
在回收制动模式中，电机10提供的输出电压是可变的，在该实施例中通常在16和60伏特之间。
在增扭器模式中，除了由内燃机MT提供的扭矩外，电机10提供额外的扭矩用于牵引汽车。
AC/DC转换器11是可逆装置，且当旋转电机10必须运行于驱动/起动机模式中时，能使得电机10被供应从储能电容12的端子处的DC电压获得的三相AC电压，当旋转电机10必须运行于交流发电机模式中时，能使得由电机10供应的三相电压被整流为整流DC电压的形式。该整流DC电压给储能电容12充电、经由DC/DC转换器13给电池2充电。
储能电容12这里主要包括超级电容组，其装备有适当的电子电路。为了方便起见，储能电容12在本说明的其余部分中也可被称为“超级电容组”。
当旋转电机10运行于回收制动模式或交流发电机模式中时，超级电容组12，当被以AC/DC转换器11供应的DC电压充电时，能使得电能被储存。例如当电机10不提供输出和当电池2不能响应电压Vb网上的峰值电流需求时，储存在超级电容组12中的能量经由DC/DC转换器13可被恢复至电压Vb+X网，以给各耗电件供电且在特定情况下被恢复到电压Vb网。而且，储存在超级电容组12中的能量（如上已经指出的），可被用于利用电压Vb+X（其可非常显著地高于传统电压12V）来起动内燃机或用于为内燃机增加扭矩，由此使得旋转电机10在大热力发动机的情况下供应所需的相当大的机械扭矩。
DC/DC转换器13是可逆装置，在一方面，允许能量传送至电压Vb网以给耗电件供电和给电池2充电，且在另一方面，当旋转电机10运行于驱动/起动机模式中时基于电池2的12V电压沿相反方向传送能量以在需要时给超级电容组12充电和给AC/DC转换器11供电。
集成的控制电路14基于代表交流发电机-起动机***1的内部状态和汽车的状态的数据来管理交流发电机-起动机***1的操作。集成的控制电路14围绕ASIC部件建立。
控制软件模块（未示出）被实施在集成的控制电路14中以驱动交流发电机-起动机***1。状态数据和命令可经由信号交换链在交流发电机-起动机***1的集成的控制电路14和各个功能元件之间交换。集成的控制电路14与元件10、11、12和13之间的信号交换链L1、L2、L3和L4被示出于图1上。
根据本发明，在集成的控制电路14中，用于控制***1的操作的控制策略模块需要（call up）一个或多个参数表141，该参数表存在于集成的控制电路14的RAM中。优选地，该RAM是ASIC的RAM，集成的控制电路14围绕该ASIC建立。
在交流发电机-起动机***1的初始化阶段，参数表被上载至RAM140中，所述初始化阶段随***1的启动而开始。
在特定应用中，控制软件模块的一个或多个控制软件部分142也被上载至RAM中，其方式与参数表141相同，且由集成的控制电路14的处理器（未示出）执行。
由参数表141和控制软件部分142形成的数据被从电子控制单元（ECU）4经由通讯链3上载。
在该实施例中，电子控制单元4例如是汽车的发动机控制单元。通讯链是LIN型的连接件，但是其它标准也可被使用，例如CAN总线。
仍如图1所示，电子控制单元4包括控制软件部件40用于驱动***1。在***1的操作过程中，例如制动踏板或加速踏板上的压力这样的数据可由此被电子控制单元4经由链接件3或另一数据通讯总线（未示出）传输至交流发电机-起动机***1。
根据本发明，在用于***1的启动的初始化阶段中，控制软件部分40开始将参数表和/或控制软件部分上载至RAM140中。在电子控制单元4中，这些参数表和/或控制软件部分分别具有附图标记410和411。
根据该实施例，参数表410和控制软件部分411被永久地储存在闪存型的可重写存储器41中。有利地，这些参数表410和控制软件部分411可由此在开发该应用的阶段中被容易地修改（标定）。
由发明人进行的测试表明，200数据字节形式的控制软件部件411和参数表410可经由LIN型链接件3在350ms内被上载。
这里应注意，随***1的启动开始的该上载周期可被用于该启动的预先命令掩盖（例如通过检测车门的打开/关闭顺序、通过检测离合器踏板上的压力等的预先行为）。
此外，仍然具有掩盖用于上载配置数据的周期的目的，在本发明的特定应用中，***被以最后有效配置数据启动且这些数据随后通过在***的非激活阶段（换句话说是在***没有被需要时）上载新的配置数据而被刷新。
为了可靠性，在特定应用中，上载数据的完整性可通过CRC（循环冗余检查）类型的校验和或通过软件任务（在后台）校验。
优选地，当伴随上载的错误被检测到时，上载的数据141和142可被默认数据143代替（图1）以将电机置于原定（sedentary）状态，还可交换***1的控制策略。
这些默认数据可以是***使用的最后有效数据。
在其它应用中，如果错误被检测到时，***的集成控制电路可要求快速上载，例如通过诸如在AUTOSAR（汽车开放***，Automotive Open System）体系中定义的高优先权数据帧。这使得默认数据的使用周期被缩短。
本发明主要应用于交流发电机和交流发电机-起动机***，例如参考图1所述的那些。
在交流发电机的情况下，数据被上载入的RAM是ASIC的RAM，该ASIC在本发明的一个应用的情况下形成交流发电机的调节器的核心。
本发明可有利地被应用于另一交流发电机-起动机***中，其是内燃机的装备有停止/自动启动功能的交流发电机-起动机***。在这种情况下，元件12和13，如图1所示，是不存在的且控制软件模块包括该功能。

Claims (7)

1.一种包括能够运行于回收制动模式和增扭器模式中的交流发电机-起动机(10)、AC/DC转换器(11)、DC/DC转换器(13)、电能储存单元(12)和集成的控制电路(14)的***(1)与电子控制单元(4)的组合，所述***(1)被安装在汽车中，***(1)的所述集成的控制电路(14)包括经由数据通讯链(3)连接至所述电子控制单元(4)的RAM(140)，且所述电子控制单元(4)包括可重写存储器(41)，其特征在于，该组合包括，在所述可重写存储器(41)中的所述***(1)的配置数据(410，411)永久储存以及在所述***(1)的配置阶段期间所述配置数据(410，411；141，142)至所述RAM(140)中的上载部分,所述配置数据包括至少一个参数表(141)和/或控制软件部分(142),且所述配置数据的上载周期被用于启动***(1)的预先命令掩盖。
2.如权利要求1所述的组合，其特征在于，所述配置数据(141，142)在上载至所述集成的控制电路(14)中之后，在所述数据上执行错误检测。
3.如权利要求2所述的组合，其特征在于，如果检测到错误，则集成的控制电路(14)使用默认配置数据(143)。
4.如权利要求3所述的组合，其特征在于，默认配置数据(143)是集成的控制电路(14)使用的最后有效配置数据。
5.如权利要求2所述的组合，其特征在于，如果检测到错误，新的默认配置数据(143)被上载至所述集成的控制电路(14)的所述RAM(140)中。
6.如权利要求1所述的组合，其特征在于，所述集成的控制电路(14)围绕ASIC建立。
7.如权利要求1所述的组合，其特征在于，所述集成的控制电路(14)是所述交流发电机-起动机(10)的调节器。
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