CN108860124A - 一种电动车辆的控制***、控制方法及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电动车辆的控制***、控制方法及电动车辆，其中，该控制***，包括：主控模块、供电电路、控制空调压缩机工作的压缩控制器、控制制动气泵工作的制动控制器，主控模块与供电电路、压缩控制器及制动控制器分别连接；压缩控制器的输出端与制动气泵的输入端之间连接有备用开关；压缩控制器的输出端与空调压缩机的输入端之间连接有主开关；制动控制器的输出端与备用开关并行连接于制动气泵的输入端；当制动控制器失效时，主控模块控制主开关处于断开状态、备用开关处于闭合状态，实现压缩控制器代替制动控制器工作。采用本申请提供的电动车辆的控制***可以有效提高整车的安全性和可靠性。

Description

一种电动车辆的控制***、控制方法及电动车辆

技术领域

本申请涉及电动车辆领域，尤其涉及一种电动车辆的控制***、控制方法及电动车辆。

背景技术

为适应国家环境保护的战略需求，电动车辆如电动汽车正迎来快速发展时期。电动车辆的控制***设计能否最大程度地确保整车安全，是人们选购电动车辆时重点考虑的一个因素。

相关技术中，控制***中的各个控制器在物理上独立工作，其缺点是：如果其中一个影响行车安全的控制器如制动控制器发生故障，将给整车行车安全带来极大的隐患，可能会危及车乘人员的生命、财产安全。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电动车辆的控制***、控制方法及电动车辆。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供了一种电动车辆的控制***，包括：主控模块、供电电路、控制空调压缩机工作的压缩控制器、控制制动气泵工作的制动控制器，主控模块与供电电路、压缩控制器、制动控制器分别连接；

压缩控制器的输出端与制动气泵的输入端之间连接有备用开关；

压缩控制器的输出端与空调压缩机的输入端之间连接有主开关；

制动控制器的输出端与备用开关并行连接于所述制动气泵的输入端；

当制动控制器失效时，主控模块控制主开关处于断开状态、备用开关处于闭合状态，实现压缩控制器代替制动控制器工作。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

采用本申请提供电动车辆控制***，在行车过程中，如果制动控制器失效，可以通过闭合备用开关、断开主开关的方式，控制空调压缩机的压缩控制器代替制动控制器工作，确保制动控制器失效的紧急情况下，车辆不会丧失制动功能，确保行车安全，有效提高了整车的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种电动车辆的控制***的结构框图；

图2是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制***的结构框图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种供电电路的示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制***的结构框图；

图5-1是本申请一示例性实施例示出的一种电动车辆的控制***的结构示意图；

图5-2是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制***的结构示意图；

图6是本申请一示例性实施例示出的一种电动车辆的控制方法流程图；

图7是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制方法流程图；

图8是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制方法流程图；

图9是本申请一示例性实施例示出的另一种电动车辆的控制方法流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。术语“中心”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是机械连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，而不能理解指示或暗示相对重要性。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一单元也可以被称为第二单元，类似地，第二单元也可以被称为第一单元。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下结合附图描述本申请实施例提供的电动车辆的控制器***。本申请中电动车辆可以是至少具有两个驱动轮的电动汽车、电动公交车等车辆。

图1是本申请根据一示例性实施例示出的一种电动车辆的控制***的结构框图，该电动车辆的控制***可以包括：主控模块101、供电电路102、控制空调压缩机M1工作的压缩控制器103、控制制动气泵工作的制动控制器104，还可以包括：控制驱动电机M3工作的驱动控制器105、控制转向泵电机M2工作的转向控制器106；主控模块101与供电电路相连接、与各控制器分别通讯连接；

压缩控制器103的输出端与空调压缩机M1之间连接有主开关111；

压缩控制器103的输出端与制动气泵的输入端之间连接有备用开关112；

制动控制器104的输出端与备用开关112，并行连接于制动气泵的输入端。

本申请实施例中，制动控制器104的输出端与备用开关112的输出端连接后，连接于制动气泵的输入端；

在本申请另一实施例中，制动控制器104的输出端与备用开关112，也可以分别连接于制动气泵的输入端，如图2所示。

通常情况下，主开关111处于闭合状态，备用开关112处于断开状态，当制动控制器104失效时，主控模块101控制主开关111断开、备用开关112闭合，实现压缩控制器103代替制动控制器104控制制动气泵工作。可选地，当制动控制器104工作正常时，主开关111和备用开关112也可以均处于断开状态。

本申请中，由于备用开关112的一端连接压缩控制器103的输出端，另一端连接制动气泵。在压缩控制器103的控制开关处于闭合状态下，当制动控制器104失效时，可以控制备用开关112处于闭合状态、主开关111处于断开状态，将压缩控制器103与制动气泵连接，实现压缩控制器103代替制动控制器104对制动气泵进行控制，在制动控制器失效的紧急情况下，确保电动车辆仍具备制动功能，保障整车行驶安全。

图3示出了图1中供电电路的结构示意图，如图3所示，供电电路102可以包括：第一总开关K₂、第二总开关K₇、控制开关K₃～K₆。

其中，第一总开关K₂的一端与母线电压正极输出端连接，另一端并行连接各个控制器的控制开关K₃～K₆。

第二总开关K₇的一端与母线电压负极输出端连接，另一端与各个控制器的负极输入端并行连接。

控制开关K₃的一端连接第一总开关K₂，另一端与压缩控制器103的正极输入端连接。在一优选实施例中，控制开关K₃与压缩控制器103的正极输入端之间还可以连接有电路保护元件F₂，比如，快速熔断器，对压缩控制器进行过流保护。

控制开关K₄的一端连接第一总开关K₂，另一端与制动控制器104的正极输入端连接。在一优选实施例中，控制开关K₄与制动控制器104的正极输入端之间还可以连接有电路保护元件F₃，比如，快速熔断器，对制动控制器104进行过流保护。

控制开关K₅的一端连接第一总开关K₂，另一端与驱动控制器105的正极输入端连接。在一优选实施例中，控制开关K₅与驱动控制器105的正极输入端之间还可以连接有电路保护元件F₄，用于对驱动控制器105进行过流保护。其中，上述驱动控制器用于控制电动车辆的驱动电机产生动力。

控制开关K₆的一端连接第一总开关K₂，另一端与转向控制器106的正极输入端连接。在一优选实施例中，控制开关K₆与转向控制器106的正极输入端之间还可以连接有电路保护元件F₅，用于对转向控制器106进行过流保护。

本申请实施例中，主控模块可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局部网)总线、硬件电平信号、LIN(Local Interconnect Network，局域互联网络)总线等方式与各控制器通讯，也可以通过PLC(Power line Communication，电力载波通讯)方式与各控制器进行通讯。

其中，若主控模块通过CAN总线与各控制器进行通信，可以采用以下至少两种方式进行通讯连接：

第一种方式，通过整车控制模块间接通讯连接

如图5-1所示，主控模块通过CAN总线连接至整车控制模块，各控制器也通过CAN总线连接至整车控制模块。

在进行通信时，各控制器会通过CAN总线将各自的状态信息上报整车控制模块，主控模块从整车控制模块获取每个控制器或部分控制器的运行状态信息，并在制动控制器发生故障时显示故障提示信息。

第二种方式，主控模块通过CAN总线与各控制器直接通讯连接

如图5-2所示，各控制器通过CAN总线与主控模块连接，形成内网通信，主控模块还通过CAN总线连接至整车控制模块。

在进行通信时，主控模块采用内网通信方式获得各控制器的运行状态信息，并根据运行状态信息实现对各控制器的控制。主控模块需向整车控制模块上报控制器的故障状态信息，以使整车控制模块进行故障信息显示和报警。

本申请实施例中，主控模块与各控制器采用内网通信连接方式，受外部影响较小，在整车通信发生故障的情况下，也不会影响主控模块对各控制器的有效控制，可以有效提高整车行驶的安全性。

在一个可选实施例中，主控模块可以是整车控制模块，即通过整车控制模块来实现主控模块的功能。

采用上述实施例提供的控制***，各控制器可以与主控模块通信，在车辆行驶过程中，主控模块检测制动控制器发生故障时，会控制压缩控制器的控制开关处于闭合状态，并控制备用开关处于闭合状态、主开关处于断开状态，实现压缩控制器代替制动控制器工作，使电动车辆在制动控制器失效的紧急情况下仍具备制动功能，确保整车行车安全，保障车乘人员的生命和财产安全。

图4示出了另一种电动车辆的控制***的结构框图，在图1所示的实施例的基础上，还可以包括：与主控模块101连接的显示模块107。显示模块107用于接收主控模块发送的各种故障信息和/或报警信息并进行显示，尤其是接收主控模块发送的制动控制器故障信息和/或制动控制器的报警信息。

上述显示模块可以是设置于车辆驾驶室前端的液晶显示装置，也可以是显示各部件运行状况的仪表盘，本申请对此不作限制。

下面结合图5-1或5-2根据一示例性实施例示出的一种控制***的结构示意图，对上述控制***的结构及其工作过程进行详细说明。

本实施例中，在图1所示实施例的基础上，控制***还可以包括：DCDC转换器，为整车低压负载提供低压直流电源。该DCDC转换器的输入端通过控制开关K₁和电路保护元件F₁与母线电压的输出端连接。即，当K₁闭合时，母线输出的高压直流电可以经DCDC转换器转换为低压直流电，输送给各个低压负载。电路保护元件F₁用于对DCDC转换器进行过流保护。

在第一总开关K₂、第二总开关K₇以及控制开关闭合的情况下，控制器均可以输出U、V、W三相交流电，控制三相交流电机工作。

如图5-1所示，继电器K₉～K₁₁构成主开关，继电器K₁₂～K₁₄构成备用开关。

若制动控制器功能正常，主控模块控制继电器K₄闭合后，制动控制器可以控制制动气泵正常工作，实现车辆的制动功能。

当主控模块检测到制动控制器发生故障时，主控模块控制继电器K₃、K₁₂、K₁₃、K₁₄闭合，同时控制继电器K₄、K₉、K₁₀、K₁₁断开，从而实现压缩控制器临时代替制动控制器控制制动气泵工作，上述动作执行时长不超过100ms，有效保障了行车安全。

另外，当主控模块检测到制动控制器发生故障时，还会在仪表显示盘中显示制动故障信息并输出报警信息，以提醒驾驶员及时靠边停车，对制动控制机构进行检修或等待救援，进一步保障车乘人员的安全。

上述控制过程，虽然牺牲了压缩控制器对空调压缩机的控制，导致车厢舒适度降低，但可以有效确保车辆行车安全，有效提高了电动车辆的整车安全性和可靠性。

相应的，本申请实施例还提供了一种电动车辆，包括：为上述电动车辆的控制***提供电能的动力电池和上述任一实施例所示的控制***。上述电动车辆可以是电动汽车、老年代步车、电动公交车等至少具有两个驱动轮的车辆。

相应的，基于上述任一实施例的电动车辆的控制***，本申请还提供了一种电动车辆的控制方法。参照图6根据一示例性实施例示出的一种车辆控制方法的流程图，上述方法可以包括：

步骤11、主控模块获取制动控制器的工作状态信息；

在行车过程中，主控模块可以通过CAN总线、LIN总线等通讯方式获取制动控制器的工作状态信息，比如，制动控制器按照预设时间周期主动上报工作状态信息，或者，应主控模块的要求向主控模块随时上报工作状态信息。在本申请另一实施例中，主控模块也可以通过制动控制器的硬件电平信号获取制动控制器的工作状态信息，比如，当发现制动控制器的硬件电平信号异常时，判定制动控制器发生故障。

步骤12、根据制动控制器的工作状态信息确定制动控制器是否失效；

主控模块可以根据制动控制器的工作状态信息判断制动控制器功能是否正常。参照图7根据一示例性实施例示出的另一种车辆控制方法的流程图，上述步骤12可以包括：

步骤121、当工作状态信息指示制动控制器发生故障时，开始记录故障持续时长；

本申请实施例中，主控模块可以在以下至少两种情况下确定制动控制器发生了故障：

第一种情况，主控模块接收到制动控制器发送的故障报文，或者，检测到制动控制器的异常电平信号，该等情况下，工作状态信息可以是故障报文或者异常电平信号。

第二种情况，主控模块监测不到制动控制器的工作状态信息时，即出现工作状态信息消失的情况，即判定制动控制器发生故障。

当主控模块检测到制动控制器发生故障时，比如，接收到一个报文时，或者，检测到异常电平信号时，开始记录故障持续时长。

本申请实施例中，可以采用以下任一方式记录故障持续时长：

第一种方式，启动一个计时器，记录制动控制器的故障持续时长。

第二种方式，通过计算连续接收到的故障报文数量计算制动控制器的故障持续时长。在总线通讯方式下，制动控制器发生故障时，可以按照预设时间周期比如100ms向主控模块上报故障报文。基于此，主控模块可以根据接收到的故障报文数量计算故障持续时长，例如，连续接收到5个故障报文，则故障持续时长为500ms。

在本申请另一实施例中，当主控模块检测到制动控制器发生故障时，还可以立即显示故障信息如“制动控制器发生故障”，以便驾驶员及时了解车辆情况。

步骤122、将故障持续时长与预设时间阈值进行比较；

本申请实施例中，为避免主控模块对制动控制器故障误判而耽误正常行车，当主控模块检测到制动控制器发生故障时并不立即切换备用控制器，而是判断上述故障持续时长是否超过预设时间阈值，比如500ms，若是，执行步骤123；若否，表示上述预设时间内制动控制器发生短暂故障后又恢复正常，上述短暂故障的发生不会危及行车安全，或者，主控模块在短时间内出现了制动控制器故障误判，并确定制动控制器已自动恢复工作，不必采用其它控制策略。

步骤123、若故障持续时长超过预设时间阈值，确定制动控制器失效。

本申请实施例中，若上述制动控制器故障持续时长大于等于预设时间阈值如500ms，表示上述故障会危及行车安全，可以判定制动控制器失效，进而切换其它制动控制策略。

步骤13、当制动控制器失效时，控制压缩控制器代替制动控制器工作；

如上述图5-1所示实施例的工作过程，当主控模块确定制动控制器失效时，可以向主开关、备用开关和供电电路的控制器开关发送控制信号，即，控制压缩控制器的控制开关K₃处于闭合状态，备用开关中的K₁₂～K₁₄处于闭合状态，控制制动控制器的控制开关K₄以及主开关中K₉～K₁₁的处于断开状态，实现控制压缩控制器代替制动控制器工作，确保行车过程中车辆的制动功能正常。

在本申请另一实施例中，主控模块在确定制动控制器失效后的预设时长内，比如100ms之内，还可以采用信息显示、语音提示、报警声音等至少一种方式，输出提醒信息，如声音提示“制动控制器出现严重故障，请靠边停车”，提醒用户车辆出现严重故障，采取相应安全措施。

参照图8根据一示例性实施例示出的另一种车辆控制方法的流程图，上述步骤13可以包括：

步骤131、当制动控制器失效时，确定压缩控制器的控制开关的工作状态；

如图5-1所示，当制动控制器失效时，主控模块还需要首先判断压缩控制器的工作状态，包括：开启和关闭。若压缩控制器当前处于开启状态，即压缩控制器的控制开关K₃处于闭合状态，则执行步骤132。

步骤132、若压缩控制器的控制开关处于闭合状态，控制备用开关处于闭合状态、主开关处于断开状态；具体地，因备用开关之前处于断开状态，闭合备用开关；主开关之前如处于闭合状态，则断开主开关，如处于断开状态，则保持断开。

也就是说，如果主控模块在监测到制动控制器失效时，空调压缩控制器正处于工作状态，即空调处于打开状态，只需将主开关断开，备用开关闭合，使压缩控制器代替制动控制器工作。

步骤134、将制动控制器的控制开关由闭合状态转换为断开状态；

在压缩控制器成功代替制动控制器工作之后，为避免故障制动控制器漏电发生二次故障或浪费电能，作为一个优选的实施例，还可以进一步控制制动控制器的控制开关如图5-1中的K₄处于断开状态，避免事故发生并节约动力电池电量。

步骤135、触发压缩控制器控制制动气泵工作。

本申请实施例中，主控模块在确定压缩控制器与制动气泵连接后，主控模块可以向压缩控制器发送触发指令，触发压缩控制器进入预设的制动控制工作模式。在本申请另一实施例中，主控模块也可以按照预设制动控制策略生成制动控制指令发送给压缩控制器，使压缩控制器根据制动控制指令对制动气泵进行控制。

在本申请另一实施例中，若上述步骤131确定压缩控制器当前处于关闭状态，则在上述步骤131和步骤134之间执行下述步骤133，如图9所示：

步骤133、若压缩控制器的控制开关处于断开状态，控制控制开关闭合，并控制备用开关处于闭合状态、主开关处于断开状态；

也就是说，如果主控模块在监测到制动控制器失效时，空调压缩控制器处于关闭状态，即空调没有打开，此时，需要首先闭合压缩控制器的控制开关，使母线可以给压缩控制器供电，同时控制主开关处于断开状态、备用开关处于闭合状态，使压缩控制器代替制动控制器工作。

此处需要说明的是，在图8或图9所示实施例中，步骤134与上述步骤132或步骤133中的执行动作无先后顺序之分，可以同时进行，或者先执行步骤132或步骤133，再执行步骤134；或者先执行步骤134，再执行步骤132或133。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。

其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种电动车辆的控制***，其特征在于，包括：主控模块、供电电路、控制空调压缩机工作的压缩控制器、控制制动气泵工作的制动控制器，所述主控模块与所述供电电路、压缩控制器及制动控制器分别连接；

所述压缩控制器的输出端与所述制动气泵的输入端之间连接有备用开关；

所述压缩控制器的输出端与所述空调压缩机的输入端之间连接有主开关；

所述制动控制器的输出端与所述备用开关，并行连接于所述制动气泵的输入端；

当所述制动控制器失效时，所述主控模块控制所述主开关处于断开状态、所述备用开关处于闭合状态，实现所述压缩控制器代替所述制动控制器工作。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述备用开关的一端连接所述压缩控制器的输出端；另一端连接于所述制动气泵的输入端。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述供电电路包括：

与母线电压正极输出端连接的第一总开关和与母线电压负极输出端连接的第二总开关；

所述第一总开关的另一端并行连接有所述压缩控制器的控制开关和所述制动控制器的控制开关；每个所述控制开关的另一端与对应控制器的正极输入端连接；

所述第二总开关的另一端与所述压缩控制器和所述制动控制器的负极输入端分别连接。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述供电电路还包括：

连接于每个控制器的正极输入端与对应控制开关之间的电路保护元件。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：显示模块，用于接收所述主控模块发送的各种故障信息和/或报警信息并进行显示。

6.一种电动车辆，其特征在于，包括：权利要求1～5任一所述的车辆控制***和为所述车辆控制***提供电能的动力电池。

7.一种电动车辆的控制方法，其特征在于，所述电动车辆包括：主控模块、供电电路、控制空调压缩机工作的压缩控制器、控制制动气泵工作的制动控制器，所述主控模块与所述供电电路、压缩控制器及制动控制器分别连接，所述方法包括：

主控模块获取所述制动控制器的工作状态信息；

根据所述制动控制器的工作状态信息确定所述制动控制器是否失效；

当所述制动控制器失效时，控制所述压缩控制器代替所述制动控制器工作。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据制动控制器的工作状态信息确定所述制动控制器是否失效，包括：

当所述工作状态信息指示所述制动控制器发生故障时，开始记录故障持续时长；

将所述故障持续时长与预设时间阈值进行比较；

若所述故障持续时长超过所述预设时间阈值，确定所述制动控制器失效。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述工作状态信息指示所述制动控制器发生故障时，显示故障信息，并在确定所述制动控制器失效后的预设时长内输出提醒信息。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述供电电路还包括：和所述压缩控制器相连接的控制开关，和所述制动控制器相连接的控制开关；以及主开关和备用开关，其中所述主开关连接于所述压缩控制器和所述空调压缩机之间；所述备用开关连接于所述压缩控制器和所述制动气泵之间；

所述当所述制动控制器失效时，控制压缩控制器代替所述制动控制器工作，包括：

当所述制动控制器失效时，确定所述压缩控制器的控制开关的工作状态；

若所述压缩控制器的控制开关处于闭合状态，控制所述备用开关处于闭合状态、所述主开关处于断开状态；

将所述制动控制器的控制开关由闭合状态转换为断开状态；

触发所述压缩控制器控制所述制动气泵工作。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述供电电路还包括：和所述压缩控制器相连接的控制开关，和所述制动控制器相连接的控制开关；以及主开关和备用开关，其中所述主开关连接于所述压缩控制器和所述空调压缩机之间；所述备用开关连接于所述压缩控制器和所述制动气泵之间；

所述当所述制动控制器失效时，控制压缩控制器代替所述制动控制器工作，包括：

当所述制动控制器失效时，确定所述压缩控制器的控制开关的工作状态；

若所述压缩控制器的控制开关处于断开状态，控制所述压缩控制器的控制开关闭合，并控制所述备用开关处于闭合状态、所述主开关处于断开状态；

将所述制动控制器的控制开关由闭合状态转换为断开状态；

触发所述压缩控制器控制所述制动气泵工作。