CN112046421B - 一种多合一控制器的上电控制装置、方法和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多合一控制器的上电控制装置、方法和汽车，该装置包括：控制单元，用于控制汽车的多合一控制器上电；控制单元，还用于在汽车的多合一控制器上电自检后，使PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断PDU控制下辅助驱动模块上电是否成功；控制单元，还用于若PDU控制下辅助驱动模块上电成功，则使PDU再控制汽车的主驱动模块上电；控制单元，还用于若PDU控制下辅助驱动模块上电失败，则使MCU、VCU和/或ACU控制辅助驱动模块再次上电。本发明的方案，可以解决新能源汽车的多合一控制器的内部结构复杂存在上电可靠性差的问题，达到提升新能源汽车的多合一控制器的上电可靠性的效果。

Description

一种多合一控制器的上电控制装置、方法和汽车

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种多合一控制器的上电控制装置、方法和汽车，尤其涉及一种新能源汽车多合一控制器高压上电控制装置、方法和汽车。

背景技术

新能源汽车的多合一控制器的内部结构复杂，影响多合一控制器的上电可靠性。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多合一控制器的上电控制装置、方法和汽车，以解决新能源汽车的多合一控制器的内部结构复杂存在上电可靠性差的问题，达到提升新能源汽车的多合一控制器的上电可靠性的效果。

本发明提供一种多合一控制器的上电控制装置，汽车的多合一控制器，包括PDU、MCU、VCU和ACU；所述多合一控制器的上电控制装置，包括：控制单元；所述控制单元，用于控制汽车的多合一控制器上电；所述控制单元，还用于在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功；所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电。

可选地，还包括：所述控制单元，还用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功；所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

可选地，还包括：所述控制单元，还用于在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功；所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

可选地，还包括：所述控制单元，还用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功；所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

可选地，所述控制单元使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，包括：使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU中的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电；或者，使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

可选地，其中，所述主驱动模块，包括：汽车的高压上电电路中的主继电器和主预充继电器；在所述主预充继电器的触点支路中设置有第一防反接模块；所述辅助驱动模块，包括：汽车的高压上电电路中的辅助继电器和辅助预充继电器；在辅驱预充继电器的触点支路中也设置有第二防反接模块。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种汽车，包括：以上所述的多合一控制器的上电控制装置。

与上述汽车相匹配，本发明再一方面提供一种汽车的多合一控制器的上电控制方法，汽车的多合一控制器，包括PDU、MCU、VCU和ACU；所述汽车的多合一控制器的上电控制方法，包括：控制汽车的多合一控制器上电；在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功；若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电。

可选地，还包括：在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功；若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

可选地，还包括：在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功；若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

可选地，还包括：在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功；若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

可选地，使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，包括：使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电；或者，使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

由此，本发明的方案，通过先由PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，在PDU控制辅助驱动模块上电失败时，再由MCU、ACU、VCU控制辅助驱动模块上电；在辅助驱动模块上电成功后，再由PDU控制汽车的主驱动模块上电，在PDU控制主驱动模块上电失败时，再由MCU、ACU、VCU控制主驱动模块上电，解决新能源汽车的多合一控制器的内部结构复杂存在上电可靠性差的问题，达到提升新能源汽车的多合一控制器的上电可靠性的效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的多合一控制器的上电控制装置的一实施例的结构示意图；

图2为多合一控制器内部组成模块；

图3为PDU电路板电路模块图；

图4为新能源汽车整体高压上电流程的一实施例的流程示意图；

图5为检验本发明电路的实际效果的曲线示意图；

图6为高压上电电路的结构示意图；

图7为新能源汽车整体高压上电流程的另一实施例的流程示意图；

图8为本发明的多合一控制器的上电控制方法的一实施例的流程示意图；

图9为本发明的方法中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控的一实施例的流程示意图；

图10为本发明的方法中对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控的一实施例的流程示意图；

图11为本发明的方法中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。

根据本发明的实施例，提供了一种多合一控制器的上电控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该多合一控制器的上电控制装置可以应用在汽车的多合一控制器的上电控制方面，汽车的多合一控制器，可以包括PDU、MCU、VCU和ACU。具体地，MCU为主驱电机控制单元，BMS为电池管理***，PDU为能量分配单元，VCU为整车控制单元，ACU为辅驱控制单元(驱动油泵和气泵)DC-DC为车载高压转27V模块。各个模块之间通讯由CAN总线连接。所述多合一控制器的上电控制装置，可以包括：控制单元。

具体地，所述控制单元，可以用于控制汽车的多合一控制器上电，在汽车的多合一控制器上电自检的情况下，汽车的高压上电电路中的所有继电器均为断开状态。例如：启动，经ACC档时多合一控制器首先进行上电自检工作，软件初始化，硬件复位。所有的继电器为断开状态，假设有问题，则对应问题有程序的处理，只需要按照提示再次复位就行。如钥匙开关由LOCK档经ACC调至ON档，低压蓄电池继电器K4闭合。

具体地，所述控制单元，还可以用于在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功。例如：PDU给辅驱上电，自检没问题后，PDU检测到钥匙ACC传来的信息，开始启动辅助驱动电机(如油泵、气泵等)。首先闭合辅助预充继电器K5，启动预充定时，闭合辅助预充继电器K5后，电流平缓上升，检测到K5辅助预充电压达到预设电压的90％，则闭合辅助继电器K6。再延时10ms后断开辅助预充继电器K5，辅驱上电完成。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电，并对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控。例如：辅驱上电完成后，开始主驱上电。闭合主预充继电器K1，等待电压上升，检测到主预充继电器K1主预充电压达到预设电压的90％，再闭合主继电器K2，然后延时10ms后断开主预充继电器K1(这步骤和辅驱上电类似)。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电。

例如：上高压电过程就可以先由PDU(即能量配置板)控制高压上电，如果偶尔不成功，无需复位，程序自动由VCU接手控制PDU上高压电，从而不需要重启，双重上电模式，提高了***的稳定性，也提高了***的可靠性。

例如：当检测到钥匙开关信号被触发(即有拧钥匙的动作)，PDU可以自行开通关断继电器，无需通过VCU；当PDU自行处理上电不成功，即上高压失效时，也可以立即接受VCU和MCU、ACU的控制，再次上电，从而不需要重启，也提高了***的可靠性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程，具体可以包括：

具体地，所述控制单元，还可以用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电，并对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

由此，通过对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控，可以提升所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电的可靠性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控的具体过程，具体可以包括：

具体地，所述控制单元，还可以用于在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

由此，通过对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控，可以保证所述PDU控制下所述主驱动模块上电控制的可靠性。

在一个进一步可选实施方式中，还可以包括：对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程，具体可以包括：

具体地，所述控制单元，还可以用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功。

具体地，所述控制单元，还可以用于若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

由此，通过对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控，可以保证所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电的可靠性和安全性。

可选地，所述控制单元使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，可以包括：所述控制单元，具体还可以用于使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU中的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电。

例如：VCU&&MCU&&ACU再次上电，则由VCU代替图2中的逻辑处理模块和通信状态收集模块，MCU和ACU代替图2采样和检测模块。根据检测的整车信息状态，并进行相应调整，如果满足重新启动条件，按照设定逻辑，VCU直接给PDU相应动作指令，使继电器动作，成功上电。

或者，所述控制单元使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，还可以包括：所述控制单元，具体还可以用于使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

例如：根据CAN通信原理，其实可以不需要经过VCU控制，只不过需要MCU和ACU单独给指令让PDU驱动继电器。MCU可以驱动主驱继电器和主驱预充继电器，ACU可以驱动辅驱继电器及辅驱预充继电器。通过使得对应继电器的开通，接通高压电，使得控制主驱电机和辅驱(油泵气泵)电机能够工作。至于空调、电加热、电除霜，则不需要拧钥匙点火就自动开启，这样造成浪费资源。行车过程中根据驾驶员的需求才开启的。

其中，所述主驱动模块，可以包括：汽车的高压上电电路中的主继电器和主预充继电器；在所述主预充继电器的触点支路中设置有第一防反接模块(如第一防反接二极管D1)。所述辅助驱动模块，可以包括：汽车的高压上电电路中的辅助继电器和辅助预充继电器；在辅驱预充继电器K5的触点支路中也设置有第二防反接模块(如第二防反接二极管D2)。

具体地，汽车的高压上电电路，可以包括：主预充继电器K1、主继电器K2、电空调继电器K3、低压24V蓄电池继电器K4、辅驱预充继电器K5、辅驱继电器K6、电除霜继电器K7和电加热继电器K8；在主预充继电器K1的触点所在线路中设置有第一防反接二极管D1，在辅驱预充继电器K5的触点所在线路中也设置有第二防反接二极管D2。该高压上电电路，上电不产生冲击电流，保护继电器不被烧坏，D1、D2防反接，保证电路安全。通过D1和D2这两个防反接二极管，防止高压电池反接，给控制器带来不可逆转的损坏。其实没有这个D1和D2防反二极管，该电路也能正常运行。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过先由PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，在PDU控制辅助驱动模块上电失败时，再由MCU、ACU、VCU控制辅助驱动模块上电；在辅助驱动模块上电成功后，再由PDU控制汽车的主驱动模块上电，在PDU控制主驱动模块上电失败时，再由MCU、ACU、VCU控制主驱动模块上电，上电策略安全可靠，双重上电模式，提高了***的稳定性，提升了驾驶员的驾车体验。

根据本发明的实施例，还提供了对应于多合一控制器的上电控制装置的一种汽车。该汽车可以包括：以上所述的多合一控制器的上电控制装置。

新能源汽车中，控制器未来肯定是集成在一起的，我们称为多合一控制器。但是由于多合一控制器内部模块多，结构复杂，相互电磁干扰相对严重，影响控制器内部通信，有偶尔上下高压电存在不成功的现象。一般上电不成功时，应对操作是再次重启，虽然有效，但无疑给车主带来不好的驾驶体验，甚至让车主对车的安全性产生怀疑。

在一个可选实施方式中，本发明的方案，采用一种简单稳定的电路结合一种新的高压上下电控制策略，使得上电更加稳定。

所有的控制策略都和整体硬件电路设计有关：检测电路、信号处理电路、动作电路等。一些方案中使用的是整车控制器(VCU)接收并处理信号，然后根据处理的结果控制继电器的通断完成上下高压电，这只用了VCU控制，VCU执行内容太多，且容易受干扰，此方法不够稳定可靠。另一些方案中高压电池继电器策略，其开通关断的主驱(主正)继电器的策略是，通过EVCU(和VCU一样)先检测汽车各状态量，再由再主驱电机控制器MCU控制继电器通断，这种方法不够灵活，两者之间需要较复杂信息交互才能确保上电，控制逻辑复杂。

综上，其实多合一控制器所有的控制，都绕不开VCU，都需要经VCU控制或者转发。这样做的好处是通讯有序，条理清晰。因为高压上电危险，需要通过VCU转发一些汽车状态量，从而确认车状态是正常的，可以进行上电。多合一控制器内，各个控制器是通过CAN总线连接的，具体可以参见图2所示的例子。由CAN通信的特性可知，每个节点都可以收发。所以我们需要的信息量既可以通过VCU转发，也可以直接自行获得，那么这个上高压电过程就可以先由PDU(即能量配置板)控制高压上电，如果偶尔不成功，无需复位，程序自动由VCU接手控制PDU上高压电。

下面结合图2至图7所示的例子，对本发明的方案中高压上电电路工作过程进行示例性说明。

图2所示的车用多合一控制器中：MCU为主驱电机控制单元，BMS为电池管理***，PDU为能量分配单元，VCU为整车控制单元，ACU为辅驱控制单元(驱动油泵和气泵)DC-DC为车载高压转27V模块。各个模块之间通讯由CAN总线连接。

图3所示的PDU，是控制继电器通断的控制板。如图3所示，PDU可以包括通信、采样、驱动、逻辑处理等模块，如通信状态量收集模块、采样检测模块、继电器驱动模块、逻辑处理模块等。当检测到钥匙开关信号被触发(即有拧钥匙的动作)，PDU可以自行开通关断继电器，无需通过VCU；当PDU自行处理上电不成功，即上高压失效时，也可以立即接受VCU和MCU、ACU的控制，再次上电，从而不需要重启，也提高了***的可靠性。本发明的方案中的上电策略安全可靠，双重上电模式，提高了***的稳定性，提升了驾驶员的驾车体验。

如图2和图3所示，多合一控制器内部通过CAN总线连接，因此各个模块之间可以相互通信，当PDU自行按逻辑上电失败时，可以由MCU、ACU和VCU共同控制PDU上电。

如图4所示的上电逻辑中，钥匙开关由LOCK档经ACC调至ON档，图6中低压蓄电池继电器K4闭合。具体地，如图4所示，

步骤11、启动，经ACC档时多合一控制器首先进行上电自检工作，软件初始化，硬件复位。所有的继电器为断开状态，假设有问题，则对应问题有程序的处理，只需要按照提示再次复位就行。

步骤12、PDU给辅驱上电，自检没问题后，PDU检测到钥匙ACC传来的信息，开始启动辅助驱动电机(如油泵、气泵等)。首先闭合辅助预充继电器K5，启动预充定时，闭合辅助预充继电器K5后，电流平缓上升，检测到K5辅助预充电压达到预设电压的90％，则闭合辅助继电器K6。再延时10ms后断开辅助预充继电器K5，辅驱上电完成。

其中，辅驱(即辅助驱动器)，是指新能源车多合一控制器中的控制器，包括转向电机控制器(如辅助控制方向盘)和打气电机控制器(如刹车用气刹)等。给辅驱上电，是指使辅驱控制器得高压电，对应得电的操作是使得辅驱继电器动作(K5，K6)。

主驱(即主驱动器)，是指新能源车多合一控制器中的动力电机控制器，在汽车前进后退时靠动力电机输出动力。给主驱上电，是指使主驱控制器得高压电，对应得电操作是使得主驱继电器动作(K1，K2)。

步骤12中辅驱上电自检，是指：控制器启动，开始工作，工作电压为低压24V，所以此时上电指的是上24V低压电，然后自检，所有上电自检都是未上高压电前的检查操作。

步骤13、辅驱上电完成后，开始主驱上电。闭合主预充继电器K1，等待电压上升，检测到主预充继电器K1主预充电压达到预设电压的90％，再闭合主继电器K2，然后延时10ms后断开主预充继电器K1(这步骤和辅驱上电类似)。步骤13中辅驱上电完成，是指辅驱控制器高压上电成功。

这个过程中，通信干扰，可能会由于干扰发生预充超时和预充过快故障，或者完全失效的预充故障。此时PDU接收整车状态量，或者检测量等外部输入量有问题(PDU程序一般不会有问题)。

步骤14、VCU&&MCU&&ACU再次上电，则由VCU代替图3中的逻辑处理模块和通信状态收集模块，MCU和ACU代替图3采样和检测模块。根据检测的整车信息状态，并进行相应调整，如果满足重新启动条件，按照设定逻辑，VCU直接给PDU相应动作指令，使继电器动作，成功上电。

其中，PDU它是能量分配单元，只是根据车钥匙信号，控制器各个控制器是否上高压的。参见图3所示的例子中，有四个模块，即控制、采样、检测和通信单元。因为硬件电路的原因，其它几个模块某些功能结合起来，可以完全替代PDU的那几个模块的作用，提升了PDU中各模块分别作用所带来的不稳定性。因为几个模块分别作用完成相应的控制过程，和一个模块独立作用完成相应的控制过程的稳定性方面是有差距的，在汽车上高压的危险情况下更是如此。

检测整车信息状态的情况，如PDU受到干扰上电不成功，需要检查汽车各个关键部位状态，如检查继电器不粘连、高压电池也正常、汽车通讯正常、传感器正常等。根据检测的整车信息状态相应调整的操作，和各个控制器程序有关，正常情况下VCU和MCU、ACU不控制上电情况，但如果PDU上不了电，VCU和MCU、ACU就要转而控制上电情况，如进行检测和控制等，上电完成再转回执行原本的程序部分。

在满足重新启动条件时按照设定逻辑，VCU直接给PDU相应动作指令，使继电器动作成功上电的操作中：重启条件，可以是整车信息状态没问题，除了上不了电，没检测到其它故障，就重启；设定逻辑，可以是VCU、MCU、ACU三个合力上电，三个模块一起配合，需要逻辑来调配三个模块，使三个控制器程序相互配合。

对于采样电阻，可以选用普通电阻，不过是阻值比较大，采样电路是低压的，采样采的是高压电。因为采样电路不能直接采样高压，采样的目的是为了测量实际输出到控制器的电压大小。

图5所示为采用本控制策略和对应电路的上电实测情况，未出现上电不成功的现象，效果良好。

本发明的方案中的高压上电电路可以参见图6所示的例子。如图6所示，高压上电电路，可以包括：第一至第八继电器即K1、K2……K8，第一至第二防反接二极管即D1、D2，第一至第二预充电阻如R1、R2，第一至第七保险管如F1、F2……F7。其中，K1为主预充继电器，K2为主继电器，K3为电空调继电器，K4为低压24V蓄电池继电器，K5为辅驱预充继电器，K6为辅驱继电器，K7为电除霜继电器，K8为电加热继电器。D1和D2为防反二极管，R1、R2为预充电阻，F1、F2……F7为保险管，各个器件之间的连接方式可以如图6所示的例子。采用图6所示的高压上电电路，上电不产生冲击电流，保护继电器不被烧坏，D1、D2防反接，保证电路安全。通过D1和D2这两个防反接二极管，防止高压电池反接，给控制器带来不可逆转的损坏。其实没有这个D1和D2防反二极管，该电路也能正常运行。

其中，图6中，T1～T9是导线上的点，可以作为采样电路的采样点。具体地，T1～T9都是电压采样点，T9为采样电压的参考点(0V)，T1为采样母线电压的点，T2～T8都是在继电器的下端。以T2为例：主驱部分，不管K1还是K2闭合，则T1到T2之间是导通的，所以检测到T2有高压，则可以判断主驱有继电器闭合；反之检测到T2电压为0，则主驱的继电器没有闭合。

本发明的方案中的多合一控制器高压上电策略，主要是通过使得对应继电器的开通，接通高压电，使得控制主驱电机和辅驱(油泵气泵)电机能够工作。至于空调、电加热、电除霜，则不需要拧钥匙点火就自动开启，这样造成浪费资源；行车过程中根据驾驶员的需求才开启的。

在一个可选例子中，根据CAN通信原理，其实可以不需要经过VCU控制，只不过需要MCU和ACU单独给指令让PDU驱动继电器。MCU可以驱动主驱继电器和主驱预充继电器，ACU可以驱动辅驱继电器及辅驱预充继电器。这种方式对通信要求更高。图7为新能源汽车整体高压上电流程的另一实施例的流程示意图。如图7所示，新能源汽车整体高压上电流程，可以包括：

步骤21、启动。

步骤22、PDU给辅驱上电，判断辅驱上电是否成功，若辅驱上电成功，则执行步骤23；若辅驱上电不成功，则ACU检测处理并给指令再次上电。

步骤23、辅驱上电完成后，PDU给主驱上电，并判断主驱上电是否成功，若主驱上电成功则结束上电过程，若主驱上电未成功则MCU检测处理给指令再次上电；若主驱再次上电识别则确认上电过程解析错误，断开强电。主驱上电成功后，可通过手动触发其它继电器动作。

由于本实施例的汽车所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过当检测到钥匙开关信号被触发(即有拧钥匙的动作)，PDU可以自行开通关断继电器，无需通过VCU；当PDU自行处理上电不成功，即上高压失效时，也可以立即接受VCU和MCU、ACU的控制，再次上电，从而不需要重启，也提高了***的可靠性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车的一种汽车的多合一控制器的上电控制方法，如图8所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该汽车的多合一控制器的上电控制方法可以应用在汽车的多合一控制器的上电控制方面，汽车的多合一控制器，可以包括PDU、MCU、VCU和ACU。具体地，MCU为主驱电机控制单元，BMS为电池管理***，PDU为能量分配单元，VCU为整车控制单元，ACU为辅驱控制单元(驱动油泵和气泵)DC-DC为车载高压转27V模块。各个模块之间通讯由CAN总线连接。所述汽车的多合一控制器的上电控制方法，可以包括：步骤S110至步骤S140。

在步骤S110处，控制汽车的多合一控制器上电，在汽车的多合一控制器上电自检的情况下，汽车的高压上电电路中的所有继电器均为断开状态。例如：启动，经ACC档时多合一控制器首先进行上电自检工作，软件初始化，硬件复位。所有的继电器为断开状态，假设有问题，则对应问题有程序的处理，只需要按照提示再次复位就行。如钥匙开关由LOCK档经ACC调至ON档，低压蓄电池继电器K4闭合。

在步骤S120处，在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功。例如：PDU给辅驱上电，自检没问题后，PDU检测到钥匙ACC传来的信息，开始启动辅助驱动电机(如油泵、气泵等)。首先闭合辅助预充继电器K5，启动预充定时，闭合辅助预充继电器K5后，电流平缓上升，检测到K5辅助预充电压达到预设电压的90％，则闭合辅助继电器K6。再延时10ms后断开辅助预充继电器K5，辅驱上电完成。

在步骤S130处，若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电，并对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控。例如：辅驱上电完成后，开始主驱上电。闭合主预充继电器K1，等待电压上升，检测到主预充继电器K1主预充电压达到预设电压的90％，再闭合主继电器K2，然后延时10ms后断开主预充继电器K1(这步骤和辅驱上电类似)。

在步骤S140处，若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电。

例如：上高压电过程就可以先由PDU(即能量配置板)控制高压上电，如果偶尔不成功，无需复位，程序自动由VCU接手控制PDU上高压电，从而不需要重启，双重上电模式，提高了***的稳定性，也提高了***的可靠性。

例如：当检测到钥匙开关信号被触发(即有拧钥匙的动作)，PDU可以自行开通关断继电器，无需通过VCU；当PDU自行处理上电不成功，即上高压失效时，也可以立即接受VCU和MCU、ACU的控制，再次上电，从而不需要重启，也提高了***的可靠性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程。

下面结合图9所示本发明的方法中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S140中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程，可以包括：步骤S210至步骤S230。

步骤S210，在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功。

步骤S220，若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电，并对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控。

步骤S230，若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

由此，通过对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电情况进行监控，可以提升所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电的可靠性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控的具体过程。

下面结合图10所示本发明的方法中对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S130中对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控的具体过程，可以包括：步骤S310至步骤S330。

步骤S310，在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功。

步骤S320，若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功。

步骤S330，若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

由此，通过对所述PDU控制下所述主驱动模块的上电情况进行监控，可以保证所述PDU控制下所述主驱动模块上电控制的可靠性。

在一个进一步可选实施方式中，还可以包括：对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程。

下面结合图11所示本发明的方法中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S330中对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控的具体过程，可以包括：步骤S410至步骤S430。

步骤S410，在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功。

步骤S420，若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功。

步骤S430，若所述MCU、所述VCU和所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

由此，通过对所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电情况进行监控，可以保证所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电的可靠性和安全性。

可选地，步骤S140中使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、步骤S330中使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，可以包括：使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU中的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电。

例如：VCU&&MCU&&ACU再次上电，则由VCU代替图2中的逻辑处理模块和通信状态收集模块，MCU和ACU代替图2采样和检测模块。根据检测的整车信息状态，并进行相应调整，如果满足重新启动条件，按照设定逻辑，VCU直接给PDU相应动作指令，使继电器动作，成功上电。

或者，步骤S140中使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、步骤S330中使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，可以包括：使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

例如：根据CAN通信原理，其实可以不需要经过VCU控制，只不过需要MCU和ACU单独给指令让PDU驱动继电器。MCU可以驱动主驱继电器和主驱预充继电器，ACU可以驱动辅驱继电器及辅驱预充继电器。通过使得对应继电器的开通，接通高压电，使得控制主驱电机和辅驱(油泵气泵)电机能够工作。至于空调、电加热、电除霜，则不需要拧钥匙点火就自动开启，这样造成浪费资源；行车过程中根据驾驶员的需求才开启的。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述汽车的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过使多合一控制器内部通过CAN总线连接，因此各个模块之间可以相互通信，当PDU自行按逻辑上电失败时，可以由MCU、ACU和VCU共同控制PDU上电，双重上电模式，提高了***的稳定性，提升了驾驶员的驾车体验。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种多合一控制器的上电控制装置，其特征在于，汽车的多合一控制器，包括PDU、MCU、VCU和ACU；所述多合一控制器的上电控制装置，包括：控制单元；

所述控制单元，用于控制汽车的多合一控制器上电；

所述控制单元，还用于在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功；

所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；

所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电；

还包括：

所述控制单元，还用于在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功；

所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；

所述控制单元，还用于若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

2.根据权利要求1所述的多合一控制器的上电控制装置，其特征在于，还包括：

所述控制单元，还用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功；

所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；

所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

3.根据权利要求2所述的多合一控制器的上电控制装置，其特征在于，还包括：

所述控制单元，还用于在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功；

所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；

所述控制单元，还用于若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

4.根据权利要求3所述的多合一控制器的上电控制装置，其特征在于，所述控制单元使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，包括：

使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU中的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电；

或者，

使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

5.根据权利要求3所述的多合一控制器的上电控制装置，其特征在于，其中，所述主驱动模块，包括：汽车的高压上电电路中的主继电器和主预充继电器；在所述主预充继电器的触点支路中设置有第一防反接模块；

所述辅助驱动模块，包括：汽车的高压上电电路中的辅助继电器和辅助预充继电器；在辅驱预充继电器的触点支路中也设置有第二防反接模块。

6.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的多合一控制器的上电控制装置。

7.一种如权利要求6所述的汽车的多合一控制器的上电控制方法，其特征在于，汽车的多合一控制器，包括PDU、MCU、VCU和ACU；所述汽车的多合一控制器的上电控制方法，包括：

控制汽车的多合一控制器上电；

在汽车的多合一控制器上电自检后，使所述PDU控制汽车的辅助驱动模块上电，并判断所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电是否成功；

若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；

若所述PDU控制下所述辅助驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电；

还包括：

在使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电后，判断所述PDU控制下所述主驱动模块的上电是否成功；

若所述PDU控制下所述主驱动模块上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；

若所述PDU控制下所述主驱动模块上电失败，则使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电。

8.根据权利要求7所述的汽车的多合一控制器的上电控制方法，其特征在于，还包括：

在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电是否成功；

若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电成功，则使所述PDU再控制汽车的主驱动模块上电；

若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述辅助驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

9.根据权利要求8所述的汽车的多合一控制器的上电控制方法，其特征在于，还包括：

在使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电之后，判断所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电是否成功；

若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电成功，则确定所述多合一控制器的上电成功；

若所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制下所述主驱动模块的再次上电失败，则确定所述多合一控制器上电故障，并断开所述多合一控制器的强电电源。

10.根据权利要求9所述的汽车的多合一控制器的上电控制方法，其特征在于，使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述辅助驱动模块再次上电、使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU控制所述主驱动模块再次上电，包括：

使所述VCU执行所述PDU中的逻辑处理功能，并使所述MCU和所述ACU执行所述PDU中的采样功能和检测功能，以使所述MCU、所述VCU和/或所述ACU共同执行所述PDU的功能来控制所述辅助驱动模块或所述主驱动模块再次上电；

或者，

使所述ACU驱动所述辅助驱动模块再次上电，使所述MCU驱动所述主驱动模块再次上电。

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