專利名稱：電動車輛底盤控制器的制作方法
相關的申請以下的美國專利申請是與本申請同日遞交的，并依賴于本申請，并被作為本申請的參考文獻。
同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,295，標題為“平頂概念”。
同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,332，標題為“電感馬達和有關的冷卻方法”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,333，標題為“電動汽車用12伏特系統(tǒng)”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,334，標題為“用于電動車輛推進系統(tǒng)的直接冷卻切換模塊”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,335，標題為“電動車輛推進系統(tǒng)”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,336，標題為“用于高壓馬達控制的速度控制和自舉電路技術”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,337，標題為“用于電動車輛推進系統(tǒng)馬達控制器的矢量控制板”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,338，標題為“帶有集成測試和控制的數(shù)字脈寬調制器”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,339，標題為“用于電動車輛的控制裝置”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,340，標題為“用于動力倒相器的改進EMI濾波器布局”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,341，標題為“用于檢測功率源與底盤之間漏電流的故障檢測電路”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,342，標題為“電動車輛繼電器組件”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,343，標題為“三相功率橋組件”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,344，標題為“帶有內裝測試的電動車輛推進系統(tǒng)功率橋”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,345，標題為“用于測試電動車輛推進系統(tǒng)的功率橋的方法”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,346，標題為“電動車輛功率分配模塊”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,348，標題為“電動車輛系統(tǒng)控制單元外殼”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,349，標題為“用于電動車輛系統(tǒng)控制單元的低成本流體冷卻外殼”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,350，標題為“電動車輛冷卻劑泵組件”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,351，標題為“散熱變壓器線圈”；同日遞交的美國專利申請，律師存檔號58,352，標題為“電動車輛電池充電器”。
本發(fā)明涉及一種電動車輛推進系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于控制電動車輛的推進的系統(tǒng)，并涉及一種故障安全系統(tǒng)—它用于在電動車輛的數(shù)字和模擬檢測器或其他儀器與用于產生車輛推進動力的馬達之間進行通信。
要使電動車輛具有商業(yè)價值，其成本和性能必須能夠與以汽油作為動力的車輛進行競爭。另外，要使電動車輛或任何車輛的部件在價格上具有競爭力，它們必須是在不同的車輛臺架之間可互換的。與為單個或少數(shù)的車輛臺架專門制造的部件相比，可互換的部件能夠以低成本大規(guī)模生產和銷售。
過去，制造者集中注意于與電動車輛有關的若干問題上，這些問題多數(shù)涉及到推進系統(tǒng)和內燃機動力的車輛上的推進系統(tǒng)的仿真方法。他們沒有能夠解決這樣的問題—諸如用在電動車輛中的部件—特別是用于電動車輛的推進系統(tǒng)的部件—的輕便性。
由于電動車輛不依賴內燃機，而是使用電池和電馬達來提供動力，所以用于電池和電馬達的控制器部件適合于在不同的車輛臺架之間互換。但在過去，人們幾乎沒有注意到這些部件的輕便性和互換性。
另外，人們幾乎沒有注意電動車輛的推進系統(tǒng)的控制器的開發(fā)，這些控制器包括簡單的接口，從而給在不同的車輛臺架上使用控制器提供了靈活性，同時所需的對系統(tǒng)硬件和軟件的修正又是很小的。
因此，本發(fā)明所涉及的，是一種控制器，它避免了由于現(xiàn)有技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點將在以下的描述中給出，且其一部分將能夠通過該描述而變得顯而易見，或通過實施本發(fā)明而得到理解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點，將通過結合附圖對其的描述和權利要求中所具體指出的方法和設備，而得到實現(xiàn)和理解。
為了實現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點，且根據(jù)本發(fā)明的目的，作為概括的描述和體現(xiàn)，本發(fā)明提供了用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括驅動該車輛的馬達、多個檢測器、以及控制馬達的力矩輸出的馬達控制器。多個檢測器包括用于檢測一個加速器踏板的位置的加速器檢測器和用于檢測一個制動踏板的位置的制動檢測器。該車輛動力控制器包括三個部件。第一個接收來自加速器檢測器和制動檢測器的信號；第二個將加速器檢測器和制動檢測器的信號轉換成力矩值，及第三個將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出。
應該理解的是，以上的一般描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，其目的是為權利要求的本發(fā)明提供進一步的說明。
所附的附圖是為了進一步理解本發(fā)明而提供的，并被作為本說明書的一部分，且顯示了本發(fā)明目前的最佳實施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中

圖1是一種電動車輛推進系統(tǒng)的方塊圖，其中可以使用本發(fā)明的最佳實施例；圖2是圖1的電動車輛推進系統(tǒng)的動力分配圖；圖3是圖1的電動車輛推進系統(tǒng)的功能圖；圖4是圖1的電動車輛推進系統(tǒng)的馬達控制器的功能圖；圖5是圖1-3的底盤控制器的方塊圖；圖6是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的控制處理部件的指令；圖7是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的模擬—數(shù)字接口處理部件的指令。
圖8是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的模式處理部件的指令。
圖9是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的BIT模式處理組成部分的指令。
圖10和11是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的駕駛模式處理組成部分的指令。
圖12是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的里程計和速度計處理子部件的指令。
圖13是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的充電模式處理組成部分的指令。
圖14是流程圖，顯示了存儲在圖5所示的底盤控制器存儲器中的充電狀態(tài)子部件的指令。
現(xiàn)在結合附圖詳細介紹本發(fā)明的最佳實施例。在可能的情況下，在附圖和以下的描述中用相同的標號表示相同或類似的部分。
如圖1所示，提供了一種電動車輛推進系統(tǒng)10，它包括系統(tǒng)控制單元12、馬達組件24、冷卻系統(tǒng)32、電池40和DC/DC轉換器38。系統(tǒng)控制單元12包括冷卻板14、電池充電器16、馬達控制器18、動力分配模塊20以及底盤控制器22。馬達組件24包括分解器26、馬達28和濾波器30。冷卻系統(tǒng)32包括油泵單元34和散熱器/風扇36。
圖2是電動車輛推進系統(tǒng)10的動力分配圖。如圖2所示，電池40被作為電動車輛推進系統(tǒng)10的動力的主要來源。電池40包括例如一個密封的鉛酸電池、單極硫酸鋰金屬電池、雙極硫酸鋰金屬電池等等，用于提供320伏特輸出。電推進系統(tǒng)10最好能夠在例如120伏特至400伏特的大電壓范圍中工作，以適應電池40的輸出電壓由于負載或放電深度而產生的變化。然而，電動車輛推進系統(tǒng)10最好是對約320伏特的額定電池電壓得到了優(yōu)化的。
動力分配模塊20與電池40的輸出端耦合，并包括保險絲、導線、和用于將來自電池40的320伏特輸出分配給電動車輛推進系統(tǒng)10的各種部件的連接器等等。例如，動力分配模塊20將來自電池40的320伏特電壓分配給馬達控制器18、DC/DC轉換器38、油泵單元34和電池充電器16。動力分配模塊20還將來自電池40的320伏特輸出分配給各種車輛附加部件—這些在電動車輛推進系統(tǒng)10之外。這些車輛附加部件包括例如空調系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、動力駕駛系統(tǒng)、以及需要320伏特電源的其他附加部件。與動力分配模塊20有關的其他的細節(jié)，在公同未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛功率分配組件”的美國專利申請序號第08/258157(Westinghouse存檔號58,346)中得到了公布。
如上所述地與動力分配模塊20的320伏特輸出端相耦合的DC/DC轉換器38，將動力分配模塊20的320伏特輸出轉換成12伏特。DC/DC轉換器38隨后將其12伏特輸出作為運行動力提供給電池充電器16、馬達控制器18、底盤控制器22、油泵單元34和散熱器/風扇36。DC/DC轉換器38還將其12伏特輸出作為運行動力提供給各種車輛附加部分—這些部分在電動車輛推進系統(tǒng)10之外。這些車輛附加部分包括例如車燈、聲響系統(tǒng)、和需要12伏特電源的任何其他附加部分。應該理解的是，DC/DC轉換器38消除了對單獨的12伏特存儲電池的需要。有關DC/DC轉換器38的其他的細節(jié)，在公同未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動汽車用12伏特系統(tǒng)”的美國專利申請序號第08/258142(Westinghouse存檔號58,333)和標題為“散熱變壓器線圈”的美國專利申請序號第08/258141(Westinghouse存檔號58,351)中得到了公布。
如圖3和4所示，電動車輛推進系統(tǒng)10的部件經過各種數(shù)據(jù)總線而互連。這些數(shù)據(jù)總線可以是電、光、或電—光型的，如在現(xiàn)有技術中已知的?，F(xiàn)在結合圖3和4描述電動車輛推進系統(tǒng)10的操作。
電池充電器16從馬達控制器18接收指令信號并向馬達控制器18發(fā)送狀態(tài)信號，以對電池40進行充電。電池充電器16提供來自一個外部交流電源(未顯示)的受控電池充電電流。交流電流最好是按照預期的未來電力質量標準而以接近一的功率因數(shù)和低的諧波失真而從外部的電源引出。另外，電池充電器16最好設計成可與標準的接地故障電流中斷器和在居住區(qū)常見的單相電源相兼容。與電池充電器16有關的其他的細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛電池充電器”的美國專利申請序號第08/258,628(Westinghouse存檔號58,352)中得到了公布。
油泵單元34和散熱器/風扇36也從馬達控制器18接收指令信號并向馬達控制器18發(fā)送狀態(tài)信號。如將在下面詳細描述的，油泵單元34和散熱器/風扇36是用于電動車輛推進系統(tǒng)10的一個閉環(huán)油冷卻系統(tǒng)的一部分。有關油泵單元34和散熱器/風扇36的其他的細節(jié)，在標題為“電動車輛冷卻劑油泵”的美國專利申請序號第08/258,628(Westinghouse存檔號58,350)和標題為“速度控制和自舉電路技術”的美國專利申請序號第08/258,628(Westinghouse存檔號58,336)中得到了公布。
如圖6A所示，馬達28是一個三相交流感應馬達，它每相有兩個相等的、電絕緣的繞組(繞組A1和A2用于A相，繞組B1和B2用于B相，且繞組C1和C2用于C相)，用于在零速度產生高力矩，以提供與傳統(tǒng)的汽油驅動發(fā)動機相差不大的性能。馬達28的轉子(未顯示)與車輛傳動軸(未顯示)相耦合。馬達28的各個相的兩個繞組最好基本上一個在另一個之上地排列，并且是同相的，從而使各個繞組提供該相位的總功率的大約一半。另外，馬達28最好是完全密封的，并利用噴油冷卻直接從轉子和端部繞組除去熱量，以提高可靠性。有關馬達28的其他的細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛馬達和有關的冷卻方法”的美國專利申請序號第08/258150(Westinghouse存檔號58,332)中得到了公布。
分解器26在圖6B得到了顯示，并位于馬達28附近，以檢測馬達軸的角位置并向馬達控制器18提供表示馬達軸的角位置的信號。與該分解器相連的基準信號線R1被用來提供表示馬達軸的角位置的正或負基準值。來自該分解器的S1信號線提供了馬達軸的角位置的正或負正弦值，且來自該分解器的S2信號線提供了馬達軸的角位置的正或負余弦值。
分解器26可以包括市場上買得到的分解器或現(xiàn)有技術中已知的其他分解器。用于分解器26的基準信號是由馬達控制器18提供的。
底盤控制器22和馬達控制器18接收來自一個車輛通信總線的信號。一般地，該車輛通信總線被用作一條通信通路，用于使各種車輛檢測器和控制器與底盤控制器22和馬達控制器18相接口，如將在下面詳細描述的。
底盤控制器22包括基于微處理器的數(shù)字和模擬電子系統(tǒng)，并提供了接口至車輛檢測器和控制器以及馬達控制器18的控制和狀態(tài)。例如，底盤控制器22經過車輛通信總線而與車輛鑰匙開關、加速器，制動器，以及驅動選擇器開關相連。底盤控制器22譯碼來自這些開關的信號，以給馬達控制器18提供啟動、駕駛模式(例如向前、向后、和空檔)、馬達力矩、再生制動、關閉、和內裝測試(BIT)指令。底盤控制器22最好經過一個光耦合串行數(shù)據(jù)接口而與馬達控制器18進行通信，并從馬達控制器18接收所有指令的狀態(tài)信號—這些指令是為檢驗底盤控制器22、車輛和馬達控制器18之間的通信線路以及檢驗車輛是否正在正常運行而發(fā)送的。應該理解的是，由于底盤控制器22提供了與車輛檢測器和控制器以及與馬達控制器18的控制和狀態(tài)接口，所以電動車輛推進系統(tǒng)10能夠修正，僅僅通過為具體的車輛修正底盤控制器22，而用在任何不同的車輛上。
底盤控制器22，通過利用經過車輛通信總線而從位于動力分配模塊20中的電池電流檢測器接收的信號，還提供了電池管理能力。底盤控制器22譯碼來自電池電流檢測器的信號，向馬達控制器18提供充電指令，并向車輛儀表板上的一個“燃料”計傳遞充電狀態(tài)值。底盤控制器22經過車輛通信總線而進一步地與包括里程計、速度計、照明、診斷和廢氣凈化系統(tǒng)電子控制器的車輛控制器相連，并同用于系統(tǒng)開發(fā)的一個RS-232接口相連。有關底盤控制器22的的其他細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛底盤控制器”的美國專利申請序號第08/258628(Westinghouse存檔號58,347)中得到了公布，且該申請在此被作為本申請的參考文獻。
如圖4所示，馬達控制器18分別包括一個低壓電源42、一個輸入濾波器和直流繼電器控制單元44、一個矢量控制板46、及第一與第二功率橋和柵極驅動器48與50。
低壓電源42轉換來自DC/DC轉換器38的12伏特輸出，以提供+5V、+/-15V、和+20V輸出給輸入濾波器和直流繼電器控制單元44、矢量控制板46、第一功率橋48以及第二功率橋50。低壓電源42可包括現(xiàn)有技術中已知的市場上買得到的電源。
輸入濾波器和直流繼電器控制單元44包括用于將動力分配模塊20的320伏特輸出分別耦合到第一和第二功率橋48和50的電連接。輸入濾波器和直流繼電器控制單元44分別包括EMI濾波、用于斷開動力分配模塊20的320伏特輸出端與第一和第二功率橋48和50的耦合的繼電器電路、以及包括電壓檢測電路和底盤接地故障電路的各種BIT電路。輸入濾波器和直流繼電器控制單元44最好從矢量控制板46接收控制信號并向矢量控制板46發(fā)送狀態(tài)信號—例如BIT信號。有關輸入濾波器和直流繼電器控制單元44的其他細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“用于功率倒相器的改進的EMI濾波器布局”的美國專利申請序號第08/258153(westinghouse存檔號58,340)；公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“檢測漏電流的故障探測電路”的美國專利申請序號第08/258179(Westinghouse存檔號58,341)和公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛繼電器組件”的美國專利申請序號第08/258117(Westinghouse存檔號58,342)中得到了公布。
第一和第二功率橋48和50每一個分別包括絕緣柵雙極晶體管(IGBT)切換電路和有關的柵極驅動電路，用于將驅動電流加到馬達28的各個繞組上。第一和第二功率橋48和50每一個最好把一半電流分別提供給馬達28的繞組，從而使得能夠采用容易得到的低成本的IGBT切換電路。第一和第二功率橋48和50分別從矢量控制板46接收控制信號并向矢量控制板46發(fā)送例如BIT信號的狀態(tài)信號。有關第一和第二功率橋48和50的其他細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“三相功率橋互連”的美國專利申請序號第08/258033(Westinghouse存檔號58,343)；公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“帶有內裝測試的電動車輛推進系統(tǒng)功率橋”的美國專利申請序號第08/258034(Westinghouse存檔號58,344)以及公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛推進系統(tǒng)的功率橋的測試方法”的美國專利申請序號第08/258178(Westinghouse存檔號58,345)中得到了公布。
矢量控制板46包括基于微處理器的數(shù)字和模擬電子系統(tǒng)。作為其主要功能，矢量控制板46從底盤控制器22接收駕駛者發(fā)出的加速和制動請求。矢量控制板46隨后從分解器26獲得轉子位置測量并分別從第一和第二功率橋48和50獲得電流測量，并分別利用這些測量結果產生用于驅動第一和第二功率橋48和50的脈寬調制(PWM)電壓波形，以在馬達28中產生所希望的加速或制動效果。PWM電壓波形是根據(jù)一個控制程序而產生的，該程序設計成能產生所請求的力矩輸出。如上所述，矢量控制板46還具有控制輸入濾波器和直流繼電器控制單元44、油泵單元34、散熱器/風扇36、電池充電器16、輸入濾波器和直流繼電器控制單元44、內裝測試電路、車輛通信、和故障檢測的功能。有關矢量控制板46的其他細節(jié)，在公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“平頂電路”的美國專利申請序號第08/258295(Westinghouse存檔號58,295)；公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“用于電動車輛推進系統(tǒng)馬達控制器的矢量控制板”的美國專利申請序號第08/258306(Westinghouse存檔號58,337)；公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“數(shù)字脈寬調制器”的美國專利申請序號第08/258305(Westinghouse存檔號58,338)；公共未決的、與本申請同日遞交的、標題為“直接冷卻IGBT模塊”的美國專利申請序號第08/258027(Westinghouse存檔號58,334)以及公共未決的與本申請同日遞交的、標題為“電動車輛的控制裝置”的美國專利申請序號第08/258149(Westinghouse存檔號58,339)中得到了描述。有關矢量控制板46的其他細節(jié)，還在1993年1月26日頒布的標題為“用于電池動力車輛驅動器的可再配置的倒相器設備”的美國專利第5,291,388號；1993年1月26日頒布的標題為“用于電池動力車輛的可再配置交流感應馬達驅動器”的美國專利第5,182,508號；1992年12月1日頒布的標題為“用于電池動力車輛驅動器的自動馬達力矩和通量控制器”的美國專利第5,168,204號；以及1993年7月13日頒布的標題為“平頂波形發(fā)生器和使用其的脈寬調制器”的美國專利第5,227,963號中得到了描述，且這些專利在此被作為本申請的參考文獻。
參照圖5-14，現(xiàn)在詳細描述根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例的底盤控制器22的結構和操作。在底盤控制器22的核心，是一個微處理器500，它包括存儲器505—用于存儲例如程序指令和與底盤控制器22的操作有關的其他數(shù)據(jù)。微處理器500最好是由摩托羅拉公司制造的68HC11微控制器；但也可以采用其他類似的裝置。
存儲器505的一部分是可電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，而另一部分由只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)構成。EEPROM、RAM和ROM的寫入—讀出限制是眾所周知。為了描述起見，值得注意的是EEPROM只能夠被寫入有限的次數(shù)。
如下面所述的，在存儲器505中的程序指令包括底盤控制器軟件。該底盤控制器軟件由帶有充電狀態(tài)子組成部分1400(圖14)的控制處理組成部分600(圖6)、一個模擬—數(shù)字接口處理組成部分700(圖7)、一個模式處理組成部分800(圖8)、BIT模式處理組成部分900(圖9)、帶有里程計和速度計處理子組成部分1075的駕駛模式處理組成部分1000(圖10—12)、以及充電模式處理組成部分1300(圖13)。
微處理器500直接或間接地與底盤控制器22上的以下部件相連時鐘510、復位邏輯電路515、低壓轉換器520、MC串行總線接口525、J1850通信接口530、CCD串行總線接口535、總線接口邏輯電路540、EPROM545、RS232連接器550、多端口擴展器555、數(shù)字接口電路560、以及模擬接口電路565。
時鐘510向微處理器500提供時序信號，且復位邏輯電路515當?shù)蛪恨D換器520第一次向微處理器500提供電力時初始化微處理器500。復位邏輯電路515為此向微處理器500發(fā)送一個初始脈沖。低壓轉換器520將來自DC/DC轉換器38的12V電力轉換成+5和+/-15伏特，以給微處理器500和底盤控制器22的其他部件提供電力。
MC串行總線接口(IF)525是一個光耦合串行數(shù)據(jù)總線接口，用于將微處理器500連接到馬達控制器18的矢量控制板46以向矢量控制板46發(fā)送指令和從矢量控制板46接收狀態(tài)或其他數(shù)據(jù)信號。該狀態(tài)數(shù)據(jù)表示了指令的接收，并證實了通信聯(lián)結。如上所述，送到矢量控制板46的指令包括啟動、駕駛模式(例如向前、向后、空檔)、馬達力矩、再生制動、關閉、和BIT指令。如果與馬達控制器18的通信在運行期間失去，底盤控制器22能夠通過接口525中的光耦合開關關閉馬達控制器18。
底盤控制器包括兩個多路調制串行總線接口—它們與車輛通信總線相連。J1850通信接口530用于將微處理器500連接到車輛通信的一部分上，即用于向車輛傳遞診斷和排氣信息的Society of ArchitectureEngineers(SAE)標準總線。J1850通信接口530還用于例如通用汽車公司制造的車輛上的一般目的的通信。由于不同的制造者采用不同的車輛總線和有關的協(xié)議，所以底盤控制器22還包括CCD(克萊斯勒碰撞檢測)串行總線接口535—它將微處理器500連接到用于美國克萊斯勒公司制造的車輛中的差分串行總線上。通過這些總線接口530和535而傳遞到車輛通信總線—SAE標準總線或差分串行總線—的一部分的信息，包括電池充電狀態(tài)、里程計值、速度計值、用于車輛的儀表的狀態(tài)照明指令和診斷信息。
總線接口邏輯電路540便利了微處理器500與同RS232連接器550相連的一個外部裝置(未顯示)之間的兩個地址信息的通信。EPROM 545和RS232連接器550是標準的、眾所周知的部件。EPROM 545是可選的，并可以用于存儲額外的程序指令—微處理器500用這些程序指令來完成底盤控制器22的功能。RS232連接器550被包括在底盤控制器22中，以使微處理器500與不作為本發(fā)明的一部分的外部診斷系統(tǒng)相連。
微處理器500只包括五個數(shù)據(jù)端口—它們用于從外部部件接收數(shù)據(jù)并與外部部件相連。一種這樣的數(shù)據(jù)端口被用來將總線接口邏輯電路540連接到微處理器500。多端口擴展器555被包括在底盤控制器22中，以擴展數(shù)據(jù)端口的數(shù)目并將額外的部件連接到微處理器500。微處理器500經過數(shù)字接口電路560和多端口擴展器555而為以下的數(shù)字信號輸入接收數(shù)據(jù)鑰匙開關信號、駕駛選擇器信號(PRND)、充電器連接信號以及充電模式信號。微處理器500還通過多端口擴展器555和數(shù)字接口電路560向車輛傳送用于緊急關閉和LED/RELAY信號的數(shù)據(jù)。
最后，微處理器500經過模擬接口電路565而從車輛接收用于一定模擬信號的數(shù)據(jù)。這些信號是故障檢測的冗余信號，并包括加速器位置信號、制動壓力信號、電池電流信號、以及內裝測試(BIT)信號。
如上面所簡要描述的，底盤控制器22還提供BEM能力。底盤控制器22從車輛的電池電流檢測器(經過模擬接口電路565)接收電池電流信號，以確定電池40的充電狀態(tài)。根據(jù)底盤控制器22所用于的車輛的類型，充電狀態(tài)值經過接口530或535之一而被送到儀表板上的“燃料”儀表。如在下面詳細描述的，充電狀態(tài)值還被用于限制再生制動，即當來自馬達28的動力輸出被用來充電電池40時。底盤控制器22通過經MC串行總線接口525而將指令送到馬達控制器18，而控制電池40的慢充電。有兩種控制充電的輸入，第一種是將底盤控制器置于充電模式。這種可以通過例如用戶觸發(fā)車輛中的一個開關以啟動電池40的充電而得到表示。另一種輸入表明用于充電電池40的一個連接器已經被正確地連接到了系統(tǒng)控制單元12的充電連接器21。
如簡要描述的，微處理器500的存儲器505包括用于控制底盤控制器22的操作的一定的程序指令。這些程序指令最好是用C編程語言寫的，并且是將在下面詳細描述的底盤控制器軟件的一部分。
一般地，執(zhí)行包含在存儲于底盤控制器存儲器505中的組成部分和子組成部分中的指令的微處理器500，接收以下的信號(1)表示車輛的啟動和停止的鑰匙開關信號；(2)表示車輛的現(xiàn)行檔位(P表示停車、R表示倒行、N表示空檔、且D表示駕駛)的檔移動(駕駛選擇)信號，(3)表示各個踏板的現(xiàn)行位置的制動踏板位置信號和加速器踏板位置信號，
(4)表示駕駛者已經啟動了開關以對電池40進行充電的充電啟動信號，(5)表示充電插頭已經被正確連接到系統(tǒng)單元12上的充電插頭連接信號；(6)表示電池40的現(xiàn)行充電狀態(tài)的現(xiàn)行電池信號(一個信號用于低充電和另一個信號用于完全充電)，以及(7)用于BIT(內裝測試)模式處理的內裝測試信號。微處理器500還經過接口530和535向車輛控制器和檢測器發(fā)送和從車輛控制器和檢測器接收信號，向矢量控制板46發(fā)送狀態(tài)信號并從矢量控制板46接收rpm信號，并經過數(shù)字接口電路560發(fā)送一個緊急停止信號和一定的LED(發(fā)光二極管)通—斷信號以根據(jù)需要接通和關斷一定的LED。
現(xiàn)在結合圖6-14詳細描述底盤控制器軟件的部分和子部分600、700、800、900、1000、1075、1300和1400的處理。
底盤控制器軟件的操作是中斷驅動的，意思是多數(shù)步驟是響應于實時中斷而進行的，該實時中斷最好每一個32.77毫秒發(fā)生一次。這種中斷決定了模式處理和有關的組成部分700、800、1000、1075是多么經常地執(zhí)行的。微處理器500利用控制處理組成部分600(圖6)的步驟，來控制底盤控制器的操作。
在步驟610，微處理器500執(zhí)行若干步驟以對變量以及用于對底盤控制器軟件的組成部分的操作進行定時的實時中斷定時器進行初始化。在此步驟中微處理器500還復位底盤控制器軟件的組成部分所用的所有全局變量；復位來自存儲器505的加速器和制動踏板位置偏離(當確定現(xiàn)行踏板位置以產生力矩值時使用)；初始化模擬接口電路565以保證與車輛中的模擬檢測器的通信；初始化與車輛(經過J1850通信接口530或CCD串行總線接口535)或一個外部診斷系統(tǒng)(經過RS232連接器550)的串行通信；并啟動一個監(jiān)視器定時器—它被用于保證微處理器500的適當運行。隨后，微處理器500確定實時中斷定時器是否已經達到了32.77毫秒的設定時間(步驟610)。如果“是”，則微處理器500接收用于鑰匙開關信號、檔移動信號(表示停車、倒行、空檔和駕駛)、充電插頭連接信號、以及充電啟動信號的數(shù)字值(經過數(shù)字接口電路560)(步驟630)。微處理器500隨后執(zhí)行圖14中所示的充電狀態(tài)子組成部分1400的步驟(步驟640)。
在執(zhí)行了在下面詳細描述的充電狀態(tài)子組成部分1400的步驟之后(步驟640)，微處理器500執(zhí)行圖8中所示的模式處理組成部分800的步驟(步驟650)并隨后將一個指令經過MC串行總線接口525送到矢量控制板46(步驟660)。
在實時中斷之間，微處理器處理底盤控制器22與矢量控制板46之間的串行通信。否則，如果在步驟620實時中斷定時器還沒有達到預定的中斷時間(32.77毫秒)，則微處理器500執(zhí)行A/D(模擬—數(shù)字)接口處理組成部分700的步驟(步驟670)并隨后接收來自矢量控制板46的狀態(tài)信號和/或rpm信號。
對于送到矢量控制板46的每一個指令，微處理器500必須接收一個回來的狀態(tài)信號(步驟680)。這通過保證只有有效的指令得到發(fā)送且狀態(tài)信號是正確的，而為MC串行總線接口525提供了誤差檢查(步驟685)。如果狀態(tài)不正確(步驟685)且無效狀態(tài)信號的數(shù)目超過了預定的限度(步驟690)，則微處理器500將一個指令送到矢量控制板46以進入其空檔狀態(tài)(步驟695)。如果還沒有超過該限度(步驟690)，則微處理器500繼續(xù)在步驟620的處理。另外，如果從矢量控制板46接收的狀態(tài)信號是正確的，則微處理器500繼續(xù)步驟620的處理。
圖7顯示了A/D接口處理組成部分700的步驟。在實時中斷之間，微處理器500還通過使A/D接口電路565對八個模擬輸入信號之每一個進行取樣而對A/D接口電路565進行控制(步驟710)，將它們轉換成8位數(shù)字值(步驟720)，并將該數(shù)字值存儲在其存儲器505中(步驟730)。八個模擬輸入信號的功能列出如下(1)用于BIT的5伏特基準(2)加速器位置1；(3)加速器位置2；(4)電池電流(低)；
(5)制動位置1；(6)制動位置2；(7)電池電流(高)；以及(8)用于BIT的接地基準。
這些輸入信號被在下面描述的底盤控制器軟件的其他組成部分的步驟所使用。如上所述，底盤控制器22是駕駛者與馬達之間的接口。這些與駕駛者有關的輸入信號確定了底盤控制器22和馬達控制器18的狀態(tài)。
在每一次實時中斷之后，微處理器500執(zhí)行底盤控制器軟件的各種組成部分的步驟。微處理器500監(jiān)測加速器和制動器，管理力矩，計算充電數(shù)據(jù)，讀取檔選擇輸入，并接收馬達控制器和底盤控制器狀態(tài)。根據(jù)這些程序的結果，微處理器500如將要在下面詳細描述的模式處理組成部分800所確定的若干狀態(tài)或模式之間切換其自己。但一般地，微處理器500在各個模式下提供不同的功能。在駕駛(向前和倒行)模式下，它計算馬達28的力矩值。它還接收一個馬達rpm值以為速度計和里程計計算車輛速度和行進距離值。在充電模式下，它命令馬達控制器18對電池40進行再充電。在BIT模式下，它控制對底盤控制器22和馬達控制器18的所有診斷測試。在所有這些模式下，微處理器500連續(xù)計算電池40的充電狀態(tài)。
模式處理組成部分800的步驟如圖8所示。如上所述，微處理器500執(zhí)行在控制處理組成部分600的步驟650執(zhí)行模式處理組成部分800的步驟。
在模式處理中，微處理器500通常確定其運行狀態(tài)和模式。微處理器500首先確定在步驟630接收的數(shù)字數(shù)據(jù)是表示BIT模式(步驟810)、充電模式(步驟830)還是駕駛模式(步驟850)。如果數(shù)字數(shù)據(jù)不表示這些模式中的一個，則底盤控制器22接收了一個非法模式，在此情況下，微處理器500為矢量控制板46產生一個指令(經過MC串行總線接口)以進入空檔狀態(tài)。這防止了車輛的進一步運行，直到微處理器500把一個復位指令送到矢量控制板46。該空檔指令在圖6的步驟660被送到矢量控制板46。
如果微處理器500接收的數(shù)字數(shù)據(jù)表示一個BIT模式(步驟810)，則微處理器500將自己設定在BIT模式處理狀態(tài)，以執(zhí)行圖9所示的BIT模式處理組成部分900的步驟。
如果微處理器500接收的數(shù)字數(shù)據(jù)表示一個充電模式(步驟820)，則微處理器500將自己設定在充電模式處理狀態(tài)，以執(zhí)行圖13所示的充電模式處理組成部分1300的步驟。
最后，如果微處理器500接收的數(shù)字數(shù)據(jù)表示一個駕駛模式(步驟850)，則微處理器500將自己設定在駕駛模式處理狀態(tài)，以執(zhí)行圖10-12所示的駕駛模式處理組成部分1000(和里程計/速度計處理子部分1075)的步驟。
圖9顯示了BIT模式處理組成部分900的步驟。當對車輛進行維護時，技術人員能夠經過連接到RS232連接器550的車輛串行通信總線而將一個診斷接口連接到底盤控制器22。技術人員隨后能夠將，表明運行哪一個BIT測試的一個指令送到底盤控制器22，且模式處理組成部分800將控制底盤控制器22和馬達控制器18中的BIT測試。當測試完成時，其結果得到存儲并被送回到診斷接口。底盤控制器22中的重要安全特征，是一旦被置于BIT模式，微處理器500在車輛可以得到駕駛之前必須得到復置。某些BIT測試在一個無效狀態(tài)下可以離開底盤控制器22或馬達控制器18。為了保證控制器22和18處于已知狀態(tài)，車輛的動力必須被關閉。
在圖9的BIT模式下，微處理器500首先利用數(shù)字BIT數(shù)據(jù)(從在控制處理組成部分600的步驟的步驟670中接收的模擬數(shù)據(jù)轉換來，并借助A/D接口處理組成部分700轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)，或者來自與RS232連接器550相連的外部裝置的數(shù)字BIT數(shù)據(jù))，標明選定的BIT測試(步驟910)。微處理器500隨后處理選定的BIT測試(步驟920)。BIT測試可包括微處理器500的測試及其操作，以及產生使矢量控制板46運行其內裝測試的指令。在它處理了BIT測試之后，微處理器500產生BIT測試結果(步驟930)。BIT測試結果可以在控制處理組成部分600的步驟660被送到矢量控制板46。BIT測試結果還可以被送到與RS232連接器550相連的外部裝置。最后，在某些情況下，BIT測試結果可以不離開微處理器500。BIT測試結果的最終目的地取決于步驟910中標明的初始信號的源。例如，如果步驟910的數(shù)據(jù)是從車輛經過J1850通信接口530接收的，則微處理器500將結果返回到那里。
圖10-12顯示了駕駛模式處理組成部分1000和里程計/速度計處理子組成部分1075的步驟(圖10-12)。駕駛模式處理組成部分1000和里程計/速度計處理子組成部分1075的步驟，是當微處理器500(利用模式處理組成部分800)將微處理器500的現(xiàn)行狀態(tài)設定在駕駛模式時執(zhí)行的。
當處于駕駛模式(向前或倒行)時，微處理器500讀取轉換的加速器和兩個制動輸入，并計算馬達控制器18的力矩值。為了安全，有兩個加速器和兩個制動輸入—它們代表了加速器和制動踏板的位置。一般地，微處理器500計算兩個制動值之間的差和兩個加速器值之間的差。如果該差處于指定的容差之內，則采用兩者的平均。在加速器輸入的情況下，如果該差不處于容差之內，則采用較低的加速器值。如果制動輸入差不處于容差之內，制動值被設定為零。新的制動和加速器值隨后被用于為馬達控制器18產生一個力矩值。在向前駕駛時，一個正的力矩值將使車輛向前加速，且一個負值將通過再生制動而使車輛減速。在倒行駕駛中，一個車輛力矩值將使車輛向后加速，且一個正值將使車輛減速。
施加制動并不總是造成再生制動。表示電池是否需要充電的一個標記確定了車輛的減速是否將由再生制動引起。如果不需要充電，當施加制動時，不發(fā)生再生制動。車輛將只依賴于摩擦制動。利用充電狀態(tài)子組成部分1400的步驟，微處理器500設定表示電池是否需要再充電的標記?，F(xiàn)在將描述駕駛模式處理組成部分1000的詳細步驟。
在步驟1010，微處理器500計算在A/D接口處理組成部分700的步驟710接收的兩個加速器踏板位置模擬信號的數(shù)字值之間的差。如果加速器踏板位置模擬信號的數(shù)字值之間的差處于預定的容差之內(步驟1020)，則微處理器500將現(xiàn)行加速器輸入值設定為等于加速器踏板位置模擬信號的第一和第二數(shù)字值的平均值(步驟1030)。否則，微處理器500將現(xiàn)行加速器輸入值設定為等于加速器踏板位置模擬信號的兩個數(shù)字值中較低的一個(步驟1040)。
隨后，微處理器500計算在A/D接口處理組成部分700的步驟710接收的兩個制動踏板位置模擬信號的數(shù)字值之間的差(步驟1050)。如果制動踏板位置模擬信號的數(shù)字值之間的差處于預定的容差之內(步驟1060)，則微處理器500將現(xiàn)行制動輸入值設定為等于制動踏板位置模擬信號的第一和第二數(shù)字值的平均值(步驟1070)。否則，微處理器500將現(xiàn)行制動輸入值設定為等于零(步驟1080)。
隨后，微處理器500從現(xiàn)行加速器和制動輸入值的結合設定現(xiàn)行力矩值(步驟1085)。駕駛模式處理組成部分的步驟在圖11中繼續(xù)進行。
如果微處理器500確定駕駛選擇開關的數(shù)字輸入(經過數(shù)字接口電路560接收的)表明車輛處于向前駕駛(步驟1090)，則微處理器500確定現(xiàn)行力矩值是否為正(步驟1120)。否則，微處理器500判定駕駛選擇開關的數(shù)字輸入(經過數(shù)字接口電路560接收的)是否表明車輛處于倒行駕駛(步驟1095)，在此情況下微處理器500判定現(xiàn)行力矩值是否為負(步驟1100)。
如果駕駛選擇開關的數(shù)字輸入表明車輛處于向前駕駛(步驟1090)且現(xiàn)行力矩值為正(步驟1120)，或者如果駕駛選擇開關的數(shù)字輸入表明車輛處于倒行駕駛(步驟1095)且現(xiàn)行力矩值不是負的(步驟1100)，則微處理器500在步驟1140判定充電狀態(tài)標記(結合圖14和充電狀態(tài)子組成部分1400的步驟而討論的)是否表明電池40需要充電。當電池電流(低)的模擬輸入表明電池需要充電時，該充電狀態(tài)標記表明這點。如果“是”，則微處理器500判定利用再生制動使車輛減速所需的力矩值并將用于至矢量控制板46的輸出指令的力矩值設定為等于新計算出的力矩值(步驟1050)。在倒行時，這種力矩值是正的，但在向前駕駛時它是負的。如果電池不需要充電(步驟1140)，則微處理器500判定借助摩擦制動減速車輛所需的力矩值，并將為至矢量控制板46的輸出指令的新的力矩值設定為等于新計算出的值(步驟1160)。
如果駕駛選擇開關的數(shù)字輸入(經過數(shù)字接口電路560而接收的)表明車輛處于向前駕駛狀態(tài)(步驟1090)且現(xiàn)行力矩值是正的(步驟1120)，則微處理器500簡單地把用于至矢量控制板46的輸出指令的新力矩值設定為等于現(xiàn)行力矩值。
然而，如果在步驟1100微處理器500判定現(xiàn)行力矩值是負的，則微處理器500簡單地將用于至矢量控制板46的輸出指令的力矩值設定為等于現(xiàn)行力矩值。在此情況下，控制處理組成部分600的步驟重新從步驟660開始，且輸出指令(包括新的力矩值)被送到矢量控制板46。
在執(zhí)行了步驟1130、1150、和1160中規(guī)定的功能之后，微處理器500執(zhí)行里程計/速度計處理子組成部分1075的步驟。(當車輛處于倒行駕駛時里程計/速度計處理子組成部分1075的步驟不由微處理器500執(zhí)行。)此時，微處理器500已經完成了駕駛模式處理組成部分的步驟并繼續(xù)處理控制處理組成部分600的步驟，且至矢量控制板46的輸出指令(包括新的力矩值)在步驟660得到發(fā)送。
里程計/速度計處理子組成部分1075的步驟在圖12中顯示。在步驟1080，微處理器500利用來自矢量控制板46的RPM(轉數(shù)/分鐘)來判定現(xiàn)行速度和距離。微處理器500經過MC串行總線接口525來接收這些RPM值。隨后微處理器500，根據(jù)車輛的類型而經過J1850通信接口530或CCD串行總線接口535之一，而發(fā)送速度和距離數(shù)據(jù)。車輛儀表隨后顯示該數(shù)據(jù)。
圖13顯示了充電模式處理組成部分1300的步驟。如上所述，當模式處理組成部分800將微處理器500置于充電模式(圖8的步驟840)時，則微處理器500執(zhí)行充電模式處理組成部分1300的步驟。
在步驟1310，微處理器500判定電池40是否得到完全充電。這種判定是利用來自與模擬接口電路565相連的電池電流檢測器的模擬信號而進行的。這種模擬信號對應于充電狀態(tài)標記—它當電池不需要充電時把電池電流表明為“高”且當其需要充電時表明為“低”。象所有其他的模擬輸入信號，A/D接口處理組成部分700將電池電流信號轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)。
如果電池電流信號的數(shù)字數(shù)據(jù)(充電狀態(tài)標記)表明電池得到完全充電(步驟1310)，則微處理器500將充電起動標記置于“斷開”狀態(tài)(步驟1320)。微處理器500隨后離開充電模式。否則，微處理器500將充電起動標記置于“接通”狀態(tài)(步驟1330)。在此情況下，微處理器500將一個指令送到矢量控制板46(在控制處理組成部分600的步驟的步驟660)，該指令表示充電起動標記被接通。
圖14顯示了底盤控制器軟件的充電狀態(tài)處理子組成部分1400。如上所述，充電狀態(tài)處理子組成部分1400的步驟是在控制處理組成部分600的步驟的步驟640由微處理器500執(zhí)行的。
一般地，在執(zhí)行充電狀態(tài)子組成部分1400的步驟中，微處理器500按照安培—半秒和安培—小時來跟蹤電池40的充電狀態(tài)。這種值隨后能夠經過車輛串行通信總線而得到傳送，以被用于驅動“燃料”儀表。微處理器500每半秒讀取轉換的電池電流檢測器值。根據(jù)該值是正(再充電值)還是負(放電值)，存儲的充電狀態(tài)值得到改變。
微處理器500判定電池40是正在放電還是在再充電。如果它正在放電，微處理器500判定它是否是再充電程序的開始。如果“是”，則它計算電池40需要多大的電荷并將其增大10％。當不需要電荷時，電荷值被設定為零，這表明電池40已經滿了。微處理器500復位一個“需要充電”標記，以表示電池40是滿的。如果電荷值大于零，“需要充電”標記得到設定，以表明可以進行再充電。
為了使電池40得到最大限度的利用，對于可以從其抽取多少電荷是有限制的。因此，重要的是準確地知道在任何給定的時刻在電池中存儲有多少電荷。微處理器500將充電狀態(tài)寫入在其存儲器505中。問題是存儲器505中存儲有充電狀態(tài)的區(qū)域(即EEPROM區(qū))只能被寫入有限次。該值應該得到足夠經常的存儲，以保持充電狀態(tài)的準確性，但又不能太頻繁而使存儲器505不能持續(xù)長的時間。如以下所述，微處理器500解決了這個問題，而沒有影響充電狀態(tài)的精度或存儲器505的EEPROM的壽命。
微處理器500每半秒將其存儲的電荷值與新計算出的值相比較。一個計數(shù)器跟蹤從最后一個值被存儲以來過去了多長時間。如果兩個值之差處于指定的容差之內，則計數(shù)器將連續(xù)增值，直到過去了五分鐘。此時，新計算出的值將得到存儲。如果計算出的值與前面的值之差超過了指定的容差，由于高電流抽取，則新的值將立即得到存儲。跟蹤存儲器寫入之間的時間的計數(shù)器將被復位。
現(xiàn)在結合圖14的流程圖來描述充電狀態(tài)處理子組成部分1400的詳細步驟。在步驟1410，微處理器500判定充電狀態(tài)計數(shù)器是否為零。例如，當車輛被啟動且復位邏輯電路515復位微處理器500時，充電狀態(tài)計數(shù)器被設定為零。如果“否”，則微處理器500在步驟1520繼續(xù)充電狀態(tài)處理子組成部分1400的步驟。否則，微處理器500將電流設定為等于電池電流信號的數(shù)字值—該電池電流信號是由A/D接口處理組成部分700轉換的(步驟1420)。
如果電池充電器與系統(tǒng)12相連(由微處理器500經過數(shù)字接口電路560所接收的、用于所連接的充電器的數(shù)字數(shù)據(jù)表示)且微處理器500處于充電模式(由微處理器500經過數(shù)字接口電路560所接收的、用于充電模式的數(shù)字數(shù)據(jù)表示)(步驟1430)，則微處理器500將再充電量設定為等于存儲的安培—小時數(shù)的1.10倍(步驟1440)。該存儲的安培—小時數(shù)是保持在微處理器500的存儲器505中的一個值。該步驟使得微處理器500能夠確信電池充電器試圖以高于預期安培數(shù)的至少10％對電池40進行再充電。隨后微處理器500，根據(jù)車輛的類型而經過J1850通信接口530或CCD串行總線接口535，將電池中更新的安培—小時(或者由A/D接口處理組成部分700轉換的電池電流信號的數(shù)字數(shù)據(jù))傳送到車輛總線(步驟1450)。
隨后，微處理器500判定再充電程序是否適當(步驟1460)。這是根據(jù)電池電流信號的數(shù)字值是正還是負而確定的。如果該數(shù)據(jù)是負的，則再充電程序是適當?shù)?，否則放電程序是適當?shù)?。如果再充電程序是適當?shù)?步驟1460)，則微處理器500判定電池是否完全充電(步驟1470)。這由當電池得到完全充電時被設定為接通且當電池沒有得到完全充電時被設定為斷開的一個標記表示。如果電池40沒有得到完全充電，則微處理器500將所用的安培—小時數(shù)設定為等于零，并將充電設定為斷開，表明電池40得到了完全充電(步驟1480)。如果電池沒有得到完全充電(步驟1470)，則微處理器500將“需要充電”標記設定為接通，表明電池充電器16應該繼續(xù)對電池40充電(步驟1510)。
如果電池電流信號是負的(且電池正在放電)(步驟1460)，則微處理器500進行從步驟1490開始的放電程序。在步驟1490，微處理器500判定所用的安培—小時數(shù)，即微處理器500所存儲的一個值，是否大于0。如果“是”，則微處理器500將“需要充電”標記設定為接通。換言之，電池由于它已經放電而需要充電。否則，流程進行到步驟1520。
在步驟1520，微處理器500判定半秒是否已經過去。這是根據(jù)充電狀態(tài)計數(shù)器的現(xiàn)行值而判定的(參見步驟1410)。如果半秒已經過去，則微處理器500將充電狀態(tài)計數(shù)器設定回到0，并將一個存儲SOC計數(shù)器增值(步驟1530)。否則，微處理器500簡單地將存儲SOC計數(shù)器增值(步驟1540)。
隨后，微處理器500判定新的充電狀態(tài)值與前面存儲的充電狀態(tài)值之差是否大于一個預定的限度，或者在步驟1540增值的存儲SOC計數(shù)器是否已經達到了預定的限度(步驟1550)。該測試是為了以下判定而設計的(1)是否已經達到了預定的時間限度(例如表明從微處理器500最后一次把充電狀態(tài)值存儲到其存儲器505中是否已經過去了五分鐘的一個值)或者(2)馬達28是否正在使用大量的電流(即放電速率是否很高)。在兩種情況下，微處理器500都將新的充電狀態(tài)值存儲到其存儲器505中并復位存儲充電狀態(tài)計數(shù)器(步驟1560)。在步驟1560之后，充電狀態(tài)處理子組成部分的處理完成。再次地，步驟1520至1560只是在每半秒之后由微處理器500執(zhí)行的，而該半秒是利用充電狀態(tài)計數(shù)器計算出的。這不同于存儲SOC計數(shù)器—它被用于計算將新的充電狀態(tài)值存儲在存儲器505中的適當時間。上述的底盤控制器因而提供了在各種車輛平臺之間的適用性。它還提供了駕駛者與馬達控制器之間的通信聯(lián)結，從而將駕駛者的輸入轉換成由車輛進行響應的指令(例如將制動和加速器踏板位置轉換成力矩值)。
本領域的技術人員應該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行各種修正和變更。因此，本發(fā)明覆蓋了對本發(fā)明的這些修正和變更—只要這些修正和變更屬于所附權利要求書及其等價描述的范圍之內。
權利要求
1.一種用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括驅動車輛的電馬達、多個檢測器和一個馬達控制器，其中多個檢測器包括用于檢測一個加速踏板的位置的一個加速器檢測器和用于檢測一個制動踏板的位置的制動檢測器，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該車輛動力控制器包括用于接收來自加速器檢測器和制動檢測器的信號的裝置；用于將加速器檢測器和制動檢測器的信號轉換成力矩值的裝置；用于將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出的裝置。
2.一種用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括一個電池，驅動車輛的一個電馬達、多個檢測器和一個馬達控制器，其中多個檢測器包括用于檢測電池的充電狀態(tài)的電池檢測器、用于檢測加速踏板的位置的一個加速器檢測器以及用于檢測制動踏板位置的一個制動檢測器，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該車輛動力控制器包括用于接收來自多個檢測器的信號的裝置；用于將多個檢測器的信號轉換成力矩值的裝置；以及用于將力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出的裝置。
3.一種用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括一個電池、驅動該車輛的一個電馬達、多個檢測器、以及一個馬達控制器，其中車輛能夠沿著向前方向或倒行方向運動，其中多個檢測器包括一個駕駛選擇器檢測器，它檢測與車輛是正在沿著向前方向還是倒行方向運動相對應的現(xiàn)行車輛駕駛狀態(tài)；一個電池檢測器，它檢測電池的充電狀態(tài)；一個加速器檢測器，它檢測加速踏板的位置；以及，一個制動檢測器，它檢測一個制動踏板的位置，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該車輛動力控制器包括用于接收來自多個檢測器的信號的裝置；用于將多個檢測器的信號轉換成力矩值的裝置；以及用于將力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出的裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的車輛動力控制器，其中當充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池需要充電且駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著向前方向時力矩值為一個負值，且當充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池需要充電且駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時力矩值信號為一個正值。
5.根據(jù)權利要求3所述的車輛動力控制器，其中轉換裝置包括一個第一裝置，該第一裝置用于判定充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池是需要還是不需要充電。
6.根據(jù)權利要求5所述的車輛動力控制器，其中轉換裝置進一步包括一個第二裝置，該第二裝置用于判定駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)是沿著向前方向還是沿著倒行方向。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池不需要充電且第二判定裝置判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)是沿著向前方向時，則力矩值是一個正值。
8.根據(jù)權利要求6所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池不需要充電且第二判定裝置判定駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時，則力矩值是一個負值。
9.根據(jù)權利要求3所述的車輛動力控制器，該車輛動力控制器進一步包括用于接收來自馬達控制器的一個信號的裝置，該信號表示馬達的一個rpm值；以及用于將從馬達控制器接收的信號轉換成與車輛的現(xiàn)行速度相對應的一個值的裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的車輛動力控制器，進一步包括用于輸出車輛的現(xiàn)行速度值的裝置。
11.一種用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括一個電池、驅動該車輛的一個電馬達、多個模擬檢測器、多個數(shù)字檢測器、以及一個馬達控制器，其中該車輛能夠沿著向前方向或倒行方向運動，其中多個模擬檢測器包括檢測電池的充電狀態(tài)的電池檢測器、檢測加速踏板的位置的一個加速器檢測器以及檢測制動踏板的位置的一個制動檢測器，其中數(shù)字檢測器包括一個駕駛選擇器檢測器—它檢測與車輛是正在沿著向前方向還是沿著倒行方向運動相對應的車輛現(xiàn)行駕駛狀態(tài)，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該車輛動力控制器包括用于接收來自多個模擬檢測器的信號的裝置；用于將多個模擬檢測器的信號轉換成多個數(shù)字信號的裝置；用于利用多個數(shù)字信號來確定一個力矩值的裝置；以及用于將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出的裝置。
12.根據(jù)權利要求11所述的車輛動力控制器，其中確定裝置包括用于接收來自駕駛選擇器檢測器的數(shù)字駕駛信號的裝置；第一裝置，用于利用與充電狀態(tài)檢測器的轉換信號相對應的數(shù)字信號來判定電池是否需要充電；以及第二裝置，用于從該數(shù)字駕駛信號來判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)。
13.根據(jù)權利要求12所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定電池需要充電且第二判定裝置判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著向前方向時，力矩值是一個負值。
14.根據(jù)權利要求12所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定電池需要充電且第二判定裝置判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時，力矩值是一個正值。
15.根據(jù)權利要求12所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定電池需要充電時馬達對電池進行充電。
16.根據(jù)權利要求12所述的車輛動力控制器，其中當?shù)谝慌卸ㄑb置判定電池不需要充電且第二判定裝置判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著向前方向時，力矩值是一個正值。
17.根據(jù)權利要求12所述的車輛動力控制器，其中當判定電池不需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時，力矩值是一個負值。
18.根據(jù)權利要求3所述的車輛動力控制器，其中一個診斷裝置能夠與車輛動力控制器相連，該車輛動力控制器進一步包括用于接收來自診斷系統(tǒng)和馬達控制器中的至少一個的BIT信號的裝置；以及用于處理與該BIT信號相對應的一個BIT測試的裝置。
19.根據(jù)權利要求18所述的車輛動力控制器，進一步包括用于將BIT測試的結果輸出到診斷系統(tǒng)和馬達控制器中的至少一個的裝置。
20.根據(jù)權利要求16所述的車輛動力控制器，進一步包括用于判定與接收裝置是從診斷系統(tǒng)還是從馬達控制器接收到該BIT信號相對應的BIT源的裝置；以及用于將BIT測試的結果輸出到該BIT源的裝置。
21.一種用于控制車輛的推進的計算機實施的方法，該車輛包括驅動該車輛的一個電馬達、多個檢測器、一個微處理器、以及一個馬達控制器，其中多個檢測器包括用于檢測一個加速踏板的位置的一個加速器檢測器和用于檢測一個制動踏板的位置的一個制動檢測器，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該方法包括以下步驟接收來自加速器檢測器和制動檢測器的信號；將加速器檢測器和制動檢測器的信號轉換成一個力矩值；將該力矩值輸出到馬達控制器以控制該馬達的力矩輸出。
22.一種用于控制車輛的推進的計算機實施的方法，該車輛包括一個電池、驅動該車輛的一個電馬達、多個檢測器、一個微處理器、以及一個馬達控制器，其中多個檢測器包括用于檢測電池的充電狀態(tài)的一個電池檢測器、用于檢測一個加速踏板的位置的加速器檢測器以及用于檢測一個制動踏板的位置的制動檢測器，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該方法包括以下步驟接收來自多個檢測器的信號；將多個檢測器的信號轉換成一個力矩值；以及將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出。
23.一種用于控制車輛的推進的計算機實施的方法，該車輛包括一個電池、驅動車輛的電馬達、多個檢測器、一個微處理器、以及一個馬達控制器，其中該車輛能夠沿著向前方向或倒行方向運動，其中多個檢測器包括駕駛選擇器檢測器，它檢測與車輛是正在沿著向前方向還是沿著倒行方向運動相對應的車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)；一個電池檢測器，它檢測電池的充電狀態(tài)；一個加速器檢測器，它檢測一個加速踏板的位置；以及，一個制動檢測器，它檢測一個制動踏板的位置，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該方法包括以下步驟接收來自多個檢測器的信號；將多個檢測器的信號轉換成一個力矩值；以及將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中當充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池需要充電且駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于向前方向時力矩值為一個負值，且當充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池需要充電且駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于倒行方向時力矩值為一個正值。
25.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中轉換步驟包括以下子步驟判定充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池是需要還是不需要充電。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中轉換步驟包括以下子步驟判定駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)是處于向前方向還是倒行方向。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，其中當判定充電狀態(tài)檢測器的信號表明電池不需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于向前方向時，則力矩值為一個正值。
28.根據(jù)權利要求26所述的方法，其中當判定充電狀態(tài)信號表明電池不需要充電且駕駛選擇器檢測器的信號表明車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于倒行方向時，則力矩值為一個負值。
29.根據(jù)權利要求23所述的方法，進一步包括接收來自馬達控制器的、表示馬達的rpm值的信號；以及將從馬達控制器接收的信號轉換成與車輛的現(xiàn)行速度相對應的值。
30.根據(jù)權利要求29所述的方法，進一步包括輸出車輛的現(xiàn)行速度值。
31.一種用于控制車輛的推進的計算機實施的方法，該車輛包括一個電池、驅動車輛的一個電馬達、多個模擬檢測器、多個數(shù)字檢測器、一個微處理器、以及一個馬達控制器，其中該車輛能夠沿著向前方向或倒行方向運動，其中其中多個模擬檢測器包括一個電池檢測器，它檢測電池的充電狀態(tài)；一個加速器檢測器，它檢測一個加速踏板的位置；以及一個制動檢測器，它檢測一個制動踏板的位置，其中數(shù)字檢測器包括一個駕駛選擇器檢測器—它檢測與該車輛是正在沿著向前方向還是倒行方向運動相對應的車輛現(xiàn)行駕駛狀態(tài)，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出，該方法包括以下步驟接收來自多個模擬檢測器的信號；將多個模擬檢測器的信號轉換成多個數(shù)字信號；利用多個數(shù)字信號確定一個力矩值；以及將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出。
32.根據(jù)權利要求31所述的方法，其中確定步驟包括接收來自駕駛選擇器檢測器的數(shù)字駕駛信號；利用與充電狀態(tài)檢測器的轉換信號相對應的數(shù)字信號判定電池是否需要充電；以及從該數(shù)字駕駛信號判定車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)。
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中當判定電池需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著向前方向時，力矩值為一個負值。
34.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中當判定電池需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時，則力矩值為一個正值。
35.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中當判定電池需要充電時馬達對電池進行充電。
36.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中當判定電池不需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著向前方向時，力矩值為一個正值。
37.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中當判定電池不需要充電且車輛的現(xiàn)行駕駛狀態(tài)處于沿著倒行方向時，力矩值為一個負值。
38.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中一個診斷裝置能夠與車輛動力控制器相連，該方法進一步包括以下步驟接收來自診斷系統(tǒng)與馬達控制器中的至少一個的信號；進行與該BIT信號相對應的一個BIT測試。
39.根據(jù)權利要求38所述的方法，進一步包括以下步驟將BIT測試的結果輸出到診斷系統(tǒng)與馬達控制器中的至少一個。
40.根據(jù)權利要求36所述的方法，進一步包括以下步驟判定與BIT信號是由接收裝置從診斷系統(tǒng)還是從馬達控制器接收到相對應的BIT源；以及將BIT測試的結果輸出到該BIT源。
全文摘要
一種用于車輛的車輛動力控制器，該車輛包括驅動車輛的電馬達、多個檢測器和一個馬達控制器，其中多個檢測器包括用于檢測一個加速踏板的位置的一個加速器檢測器和用于檢測一個制動踏板的位置的制動檢測器，且其中馬達控制器控制馬達的力矩輸出。該車輛動力控制器包括三個組成部分。第一個組成部分接收來自加速器檢測器和制動檢測器的信號。第二個組成部分將加速器檢測器和制動檢測器的信號轉換成力矩值，且第三個組成部分將該力矩值輸出到馬達控制器以控制馬達的力矩輸出。
文檔編號B60L7/24GK1154091SQ95194191
公開日1997年7月9日 申請日期1995年6月1日 優(yōu)先權日1994年6月10日
發(fā)明者托馬斯·查理斯·安德伍德, 貝斯·A·赫爾曼, 埃里克·利·莫勒 申請人:諾思路·格魯曼公司