电机控制系统和车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种电机控制系统和车辆，其中，电机控制系统包括：采样模块，采样模块用于采集电机的运行参数；驱动模块，驱动模块包括驱动单元和逆变电路，驱动单元包括驱动电路和安全电路，安全电路用于对电机进行安全保护；控制模块，控制模块包括电机控制单元、扭矩监控单元，电机控制单元用于根据接收到的电机控制指令和运行参数通过驱动电路对电机进行控制，扭矩监控单元用于根据接收到的电机控制指令和运行参数判断电机运行是否异常，并在判断电机运行异常时，控制安全电路工作；供电模块。该电机控制系统通过扭矩监控单元和安全电路，能够在电机异常运行时保证系统工作于安全状态，提高系统安全性，保障车内人员的安全。保障车内人员的安全。保障车内人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
电机控制系统和车辆


[0001]本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种电机控制系统和一种车辆。

技术介绍

[0002]车辆控制中电机控制系统的功能安全性极其重要，早有德国车盟的E-GAS三级系统架构，后有ISO-26262功能安全标准，两者都不同程度的提出了电机控制系统的功能安全要求，以在电机控制系统故障发生后，保证车内人员的安全。相关技术中，按照功能框架划分，电机控制系统通常具备MCU(Micro Controller Unit，微控制器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、交流电流采样、母线电压采样、旋变电路、驱动电路、电源及CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线，其结构如图1所示，该方案因控制路径较为单一，可能会导致系统无法识别，即使识别了，也缺少处理路径，因此，可能发生如下故障：
[0003]1)CPLD死机：作为PWM管理者，工作异常之后，PWM信号不可控；
[0004]2)旋变解码异常：解算的PWM占空比异常，PWM信号不准确；
[0005]3)驱动电路异常：真实输出的PWM占空比异常，PWM信号不准确。
[0006]异常的PWM信号会带来非预期的扭矩，非预期的扭矩可能导致人身危害，如提供比司机需求更大的扭矩，就可能导致跟车时车辆追尾、转向时发生侧碰等。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电机控制系统，该电机控制系统通过扭矩监控单元和安全电路，能够在电机异常运行时保证系统工作于安全状态，提高系统安全性，保障车内人员的安全。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提出一种车辆。
[0009]为实现上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种电机控制系统，包括：采样模块，所述采样模块用于采集电机的运行参数；驱动模块，所述驱动模块包括驱动单元和逆变电路，所述驱动单元包括驱动电路和安全电路，所述驱动电路的输出端与所述逆变电路的控制端相连，所述驱动电路用于通过所述逆变电路对所述电机进行驱动控制，所述安全电路用于对所述电机进行安全保护；控制模块，所述控制模块包括电机控制单元、扭矩监控单元，所述电机控制单元与所述驱动电路相连，所述扭矩监控单元与所述安全电路相连，所述电机控制单元用于根据接收到的电机控制指令和所述运行参数通过所述驱动电路对所述电机进行控制，所述扭矩监控单元用于根据接收到的所述电机控制指令和所述运行参数判断所述电机运行是否异常，并在判断所述电机运行异常时，控制所述安全电路工作；供电模块，所述供电模块用于分别给所述采样模块、所述控制模块和所述驱动模块供电。
[0010]根据本专利技术实施例的电机控制系统，通过扭矩监控单元和安全电路，能够在电机异常运行时保证系统工作于安全状态，提高系统安全性，保障车内人员的安全。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的电机控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述供电模块包括外围供电电源和电压转换单元，所述电压转换单元用于将所述外围供电电源输出的电压分别转换成所述采样模块、所述控制模块和所述驱动模块工作所需的供电电压。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述运行参数包括所述电机的供电母线电压、所述电机的相电流和所述电机的转速，所述电机控制指令包括电机的目标扭矩，所述扭矩监控单元具体用于：
[0014]根据所述电机的供电母线电压、所述电机的相电流和所述电机的转速计算所述电机的实际输出扭矩；计算所述实际输出扭矩与所述目标扭矩之间的差值，并在所述差值大于所述预设差值阈值时，判断所述电机运行异常，并控制所述安全电路工作。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述采样模块包括：第一电压采样单元，所述第一电压采样单元分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第一电流采样单元，所述第一电流采样单元分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一电流采样单元用于采样所述电机的相电流；第一旋变电路，所述第一旋变电路分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一旋变电路用于采样所述电机的转速。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述采样模块包括：第二电压采样单元，所述第二电压采样单元分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第二电流采样单元，所述第二电流采样单元分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二电流采样单元用于采样所述电机的相电流；第二旋变电路，所述第二旋变电路分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二旋变电路用于采样所述电机的转速；第三电压采样单元，所述第三电压采样单元分别与所述供电模块和所述扭矩监控单元相连，所述第三电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第三电流采样单元，所述第三电流采样单元分别与所述供电模块和所述扭矩监控单元相连，所述第三电流采样单元用于采样所述电机的相电流；第三旋变电路，所述第三旋变电路分别与所述供电模块和所述扭矩监控单元相连，所述第三旋变电路用于采样所述电机的转速。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述电压转换单元包括：第一电源芯片，所述第一电源芯片分别与所述外围供电电源、所述电机控制单元、所述第二电压采样单元、所述第二电流采样单元和所述第二旋变电路相连，所述第一电源芯片用于将所述外围供电电源输出的电压分别转换成所述电机控制单元、所述第二电压采样单元、所述第二电流采样单元和所述第二旋变电路工作所需的供电电压；第二电源芯片，所述第二电源芯片分别与所述外围供电电源、所述扭矩监控单元、所述第三电压采样单元、所述第三电流采样单元和所述第三旋变电路相连，所述第二电源芯片用于将所述外围供电电源输出的电压分别转换成所述扭矩监控单元、所述第三电压采样单元、所述第三电流采样单元和所述第三旋变电路工作所需的供电电压；第三电源芯片，所述第三电源芯片分别与所述外围供电电源和所述驱动电路单元相连，所述第三电源芯片用于将所述外围供电电源输出的电压转换成所述驱动单元工作所需的供电电压。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述电机控制单元包括：第一控制芯片，所述第一控制
芯片分别与所述第一电源芯片、所述第二电压采样单元、所述第二电流采样单元和所述第二旋变电路相连，所述第一控制芯片用于根据所述电机控制指令和所述运行参数生成电机控制信号；可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件分别与所述第一控制芯片和所述驱动电路相连，所述可编程逻辑器件用于对所述电机控制信号进行管理，并判断所述第一控制芯片是否异常；其中，所述扭矩监控单元还与所述可编程逻辑器件相连，所述扭矩监控单元还用于在所述第一控制芯片异常时，控制所述安全电路工作。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述第二电源芯片还与所述安全电路相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：采样模块，所述采样模块用于采集电机的运行参数；驱动模块，所述驱动模块包括驱动单元和逆变电路，所述驱动单元包括驱动电路和安全电路，所述驱动电路的输出端与所述逆变电路的控制端相连，所述驱动电路用于通过所述逆变电路对所述电机进行驱动控制，所述安全电路用于对所述电机进行安全保护；控制模块，所述控制模块包括电机控制单元、扭矩监控单元，所述电机控制单元与所述驱动电路相连，所述扭矩监控单元与所述安全电路相连，所述电机控制单元用于根据接收到的电机控制指令和所述运行参数通过所述驱动电路对所述电机进行控制，所述扭矩监控单元用于根据接收到的所述电机控制指令和所述运行参数判断所述电机运行是否异常，并在判断所述电机运行异常时，控制所述安全电路工作；供电模块，所述供电模块用于分别给所述采样模块、所述控制模块和所述驱动模块供电。2.如权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，所述供电模块包括外围供电电源和电压转换单元，所述电压转换单元用于将所述外围供电电源输出的电压分别转换成所述采样模块、所述控制模块和所述驱动模块工作所需的供电电压。3.如权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，所述运行参数包括所述电机的供电母线电压、所述电机的相电流和所述电机的转速，所述电机控制指令包括电机的目标扭矩，所述扭矩监控单元具体用于：根据所述电机的供电母线电压、所述电机的相电流和所述电机的转速计算所述电机的实际输出扭矩；计算所述实际输出扭矩与所述目标扭矩之间的差值，并在所述差值大于所述预设差值阈值时，判断所述电机运行异常，并控制所述安全电路工作。4.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述采样模块包括：第一电压采样单元，所述第一电压采样单元分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第一电流采样单元，所述第一电流采样单元分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一电流采样单元用于采样所述电机的相电流；第一旋变电路，所述第一旋变电路分别与所述供电模块、所述电机控制单元和所述扭矩监控单元相连，所述第一旋变电路用于采样所述电机的转速。5.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述采样模块包括：第二电压采样单元，所述第二电压采样单元分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第二电流采样单元，所述第二电流采样单元分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二电流采样单元用于采样所述电机的相电流；第二旋变电路，所述第二旋变电路分别与所述供电模块和所述电机控制单元相连，所述第二旋变电路用于采样所述电机的转速；第三电压采样单元，所述第三电压采样单元分别与所述供电模块和所述扭矩监控单元相连，所述第三电压采样单元用于采样所述电机的供电母线电压；第三电流采样单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻轶龙，钟鹏，杜智勇，徐鲁辉，齐阿喜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：