CN103738198B - 一种具有安全监控功能的车用电机控制***及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种具有安全监控功能的车用电机控制***及其监控方法，以满足对汽车安全方面的日益增长的要求。该安全监控功能的车用电机控制***包括控制电机运行的电机控制器芯片，电机控制器芯片与CAN总线相连，所述电机控制器芯片连接有电源监控模块、母线电压监控模块、母线电流监控模块、三相电流监控模块、控制器温度监控模块、电机温度监控模块、电机转速监控模块和运行监控模块，所述运行监控模块与电机控制器通讯。本发明增加了许多硬件监控模块和软件监控功能，一起构成一个二级的监控网络，确保所有的故障信息都能及时被发现，并能够及时的处理，使整个控制***具有更高的安全性，满足现今汽车行业对安全相关的要求。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及到一种具有安全监控功能的车用电机控制***及其监控方法。
背景技术
当今汽车工业中，随着电气器件、电子设备、可编程电子器件在汽车控制领域的大量使用，一些全新的安全问题不断的被媒体曝光。例如虽然脚踩刹车却发现车辆不断加速的踏板门事件，或者使用定速巡航***时，车辆突然加速或者突然减速，再或者使用自动泊车***时，车辆突然失去控制造成事故等等。而在电动汽车中，由于使用了更多的电子设备，安全问题尤为突出。
电动汽车的电机驱动***除了具有普通电气传动的共性外，还应满足电动汽车特定用途的要求。电动汽车是一种露天运行、结构紧凑、具有车载能源的行走机械，工况复杂，既要能高速飞驰，又要能频繁启动、制动、上下坡、快速超车、紧急刹车；既要能适应雪天、雨天、盛夏、严冬、雪后等恶劣天气条件，又要能承受道路的颠簸震动，还要保证司乘人员的舒适与安全，所以汽车安全尤为重要，而在电动汽车中最重要的为动力控制***，其安全问题为电动汽车安全的首要问题，因此必须对电机控制***进行更充分的安全监控，确保车辆在行驶过程中安全运行。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有安全监控功能的车用电机控制***及其监控方法，以满足对汽车安全方面的日益增长的要求。
本发明的具有安全监控功能的车用电机控制***包括控制电机运行的电机控制器芯片，所述电机控制器芯片与CAN总线相连，关键在于所述电机控制器芯片连接有检测电机控制器芯片电源电压的电源监控模块、检测直流母线电压的母线电压监控模块、检测直流母线电流的母线电流监控模块、检测三相电流的三相电流监控模块、检测控制器温度的控制器温度监控模块、检测电机温度的电机温度监控模块、检测电机转速的电机转速监控模块和运行监控模块，所述运行监控模块与电机控制器通讯，以获得电机控制器芯片的时钟、温度、电源信息。
进一步地，为确保独立性，所述运行监控模块采用与电机控制器芯片电源不同的独立电源供电。
进一步地，所述电机控制器芯片还连接有硬件看门狗模块。当出现程序跑飞，运行出错等问题时，硬件看门狗模块会发出一个复位信号使电机控制器芯片复位，使***重新运行，恢复正常。
上述具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于包括如下步骤：
A：所述电机控制器芯片利用电源监控模块检测电机控制器芯片电源电压，当电机控制器芯片电源电压过高时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电过压故障报告，同时切断自身以及驱动电路的供电；当电机控制器芯片电源电压过低时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电欠压故障报告，不再响应整车控制器的模式请求，当电机控制器芯片电源电压恢复正常后，电机控制器芯片自动清除供电欠压故障信息，正常响应整车控制器的请求；
B：所述电机控制器芯片检测直流母线电压、母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度和电机转速，并在直流母线电压、母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度及电机转速超出预定阈值时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出电机故障报告，同时控制电机处于预定的安全运行模式；
C：所述电机控制器芯片实时计算出电机的扭矩，当预定间隔时间内的电机扭矩的变化值超出预定范围时，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告电机扭矩故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
D：电机控制器芯片监测电源监控模块、电机电压监控模块、电机电流监控模块、电机温度监控模块、电机转速监控模块的采样值，如果上述监控模块的连续两次采样值之差超过预定限值的次数达到预定次数，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告相应监控模块的故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
本发明的具有安全监控功能的车用电机控制***在原有的单纯起到驱动作用的电机控制***基础上增加了许多硬件监控模块和软件监控功能，一起构成一个二级的监控网络，确保所有的故障信息都能及时被发现，并能够及时的处理，使整个控制***具有更高的安全性，满足现今汽车行业对安全相关的要求。
附图说明
图1是本发明的具有安全监控功能的车用电机控制***的原理框图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的具有安全监控功能的车用电机控制***包括控制电机运行的电机控制器芯片，所述电机控制器芯片与CAN总线相连，关键在于所述电机控制器芯片连接有检测电机控制器芯片电源电压的电源监控模块、检测直流母线电压的母线电压监控模块、检测直流母线电流的母线电流监控模块、检测三相电流的三相电流监控模块、检测控制器温度的控制器温度监控模块、检测电机温度的电机温度监控模块、检测电机转速的电机转速监控模块和运行监控模块；其中所述运行监控模块采用的是专用安全监控芯片为英飞凌公司的CIC61508，该监控芯片与电机控制器芯片进行通信，它通过检测电机控制器芯片的时钟、电源和底层硬件配置信息的变化情况等来监测电机控制器芯片的工作状况，能够识别电机控制器芯片的计算误差，并及时进行修正，确保软件运行安全。同时它采用独立电源供电，和电机控制器芯片的供电电源分开，确保其独立性。
进一步地，所述电机控制器芯片还连接有硬件看门狗模块。当出现程序跑飞，运行出错等问题时，硬件看门狗模块会发出一个复位信号使电机控制器芯片复位，使***重新运行，恢复正常。
上述具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于包括如下步骤：
A：所述电机控制器芯片利用电源监控模块检测电机控制器芯片电源电压，当电机控制器芯片电源电压过高时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电过压故障报告，同时切断自身以及驱动电路的供电；当电机控制器芯片电源电压过低时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电欠压故障报告，不再响应整车控制器的模式请求，当电机控制器芯片电源电压恢复正常后，自动清除供电欠压故障信息，正常响应整车控制器的请求；
B：所述电机控制器芯片检测直流母线电压、母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度和电机转速，并在直流母线电压、母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度及电机转速超出预定阈值时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出电机故障报告，同时控制电机处于预定的安全运行模式；
C：所述电机控制器芯片实时计算出电机的扭矩，当预定间隔时间内的电机扭矩的变化值超出预定范围时，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告电机扭矩故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
D：电机控制器芯片监测电源监控模块、电机电压监控模块、电机电流监控模块、电机温度监控模块、电机转速监控模块的采样值，如果上述监控模块的连续两次采样值之差超过预定限值的次数达到预定次数，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告相应监控模块的故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
Claims (6)
1.一种具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其采用的车用电机控制***包括控制电机运行的电机控制器芯片，所述电机控制器芯片与CAN总线相连，所述电机控制器芯片连接有检测电机控制器芯片电源电压的电源监控模块、检测直流母线电压的母线电压监控模块、检测直流母线电流的母线电流监控模块、检测三相电流的三相电流监控模块、检测控制器温度的控制器温度监控模块、检测电机温度的电机温度监控模块、检测电机转速的电机转速监控模块和运行监控模块，所述运行监控模块与电机控制器通讯；其特征在于所述监控方法包括如下步骤：A：所述电机控制器芯片利用电源监控模块检测电机控制器芯片电源电压，当电机控制器芯片电源电压过高时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电过压故障报告，同时切断自身以及驱动电路的供电；当电机控制器芯片电源电压过低时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出供电欠压故障报告，不再响应整车控制器的模式请求，当电机控制器芯片电源电压恢复正常后，电机控制器芯片自动清除供电欠压故障信息，正常响应整车控制器的请求。
2.根据权利要求1所述的具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于还包括如下步骤：B：所述电机控制器芯片检测直流母线电压、直流母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度和电机转速，并在直流母线电压、直流母线电流、三相电流、控制器温度、电机温度及电机转速超出预定阈值时，电机控制器芯片通过CAN向整车控制器发出电机故障报告，同时控制电机处于预定的安全运行模式。
3.根据权利要求2所述的具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于还包括如下步骤：C：所述电机控制器芯片实时计算出电机的扭矩，当预定间隔时间内的电机扭矩的变化值超出预定范围时，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告电机扭矩故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
4.根据权利要求3所述的具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于还包括如下步骤：D：电机控制器芯片监测电源监控模块、电机电压监控模块、电机电流监控模块、电机温度监控模块、电机转速监控模块的采样值，如果上述监控模块的连续两次采样值之差超过预定限值的次数达到预定次数，电机控制器芯片通过CAN总线向整车控制器报告相应监控模块的故障，并且电机控制器芯片进入故障模式，停止响应整车控制器的请求值。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于所述运行监控模块采用与电机控制器芯片电源不同的独立电源供电。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的具有安全监控功能的车用电机控制***的监控方法，其特征在于所述电机控制器芯片还连接有硬件看门狗模块。
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