新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路的制作方法
【专利摘要】一种新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，包括一个微控制器，微控制器连接有供电电路、通讯电路和故障失效处理电路。本实用新型在微控制器的模拟信号端口上连接故障失效处理电路，实时检测电机的电流、电压和位置信号，在微控制器的串行外设接口上设置通讯电路以连接主控制器来监控主控制器的工作状态，设置三级扭矩监控策略来实时监控主控制器的工作状态，一旦出现失效，就会有相应的处理动作。实现了对电机的输出力矩的监控，保证扭矩传输和扭矩输出的安全可靠性。
【专利说明】新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及电学领域，尤其涉及电机控制器，特别是一种新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路。
【背景技术】:
[0002]现有技术中，车用电机控制器缺少扭矩监控，安全可靠性较差。但是在新能源汽车上，电机控制器输出能力以カ矩的形式进行传输，カ矩的安全可靠性会导致车辆的舒适性降低、车辆控制不稳定，存在安全隐患。
【发明内容】
:
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于汽车的电机控制器扭矩监控控制方，包括软硬件方案的实现。所述的这种新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路要解决现有技术中电机控制器缺少扭矩监控、汽车舒适性和可靠性较低的技术问题。
[0004]本实用新型的这种新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，包括一个微控制器，其中，所述的微控制器连接有供电电路、通讯电路和故障失效处理电路。
[0005]进ー步的，所述的通讯电路与ー个单片机连接。
[0006]进ー步的，所述的微控制器包括有一个电源输入端和一个电源接地端，所述的供电电路包括两个电容器，所述的两个电容器并联后连接在所述的电源输入端和所述的电源接地端之间。
[0007]进ー步的，所述的微控制器包括有ー个数字电源接地端和ー个核心电源监控端，所述的数字电源接地端与所述的核心电源监控端之间连接有ー个电容器。
[0008]进ー步的，所述的微控制器包括有两个系统关闭端，任意一个所述的系统关闭端上均各自连接有一个电阻器。
[0009]进ー步的，所述的微控制器包括有一个复位端、一个串行外设接ロ时钟端、ー个串行外设接ロ接收端和一个串行外设接ロ发送端，所述的串行外设接ロ发送端与电源正极之间连接有ー个上拉电阻器，所述的通讯电路包括连接在所述的复位端、串行外设接ロ时钟端、串行外设接ロ接收端和串行外设接ロ发送端上的信号线。
[0010]进ー步的，所述的微控制器包括有ー个第一模拟信号输入端、ー个第二模拟信号输入端、ー个第三模拟信号输入端、ー个第四模拟信号输入端、一个模拟信号接地端和ー个模拟信号參考端，所述的模拟信号接地端接地，所述的微控制器还包括有ー个数字电源接地端，所述的故障失效处理电路包括ー个第一电容器、一个第二电容器、ー个第三电容器、ー个第四电容器、ー个第五电容器、一个第一电阻器、ー个第二电阻器、ー个第三电阻器、一个第四电阻器、ー个第五电阻器、一个第六电阻器和ー个第七电阻器，所述的第一电容器连接在所述的第一模拟信号输入端与所述的数字电源接地端之间，所述的第一电阻器连接在第一模拟信号输入端与ー个第一数字电源的正极之间，所述的第二电容器连接在所述的第ニ模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第二电阻器连接在第二模拟信号输入端与ー个第一模拟电源的正极之间，所述的第三电阻器并联连接在第二电容器的两端，所述的第三电容器连接在所述的第三模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第四电阻器连接在第三模拟信号输入端与ー个第二数字电源的正极之间，所述的第五电阻器并联连接在第三电容器的两端，所述的第四电容器连接在所述的第四模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第六电阻器连接在第四模拟信号输入端与ー个第三数字电源的正极之间，所述的第七电阻器并联连接在第四电容器的两端，所述的第五电容器连接在模拟信号接地端与一个參考电源的正极之间，模拟信号參考端与參考电源的正极连接。
[0011]进ー步的，第一数字电源的电压为1.5V，第二数字电源的电压为5V，第三数字电源的电压为3.3V，第一模拟电源的电压为3.3V，參考电源的电压为3.3V。
[0012]进ー步的，微控制器是CIC61508集成电路。
[0013]本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型在微控制器的模拟信号端口上连接故障失效处理电路，实时检测电机的电流、电压和位置信号，在微控制器的串行外设接口上设置通讯电路以连接单片机，将检测到的信号发送到单片机进行处理，实现了对电机的输出力矩的监控，保证扭矩传输和扭矩输出的安全可靠性。
【专利附图】
【附图说明】:
[0014]图1是本实用新型的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路的原理图。
【具体实施方式】:
[0015]实施例1:
[0016]如图1所示，本实用新型的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，包括一个微控制器U1，其中，所述的微控制器Ul连接有供电电路、通讯电路和故障失效处理电路。
[0017]进ー步的，所述的通讯电路与一个单片机(图中未示)连接。
[0018]进ー步的，所述的微控制器Ul包括有一个电源输入端VDDP和一个电源接地端VSSP,所述的供电电路包括一个电容器C14和一个电容器C17,所述的电容器C14和电容器C17并联后连接在所述的电源输入端VDDP和所述的数字电源接地端GND_DIG之间。
[0019]进ー步的，所述的微控制器Ul包括有ー个数字电源接地端VSSC和ー个核心电源监控端VDDC，所述的数字电源接地端VSSC与所述的核心电源监控端VDDC之间连接有ー个电容器C11。
[0020]进一步的,所述的微控制器Ul包括有一个系统关闭端SYSDISB和一个系统关闭端SYSDI SC，系统关闭端SYSDI SB和系统关闭端SYSDI SC上分别连接有电阻器RI和电阻器R2。
[0021]进ー步的，所述的微控制器Ul包括有一个复位端RESET、、ー个串行外设接ロ时钟端SCLK、一个串行外设接ロ接收端MTSR和一个串行外设接ロ发送端MRST，所述的串行外设接ロ发送端MRST与电源正极VCIC33之间连接有一个上拉电阻器R3，所述的通讯电路包括连接在所述的复位端、串行外设接ロ时钟端、串行外设接ロ接收端和串行外设接ロ发送端上的信号线 RESET_P、SCLKO, MTSRO 和 MRST0。
[0022]进ー步的，所述的微控制器Ul包括有ー个第一模拟信号输入端SENA、ー个第二模拟信号输入端SENB、ー个第三模拟信号输入端SENC、ー个第四模拟信号输入端SEND、ー个模拟信号接地端SENGND和一个模拟信号參考端SENREF，所述的模拟信号接地端SENGND接地，所述的微控制器Ul还包括有ー个数字电源接地端GND_DIG，所述的故障失效处理电路包括一个第一电容器C6、一个第二电容器C7、一个第三电容器C9、一个第四电容器CIO、一个第五电容器C8、一个第一电阻器R5、一个第二电阻器R8、一个第三电阻器R11、一个第四电阻器R9、ー个第五电阻器R12、一个第六电阻器RlO和一个第七电阻器R13，所述的第一电容器C6连接在所述的第一模拟信号输入端SENA与所述的数字电源接地端GND_DIG之间，所述的第一电阻器R5连接在第一模拟信号输入端SENA与ー个第一数字电源VDIG15的正极之间，所述的第二电容器C7连接在所述的第二模拟信号输入端SENB与数字电源接地端GND_DIG之间，所述的第二电阻器R8连接在第二模拟信号输入端SENB与ー个第一模拟电源VANA33的正极之间，所述的第三电阻器Rll并联连接在第二电容器C7的两端，所述的第三电容器C9连接在所述的第三模拟信号输入端SENC与数字电源接地端GND_DIG之间，所述的第四电阻器R9连接在第三模拟信号输入端SENC与ー个第二数字电源VDIG50的正极之间，所述的第五电阻器R12并联连接在第三电容器C9的两端，所述的第四电容器ClO连接在所述的第四模拟信号输入端SEND与数字电源接地端GND_DIG之间，所述的第六电阻器RlO连接在第四模拟信号输入端SEND与ー个第三数字电源VDIG33的正极之间，所述的第七电阻器R13并联连接在第四电容器ClO的两端，所述的第五电容器CS连接在模拟信号接地端SENGND与ー个參考电源VAREF33的正极之间，模拟信号參考端SENREF与參考电源VAREF33的正极连接。
[0023]进ー步的，第一数字电源VDIG15的电压为1.5V，第二数字电源VDIG50的电压为5V,第三数字电源VDIG33的电压为3.3V，第一模拟电源VANA33的电压为3.3V，參考电源VAREF33的电压为3.3V。
[0024]进ー步的，微控制器Ul是CIC61508集成电路。
[0025]CIC61508集成电路的引脚I和引脚2均为电源输入端VDDP，引脚11、引脚23、引脚22、引脚21、引脚20和引脚19均为电源接地端VSSP，引脚8为核心电源监控端VDDCdI脚7为数字电源接地端VSSC，引脚33为空置的系统关闭端SYSDISA，引脚32为系统关闭端SYSDISB，引脚13为系统关闭端SYSDISC，引脚5、引脚6、引脚9、引脚10、引脚12、引脚14、引脚27、引脚28、引脚29、引脚31、引脚34、引脚35、引脚36和引脚37空置，引脚24为模拟信号接地端SENGND，引脚25为模拟信号參考端SENREF，引脚26为第四模拟信号输入端SEND，引脚17为第三模拟信号输入端SENC,引脚16为第二模拟信号输入端SENB,引脚15为第一模拟信号输入端SENA，引脚30芯片选择端"CS，引脚4为串行外设接ロ发送端MRST，引脚3为串行外设接ロ接收端MTSR，引脚2为串行外设接ロ时钟端，引脚38为复位端RESET。
[0026]具体的，在本实用新型的一个优选实施例中，监控控制方案设置三个监控处理等级，其等级重要度及严重度从低到高进行排列。
[0027]其中，一级扭矩监控等级要做的工作:
[0028]1、主控芯片MCU需要实时地检测通过总线所传输的需求扭矩是否在最大、最小扭矩之间，进行合理性检查；
[0029]2、主控芯片MCU需要实时监测与驱动管理相关的组件或信号:电流、电压、位置等
坐寸o
[0030]检测到故障后，主控芯片MCU所做的处理策略如下:
[0031]1、如总线上检测到的需求扭矩并不在最大、最小之间，MCU须在总线上报出ONm扭矩；
[0032]2、如是电流、电压、位置等信号组件有问题，则MCU进入功率阶段故障状态，并进行相应的故障处理策略。
[0033]ニ级扭矩监控等级要做的工作:
[0034]1、实时监控主控芯片MCU输出的实际扭矩(应该是程序内部依据当前id、iq下估算出的扭矩)是否在最大、最小扭矩之间，如不是则报出合理性错误，进去故障模式
[0035]2、实时监控ー级监控中发生错误后反应，是否按照ー级监控发生错误时相应的处理策略进行响应，如不是，依据不同的错误进行不同的处理策略；
[0036]3、实时地循环监测ニ级监控的储存区域(RAM/R0M)，每50ms —次。
[0037]检测到故障后主控芯片MCU所做的处理策略如下:
[0038]1、如出现合理性错误，则进入相应的故障模式，报出等级3故障，软件复位重启；
[0039]2、如监控到一级监控中发生错误并未按照程序的设定进行处理，则按照第一级故障处理方式强制进行(1.1第二个处理策略);
[0040]3、在第二级监控中程序流监测出现错误后，会启用复位功能，并进入第三级监控状态。
[0041]第三级扭矩监控等级要做的工作如下
[0042]1、在第三级需要实时监控第二级出现的程序流和RAM/R0M检测，当出现错误后，会立即进行故障响应；
[0043]2、需要与第三级监控模块进行实时的质询和回答，一旦回答的答案与事先定义好的结果不一致，直接输出关断PWM波形信号，来硬件关断PWM。
【权利要求】
1.一种新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，包括一个微控制器，其特征在于:所述的微控制器连接有供电电路、通讯电路和故障失效处理电路。
2.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的通讯电路与ー个单片机连接。
3.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的微控制器包括有一个电源输入端和一个电源接地端，所述的供电电路包括两个电容器，所述的两个电容器并联后连接在所述的电源输入端和所述的电源接地端之间。
4.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的微控制器包括有ー个数字电源接地端和ー个核心电源监控端，所述的数字电源接地端与所述的核心电源监控端之间连接有ー个电容器。
5.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的微控制器包括有两个系统关闭端，任意一个所述的系统关闭端上均各自连接有ー个电阻器。
6.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的微控制器包括有一个复位端、一个串行外设接ロ时钟端、一个串行外设接ロ接收端和一个串行外设接ロ发送端，所述的串行外设接ロ发送端与电源正极之间连接有ー个上拉电阻器，所述的通讯电路包括连接在所述的复位端、串行外设接ロ时钟端、串行外设接ロ接收端和串行外设接ロ发送端上的信号线。
7.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:所述的微控制器包括有ー个第一模拟信号输入端、ー个第二模拟信号输入端、ー个第三模拟信号输入端、ー个第四模拟信号输入端、一个模拟信号接地端和一个模拟信号参考端，所述的模拟信号接地端接地，所述的微控制器还包括有ー个数字电源接地端，所述的故障失效处理电路包括ー个第一电容器、一个第二电容器、ー个第三电容器、一个第四电容器、ー个第五电容器、一个第一电阻器、ー个第二电阻器、ー个第三电阻器、ー个第四电阻器、ー个第五电阻器、一个第六电阻器和ー个第七电阻器，所述的第一电容器连接在所述的第一模拟信号输入端与所述的数字电源接地端之间，所述的第一电阻器连接在第一模拟信号输入端与ー个第一数字电源的正极之间，所述的第二电容器连接在所述的第二模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第二电阻器连接在第二模拟信号输入端与ー个第一模拟电源的正极之间，所述的第三电阻器并联连接在第二电容器的两端，所述的第三电容器连接在所述的第三模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第四电阻器连接在第三模拟信号输入端与ー个第二数字电源的正极之间，所述的第五电阻器并联连接在第三电容器的两端，所述的第四电容器连接在所述的第四模拟信号输入端与数字电源接地端之间，所述的第六电阻器连接在第四模拟信号输入端与ー个第三数字电源的正极之间，所述的第七电阻器并联连接在第四电容器的两端，所述的第五电容器连接在模拟信号接地端与ー个參考电源的正极之间，模拟信号參考端与參考电源的正极连接。
8.如权利要求7所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于--第一数字电源的电压为1.5V，第二数字电源的电压为5V，第三数字电源的电压为3.3V，第一模拟电源的电压为3.3V，參考电源的电压为3.3V。
9.如权利要求1所述的新能源汽车用电机控制器扭矩监控控制电路，其特征在于:微。蜜抽资鹕809TSI3喇雏苐?"(62/2 Cl ^ ^Tマ Xe n 6SSS 寸 Sc Zo`
【文档编号】G05B19/04GK203433299SQ201320506290
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】曹君, 王银杉, 田景 申请人:华域汽车电动系统有限公司