车辆及其电机控制器系统的制作方法

本发明涉及车辆，尤其涉及一种车辆及其电机控制器系统。

背景技术：

1、伴随着我国新能源汽车产业、尤其是纯电动汽车的快速发展，车用电子电气系统的功能也日趋复杂，如何确保电子电气系统的功能安全已成为行业关注的重点和研究的热点。iso(international organization for standardization，国际标准化组织)于2011年正式发布了iso 26262《道路车辆功能安全》标准，该标准提供了一套涵盖系统(包括硬件和软件)及其生产制造的完整功能安全设计流程与认证制度，以确保汽车行驶的安全性，目前已成为汽车行业被广泛接受的一套完整评估方法，并获得了全球主要汽车制造商以及零部件供应商的认可和推广。

2、作为纯电动汽车的核心动力部件，电机控制器担负着控制整车动力输出的职责，其通过控制驱动电机三相绕组中的电流状态使驱动电机产生与驾驶员需求一致的扭矩，实现车辆的驾驶功能。电机控制器作为功率转换控制部件，长期工作在大电流、高电压、大功率以及高温的状态下，如果发生失效则可能危害到整车、车辆驾驶员、车上乘客及车外人员的安全，因此其功能安全的正确实施显得尤为重要。

3、尽管iso 26262《道路车辆功能安全》标准针对功能安全性给出了完整的设计流程，对功能安全理念的引入发挥了至关重要的作用，但由于其并不涉及特定产品的具体设计，因此如何正确地实现产品级、满足功能安全要求的电机控制器是当前纯电动汽车驱动系统领域研究的热点与难点。

技术实现思路

1、本发明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，本发明的第一个目的在于提出一种车辆的电机控制器系统，实现了level1、level2以及level3三级关断路径，保证系统在发生违背功能安全目标的事件时，能够通过以上关断路径进入到安全状态，保证系统安全。

2、本发明的第二个目的在于提出一种车辆。

3、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆的电机控制器系统，所述系统包括：主处理器、供电电路、三相电流传感器、旋转变压器、驱动电路、逆变器电路、电机和关断路径电路，所述关断路径电路包括关断路径子电路；所述供电电路与所述主处理器连接，以给所述主处理器提供低压电源；所述三相电流传感器用于采集电机三相电流，所述旋转变压器用于采集电机位置信号；所述主处理器用以连接至车辆的整车控制器，并分别与所述三相电流传感器、所述旋转变压器、所述驱动电路和所述关断路径子电路连接，用于：根据所述电机三相电流信号、所述电机位置信号和所述车辆的整车控制器发送的电机扭矩指令生成并输出第一pwm控制指令至所述驱动电路，以使所述驱动电路通过所述逆变器电路对所述车辆的电机进行驱动控制；根据所述电机位置信号和所述电机三相电流估算电机的输出扭矩，并在所述输出扭矩异常时，输出驱动电路原边侧三相桥臂非使能信号至所述驱动电路，以使所述驱动电路通过所述逆变器电路停止对所述电机的驱动控制；以及在检测到所述主处理器硬件异常时，输出主动短路使能信号至所述关断路径子电路，以使所述关断路径子电路输出主动短路信号至所述驱动电路，使所述驱动电路通过所述逆变器电路停止对所述电机的驱动控制。

4、根据本发明实施例的车辆的电机控制器系统，实现了level1、level2以及level3三级关断路径，保证系统在发生违背功能安全目标的事件时，能够通过以上关断路径进入到安全状态，保证系统安全。

5、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆，包括所述的车辆的电机控制器系统。

6、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述系统包括：主处理器、供电电路、三相电流传感器、旋转变压器、驱动电路、逆变器电路、电机和关断路径电路，所述关断路径电路包括关断路径子电路；

2.根据权利要求1所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述系统还包括：

3.根据权利要求1所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述系统还包括：直流母线电流传感器、电流过流保护电路、直流母线电压采样电路、直流母线电压过压保护电路，所述电流过流保护电路分别与所述直流母线电流传感器、所述三相电流传感器和所述主处理器连接，所述直流母线电压过压保护电路分别与所述直流母线电压采样电路、所述主处理器连接，其中，所述主处理器还用于在电机三相电流过流、直流母线过流、直流母线过压中的任一者发生时，输出所述驱动电路原边侧三相桥臂非使能信号至所述驱动电路，以使所述驱动电路通过所述逆变器电路停止对所述电机的驱动控制。

4.根据权利要求1所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述驱动电路还用于检测自身故障和所述逆变器电路的桥臂故障，并将检测结果发送至所述主处理器；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述主处理器还用于在检测到输出所述驱动电路原边侧三相桥臂非使能信号失败时，输出所述主动短路使能信号至所述关断路径子电路，以使所述关断路径子电路输出主动短路信号至所述驱动电路，使所述驱动电路通过所述逆变器电路停止对所述电机的驱动控制。

6.根据权利要求3所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述系统还包括电机温度传感器，所述电机温度传感器与所述主处理器连接，用于采集电机温度，所述关断路径电路还包括急停故障汇总子电路，所述急停故障汇总子电路分别与所述驱动电路、所述直流母线电压过压保护电路、所述电流过流保护电路和所述主处理器连接，用于在检测到驱动电路桥臂故障、电机三相电流过流、直流母线过流、直流母线过压中的任一者发生时，输出急停故障信号至所述主处理器；

7.根据权利要求1所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述供电电路还用于对所述低压电源和所述主处理器的工作状态进行监控，以及在检测到所述低压电源异常或者所述主处理器的工作状态异常时，输出供电故障信号至所述关断路径子电路，以使所述关断路径子电路输出主动短路信号至所述驱动电路，使所述驱动电路通过所述逆变器电路停止对所述电机的驱动控制。

8.根据权利要求7所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述关断路径电路还包括：

9.根据权利要求6所述的车辆的电机控制器系统，其特征在于，所述主动短路信号的优先级高于所述驱动电路原边侧三相桥臂非使能信号的优先级，所述驱动电路原边侧三相桥臂非使能信号的优先级高于所述第二pwm控制指令的优先级。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的电机控制器系统。

技术总结
本发明公开一种车辆及其电机控制器系统，系统包括：三相电流传感器；旋转变压器；驱动电路；逆变器电路；电机；关断路径子电路；主处理器用于：根据电机三相电流信号、电机位置信号和电机扭矩指令生成并输出第一PWM控制指令至驱动电路，使其通过逆变器电路对电机进行驱动控制；根据电机位置信号和电机三相电流信号估算电机的输出扭矩，并在输出扭矩异常时，输出非使能信号至驱动电路，使其通过逆变器电路停止对电机的驱动控制；在检测到主处理器硬件异常时，关断路径子电路输出主动短路信号至驱动电路，使其通过逆变器电路停止对电机的驱动控制，保证系统在发生违背功能安全目标的事件时，能够通过以上三级关断路径进入到安全状态，保证系统安全。

技术研发人员：李玮,刘超,梁海强
受保护的技术使用者：北京新能源汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13