电机控制器及其主控芯片和电机转子角度获取方法与流程

本发明涉及电机，尤其涉及一种电机控制器的主控芯片、一种电机控制器和一种电机转子角度获取方法。

背景技术：

1、新能源汽车的电机控制功能依赖转子的角度信息，目前业内广泛采用的是在转子安装抗干扰性较强的旋转变压器，再配合专门的硬件解码芯片及外围电路观测转子的角度信息，主控芯片通过spi(serial peripheral interface，串行外设接口)通信等方式从硬件解码芯片中周期性获取角度解算结果。

2、虽然在适配良好的情况下，通过硬件解码的方式可以获取准确的电机转子角度信息，但是硬件解码芯片本身会带来额外的故障概率，在电机控制器的角度获取环节增加失效风险，为后续的扭矩输出控制增加不确定性，甚至可能导致系统振荡，降低了电机运行时驱动系统的可靠性与安全性。

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电机控制器的主控芯片，通过第一处理器获得电机的转子角度信息，并通过第二处理器对电机进行控制，并对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控，从而能够获取精确的转子角度信息，且降低了成本，提高了电机运行时的安全性。

2、本发明的第二个目的在于提出一种电机控制器。

3、本发明的第三个目的在于提出一种电机转子角度获取方法。

4、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电机控制器的主控芯片，包括第一处理器和第二处理器，其中，第一处理器，被配置为向位置传感器发送激励信号，以使位置传感器对电机的转子位置进行检测，并对位置传感器检测的位置信号进行解算处理，获得电机的转子角度信息；第二处理器，被配置为根据电机的转子角度信息对电机进行控制，并对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控。

5、根据本发明实施例的电机控制器的主控芯片，第一处理器被配置为向位置传感器发送激励信号，以使位置传感器对电机的转子位置进行检测，并对位置传感器检测的位置信号进行解算处理，获得电机的转子角度信息，第二处理器被配置为根据电机的转子角度信息对电机进行控制，并对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控。由此，该主控芯片能够获取精确的转子角度信息，且降低了成本，提高了电机运行时的安全性。

6、另外，根据本发明上述实施例的电机控制器的主控芯片还可以具有如下的附加技术特征：

7、根据本发明的一个实施例，第二处理器可包括：安全监控单元和电机控制单元，且被配置为具有功能层、单点故障诊断层和潜在故障诊断层的三级架构，其中，电机控制单元通过功能层对电机执行控制任务，安全监控单元通过单点故障诊断层对第一处理器与位置传感器之间交互的数据、第一处理器向第二处理器传递的数据进行监控，并通过潜在故障诊断层对单点故障诊断层的任务执行结果和第二处理器的硬件自检进行监控。

8、根据本发明的一个实施例，第一处理器可包括：通道选择单元和角度解算单元，其中，通道选择单元被配置为向位置传感器提供激励信号，且对位置传感器根据激励信号产生的反馈信号进行调理，获得位置信号，角度解算单元被配置为根据位置信号进行角度解算，获得转子角度信息。

9、根据本发明的一个实施例，安全监控单元通过单点故障诊断层对角度解算单元的输入信号、输出结果和任务时间点进行监控。

10、根据本发明的一个实施例，安全监控单元通过潜在故障诊断层对单点故障诊断层执行任务时的程序流状态以及第二处理器的运行状态进行监控。

11、根据本发明的一个实施例，第二处理器通过锁步核对单点故障诊断层的安全监控和潜在故障诊断层的安全监控进行同步运行校验。

12、根据本发明的一个实施例，安全监控单元通过单点故障诊断层进行监控时，覆盖单点故障诊断层的全部数据流和程序流的失效模式，且通过潜在故障诊断层进行监控时，覆盖潜在故障诊断层的全部数据流和程序流的失效模式。

13、根据本发明的一个实施例，第一处理器的角度解算任务和第二处理器的安全监控任务并列运行。

14、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电机控制器，包括上述的主控芯片。

15、本发明实施例的电机控制器，通过包含上述的主控芯片，能够获取精确的转子角度信息，且降低了成本，提高了电机运行时的安全性。

16、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电机转子角度获取方法，应用于上述的电机控制器，方法包括：向位置传感器发送激励信号，以使位置传感器对电机的转子位置进行检测；对位置传感器检测的位置信号进行解算处理，获得电机的转子角度信息，其中，在对电机的转子角度信息获取的过程中，对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控。

17、根据本发明实施例的电机转子角度获取方法，首先向位置传感器发送激励信号，以使位置传感器对电机的转子位置进行检测，然后对位置传感器检测的位置信号进行解算处理，获得电机的转子角度信息，其中，在对电机的转子角度信息获取的过程中，对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控。由此，该方法能够获取精确的转子角度信息，且降低了成本，提高了电机运行时的安全性。

18、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：

1.一种电机控制器的主控芯片，其特征在于，包括第一处理器和第二处理器，其中，

2.根据权利要求1所述的主控芯片，其特征在于，所述第二处理器包括安全监控单元和电机控制单元，且被配置为具有功能层、单点故障诊断层和潜在故障诊断层的三级架构，其中，所述电机控制单元通过所述功能层对所述电机执行控制任务，所述安全监控单元通过所述单点故障诊断层对所述第一处理器与所述位置传感器之间交互的数据、所述第一处理器向所述第二处理器传递的数据进行监控，并通过所述潜在故障诊断层对所述单点故障诊断层的任务执行结果和所述第二处理器的硬件自检进行监控。

3.根据权利要求2所述的主控芯片，其特征在于，所述第一处理器包括通道选择单元和所述角度解算单元，其中，所述通道选择单元被配置为向所述位置传感器提供所述激励信号，且对所述位置传感器根据所述激励信号产生的反馈信号进行调理，获得所述位置信号，所述角度解算单元被配置为根据所述位置信号进行角度解算，获得所述转子角度信息。

4.根据权利要求3所述的主控芯片，其特征在于，所述安全监控单元通过所述单点故障诊断层对所述角度解算单元的输入信号、输出结果和任务时间点进行监控。

5.根据权利要求3所述的主控芯片，其特征在于，所述安全监控单元通过所述潜在故障诊断层对所述单点故障诊断层执行任务时的程序流状态以及所述第二处理器的运行状态进行监控。

6.根据权利要求2所述的主控芯片，其特征在于，所述第二处理器通过锁步核对所述单点故障诊断层的安全监控和所述潜在故障诊断层的安全监控进行同步运行校验。

7.根据权利要求2所述的主控芯片，其特征在于，所述安全监控单元通过所述单点故障诊断层进行监控时，覆盖所述单点故障诊断层的全部数据流和程序流的失效模式，且通过所述潜在故障诊断层进行监控时，覆盖所述潜在故障诊断层的全部数据流和程序流的失效模式。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的主控芯片，其特征在于，所述第一处理器的角度解算任务和所述第二处理器的安全监控任务并列运行。

9.一种电机控制器，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的主控芯片。

10.一种电机转子角度获取方法，其特征在于，应用于根据权利要求9所述的电机控制器，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种电机控制器及其主控芯片和电机转子角度获取方法，所述主控芯片包括：第一处理器和第二处理器，其中，第一处理器，被配置为向位置传感器发送激励信号，以使位置传感器对电机的转子位置进行检测，并对位置传感器检测的位置信号进行解算处理，获得电机的转子角度信息；第二处理器，被配置为根据电机的转子角度信息对电机进行控制，并对第一处理器与位置传感器之间的数据交互功能、第一处理器与第二处理器之间的数据传递功能、以及第一处理器和第二处理器的任务执行功能进行安全监控。本发明的主控芯片，能够获取精确的转子角度信息，且降低了成本，提高了电机运行时的安全性。

技术研发人员：鲁晗晓,徐鲁辉,杜智勇
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7