[发明专利]车辆电机控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种车辆电机控制方法及装置，该方法包括正常运转控制步骤，控制所述电机正常运转；锁存步骤，依据所述电机正常运转过程中的参数，锁存安全状态控制信号；安全控制步骤，在所述电机发生控制故障时，以锁存的安全状态控制信号控制所述电机进入安全状态，所述安全状态包括所述电机高速运转下的ASC安全状态，以及所述电机低速运转下的SPO安全状态。由于采用锁存步骤和安全控制步骤的配合，以在电机正常运转过程中的参数，锁存安全状态控制信号，并在电机发生控制故障时，以锁存的安全状态控制信号控制所述电机进入安全状态，其安全控制效果较好。

技术领域

本发明涉及车辆电机安全控制技术领域，特别涉及一种车辆电机控制系统；本发明还涉及一种车辆电机控制方法。

背景技术

随着新能源汽车日益发展和普及，电驱动系统的功能安全问题尤为重要。电机控制器自身必须在自身发生故障的紧急情况进入安全状态，从而保证人员和车辆的安全。目前，最为常见的两种主动保护措施为SPO(Safty Pulse Off，也可称为Freewheeling)安全状态和ASC(Active Short Circuit)安全状态。SPO安全状态的实现方式是通过将开关管全部断开，从而实现电机和控制器的脱离；ASC安全状态是通过将上桥短路或者下桥短路，实现电机和控制器的分离，其中，上桥主动短路的形式为H-ASC(High side Active ShortCircuit),下桥主动短路的形式为L-ASC(Low side Active Short Circuit)。

通常要求故障发生在电机高速时进入ASC安全状态，因为高速时进入SPO安全状态时会通过IGBT模块的反向二极管向DC-Link电容充电，导致母线电压升高；故障发生在电机低速时进入SPO安全状态，因为在电机低速时，ASC的操作会对电机转子产生较大的负扭矩，在整车系统中该“非预期扭矩”会影响驾驶员对车辆的操控。此外，在进入ASC安全状态前需要先进入短暂的SPO状态(微秒级)，防止发生IGBT上下管直通。

目前电机控制器在发生故障时的安全控制有三种方式：

第一种是通过主微控制器(单片机)控制电机进入安全状态，此种形式为直接控制形式，结构简单，但在单片机故障时，会存在安全状态控制失效的状况发生。例如中国发明专利申请CN112046289A公开了一种电动车辆及其驱动控制系统和故障检测控制方法，系统包括：整车控制器，用于检测是否有外部故障发生以输出第一使能信号；电机控制器，包括主控芯片，用于检测是否有驱动系统故障发生以输出第二使能信号，并输出PWM信号至逻辑处理电路、故障检测电路，用于检测是否有母线过压故障、相过流故障和IGBT过温故障发生并输出第三使能信号至故障处理电路，用于根据第一、第二和第三使能信号生成IGBT使能信号，并将IGBT使能信号发送至逻辑处理电路、逻辑处理电路根据IGBT使能信号对PWM信号进行封锁，控制驱动电路停止输出驱动信号，从而，在电动车辆检测到故障后，对PWM信号进行封锁，以实现IGBT的快速关断。

第二种方式，是采用主微控制器、辅助微控制器串联进行门极驱动逻辑控制，此种控制形式，在主微控制器故障时，可以由辅助微控制器(FPGA/CPLD)控制电驱动系统进入安全状态，但在辅助微控制器发生故障时，主微控制器无法输出PWM控制电机，在发生其他故障时也无法控制电驱系统进入安全状态。

第三种方式，为了解决以上两种控制方式的缺陷，现有的一种解决方案中，采用主微控制器、辅助微控制器并联进行门极驱动逻辑控制，该方式，可以在主微控制器故障时，可以由辅助微控制器(FPGA/CPLD)控制电驱动系统进入安全状态，同时，辅助微控制器发生故障时不影响主微控制器对门极驱动电路的影响。但该方式需要增加辅助微控制器和门极驱动逻辑控制模块电路，增加主微控制处理器与辅助微控制器的通信，或者为辅助微控制器增加转速检测电路，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆电机控制方法，以提高车辆电机安全控制效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：