新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路的制作方法
【專利摘要】一種新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，包括一個(gè)微控制器，微控制器連接有供電電路、通訊電路和故障失效處理電路。本實(shí)用新型在微控制器的模擬信號(hào)端口上連接故障失效處理電路，實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的電流、電壓和位置信號(hào)，在微控制器的串行外設(shè)接口上設(shè)置通訊電路以連接主控制器來監(jiān)控主控制器的工作狀態(tài)，設(shè)置三級(jí)扭矩監(jiān)控策略來實(shí)時(shí)監(jiān)控主控制器的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)失效，就會(huì)有相應(yīng)的處理動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的輸出力矩的監(jiān)控，保證扭矩傳輸和扭矩輸出的安全可靠性。
【專利說明】新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及電機(jī)控制器，特別是一種新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路。
【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，車用電機(jī)控制器缺少扭矩監(jiān)控，安全可靠性較差。但是在新能源汽車上，電機(jī)控制器輸出能力以カ矩的形式進(jìn)行傳輸，カ矩的安全可靠性會(huì)導(dǎo)致車輛的舒適性降低、車輛控制不穩(wěn)定，存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于汽車的電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制方，包括軟硬件方案的實(shí)現(xiàn)。所述的這種新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路要解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)控制器缺少扭矩監(jiān)控、汽車舒適性和可靠性較低的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型的這種新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，包括一個(gè)微控制器，其中，所述的微控制器連接有供電電路、通訊電路和故障失效處理電路。
[0005]進(jìn)ー步的，所述的通訊電路與ー個(gè)單片機(jī)連接。
[0006]進(jìn)ー步的，所述的微控制器包括有一個(gè)電源輸入端和一個(gè)電源接地端，所述的供電電路包括兩個(gè)電容器，所述的兩個(gè)電容器并聯(lián)后連接在所述的電源輸入端和所述的電源接地端之間。
[0007]進(jìn)ー步的，所述的微控制器包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端和ー個(gè)核心電源監(jiān)控端，所述的數(shù)字電源接地端與所述的核心電源監(jiān)控端之間連接有ー個(gè)電容器。
[0008]進(jìn)ー步的，所述的微控制器包括有兩個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉端，任意一個(gè)所述的系統(tǒng)關(guān)閉端上均各自連接有一個(gè)電阻器。
[0009]進(jìn)ー步的，所述的微控制器包括有一個(gè)復(fù)位端、一個(gè)串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端、ー個(gè)串行外設(shè)接ロ接收端和一個(gè)串行外設(shè)接ロ發(fā)送端，所述的串行外設(shè)接ロ發(fā)送端與電源正極之間連接有ー個(gè)上拉電阻器，所述的通訊電路包括連接在所述的復(fù)位端、串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端、串行外設(shè)接ロ接收端和串行外設(shè)接ロ發(fā)送端上的信號(hào)線。
[0010]進(jìn)ー步的，所述的微控制器包括有ー個(gè)第一模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第二模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第三模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第四模擬信號(hào)輸入端、一個(gè)模擬信號(hào)接地端和ー個(gè)模擬信號(hào)參考端，所述的模擬信號(hào)接地端接地，所述的微控制器還包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端，所述的故障失效處理電路包括ー個(gè)第一電容器、一個(gè)第二電容器、ー個(gè)第三電容器、ー個(gè)第四電容器、ー個(gè)第五電容器、一個(gè)第一電阻器、ー個(gè)第二電阻器、ー個(gè)第三電阻器、一個(gè)第四電阻器、ー個(gè)第五電阻器、一個(gè)第六電阻器和ー個(gè)第七電阻器，所述的第一電容器連接在所述的第一模擬信號(hào)輸入端與所述的數(shù)字電源接地端之間，所述的第一電阻器連接在第一模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第一數(shù)字電源的正極之間，所述的第二電容器連接在所述的第ニ模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第二電阻器連接在第二模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第一模擬電源的正極之間，所述的第三電阻器并聯(lián)連接在第二電容器的兩端，所述的第三電容器連接在所述的第三模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第四電阻器連接在第三模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第二數(shù)字電源的正極之間，所述的第五電阻器并聯(lián)連接在第三電容器的兩端，所述的第四電容器連接在所述的第四模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第六電阻器連接在第四模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第三數(shù)字電源的正極之間，所述的第七電阻器并聯(lián)連接在第四電容器的兩端，所述的第五電容器連接在模擬信號(hào)接地端與一個(gè)參考電源的正極之間，模擬信號(hào)參考端與參考電源的正極連接。
[0011]進(jìn)ー步的，第一數(shù)字電源的電壓為1.5V，第二數(shù)字電源的電壓為5V，第三數(shù)字電源的電壓為3.3V，第一模擬電源的電壓為3.3V，參考電源的電壓為3.3V。
[0012]進(jìn)ー步的，微控制器是CIC61508集成電路。
[0013]本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型在微控制器的模擬信號(hào)端口上連接故障失效處理電路，實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的電流、電壓和位置信號(hào)，在微控制器的串行外設(shè)接口上設(shè)置通訊電路以連接單片機(jī)，將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的輸出力矩的監(jiān)控，保證扭矩傳輸和扭矩輸出的安全可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0014]圖1是本實(shí)用新型的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]實(shí)施例1:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，包括一個(gè)微控制器U1，其中，所述的微控制器Ul連接有供電電路、通訊電路和故障失效處理電路。
[0017]進(jìn)ー步的，所述的通訊電路與一個(gè)單片機(jī)(圖中未示)連接。
[0018]進(jìn)ー步的，所述的微控制器Ul包括有一個(gè)電源輸入端VDDP和一個(gè)電源接地端VSSP,所述的供電電路包括一個(gè)電容器C14和一個(gè)電容器C17,所述的電容器C14和電容器C17并聯(lián)后連接在所述的電源輸入端VDDP和所述的數(shù)字電源接地端GND_DIG之間。
[0019]進(jìn)ー步的，所述的微控制器Ul包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端VSSC和ー個(gè)核心電源監(jiān)控端VDDC，所述的數(shù)字電源接地端VSSC與所述的核心電源監(jiān)控端VDDC之間連接有ー個(gè)電容器C11。
[0020]進(jìn)一步的,所述的微控制器Ul包括有一個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDISB和一個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDI SC，系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDI SB和系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDI SC上分別連接有電阻器RI和電阻器R2。
[0021]進(jìn)ー步的，所述的微控制器Ul包括有一個(gè)復(fù)位端RESET、、ー個(gè)串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端SCLK、一個(gè)串行外設(shè)接ロ接收端MTSR和一個(gè)串行外設(shè)接ロ發(fā)送端MRST，所述的串行外設(shè)接ロ發(fā)送端MRST與電源正極VCIC33之間連接有一個(gè)上拉電阻器R3，所述的通訊電路包括連接在所述的復(fù)位端、串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端、串行外設(shè)接ロ接收端和串行外設(shè)接ロ發(fā)送端上的信號(hào)線 RESET_P、SCLKO, MTSRO 和 MRST0。
[0022]進(jìn)ー步的，所述的微控制器Ul包括有ー個(gè)第一模擬信號(hào)輸入端SENA、ー個(gè)第二模擬信號(hào)輸入端SENB、ー個(gè)第三模擬信號(hào)輸入端SENC、ー個(gè)第四模擬信號(hào)輸入端SEND、ー個(gè)模擬信號(hào)接地端SENGND和一個(gè)模擬信號(hào)參考端SENREF，所述的模擬信號(hào)接地端SENGND接地，所述的微控制器Ul還包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端GND_DIG，所述的故障失效處理電路包括一個(gè)第一電容器C6、一個(gè)第二電容器C7、一個(gè)第三電容器C9、一個(gè)第四電容器CIO、一個(gè)第五電容器C8、一個(gè)第一電阻器R5、一個(gè)第二電阻器R8、一個(gè)第三電阻器R11、一個(gè)第四電阻器R9、ー個(gè)第五電阻器R12、一個(gè)第六電阻器RlO和一個(gè)第七電阻器R13，所述的第一電容器C6連接在所述的第一模擬信號(hào)輸入端SENA與所述的數(shù)字電源接地端GND_DIG之間，所述的第一電阻器R5連接在第一模擬信號(hào)輸入端SENA與ー個(gè)第一數(shù)字電源VDIG15的正極之間，所述的第二電容器C7連接在所述的第二模擬信號(hào)輸入端SENB與數(shù)字電源接地端GND_DIG之間，所述的第二電阻器R8連接在第二模擬信號(hào)輸入端SENB與ー個(gè)第一模擬電源VANA33的正極之間，所述的第三電阻器Rll并聯(lián)連接在第二電容器C7的兩端，所述的第三電容器C9連接在所述的第三模擬信號(hào)輸入端SENC與數(shù)字電源接地端GND_DIG之間，所述的第四電阻器R9連接在第三模擬信號(hào)輸入端SENC與ー個(gè)第二數(shù)字電源VDIG50的正極之間，所述的第五電阻器R12并聯(lián)連接在第三電容器C9的兩端，所述的第四電容器ClO連接在所述的第四模擬信號(hào)輸入端SEND與數(shù)字電源接地端GND_DIG之間，所述的第六電阻器RlO連接在第四模擬信號(hào)輸入端SEND與ー個(gè)第三數(shù)字電源VDIG33的正極之間，所述的第七電阻器R13并聯(lián)連接在第四電容器ClO的兩端，所述的第五電容器CS連接在模擬信號(hào)接地端SENGND與ー個(gè)參考電源VAREF33的正極之間，模擬信號(hào)參考端SENREF與參考電源VAREF33的正極連接。
[0023]進(jìn)ー步的，第一數(shù)字電源VDIG15的電壓為1.5V，第二數(shù)字電源VDIG50的電壓為5V,第三數(shù)字電源VDIG33的電壓為3.3V，第一模擬電源VANA33的電壓為3.3V，參考電源VAREF33的電壓為3.3V。
[0024]進(jìn)ー步的，微控制器Ul是CIC61508集成電路。
[0025]CIC61508集成電路的引腳I和引腳2均為電源輸入端VDDP，引腳11、引腳23、引腳22、引腳21、引腳20和引腳19均為電源接地端VSSP，引腳8為核心電源監(jiān)控端VDDCdI腳7為數(shù)字電源接地端VSSC，引腳33為空置的系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDISA，引腳32為系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDISB，引腳13為系統(tǒng)關(guān)閉端SYSDISC，引腳5、引腳6、引腳9、引腳10、引腳12、引腳14、引腳27、引腳28、引腳29、引腳31、引腳34、引腳35、引腳36和引腳37空置，引腳24為模擬信號(hào)接地端SENGND，引腳25為模擬信號(hào)參考端SENREF，引腳26為第四模擬信號(hào)輸入端SEND，引腳17為第三模擬信號(hào)輸入端SENC,引腳16為第二模擬信號(hào)輸入端SENB,引腳15為第一模擬信號(hào)輸入端SENA，引腳30芯片選擇端"CS，引腳4為串行外設(shè)接ロ發(fā)送端MRST，引腳3為串行外設(shè)接ロ接收端MTSR，引腳2為串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端，引腳38為復(fù)位端RESET。
[0026]具體的，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)控控制方案設(shè)置三個(gè)監(jiān)控處理等級(jí)，其等級(jí)重要度及嚴(yán)重度從低到高進(jìn)行排列。
[0027]其中，一級(jí)扭矩監(jiān)控等級(jí)要做的工作:
[0028]1、主控芯片MCU需要實(shí)時(shí)地檢測(cè)通過總線所傳輸?shù)男枨笈ぞ厥欠裨谧畲蟆⒆钚∨ぞ刂g，進(jìn)行合理性檢查；
[0029]2、主控芯片MCU需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與驅(qū)動(dòng)管理相關(guān)的組件或信號(hào):電流、電壓、位置等
坐寸o
[0030]檢測(cè)到故障后，主控芯片MCU所做的處理策略如下:
[0031]1、如總線上檢測(cè)到的需求扭矩并不在最大、最小之間，MCU須在總線上報(bào)出ONm扭矩；
[0032]2、如是電流、電壓、位置等信號(hào)組件有問題，則MCU進(jìn)入功率階段故障狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的故障處理策略。
[0033]ニ級(jí)扭矩監(jiān)控等級(jí)要做的工作:
[0034]1、實(shí)時(shí)監(jiān)控主控芯片MCU輸出的實(shí)際扭矩(應(yīng)該是程序內(nèi)部依據(jù)當(dāng)前id、iq下估算出的扭矩)是否在最大、最小扭矩之間，如不是則報(bào)出合理性錯(cuò)誤，進(jìn)去故障模式
[0035]2、實(shí)時(shí)監(jiān)控ー級(jí)監(jiān)控中發(fā)生錯(cuò)誤后反應(yīng)，是否按照ー級(jí)監(jiān)控發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)相應(yīng)的處理策略進(jìn)行響應(yīng)，如不是，依據(jù)不同的錯(cuò)誤進(jìn)行不同的處理策略；
[0036]3、實(shí)時(shí)地循環(huán)監(jiān)測(cè)ニ級(jí)監(jiān)控的儲(chǔ)存區(qū)域(RAM/R0M)，每50ms —次。
[0037]檢測(cè)到故障后主控芯片MCU所做的處理策略如下:
[0038]1、如出現(xiàn)合理性錯(cuò)誤，則進(jìn)入相應(yīng)的故障模式，報(bào)出等級(jí)3故障，軟件復(fù)位重啟；
[0039]2、如監(jiān)控到一級(jí)監(jiān)控中發(fā)生錯(cuò)誤并未按照程序的設(shè)定進(jìn)行處理，則按照第一級(jí)故障處理方式強(qiáng)制進(jìn)行(1.1第二個(gè)處理策略);
[0040]3、在第二級(jí)監(jiān)控中程序流監(jiān)測(cè)出現(xiàn)錯(cuò)誤后，會(huì)啟用復(fù)位功能，并進(jìn)入第三級(jí)監(jiān)控狀態(tài)。
[0041]第三級(jí)扭矩監(jiān)控等級(jí)要做的工作如下
[0042]1、在第三級(jí)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控第二級(jí)出現(xiàn)的程序流和RAM/R0M檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤后，會(huì)立即進(jìn)行故障響應(yīng)；
[0043]2、需要與第三級(jí)監(jiān)控模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)詢和回答，一旦回答的答案與事先定義好的結(jié)果不一致，直接輸出關(guān)斷PWM波形信號(hào)，來硬件關(guān)斷PWM。
【權(quán)利要求】
1.一種新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，包括一個(gè)微控制器，其特征在于:所述的微控制器連接有供電電路、通訊電路和故障失效處理電路。
2.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的通訊電路與ー個(gè)單片機(jī)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的微控制器包括有一個(gè)電源輸入端和一個(gè)電源接地端，所述的供電電路包括兩個(gè)電容器，所述的兩個(gè)電容器并聯(lián)后連接在所述的電源輸入端和所述的電源接地端之間。
4.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的微控制器包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端和ー個(gè)核心電源監(jiān)控端，所述的數(shù)字電源接地端與所述的核心電源監(jiān)控端之間連接有ー個(gè)電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的微控制器包括有兩個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉端，任意一個(gè)所述的系統(tǒng)關(guān)閉端上均各自連接有ー個(gè)電阻器。
6.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的微控制器包括有一個(gè)復(fù)位端、一個(gè)串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端、一個(gè)串行外設(shè)接ロ接收端和一個(gè)串行外設(shè)接ロ發(fā)送端，所述的串行外設(shè)接ロ發(fā)送端與電源正極之間連接有ー個(gè)上拉電阻器，所述的通訊電路包括連接在所述的復(fù)位端、串行外設(shè)接ロ時(shí)鐘端、串行外設(shè)接ロ接收端和串行外設(shè)接ロ發(fā)送端上的信號(hào)線。
7.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:所述的微控制器包括有ー個(gè)第一模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第二模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第三模擬信號(hào)輸入端、ー個(gè)第四模擬信號(hào)輸入端、一個(gè)模擬信號(hào)接地端和一個(gè)模擬信號(hào)參考端，所述的模擬信號(hào)接地端接地，所述的微控制器還包括有ー個(gè)數(shù)字電源接地端，所述的故障失效處理電路包括ー個(gè)第一電容器、一個(gè)第二電容器、ー個(gè)第三電容器、一個(gè)第四電容器、ー個(gè)第五電容器、一個(gè)第一電阻器、ー個(gè)第二電阻器、ー個(gè)第三電阻器、ー個(gè)第四電阻器、ー個(gè)第五電阻器、一個(gè)第六電阻器和ー個(gè)第七電阻器，所述的第一電容器連接在所述的第一模擬信號(hào)輸入端與所述的數(shù)字電源接地端之間，所述的第一電阻器連接在第一模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第一數(shù)字電源的正極之間，所述的第二電容器連接在所述的第二模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第二電阻器連接在第二模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第一模擬電源的正極之間，所述的第三電阻器并聯(lián)連接在第二電容器的兩端，所述的第三電容器連接在所述的第三模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第四電阻器連接在第三模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第二數(shù)字電源的正極之間，所述的第五電阻器并聯(lián)連接在第三電容器的兩端，所述的第四電容器連接在所述的第四模擬信號(hào)輸入端與數(shù)字電源接地端之間，所述的第六電阻器連接在第四模擬信號(hào)輸入端與ー個(gè)第三數(shù)字電源的正極之間，所述的第七電阻器并聯(lián)連接在第四電容器的兩端，所述的第五電容器連接在模擬信號(hào)接地端與ー個(gè)參考電源的正極之間，模擬信號(hào)參考端與參考電源的正極連接。
8.如權(quán)利要求7所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于--第一數(shù)字電源的電壓為1.5V，第二數(shù)字電源的電壓為5V，第三數(shù)字電源的電壓為3.3V，第一模擬電源的電壓為3.3V，參考電源的電壓為3.3V。
9.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車用電機(jī)控制器扭矩監(jiān)控控制電路，其特征在于:微。蜜抽資鶘809TSI3喇雛苐?"(62/2 Cl ^ ^Tマ Xe n 6SSS 寸 Sc Zo`
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK203433299SQ201320506290
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】曹君, 王銀杉, 田景 申請(qǐng)人:華域汽車電動(dòng)系統(tǒng)有限公司