电机控制系统和具有其的车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种电机控制系统和车辆，该电机控制系统包括电机驱动模块、多核处理模块和安全逻辑模块，多核处理模块包括主功能核和锁步监控核，主功能核用于获取采样数据，并根据采样数据生成电机控制信号，锁步监控核用于主功能核的采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态，当采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态中任意一个发生异常时，进行驱动控制限制，并输出安全触发信号；安全逻辑模块分别与多核处理模块连接，用于在接收到安全触发信号时，输出禁止执行电机控制信号的指令至电机驱动模块。本发明专利技术的电机控制系统和车辆，可以实现驱动和诊断的分层独立控制，提高系统安全性。

【技术实现步骤摘要】
电机控制系统和具有其的车辆
本专利技术涉及车辆领域，尤其是涉及一种电机控制系统，以及包括该电机控制系统的车辆。
技术介绍
新能源车辆发展初期，行业都以实现功能、更优的性能为主要开发目标，架构层次少，功能大范围共存，诊断内容较为简单，覆盖度以各种保护为主。在相关技术中，通过外部低压供电例如如12V/24V通过分立电源电路例，如控制芯片+变压器+滤波，为控制系统提供电源，给主控单元、采样电路、逻辑芯片FPGA/CPLD等供电，通过外部低压供电通过分立的DC/DC电路提供驱动系统的电源供电。主控单元采集三相电流、母线电压、电机位置，结合CAN接收的目标扭矩进行电机控制。CPLD/FPGA监控控制信号，进行过流、过压、过温等快速保护，保障可靠性。以及，随着ISO26262的推行与推广，电控方案逐步演变为多层复杂系统，开始考虑各类失效带来的风险，并针对这些风险进行监控、诊断、故障处理，做到功能之间解耦，控制、诊断之间独立等，现有技术已经无法满足行业要求。目前对于电机控制系统的设计，存在一些缺点，例如，系统采用串行架构，当中间任意步骤发生失效，系统不能及时有效的保证控制状态，整车存在潜在风险；缺乏独立性，即使做了诊断机制，在电源、采样、芯片等共用资源发生失效时，机制将无效；以及，无法适应ISO26262标准功能安全的要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电机控制系统，该电机控制系统可以实现分层独立控制，提高安全性。>本专利技术另一个目的在于提出一种车辆。为了达到上述目的，本专利技术第一方面实施例的电机控制系统，包括：电机驱动模块；多核处理模块，包括主功能核和锁步监控核，所述主功能核用于获取采样数据，并根据所述采样数据生成电机控制信号，所述锁步监控核用于监控主功能核的采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态，当采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态中任意一个发生异常时进行驱动控制限制，并输出安全触发信号；安全逻辑模块，分别与所述多核处理模块连接，用于在接收到所述安全触发信号时，输出禁止执行所述电机控制信号的指令至电机驱动模块。根据本专利技术实施例的电机控制系统，通过采用多核处理模块，将安全监控功能设置在锁步监控核中，以实现安全诊断，在主功能核故障时，可以限制主功能核的控制权限，驱动和诊断相互独立，以及在电机控制信号异常时，触发安全逻辑模块执行安全控制，实现驱动和诊断机制的独立控制，符合相关标准的要求，在电机控制中间步骤发生失效时，可以及时有效地保证控制状态，提高安全性。根据本专利技术实施例的电机控制系统，通过对主功能核和电机运行状态的多层监控，实现了对主功能核的输入、处理、输出的各层级监控，以及对电机运行状态的监控，有效地提高了响应性能和安全性。为了达到上述目的，本专利技术第二方面实施例的车辆，包括电机和所述的电机控制系统，所述电机控制系统用于对所述电机进行控制。根据本专利技术实施例的车辆，通过采用上面实施例的电机控制系统，可以实现驱动和诊断机制的独立控制，从而，在电机控制中间步骤发生失效时，可以及时有效地保证控制状态，提高安全性。本专利技术的附加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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术的一个实施例的电机控制系统的框图；图2是根据本专利技术的一个实施例的多核处理模块的框图；图3是根据本专利技术的一个实施例的电机控制系统的框图；图4是根据本专利技术的一个实施例的第二DC/DC单元的框图；图5是根据本专利技术的一个实施例的车辆的框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本专利技术的实施例。下面参考图1-图4描述根据本专利技术实施例的电机控制系统。图1是根据本专利技术的一个实施例的电机控制系统的框图，如图1所示，本专利技术实施例的电机控制系统1包括电机驱动模块10、多核处理模块20和安全逻辑模块30。其中，电机驱动模块10，可以包括驱动控制单元11和功率模块电路12，功率模块电路12可以为IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)电路等，根据电机控制信号例如PWM信号来对电机进行控制。具体地，驱动控制单元11传递多核处理模块20的PWM信号从而驱动功率半导体IGBT或Mosfet，以驱动电机。以及，可以执行驱动高边Highside和低边Lowside系统诊断。如图2所示，多核处理模块20包括主功能核21和锁步监控核22，多核处理模块20与电机驱动模块10之间进行信息例如信息2交互，主功能核21用于获取采样数据例如包括电流、电压、角度等数据，并根据采样数据生成电机控制信号，以及将电机控制信号例如PWM信号传输给电机的驱动控制单元11，进而驱动控制单元11根据电机控制信号可以驱动电机。锁步监控核22用于主功能核21的采样数据、主功能核21的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态，当采样数据、主功能核21的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态中任意一个发生异常时，锁步监控核22进行驱动功能限制，并输出安全触发信号。通过对主功能核和电机运行状态的多层监控，实现了对主功能核的输入、处理、输出的各层级监控，以及对电机运行状态的监控，有效地提高了响应性能和安全性。在本专利技术的一个实施例中，主功能核21的输入信息为采样数据信息，主功能核21的处理信息为主功能核21自身的运行状态，主功能核21的输出信息为电机控制信号。在本专利技术实施例中，如图2所示，多核处理模块20包括多个处理核，主功能核21例如Core_F(锁步功能LC可选)，通过采集外部信号例如sampling1信号可以包括电流、电压、角度等，并发出控制信号以控制电机；以及带有锁步功能的锁步监控核22，执行功能安全监控，即将安全监控功能设置在锁步监控核22中，监控主功能核21的运行状态，在主功能核21发生故障时，可以限制主功能核21的控制权限，输出安全触发信号，以进入安全状态。多核处理模块20的其它内核可以执行其它功能，并且对应的锁步功能LC(LOCK)可选，在此不作具体限制。安全逻辑模块30分别与多核处理模块20连接，用于在接收到安全触发信号时，输出禁止执行电机控制信号的指令至电机驱动模块10，以进入安全状态，提高安全性。例如图1所示，多核处理模块20在主功能核21故障时，通过signal1信号触发安全逻辑模块30，从而触发低边(Lowside)的PWM_En/disable和高边(Highside)Gate_En/disable信号，用更高的优先级去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：/n电机驱动模块；/n多核处理模块，包括主功能核和锁步监控核，所述主功能核用于获取采样数据，并根据所述采样数据生成电机控制信号，所述锁步监控核用于监控主功能核的采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态，当采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态中任意一个发生异常时，锁步监控核进行驱动控制限制，并输出安全触发信号；/n安全逻辑模块，分别与所述多核处理模块连接，用于在接收到所述安全触发信号时，输出禁止执行所述电机控制信号的指令至电机驱动模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：
电机驱动模块；
多核处理模块，包括主功能核和锁步监控核，所述主功能核用于获取采样数据，并根据所述采样数据生成电机控制信号，所述锁步监控核用于监控主功能核的采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态，当采样数据、主功能核的运行状态、电机控制信号以及电机的运行状态中任意一个发生异常时，锁步监控核进行驱动控制限制，并输出安全触发信号；
安全逻辑模块，分别与所述多核处理模块连接，用于在接收到所述安全触发信号时，输出禁止执行所述电机控制信号的指令至电机驱动模块。


2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统还包括：
辅助控制模块，分别连接所述多核处理模块和所述电机驱动模块，用于获取所述采样数据，并在所述主功能核故障时，根据所述采样数据生成所述电机控制信号；
所述锁步监控核，还用于在所述辅助控制模块故障时，确定所述电机控制信号是否异常；
当所述电机控制信号异常时，锁步监控核进行驱动控制限制，并输出安全触发信号；
安全逻辑模块，分别与所述多核处理模块连接，用于在接收到所述安全触发信号时，输出禁止执行所述电机控制信号的指令至电机驱动模块。


3.根据权利要求1或2所述的电机控制系统，其特征在于，
所述电机控制系统还包括电源管理模块，所述电源管理模块用于提供电源信号给所述多核处理模块，并监控所述多核处理模块的运行状态，以及在所述多核处理模块故障时，输出安全控制信号；
所述安全逻辑模块与电源管理模块连接，在接收安全控制信号时，输出禁止执行电机控制信号的指令至电机驱动模块。


4.根据权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统还包括：
低压供电模块，分别与所述电源管理模块和所述电机驱动模块连接，用于在接收到第一停止供电信号时，停止为所述电机驱动模块供电；
所述多核处理模块，与所述低压供电模块连接，还用于响应于所述锁步监控核输出所述安全触发信号，当所述电机驱动模块未能按预期响应锁步监控核的安全触发信号，锁步监控核输出所述第一停止供电信号。


5.根据权利要求4所述的电机控制系统，其特征在于，所述低压供电模块包括：
第一DC/DC单元，所述第一DC/DC单元与所述电机驱动模...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻轶龙，徐鲁辉，杜智勇，齐阿喜，杨广明，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44