一种电驱动系统输出扭矩安全监控系统及方法技术方案

本发明专利技术适用于电动汽车电驱动系统安全技术领域，提供了一种电驱动系统输出扭矩安全监控系统及方法，包括信号采集、信号校验、旋变解码模块、扭矩估算、扭矩监控与反馈、安全状态控制及故障上报、CAN报文校验及E2E处理及CAN通讯接收与发送模块。根据计算的电机实际输出扭矩和来自CAN总线的扭矩请求指令的比较，当实际输出扭矩与扭矩请求指令的偏差超过非预期扭矩阈值时，控制电驱动系统进入主动短路或关闭状态。避免由于电机实际输出扭矩比扭矩请求指令不一致，而导致车辆出现非预期加减速、非预期行驶或非预期反向行驶等危害事件，实现ASIL C等级及更高等级的安全目标开发，工程应用价值较好。用价值较好。用价值较好。

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动系统输出扭矩安全监控系统及方法


[0001]本专利技术属于电动汽车电驱动系统安全
，特别涉及一种电驱动系统输出扭矩安全监控系统及方法。

技术介绍

[0002]电动汽车使用电池中存储的电能作为唯一的能源供给，具有高效、节能、低噪音及零排放等特点，在节能和环保方面有着不可比拟的优势，因此逐渐成为汽车行业的重要发展趋势之一。电驱动系统作为电动汽车的重要组成部分，包含电机控制器、电机和减速器，是实现电能与机械能相互转化的关键，其工作的可靠性和安全性显得尤为重要。随着功能安全国际标准ISO26262和国家标准GB/T 34590的发布实施，防止由于电驱动系统输出非预期扭矩而导致车辆非预期加减速、非预期行驶或非预期反向行驶等危害是电驱动系统至关重要的安全目标。功能安全标准中将ASIL等级(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)划分为四个等级，分别为ASILA、ASILB、ASIL C、ASIL D，其中ASILA是最低等级，ASILD是最高等级。ASIL等级决定了整个系统安全性的要求，A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述系统包括：信号采集模块，用于采集电驱动系统的运行参数；扭矩估算模块，用于根据信号采集模块采集的电驱动系统运行参数，得到电机实际输出扭矩；扭矩监控与反馈模块，用于比较扭矩请求指令和电机实际输出扭矩，判断电驱动系统是否输出非预期扭矩，若产生非预期扭矩，向安全状态控制及故障上报模块发送非预期扭矩故障；安全状态控制及故障上报模块，用于根据扭矩监控与反馈模块输出的非预期扭矩故障控制电驱动系统进入安全状态。2.根据权利要求1所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述运行参数包括旋转变压器Sin/Cos信号、三相电流信号、母线电压信号、三相PWM波反馈信号、旋转变压器零位角及电机参数；所述电机参数包括电机极对数、电机dq轴电感的差值和转子磁链。3.根据权利要求2所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：信号校验模块，用于对信号采集模块输出的运行参数分别进行校验，在运行参数异常时输出信号校验故障，并将信号校验故障发送给扭矩估算模块和安全状态控制及故障上报模块；旋变解码模块，根据旋转变压器Sin/Cos信号和旋转变压器零位角计算得到转子位置信号和电机转速信号。4.根据权利要求3所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：CAN报文校验及E2E处理模块，用于对接收到的CAN报文进行E2E校验，生成CAN通讯校验故障，并将CAN通讯校验故障传输至安全状态控制及故障上报模块，并对扭矩监控与反馈模块输出的电机实际输出扭矩和安全状态控制及故障上报模块输出的功能安全故障信号进行E2E处理；CAN通讯接收与发送模块，用于CAN通讯报文的接收和发送，所述CAN通讯报文包括扭矩请求指令和控制模式指令；所述安全状态控制及故障上报模块，还用于根据信号校验模块输出的信号校验故障、扭矩监控与反馈模块输出的非预期扭矩故障或CAN报文校验及E2E处理模块输出的CAN通讯校验故障控制电驱动系统进入安全状态，并将各类故障合并为功能安全故障信号发送至CAN报文校验及E2E处理模块。5.根据权利要求4所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述E2E处理包括对电机实际输出扭矩和功能安全故障信号进行信号冗余信息计算和增加循环计数器。6.根据权利要求3所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述信号采集模块对母线电压进行双路冗余采样，输出母线电压Vbus1信号和母线电压Vbus2信号。7.根据权利要求4所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述CAN报文校验及E2E处理模块对接收到的CAN报文进行E2E校验具体包括：信号冗余信息校验、循环
计数器校验和Alive校验；校验运行周期设置为与CAN报文周期相等。8.根据权利要求7所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，为所述信号冗余信息校验、循环计数器校验和Alive校验分别设置故障计数器；每校验出现一次故障，故障计数器加Count1；每校验出一次正常，故障计算器减Count2；Count1>Count2且故障计算器最小值为0；当三个故障计数器中的任意一个故障计数器内数值大于等于故障阈值时，CAN报文校验及E2E处理模块确认出现E2E故障，输出CAN通讯校验故障至安全状态控制及故障上报模块。9.根据权利要求2所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述信号校验模块对旋变变压器Sin/Cos信号进行幅值范围校验和合理性校验；所述Sin/Cos信号为差分信号，包括Sin正极信号、Sin负极信号、Cos正极信号和Cos负极信号，Sin信号＝Sin正极信号
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Sin负极信号，Cos信号＝Cos正极信号
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Cos负极信号；所述幅值范围校验包括判断Sin正极信号、Sin负极信号、Cos正极信号或Cos负极信号是否大于旋变幅值上限阈值或小于旋变幅值下限阈值，若判断结果为是，则判断出现Sin/Cos幅值范围故障；合理性校验包括判断标幺后的Sin信号和Cos信号的平方和是否在旋变变压器合理性阈值之内，若判断结果为否，则判断出现Sin/Cos合理性故障。10.根据权利要求2所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述信号校验模块对三相电流信号进行幅值范围校验和合理性校验；幅值范围校验包括判断三相电路中的任一相电流是否大于相电流上限或小于相电流下限，若判断结果为是，则判断出现三相电流信号幅值范围故障；合理性校验包括判断三相电流之和的绝对值是否小于电流合理性阈值，若判断结果为是，则判断出现三相电流合理性故障。11.根据权利要求6所述的电驱动系统输出扭矩安全监控系统，其特征在于，所述信号校验模块对母线电压信号进行比较校验；所述比较校验包括：若母线电压Vbus1小于电压阈值，判断母线电压Vbus1减去母线电压Vbus2的绝对值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾，段锐，姜莹，佘才青，张茨，
申请(专利权)人：合肥巨一动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：