CN104283485A - 电动汽车及其电机控制系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车的电机控制系统，包括：IGBT模块与电动汽车的电机相连；检测模块用于检测电机的转速；驱动模块驱动IGBT的开通和关断以控制电机；通道选择模块与驱动模块相连；第一控制模块分别与通道选择模块和检测模块相连，第二控制模块与通道选择模块相连，第二控制模块与第一控制模块进行通讯；第一控制模块输出第一控制信号控制IGBT模块；当第一控制模块故障时，第二控制模块根据第一控制模块故障前预设时间电机转速输出第二控制信号。该电机控制系统将车辆故障引起的不可控失效转化为可控失效，保证车辆平稳、安全、可靠地停下来，并避免汽车前后剧烈抖动。本发明还公开一种电动汽车及其电机控制系统的控制方法。

Description

电动汽车及其电机控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的电机控制系统及其控制方法，以及一种电动汽车。
背景技术
电动汽车的驱动电机控制器主要由电源模块、最小系统、旋变电路、驱动模块、功率模块、IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块）保护电路模块、采样模块和输入输出开关量等模块组成。其中，电源模块为整个控制器提供能够使各个模块正常工作所需的电压，例如为最小系统提供正常工作的3.3V或1.9V或5V等电压，保证旋变电路正常工作的+5V、±15V等电压，能够使驱动电路正常工作的12V、5V等电压，能够使驱动模块正常工作的+15V1、-8V、+5V等电压，能够使功率模块正常工作的高压460V等，能够使IPM保护模块正常工作的+12V、+5V等，能够使采样模块正常工作的+5V、+3.3V、+3.3V A、+5V1、+12V等，能够使输入输出开关量正常工作的+5V、+3.3V、+12V等。最小系统主要包括DSP（DigitalSignal Processing，数字信号处理器）、闪码、看门狗、EEPROM（ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、晶振、烧录口等。旋变电路用于实时采集电机转子的当前位置。驱动电路将DSP发出的PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）波经电平转换、滤波、反相给驱动芯片，进而驱动功率模块。功率模块即IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）模块为控制器的功率器件，通过控制功率模块三相六桥开关管的开通或关断来控制电机工作。IPM保护电路模块主要实现IGBT模块的过温保护、过流保护等，能够将故障信号锁存并发给DSP。采样模块主要实现油门采样、刹车采样、电机温度采样、散热器温度采样、高压采样、蓄电池电压采样、三相电流采样、湿度采样、车身倾角采样等。输入输出开关量主要包括手刹采样、脚刹采样、高压互锁采样、开盖断电保护、碰撞信号采样等。
在现有技术中，驱动电机控制器的控制方案大部分是：当检测到DSP的死机信号时，不管当时电机的转速（汽车行驶的速度）多高，控制器直接将驱动信号PWM波全部关闭，使功率模块IGBT的三相上下桥全部处于开路状态。此时，电机的反电动势高于电池两端的电压，因而可以将电机高速运转的能量（表现为电机的反电动势）通过驱动电机控制器的不可控整流瞬间全部为汽车电池充电，不可控整流瞬间为电池和母线电容充电，电流很大，会对汽车的电池和母线电容造成一定的损害，同时电机的反电动势过高，可能损坏驱动电机控制器的驱动器件和功率器件等，并具有很大的反馈扭矩，制动力很大且不可控，引起电机剧烈抖动，使得汽车处于不可控状态。
现有技术存在的缺点是，当电动汽车的驱动电机控制器在DSP死机的情况下，驱动电机控制器控制驱动模块的驱动信号PWM波处于未知状态，若此时车辆处于高速运行状态，可能导致车辆前后剧烈抖动、失控，甚至造成IGBT等驱动器件或功率器件损坏。
发明内容
本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术缺陷。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的电机控制系统，该电机控制系统可以将在汽车高速行驶时由于车辆故障，引起的不可控的失效转化为可控的失效，并避免由于汽车的不可控引起的汽车前后剧烈抖动的情况，保证车辆从高速行驶状态更加平稳、安全、可靠地停下来。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的电机控制系统的控制方法。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动汽车的电机控制系统，包括：IGBT模块，所述IGBT模块与电动汽车的电机相连；检测模块，所述检测模块与所述电机相连，用于检测所述电机的转速；驱动模块，所述驱动模块与所述IGBT模块相连，用于驱动所述IGBT模块中的IGBT的开通和关断以控制所述电机；通道选择模块，所述通道选择模块与所述驱动模块相连；第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块分别与所述通道选择模块和所述检测模块相连，所述第二控制模块与所述通道选择模块相连，所述第二控制模块与所述第一控制模块进行通讯；所述第一控制模块用于输出第一控制信号驱动所述驱动模块以控制所述IGBT模块，其中，当所述第一控制模块故障时，所述通道选择模块选择所述第二控制模块的通道，所述第二控制模块根据所述第一控制模块故障前预设时间所述电机的转速输出第二控制信号控制所述IGBT模块以控制所述电机停止。
根据本发明实施例提出的控制系统，在第一控制模块故障时，通过通道选择模块选择第二控制模块的通道，进而通过第二控制模块根据电机当前的转速分情况输出第二控制信号控制IGBT模块以控制电机停止，可以将汽车高速行驶时由于车辆故障，例如DSP死机、旋变报错、IGBT温度保护、电机温度保护等故障，引起的不可控的失效，例如瞬间关波，转化为可控的失效，例如使电流全部由电机本身消耗，保证反馈电流为在可接受范围内的固定值，回馈扭矩很小，制动力控制到几牛米范围内。从而，保证了车辆从高速更加平稳、安全、可靠地停下来，并且可以避免由汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和功率器件的损伤。
在本发明的一个实施例中，当所述第一控制模块故障且所述电机的转速小于等于预设转速时，所述第二控制模块输出六路第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路；当所述第一控制模块故障且所述电机的转速大于所述预设转速时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号和三路第二电平信号控制所述IGBT模块三相短路。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的电机控制系统，在所述第二控制模块控制所述IGBT模块三相短路时，还包括：报错检测模块，所述报错检测模块与所述IGBT模块和所述第二控制模块分别相连，所述报错检测模块用于检测所述IGBT模块的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将所述报错检测信号发送至所述第二控制模块。
具体地，在本发明的一个实施例中，当所述报错检测模块检测到所述三相上桥和所述三相下桥均无报错或者所述三相上桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相上桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相下桥短路；当所述报错检测模块检测到所述三相下桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相下桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相上桥短路；当所述报错检测模块检测到所述三相上桥和所述三相下桥均报错时，所述第二控制模块输出六路所述第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路。
优选地，在本发明的一些实施例中，电机控制系统，还可以包括故障检测模块，所述故障检测模块与所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述通道选择模块相连，所述故障检测模块用于检测所述第一控制模块是否发生死机故障以生成死机故障信号，并将所述死机故障信号分别发送至所述第二控制模块和所述通道选择模块。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出一种电动汽车的电机控制系统的控制方法，所述电机控制系统包括第一控制模块、第二控制模块和IGBT模块，所述第一控制模块与所述第二控制模块进行通讯，所述控制方法包括如下步骤：S1，检测所述第一控制模块是否发生死机故障；S2，检测所述电机的转速；S3，当所述第一控制模块发生所述死机故障时，所述第二控制模块根据所述第一控制模块故障前预设时间所述电机的转速输出控制信号控制所述IGBT模块以控制所述电机停止。
根据本发明实施例提出的控制方法，在检测到第一控制模块发生死机故障时，选择第二控制模块的通道，进而第二控制模块根据电机当前的转速分情况输出第二控制信号控制IGBT模块以控制电机停止，可以将汽车高速行驶时由于车辆故障，例如DSP死机、旋变报错、IGBT温度保护、电机温度保护等故障，引起的不可控的失效，例如瞬间关波，转化为可控的失效，例如使电流全部由电机本身消耗，保证反馈电流为在可接受范围内的固定值，回馈扭矩很小，制动力控制到几牛米范围内。从而可以保证车辆从高速行驶状态更加平稳、安全、可靠地停下来，可以避免由于汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和对功率器件的损伤。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3进一步包括：S31，当所述第一控制模块故障且所述电机的转速小于等于预设转速时，所述第二控制模块输出六路第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路；S32，当所述第一控制模块故障且所述电机的转速大于所述预设转速时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号和三路第二电平信号控制所述IGBT模块三相短路。
进一步地，在所述步骤S32中，还包括：检测所述IGBT模块的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将所述报错检测信号发送至所述第二控制模块；当检测到所述三相上桥和所述三相下桥均无报错或者所述三相上桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相上桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相下桥短路；当检测到所述三相下桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相下桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相上桥短路；当检测到所述三相上桥和所述三相下桥均报错时，所述第二控制模块输出六路所述第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路。
此外，本发明实施例还提出一种电动汽车，其包括上述一方面实施例的电机控制系统。
根据本发明实施例提出的电动汽车，通过电机控制系统能够将汽车高速行驶时由于车辆故障，例如DSP死机、旋变报错、IGBT温度保护、电机温度保护等故障，引起的不可控的失效，例如瞬间关波，转化为可控的失效，例如使电流全部由电机本身消耗，保证反馈电流为在可接受范围内的固定值，回馈扭矩很小，制动力控制到几牛米范围内，从而保证了车辆从高速更加平稳、安全、可靠地停下来，避免了由汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和功率器件的损伤。
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。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的电动汽车电机控制系统框图；
图2为根据本发明一个实施例的电动汽车电机控制系统的IGBT模块与电机的连接示意图；
图3为根据本发明一个实施例的电动汽车电机控制系统框图；
图4为根据本发明实施例的电动汽车电机控制系统的控制方法的流程图；
图5为根据本发明一个具体实施例的电动汽车电机控制系统的控制方法的流程图；以及
图6为根据本发明实施例的电动汽车的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面参照附图来描述根据本发明实施例的电动汽车电机控制系统及其控制方法。
图1为根据本发明实施例的电动汽车电机控制系统框图。如图1所示，该电动汽车的电机控制系统包括IGBT模块20、检测模块30、驱动模块40、通道选择模块50、第一控制模块60和第二控制模块70。
其中，IGBT模块20与电动汽车的电机10相连。检测模块30与电机10相连，用于检测电机10的转速。驱动模块40与IGBT模块20相连，用于驱动IGBT模块20中的IGBT的开通和关断以控制电机10。通道选择模块50与驱动模块40相连。第一控制模块60分别与所述通道选择模块和所述检测模块相连，所述第二控制模块70与通道选择模块50相连，第二控制模块70与第一控制模块60进行通讯，例如第一控制模块60与第二控制模块70之间通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）或者SCI（serial communication interface，串行通信接口）进行通讯。第一控制模块60用于输出第一控制信号驱动上述的驱动模块40以控制IGBT模块20，当第一控制模块60故障时，第一控制模块60自身可以发出故障信号，并将故障信号发送给通道选择模块50和第二控制模块70，通道选择模块50选择第二控制模块70的通道，第二控制模块70根据第一控制模块60故障前预设时间电机10的转速输出第二控制信号控制IGBT模块20以控制电机10停止。
在本发明的一个具体示例中，第一控制模块60可以为DSP，可以称为主DSP，其型号可以为F28M35H52C1，该芯片是32位双核处理器，主频率可达150MHZ，功能比较齐全和强大；第二控制模块70可以为DSP，可以称为辅助DSP，其型号可以为MC9S08DZ60，该芯片是8位单核处理器，主频率为40MHZ，功能与主DSP相比较为普通。通道选择模块50可以为通道选择芯片，其型号可以为TS3A27518E-Q1，该芯片是6路2通道选择器。
具体地，如图2所示，IGBT模块20可以包括六路IGBT例如IGBT1至IGBT6，两两IGBT连接分别具有节点即具有三个节点例如节点A、B、C，三个节点分别与电机10的三相相连，可以将其中的三路IGBT例如IGBT1、IGBT3和IGBT5称之为三相上桥，另外三路IGBT例如IGBT2、IGBT4和IGBT6称之为三相下桥。如图1所示，通道选择模块50的6路输出与驱动模块40的6个端子COM1、COM2、…、COM6分别相连；通道选择模块50的第一通道的6路输入口NC1、NC2、…、NC6与第一控制模块60相连；通道选择模块50的第二通道的6路输入口NO1、NO2、…、NO6与第二控制模块70相连。在正常情况下，第一控制模块60输出第一控制信号驱动，例如PWM波，第一通道的6路输入NC1、NC2、…、NC6发给驱动模块40，控制IGBT模块20的六路IGBT的开通关断状态，进而控制电机10的正常运行；当第一控制模块60故障时，通道选择模块50选择第二通道的6路输入NO1、NO2、…、NO6发给驱动模块40。
如图1所示，当第一控制模块60故障且电机10的转速小于等于预设转速时，第二控制模块70输出六路第一电平信号控制IGBT模块20三相六路开路，其中三相六路开路可以理解为IGBT模块20的六路IGBT均处于关断状态；当第一控制模块60故障且电机10的转速大于预设转速时，第二控制模块70输出三路第一电平信号和三路第二电平信号控制IGBT模块20三相短路，其中三相短路可以理解为IGBT模块20的三相上桥或者三相下桥的IGBT处于导通状态。其中，第一电平信号可以为高电平，第二电平信号可以为低电平。也就是说，在正常情况下，即在第一控制模块60例如主DSP无故障的情况下，主DSP发出6路驱动信号，例如PWM波，通过通道选择模块50例如通道选择芯片发给驱动模块40，驱动模块40控制IGBT模块20中的功率器件IGBT的开通关断状态，进而控制电机10的正常运行。一旦主DSP发生故障，第二控制模块70例如辅助DSP则根据此时电机10的转速（车辆行驶的速度）来输出2路PWM信号，并将此2路PWM信号经过1路分3路分别传给通道选择模块50第二通道的6路输入口。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，在第二控制模块70控制IGBT模块20三相短路时，上述电机控制系统还包括：报错检测模块80。其中，报错检测模块80与IGBT模块20和第二控制模块70分别相连，报错检测模块80用于检测IGBT模块20的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将报错检测信号发送至第二控制模块70。
进一步地，当报错检测模块80检测到三相上桥和三相下桥均无报错或者三相上桥报错时，第二控制模块70输出三路第一电平信号控制三相上桥开路，即IGBT模块20的三相上桥的IGBT处于关断状态，并输出三路第二电平信号控制三相下桥短路，即IGBT模块20的三相下桥的IGBT处于导通状态；当报错检测模块80检测到三相下桥报错时，第二控制模块70输出三路第一电平信号控制三相下桥开路，即IGBT模块20的三相下桥的IGBT处于关断状态，并输出三路第二电平信号控制三相上桥短路，即IGBT模块20的三相上桥的IGBT处于导通状态；当报错检测模块80检测到三相上桥和所述三相下桥均报错时，第二控制模块70输出六路第一电平信号控制IGBT模块三相六路开路，即控制IGBT模块20的六路IGBT均处于关断状态。
另外，在第一控制模块60发生故障时，第一控制模块60自身可以发出故障信号，并将故障信号发送给第二控制模块70和通道选择模块50也可以通过另外的检测模块进行检测并发出故障信号。所以，优选地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述电机控制系统还可以包括：故障检测模块90，其中，故障检测模块90与第一控制模块60、第二控制模块70和通道选择模块50相连，故障检测模块90用于检测第一控制模块60是否发生死机故障以生成死机故障信号，并将死机故障信号分别发送至第二控制模块70和通道选择模块50。
在本发明的一个具体实施例中，预设转速可以为6000转/分，当电机10的转速小于6000转/分时，辅助DSP输出的2路PWM信号均为高电平，控制通道选择模块50第二通道的六路电平都为高，一旦主DSP此时发生死机现象，通道选择模块50接收到故障检测模块90检测的主DSP的死机信号，自动将驱动信号即PWM波通道由第一通道切换到第二通道，即可立即将此第二通道的六路高电平传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相六路开路，电机10停止工作；当电机10的转速大于6000转/分时，辅助DSP根据报错检测模块80检测的当时IGBT模块20的报错信息输出的2路PWM信号一路为高电平，一路为低电平，控制通道选择模块50第二通道的三路电平为高，三路电平为低。
根据报错检测模块80检测的报错检测信号，通道选择模块50的六路电平与IGBT模块20三相六桥在不同的情况下具有不同的对应关系，当主DSP发生死机时，报错检测模块80检测到IGBT的三相上桥和三相下桥均无报错信息或上桥报错时，辅助DSP发出的三路第一电平信号，即高电平信号，对应驱动IGBT模块20三相的上桥，三路辅助DSP发出的三路第二电平信号，即低电平信号，对应驱动IGBT模块20的三相下桥，经通道选择模块50传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相上桥开路、下桥短路；当主DSP发生死机，IGBT模块20的下桥报错时，辅助DSP发出的高电平信号对应驱动IGBT模块20的三相下桥，低电平对应驱动IGBT模块20的三相上桥，经通道选择模块50传给驱动模块40控制IGBT模块20的上桥短路、下桥开路；当IGBT模块20的三相上桥和三相下桥均报错时，辅助DSP发出的六路高电平信号对应驱动IGBT模块20的三相上桥和下桥，经通道选择模块50传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相六桥开路，从而控制电机10停止工作。
另外，上述电机控制系统还包括电平转换模块（图中未标示），电平转换模块与通道选择模块50、驱动模块40，用于将通道选择模块50输出的驱动信号电压转换为驱动模块40所需要的电压。
综上所述，根据本发明实施例的电机控制系统，通过增加一个第二控制模块，在第一控制模块故障时，通道选择模块自动选择第二控制模块的通道，进而第二控制模块根据电机当前的转速分情况输出第二控制信号控制IGBT模块以控制电机停止，将汽车高速行驶时由于车辆故障，例如主DSP死机、旋变报错、IGBT温度保护、电机温度保护等故障，引起的不可控的失效，例如瞬间关波，转化为可控的失效，例如使电流全部由电机本身消耗，保证反馈电流为在可接受范围内的固定值，回馈扭矩很小，制动力控制到几牛米范围内，从而，保证车辆从高速行驶状态更加平稳、安全、可靠地停下来，避免了由汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和功率器件的损伤。
下面参照附图描述根据本发明实施例的电动汽车的电机控制系统的控制方法。
图4为根据本发明实施例的电动汽车电机控制系统的控制方法的流程图。其中，电机控制系统包括第一控制模块60、第二控制模块70和IGBT模块20，第一控制模块60与第二控制模块70进行通讯，如图4所示，该电动汽车电机控制系统的控制方法包括如下步骤：
S1，检测第一控制模块是否发生死机故障。
在第一控制模块60无死机故障的情况下，第一控制模块60发出驱动信号，即PWM波，通过通道选择模块50发给驱动模块40，控制IGBT模块20的开通关断状态，进而控制电机10的正常运行。如果检测第一控制模块60发生死机故障则进入步骤S3。需要说明的是，在进行本步骤的同时进入步骤S2。
S2，检测电机的转速。
S3，当第一控制模块发生死机故障时，第二控制模块根据第一控制模块故障前预设时间电机的转速输出控制信号控制IGBT模块以控制电机停止。
当通过步骤S1检测到第一控制模块60发生死机故障时，可以通过通道选择模块50选择第二控制模块70的通道的信号对电机10进行控制，第二控制模块70根据第一控制模块60故障前预设时间电机的转速输出控制信号控制IGBT模块以控制电机停止。具体地，在本发明的一个实施例中，在本步骤S3中包括：
S31，当第一控制模块60故障且电机10的转速小于等于预设转速时，第二控制模块70输出六路第一电平信号控制IGBT模块20三相六路开路。
其中，三相六路开路可以理解为IGBT模块20的六路IGBT均处于关断状态。
S32，当第一控制模块60故障且电机10的转速大于预设转速时，第二控制模块70输出三路第一电平信号和三路第二电平信号控制IGBT模块20三相短路。
其中，三相短路可以理解为IGBT模块20的三相上桥或者三相下桥的IGBT处于导通状态。
具体而言，在本发明的一个实施例中，本步骤S32包括：当电机10的转速大于预设转速时，需要检测IGBT模块20的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将报错检测信号发送至第二控制模块70；当检测到三相上桥和三相下桥均无报错或者三相上桥报错时，第二控制模块70输出三路第一电平信号控制三相上桥开路，即IGBT模块20的三相上桥的IGBT处于关断状态，并输出三路第二电平信号控制三相下桥短路，即IGBT模块20的三相下桥的IGBT处于导通状态；当检测到三相下桥报错时，第二控制模块输出三路第一电平信号控制三相下桥开路，即IGBT模块20的三相下桥的IGBT处于关断状态，并输出三路第二电平信号控制三相上桥短路，即IGBT模块20的三相上桥的IGBT处于导通状态；当检测到三相上桥和所述三相下桥均报错时，第二控制模块70输出六路第一电平信号控制IGBT模块20三相六路开路，即控制IGBT模块20的六路IGBT均处于关断状态。
在本发明的一个具体实施例中，如图5所示，上述电动汽车的电机控制系统的控制方法包括如下步骤：
S401，判断主DSP是否死机。
如果是，则执行步骤403；如果否，则执行步骤402，继续判断。
S402，通道选择模块选择主DSP发出的驱动波形输出给驱动模块。
具体地，主DSP发出驱动信号为6路PWM波，通过通道选择芯片发给驱动模块40，控制IGBT模块20的开通关断状态，进而控制电机10的正常运行。
S403，通道选择模块选择辅助DSP发出的驱动波形输出给驱动模块。
具体地，辅助DSP发出驱动信号为2路PWM波，根据电机的转速分情况处理这2路信号，并将此2路PWM信号经过1路分3路分别传给通道选择芯片第二通道的六路输入口。
S404，判断电机的转速是否大于某一设定值。
如果是，则执行步骤S406；如果否，则执行步骤S405。
S405，驱动信号驱动IGBT上下桥六相全部开路。
具体而言，预设转速可以为6000转/分，当电机的转速小于6000转/分时，辅助DSP输出的2路PWM信号均为高电平，控制通道选择模块50第二通道的六路电平都为高，一旦主DSP此时发生死机，通道选择模块50接收到主DSP的死机信号，切换到第二通道，即可立即将此第二通道的六路高电平传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相六路开路，控制电机10停止工作。
S406，判断驱动模块的报错情况。
也就是说，当电机10的转速大于6000转/分，此时辅助DSP根据当时IGBT模块20的报错信息输出2路PWM信号，其中，一路为高电平，一路为低电平，控制通道选择模块50第二通道的三路电平为高，三路电平为低，通道选择模块50六路电平与IGBT模块20三相六桥，根据不同报错情况，选择不同的对应关系：如果为情况1，即上桥报错，则执行步骤S407；如果为情况2，即下桥报错，则执行步骤S408；如果为情况,3，即上下桥报错则执行步骤S405。
S407，驱动信号驱动IGBT模块下桥三相短路。
具体而言，当主DSP发生死机时，IGBT无报错信息或上桥报错，辅助DSP发出的高电平信号对应驱动IGBT模块20的三相上桥，低电平对应驱动IGBT模块20的三相下桥，经通道选择模块50传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相上桥开路、下桥短路，从而控制电动汽车平稳快速地停止。
S408，驱动信号驱动IGBT模块的上桥三相短路。
当DSP发生死机时，IGBT下桥报错，辅助DSP发出的高电平信号对应驱动IGBT模块20的三相下桥，低电平对应驱动IGBT模块20的三相上桥，经通道选择模块50传给驱动模块40控制IGBT模块20的三相上桥短路、下桥开路，从而控制电动汽车平稳快速地停止运行。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的电机控制系统的控制方法，通过增加一个第二控制模块，在第一控制模块故障时，自动选择第二控制模块的通道，进而第二控制模块根据电机当前的转速分情况输出第二控制信号控制IGBT模块以控制电机停止，可以将汽车在高速行驶时由于车辆故障，例如主DSP死机、旋变报错、IGBT温度保护、电机温度保护等故障，引起的不可控的失效，例如瞬间关波，转化为可控的失效，例如使电流全部由电机本身消耗，保证反馈电流为在可接受范围内的固定值，回馈扭矩很小，制动力控制到几牛米范围内，从而，保证车辆从高速行驶状态更加平稳、安全、可靠地停下来，可以避免由汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和功率器件的损伤。
下面参照附图描述本发明实施例的电动汽车。
图6为根据本发明实施例的电动汽车的示意图。如图6所示，该电动汽车601包括上述的电机控制系统602。
根据本发明实施例的电动汽车，可以将汽车在高速行驶时由于车辆故障，例如主DSP死机，引起的不可控的失效转化为可控的失效，控制电机迅速、平稳的停止转动，从而，保证车辆从高速行驶状态更加平稳、安全、可靠地停下来，可以避免由汽车不可控而引起的汽车前后剧烈抖动和功率器件的损伤。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种电动汽车的电机控制系统，其特征在于，包括：
IGBT模块，所述IGBT模块与电动汽车的电机相连；
检测模块，所述检测模块与所述电机相连，用于检测所述电机的转速；
驱动模块，所述驱动模块与所述IGBT模块相连，用于驱动所述IGBT模块中的IGBT的开通和关断以控制所述电机；
通道选择模块，所述通道选择模块与所述驱动模块相连；
第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块分别与所述通道选择模块和所述检测模块相连，所述第二控制模块与所述通道选择模块相连，所述第二控制模块与所述第一控制模块进行通讯；
所述第一控制模块用于输出第一控制信号驱动所述驱动模块以控制所述IGBT模块，当所述第一控制模块故障时，所述通道选择模块选择所述第二控制模块的通道，所述第二控制模块根据所述第一控制模块故障前预设时间所述电机的转速输出第二控制信号控制所述IGBT模块以控制所述电机停止。
2.如权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，
当所述第一控制模块故障且所述电机的转速小于等于预设转速时，所述第二控制模块输出六路第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路；
当所述第一控制模块故障且所述电机的转速大于所述预设转速时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号和三路第二电平信号控制所述IGBT模块三相短路。
3.如权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，在所述第二控制模块控制所述IGBT模块三相短路时，还包括：
报错检测模块，所述报错检测模块与所述IGBT模块和所述第二控制模块分别相连，所述报错检测模块用于检测所述IGBT模块的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将所述报错检测信号发送至所述第二控制模块。
4.如权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，
当所述报错检测模块检测到所述三相上桥和所述三相下桥均无报错或者所述三相上桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相上桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相下桥短路；
当所述报错检测模块检测到所述三相下桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相下桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相上桥短路。
5.如权利要求4所述的电机控制系统，其特征在于，当所述报错检测模块检测到所述三相上桥和所述三相下桥均报错时，所述第二控制模块输出六路所述第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路。
6.如权利要求1-5任一项所述的电机控制系统，其特征在于，还包括：
故障检测模块，所述故障检测模块与所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述通道选择模块相连，所述故障检测模块用于检测所述第一控制模块是否发生死机故障以生成死机故障信号，并将所述死机故障信号分别发送至所述第二控制模块和所述通道选择模块。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电机控制系统。
8.一种电动汽车的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述电机控制系统包括第一控制模块、第二控制模块和IGBT模块，所述第一控制模块与所述第二控制模块进行通讯，所述控制方法包括如下步骤：
S1，检测所述第一控制模块是否发生死机故障；
S2，检测所述电机的转速；
S3，当所述第一控制模块发生所述死机故障时，所述第二控制模块根据所述第一控制模块故障前预设时间所述电机的转速输出控制信号控制所述IGBT模块以控制所述电机停止。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：
S31，当所述第一控制模块故障且所述电机的转速小于等于预设转速时，所述第二控制模块输出六路第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路；
S32，当所述第一控制模块故障且所述电机的转速大于所述预设转速时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号和三路第二电平信号控制所述IGBT模块三相短路。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S32中，还包括：
检测所述IGBT模块的三相上桥和三相下桥的报错信息以生成报错检测信号，并将所述报错检测信号发送至所述第二控制模块；
当检测到所述三相上桥和所述三相下桥均无报错或者所述三相上桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相上桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相下桥短路；
当检测到所述三相下桥报错时，所述第二控制模块输出三路所述第一电平信号控制所述三相下桥开路，并输出三路所述第二电平信号控制所述三相上桥短路。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S32中，还包括：
当检测到所述三相上桥和所述三相下桥均报错时，所述第二控制模块输出六路所述第一电平信号控制所述IGBT模块三相六路开路。
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