CN113085566B - 电机控制器安全状态切换电路、装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动汽车技术领域，公开了一种电机控制器安全状态切换电路、装置及控制方法。所述电路包括：波形转换电路接收电机输出的初始波形频率信号，将初始波形频率信号转换为方波频率信号；频率电压转换电路将方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号；判断电路根据当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号；驱动电路根据使能电信号控制电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。本发明根据电机的运行频率进行安全状态切换使电机控制器进入正确的安全状态，满足了整车的转矩安全目标，防止了MCU失效情况下无法进行安全状态切换而导致的整车转矩安全故障。

Description

电机控制器安全状态切换电路、装置及控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电机控制器安全状态切换电路、装置及控制方法。

背景技术

目前，驱动电机控制器基本上都采用独立的低压MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)或者低压MCU与高压MCU的组合来执行安全状态切换功能。其中，在独立的低压MCU失效时，实时获取车辆速度的功能失效，电机控制器无法根据车辆速度执行安全关断模式切换；在低压MCU与高压MCU的组合共因失效时(例如：车辆发生碰撞，导致低压MCU和高压MCU供电异常)，同样地，实时获取车辆速度的功能失效，电机控制器无法根据车辆速度执行安全关断模式切换。并且双MCU方案成本较高，不适合低成本产品。

在车辆行驶过程中电机控制器发生MCU失效类故障时，现有技术是依靠MCU失效前获取的车辆速度来执行对应的安全状态，由于MUC失效导致实时获取车辆速度的功能失效，无法根据实时车速变化情况来进行安全状态模式切换，因此，车辆无法进入正确的安全状态，会出现违背整车转矩安全目标的情况。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电机控制器安全状态切换电路、装置及控制方法，旨在解决现有技术中MCU故障的情况下车辆无法有效进行安全状态切换的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电机控制器安全状态切换电路，所述电路包括：波形转换电路、频率电压转换电路、判断电路及驱动电路；

其中，所述波形转换电路的输入端与电机频率检测单元连接，所述波形转换电路的输出端与频率电压转换电路的输入端连接，所述频率电压转换电路的输出端与所述判断电路的输入端连接，所述判断电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与电机控制器的桥臂连接；

所述波形转换电路，用于接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至所述频率电压转换电路；

所述频率电压转换电路，用于将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；

所述判断电路，用于根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，并将所述使能电信号输出至所述驱动电路；

所述驱动电路，用于根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

可选地，所述波形转换电路包括滤波单元、第一限压单元、第一比较器及第一供电单元；

其中，所述滤波单元的输入端与电机频率检测单元连接，所述滤波单元的输出端与第一比较器的反相输入端连接，所述第一限压单元的第一端与第一参考电压端连接，所述第一限压单元还与所述第一比较器的同相输入端及输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一供电单元的输出端连接；

所述第一供电单元，用于为所述波形转换电路输入供电电压；

所述滤波单元，用于接收电机输出的初始波形频率信号，对所述初始波形频率信号进行滤波，并将滤波后的初始波形频率信号输出至所述第一比较器；

所述第一比较器，用于接收第一限压单元输入的第一参考电压，并根据所述第一参考电压与所述滤波后的初始波形频率信号生成方波频率信号。

可选地，所述滤波单元包括第一电阻及第一电容，所述第一限压单元包括第二电阻及第三电阻，所述第一供电单元包括第四电阻；其中，

所述第一电阻的第一端与电机频率检测单元连接，所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第一端与所述第一参考电压端连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一比较器的输出端连接；

所述第四电阻的第一端与供电端连接，所述第四电阻的第二端、所述第一比较器的输出端与所述频率电压转换电路的输入端连接。

可选地，所述频率电压转换电路包括第一充放电单元及第二充放电单元；

其中，所述第一充放电单元的输入端与所述波形转换电路的输出端连接，所述第二充放电单元的输入端与所述第一充放电单元的输出端连接，所述第二充放电单元的输出端与所述判断电路的输入端连接；

所述第一充放电单元与所述第二充放电单元，用于根据方波频率信号进行充放电，并生成当前状态电压信号。

可选地，所述第一充放电单元包括第二电容、第一二极管及第二二极管；所述第二充放电单元包括第三电容、第五电阻；其中，

所述第二电容的第一端与所述波形转换电路的输出端连接，所述第二电容的第二端、所述第一二极管的阳极及第二二极管的阴极连接；

所述第三电容的第一端、所述第一二极管的阴极及所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第一端还与所述判断电路的输入端连接，所述第五电阻的第二端、所述第三电容的第二端与所述第二二极管的阳极连接且接地。

可选地，所述判断电路包括：第二限压单元、第二比较器及第二供电单元；

其中，所述频率电压转换电路的输出端与所述第二比较器的反相输入端连接，所述第二限压单元的第一端与第二参考电压端连接，所述第二限压单元还与所述第二比较器的同相输入端及输出端连接，所述第二比较器的输出端与所述第二供电单元的输出端连接；

所述第二供电单元，用于为所述判断电路输入供电电压；

所述第二比较器，用于接收第二限压单元输入的第二参考电压，并根据所述第二参考电压与所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路。

可选地，所述第二限压单元包括第六电阻与第七电阻，所述第二供电单元包括第八电阻；其中，

所述第六电阻的第一端与所述第二参考电压端连接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端与所述第二比较器的同相输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第二比较器的输出端连接；

所述第八电阻的第一端与供电端连接，所述第八电阻的第二端、所述第二比较器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电机控制器安全状态切换装置，所述装置包括：如上所述的电机控制器安全状态切换电路。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电机控制器安全状态切换电路控制方法，所述控制方法基于如上所述的电机控制器安全状态切换电路；所述方法包括：

波形转换电路接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至频率电压转换电路；

所述频率电压转换电路将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；

所述判断电路根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，并根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路；

所述驱动电路根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

本发明通过设置一种电机控制器安全状态切换电路，所述电路包括：波形转换电路、频率电压转换电路、判断电路及驱动电路；所述波形转换电路，用于接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至所述频率电压转换电路；所述频率电压转换电路，用于将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；所述判断电路，用于根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，并将所述使能电信号输出至所述驱动电路；所述驱动电路，用于根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。本发明根据电机的运行频率进行安全状态切换使电机控制器进入正确的安全状态，满足了整车的转矩安全目标，防止了MCU失效情况下无法进行安全状态切换而导致的整车转矩安全故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的结构框图；

图2为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的波形转换电路示意图；

图3为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的频率电压转换电路示意图；

图4为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的判断电路示意图；

图5为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的安全状态模式切换控制逻辑图；

图6为本发明电机控制器安全状态切换电路控制方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电机控制器安全状态切换电路，参考图1，图1为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的结构框图；所述电路包括：波形转换电路100、频率电压转换电路200、判断电路300及驱动电路400；

其中，所述波形转换电路100的输入端与电机频率检测单元连接(图中并未示出，但并不影响本实施例的解释说明)连接，所述波形转换电路100的输出端与频率电压转换电路200的输入端连接，所述频率电压转换电路200的输出端与所述判断电路300的输入端连接，所述判断电路300的输出端与所述驱动电路400的输入端连接，所述驱动电路400的输出端与电机控制器(图中并未示出，但并不影响本实施例的解释说明)的受控端连接；

需要说明的是，波形转换电路100的输入端具体实施中与PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)上的电机频率检测单元相连接，具体为电机控制器PCB上设置有用于对电机频率进行采样的传感器，该传感器的采样输出端与波形转换电路100的输入端连接。

所述波形转换电路100，用于接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至所述频率电压转换电路200；

需要说明的是，具体实施中，所述初始波形频率信号可以为单一波形或者多种波形混合，例如：初始波形频率信号可以为正弦波频率信号，但是转换出的波形以方波为佳，这是因为方波可以呈现为矩形，仅有高低电平状态，后续转换的当前状态电压才可控制。

所述频率电压转换电路200，用于将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路300；

需要说明的是，所述方波频率信号转换为当前状态电压信号，进一步地，所述当前状态电压信号通过频率电压转换电路输出后能够驱动桥臂通断。

易于理解的是，频率信号是无法直接生成用于切换安全状态的使能信号的，因此需要将所述方波频率信号转换为电压信号，通过电压信号控制安全状态的切换。因此，通过频率电压转换电路200将方波频率信号转换为当前状态电压信号，具体实施中可以通过充放电的方式进行转换。

所述判断电路300，用于根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，并将所述使能电信号输出至所述驱动电路400；

需要说明的是，安全状态包括ASC(Active short circuit，主动短路)状态及Freewheeling(续流)安全状态，在未达到另一安全状态切换的条件时，维持当前的安全状态。当前状态电压信号可以表现当前频率，通过将当前状态电压信号与参考电压进行比较，若满足切换条件，所述判断电路300输出对应的使能电信号以使驱动电路400控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

所述驱动电路400，用于根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

参考图5，图5为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的安全状态模式切换控制逻辑图；

易于理解的是，图5中纵轴表示安全状态，横轴表示电机当前运行频率，当电机当前运行频率大于等于第二预设频率f2时，电机控制器将执行ASC安全状态，当电机当前运行频率由第二预设频率f2降低至第一预设频率f1的过程中，电机控制器将维持在ASC安全状态中；当电机当前运行频率小于等于第一预设频率f1时，电机控制器将由ASC安全状态切换至Freewheeling安全状态，当电机运行频率由第一预设频率f1上升至第二预设频率f2的过程中，电机控制器将维持在Freewheeling安全状态中，因此，安全状态模式将随着电机当前运行频率的变化而进行任意切换且具有很强的抗干扰能力。

需要说明的是，其中，第一预设频率f1和第二预设频率f2为永磁同步电机的两个不同运行频率，并且第二预设频率f2幅值大于第一预设频率f1。

易于理解的是，本实施例采用的方案中无需MCU控制，防止了车辆行驶过程中MCU失效时安全状态无法有效进行切换，在永磁同步电机停机前，均能够根据电机当前运行频率进行安全状态切换，使得电机控制器进入满足整车转矩安全目标的安全状态。

进一步地，参考图2，图2为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的波形转换电路示意图；

所述波形转换电路100包括滤波单元101、第一限压单元102、第一比较器CP1及第一供电单元103；

其中，所述滤波单元101的输入端与电机频率检测单元连接，所述滤波单元101的输出端与第一比较器CP1的反相输入端连接，所述第一限压单元102的第一端与第一参考电压端连接，所述第一限压单元102还与所述第一比较器CP1的同相输入端及输出端连接，所述第一比较器CP1的输出端与所述第一供电单元103的输出端连接；

所述滤波单元101包括第一电阻R1及第一电容C1，所述第一限压单元102包括第二电阻R2及第三电阻R3，所述第一供电单元103包括第四电阻R4；其中，

所述第一电阻R1的第一端与电机频率检测单元连接，所述第一电阻R1的第二端、所述第一电容C1的第一端与所述第一比较器CP1的反相输入端连接，所述第一电容C1的第二端接地GND；

所述滤波单元101，用于接收电机输出的正弦波频率信号，对所述正弦波频率信号进行滤波，并将滤波后的正弦波频率信号输出至所述第一比较器CP1；

需要说明的是，所述滤波单元101中的第一电阻R1与第一电容C1对输入的正弦波频率信号进行滤波。

所述第二电阻R2的第一端与所述第一参考电压端连接，所述第二电阻R2的第二端、所述第三电阻R3的第一端与所述第一比较器CP1的同相输入端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一比较器CP1的输出端连接；

所述第一比较器CP1，用于接收第一限压单元102输入的第一参考电压Vref1，并根据所述第一参考电压Vref1与所述滤波后的正弦波频率信号生成方波频率信号。

易于理解的是，第一比较器CP1的反相输入端接收所述滤波后的正弦波频率信号，同相输入端接收通过第二电阻R2输入的第一参考电压Vref1，根据参考电压值与所述滤波后的正弦波频率信号输出对应的方波频率信号。第二电阻R2与第三电阻R3接收第一参考电压Vref1并根据第一参考电压Vref1确定第一比较器CP1的门限电压幅值。

所述第四电阻R4的第一端与供电端连接，所述第四电阻R4的第二端、所述第一比较器CP1的输出端与所述频率电压转换电路200的输入端连接。

所述第一供电单元103，用于为所述波形转换电路100输入供电电压；

易于理解的是，所述第四电阻R4为第一比较器CP1的输出端的上拉电阻，供电端接入电源VDD。

进一步地，参考图3，图3为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的频率电压转换电路示意图；

所述频率电压转换电路200包括第一充放电单元201及第二充放电单元202；

所述第一充放电单元201包括第二电容C2、第一二极管D1及第二二极管D2；所述第二充放电单元202包括第三电容C3、第五电阻R5；其中，

所述第二电容C2的第一端与所述波形转换电路100的输出端连接，所述第二电容C2的第二端、所述第一二极管D1的阳极及第二二极管D2的阴极连接；

所述第三电容C3的第一端、所述第一二极管D1的阴极及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第三电容C3的第一端还与所述判断电路300的输入端连接，所述第五电阻R5的第二端、所述第三电容C3的第二端与所述第二二极管D2的阳极连接且接地GND。

其中，所述第一充放电单元201的输入端与所述波形转换电路100的输出端连接，所述第二充放电单元202的输入端与所述第一充放电单元201的输出端连接，所述第二充放电单元202的输出端与所述判断电路300的输入端连接；

所述第一充放电单元201与所述第二充放电单元202，用于根据方波频率信号进行充放电，并生成当前状态电压信号。

需要说明的是，第二电容C2接收到的方波频率信号，为随着电机当前运行频率的高低变化而呈现出高低电平变换(具体实施中，高电平可以为5V，低电平可以为0V)的信号，当方波频率信号为高电平时，第二电容C2被充电使得其两端电压均为高电平，第一二极管D1被导通，使得第三电容C3也可以进入充电状态；反之，在方波频率信号为低电平时，第二电容C2两端电压同时下降，由于电容电压不会进行突变，第二电容C2的第二端与第二二极管D2阴极连接处的电位低于接地GND端电压，第二电容C2通过第二二极管D2进行续流实现电容放电，同时第三电容C3通过第五电阻R5进行放电。综上所述，在电机当前运行频率的高低变化而使方波频率信号呈现出高低电平变换的过程中，第二电容C2与第三电容C3重复充放电过程，输出代表电机运行频率的当前状态电压信号。

进一步地，参考图4，图4为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的判断电路示意图；

所述判断电路300包括：第二限压单元301、第二比较器CP2及第二供电单元302；

其中，所述频率电压转换电路200的输出端与所述第二比较器CP2的反相输入端连接，所述第二限压单元301的第一端与第二参考电压端连接，所述第二限压单元301还与所述第二比较器CP2的同相输入端及输出端连接，所述第二比较器CP2的输出端与所述第二供电单元302的输出端连接；

所述第二比较器CP2，用于接收第二限压单元301输入的第二参考电压Vref2，并根据所述第二参考电压Vref2与所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路400。

所述第二限压单元301包括第六电阻R6与第七电阻R7，所述第二供电单元302包括第八电阻R8；其中，

所述第六电阻R6的第一端与所述第二参考电压端连接，所述第六电阻R6的第二端、所述第七电阻R7的第一端与所述第二比较器CP2的同相输入端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第二比较器CP2的输出端连接；

需要说明的是，第二比较器CP2的反相输入端接收当前状态电压信号，同相输入端接收通过第六电阻R6输入的第二参考电压Vref2，根据参考电压值与当前状态电信号输出对应的使能电信号。第六电阻R6与第七电阻R7接收第二参考电压Vref2并根据第二参考电压Vref2确定第二比较器CP2的门限电压幅值。

具体实施中，第一预设频率f1与第二预设频率f2之间的门限宽度可以通过改变第六电阻R6与第七电阻R7的阻值进行调整，具体地，根据实际需求进行调整，本实施例不对此加以限制。

易于理解的是，进一步地，驱动电路400可以根据接收到的使能信号进行对应的安全状态切换与执行功能。

所述第二供电单元302，用于为所述判断电路300输入供电电压；

所述第八电阻R8的第一端与供电端连接，所述第八电阻R8的第二端、所述第二比较器CP2的输出端与所述驱动电路400的输入端连接。

易于理解的是，所述第八电阻R8为第二比较器CP2的输出端的上拉电阻，供电端接入电源VDD。

本实施例通过上述电路，根据电机的运行频率进行安全状态切换使电机控制器进入正确的安全状态，满足了整车的转矩安全目标，防止了MCU失效情况下无法进行安全状态切换而导致的整车转矩安全故障。

此外，本发明实施例还提出一种电机控制器安全状态切换电路控制方法，参考图6，图6为本发明电机控制器安全状态切换电路控制方法第一实施例的流程示意图。

所述控制方法基于如上所述的电机控制器安全状态切换电路；所述方法包括：

步骤S10：波形转换电路接收电机输出的正弦波频率信号，将所述正弦波频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至频率电压转换电路；

需要说明的是，波形转换电路100的输入端具体实施中与PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)上的电机频率检测单元相连接，具体为电机控制器PCB上设置有用于对电机频率进行采样的传感器，该传感器的采样输出端与波形转换电路100的输入端连接。

需要说明的是，具体实施中，所述初始波形频率信号可以为单一波形或者多种波形混合，例如：初始波形频率信号可以为正弦波频率信号，但是转换出的波形以方波为佳，这是因为方波可以呈现为矩形，仅有高低电平状态，后续转换的当前状态电压才可控制。

步骤S20：所述频率电压转换电路将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；

需要说明的是，所述方波频率信号转换为当前状态电压信号，进一步地，所述当前状态电压信号通过频率电压转换电路输出后能够驱动桥臂通断。

易于理解的是，频率信号是无法直接生成用于切换安全状态的使能信号的，因此需要将所述方波频率信号转换为电压信号，通过电压信号控制安全状态的切换。因此，通过频率电压转换电路将方波频率信号转换为当前状态电压信号，具体实施中可以通过充放电的方式进行转换。

步骤S30：所述判断电路根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，并根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路；

需要说明的是，安全状态包括ASC(Active short circuit，主动短路)状态及Freewheeling(续流)安全状态，在未达到另一安全状态切换的条件时，维持当前的安全状态。当前状态电压信号可以表现当前频率，通过将当前状态电压信号与参考电压进行比较，若满足切换条件，所述判断电路输出对应的使能电信号以使驱动电路控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

步骤S40：所述驱动电路根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换。

参考图5，图5为本发明电机控制器安全状态切换电路一实施例的安全状态模式切换控制逻辑图；

易于理解的是，图5中纵轴表示安全状态，横轴表示电机当前运行频率，当电机当前运行频率大于等于第二预设频率f2时，电机控制器将执行ASC安全状态，当电机当前运行频率由第二预设频率f2降低至第一预设频率f1的过程中，电机控制器将维持在ASC安全状态中；当电机当前运行频率小于等于第一预设频率f1时，电机控制器将由ASC安全状态切换至Freewheeling安全状态，当电机运行频率由第一预设频率f1上升至第二预设频率f2的过程中，电机控制器将维持在Freewheeling安全状态中，因此，安全状态模式将随着电机当前运行频率的变化而进行任意切换且具有很强的抗干扰能力。

需要说明的是，其中，第一预设频率f1和第二预设频率f2为永磁同步电机的两个不同运行频率，并且第二预设频率f2幅值大于第一预设频率f1。

易于理解的是，本实施例采用的方案中无需MCU控制，防止了车辆行驶过程中MCU失效时安全状态无法有效进行切换，在永磁同步电机停机前，均能够根据电机当前运行频率进行安全状态切换，使得电机控制器进入满足整车转矩安全目标的安全状态。

本实施例通过上述方法，根据电机的运行频率进行安全状态切换使电机控制器进入正确的安全状态，满足了整车的转矩安全目标，防止了MCU失效情况下无法进行安全状态切换而导致的整车转矩安全故障。

此外，本发明实施例还提出一种电机控制器安全状态切换装置，所述装置包括：如上所述的电机控制器安全状态切换电路。

由于本电机控制器安全状态切换装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的电机控制器安全状态切换电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述电路包括：波形转换电路、频率电压转换电路、判断电路及驱动电路；

其中，所述波形转换电路的输入端与电机频率检测单元连接，所述波形转换电路的输出端与频率电压转换电路的输入端连接，所述频率电压转换电路的输出端与所述判断电路的输入端连接，所述判断电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与电机控制器的桥臂连接；

所述波形转换电路，用于接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至所述频率电压转换电路；

所述频率电压转换电路，用于将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；

所述判断电路，用于根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，并将所述使能电信号输出至所述驱动电路；

所述驱动电路，用于根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换；

所述波形转换电路包括滤波单元、第一限压单元、第一比较器及第一供电单元；

其中，所述滤波单元的输入端与电机频率检测单元连接，所述滤波单元的输出端与第一比较器的反相输入端连接，所述第一限压单元的第一端与第一参考电压端连接，所述第一限压单元还与所述第一比较器的同相输入端及输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一供电单元的输出端连接；

所述第一供电单元，用于为所述波形转换电路输入供电电压；

所述滤波单元，用于接收电机输出的初始波形频率信号，对所述初始波形频率信号进行滤波，并将滤波后的初始波形频率信号输出至所述第一比较器；

所述第一比较器，用于接收第一限压单元输入的第一参考电压，并根据所述第一参考电压与所述滤波后的初始波形频率信号生成方波频率信号。

2.如权利要求1所述的电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述滤波单元包括第一电阻及第一电容，所述第一限压单元包括第二电阻及第三电阻，所述第一供电单元包括第四电阻；其中，

所述第一电阻的第一端与电机频率检测单元连接，所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第一端与所述第一参考电压端连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一比较器的输出端连接；

所述第四电阻的第一端与供电端连接，所述第四电阻的第二端、所述第一比较器的输出端与所述频率电压转换电路的输入端连接。

3.如权利要求1所述的电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述频率电压转换电路包括第一充放电单元及第二充放电单元；

其中，所述第一充放电单元的输入端与所述波形转换电路的输出端连接，所述第二充放电单元的输入端与所述第一充放电单元的输出端连接，所述第二充放电单元的输出端与所述判断电路的输入端连接；

所述第一充放电单元与所述第二充放电单元，用于根据方波频率信号进行充放电，并生成当前状态电压信号。

4.如权利要求3所述的电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述第一充放电单元包括第二电容、第一二极管及第二二极管；所述第二充放电单元包括第三电容、第五电阻；其中，

所述第二电容的第一端与所述波形转换电路的输出端连接，所述第二电容的第二端、所述第一二极管的阳极及第二二极管的阴极连接；

所述第三电容的第一端、所述第一二极管的阴极及所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第一端还与所述判断电路的输入端连接，所述第五电阻的第二端、所述第三电容的第二端与所述第二二极管的阳极连接且接地。

5.如权利要求1所述的电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述判断电路包括：第二限压单元、第二比较器及第二供电单元；

其中，所述频率电压转换电路的输出端与所述第二比较器的反相输入端连接，所述第二限压单元的第一端与第二参考电压端连接，所述第二限压单元还与所述第二比较器的同相输入端及输出端连接，所述第二比较器的输出端与所述第二供电单元的输出端连接；

所述第二供电单元，用于为所述判断电路输入供电电压；

所述第二比较器，用于接收第二限压单元输入的第二参考电压，并根据所述第二参考电压与所述当前状态电压信号进行安全状态判断，根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路。

6.如权利要求5所述的电机控制器安全状态切换电路，其特征在于，所述第二限压单元包括第六电阻与第七电阻，所述第二供电单元包括第八电阻；其中，

所述第六电阻的第一端与所述第二参考电压端连接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端与所述第二比较器的同相输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第二比较器的输出端连接；

所述第八电阻的第一端与供电端连接，所述第八电阻的第二端、所述第二比较器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。

7.一种电机控制器安全状态切换装置，其特征在于，所述装置包括：如权利要求1至6中任一项所述的电机控制器安全状态切换电路。

8.一种电机控制器安全状态切换电路控制方法，其特征在于，所述控制方法基于如权利要求1至6中任一项所述的电机控制器安全状态切换电路；所述方法包括：

波形转换电路接收电机输出的初始波形频率信号，将所述初始波形频率信号转换为方波频率信号，并将所述方波频率信号输出至频率电压转换电路；

所述频率电压转换电路将所述方波频率信号转换为能够进行电机控制器桥臂驱动的当前状态电压信号，并将所述当前状态电压信号输出至所述判断电路；

所述判断电路根据所述当前状态电压信号进行安全状态判断，并根据判断结果生成对应的使能电信号，将所述使能电信号输出至所述驱动电路；

所述驱动电路根据所述使能电信号控制所述电机控制器的桥臂通断以进行安全状态切换；

所述波形转换电路包括滤波单元、第一限压单元、第一比较器及第一供电单元；

所述第一供电单元为所述波形转换电路输入供电电压；

所述滤波单元接收电机输出的初始波形频率信号，对所述初始波形频率信号进行滤波，并将滤波后的初始波形频率信号输出至所述第一比较器；

所述第一比较器接收第一限压单元输入的第一参考电压，并根据所述第一参考电压与所述滤波后的初始波形频率信号生成方波频率信号。

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