CN113119735B - 一种电机控制电源的掉电保护方法和电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机控制电源的掉电保护方法和电路，电机控制技术领域，掉电保护方法用于由电机控制电源或备用电源供电的电机控制器，包括步骤：在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。本申请在电机控制电源掉电后，先判断掉电的类型是临时掉电还是永久掉电，再根据是临时掉电还是永久掉电来执行对应的掉电保护策略，确保电机在行车过程中的安全可靠性。

Description

一种电机控制电源的掉电保护方法和电路

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机控制电源的掉电保护方法和电路。

背景技术

随着新能源电动汽车的发展，电机的控制要求也在逐渐提高，而电机控制器作为电机系统的重要组成部分，其供电的稳定性也直接影响着电机系统的安全性。

在新能源电动汽车运行时，电机控制电源若出现异常掉电的现象，即短时间接触不良，会造成电机抖动等不良后果；电机控制电源若出现故障掉电的现象，即永久性断路，会造成电机无法正常工作，且司级及时发现故障掉电执行刹车操作也无法控制电机进行紧急制动，容易导致交通事故的产生。

相关技术中，电机的备用电源利用高压电转低压电进行辅助供电，在电机控制电源的电压低于备用电源的电压时，将电机控制器的供电电源由电机控制电源切换成备用电源。然而该技术中若电机控制电源的电压波动至备用电源的电压值以下时，即判定为电机控制电源掉电，并转由备用电源向电机控制器供电，然而备用电源的能量有限，若长时间地向电机控制器供电最终也会导致电机停止工作而埋下安全隐患。

发明内容

本申请实施例提供一种电机控制电源的掉电保护方法和电路，以解决相关技术中电机控制电源异常掉电电机运行不畅和故障掉电后电机失控的现象。

第一方面，提供了一种电机控制电源的掉电保护方法，其用于由电机控制电源或备用电源供电的电机控制器，包括步骤：

在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；

在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；

若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；

若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

一些实施例中，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，若是，则所述电机控制电源为临时掉电，否则，为永久掉电。

一些实施例中，在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电之前，还包括检测电机控制电源是否掉电，所述检测电机控制电源是否掉电的具体步骤包括：

检测所述电机控制电源的电信号，并通过电压比较器生成对应的控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；

根据生成的控制信号判断所述电机控制电源是否掉电。

一些实施例中，在所述电机控制电源进线端子处检测电压信号。

一些实施例中，所述在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号的具体步骤包括：

将供电电源切换为备用电源时开始计时；

若在预设时间范围内，检测到电机控制电源的电压信号产生的控制信号为高电平信号时，停止计时，并判定为接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号；

若超出预设时间范围，则判定为未接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号。

一些实施例中，在停止计时后，计时归零。

一些实施例中，所述制动电机的具体步骤包括：

改变输出的PWM占空比，控制所述电机直至转动停止。

一些实施例中，在确定所述电机控制电源为永久掉电后，还包括步骤：

向整车控制器发送电机控制电源的故障码信息，并通过该整车控制器在车载显示屏上驱动显示。

第二方面，提供了一种电机控制电源的掉电保护电路，其包括：

电机；

电机控制电源，其用于为所述电机控制器供电；

备用电源，其用于为所述电机控制器供电；

电机控制器，其用于在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

一些实施例中，所述备用电源通过场效应管与所述电机控制器相连，所述场效应管被配置为在检测到所述电机控制电源掉电后，连接所述备用电源与所述电机控制器。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：在异常掉电后电机稳定运行，或在故障掉电后电机防止电机失控，确保电机的安全可靠性。

本申请实施例提供了一种电机控制电源的掉电保护方法和电路，在检测到电机控制电源掉电后，电机控制器将供电电源由电机控制电源切换为备用电源，再由电机控制器驱动电机控制电源上电，并根据是否在预设时间范围内上电成功判断掉电的类型是临时掉电还是永久掉电，再根据掉电的类型执行对应的掉电保护策略；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源，以使得在异常掉电后电机稳定运行；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机，以使得在故障掉电后电机防止电机失控，确保电机在行车过程中的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电机控制电源的掉电保护方法的流程框图；

图2为检测所述电机控制电源是否掉电的流程框图；

图3为本申请实施例提供的一种电机控制电源的掉电保护方法中的部分流程框图；

图4为本申请实施例提供的一种电机控制电源的掉电保护电路的结构框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种电机控制电源的掉电保护方法，其在电机控制电源掉电后，先判断掉电的类型是临时掉电还是永久掉电，再根据是临时掉电还是永久掉电来执行对应的掉电保护策略，确保电机在行车过程中的安全可靠性。

如图1所示，本申请实施例提供了一种电机控制电源的掉电保护方法，其用于由电机控制电源或备用电源供电的电机控制器，包括步骤：

在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；

在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；

若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；

若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

本申请实施例提供了一种电机控制电源的掉电保护方法，在检测到电机控制电源掉电后，电机控制器将供电电源由电机控制电源切换为备用电源，再由电机控制器驱动电机控制电源上电，并根据是否在预设时间范围内上电成功判断掉电的类型是临时掉电还是永久掉电，再根据掉电的类型执行对应的掉电保护策略；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源，以使得在异常掉电后电机稳定运行；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机，以使得在故障掉电后电机防止电机失控，确保电机在行车过程中的安全可靠性。

具体地，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，若是，则所述电机控制电源为临时掉电，否则，为永久掉电。

如图1所示，在本申请实施例中，所述掉电保护方法，包括：

步骤S1：电机控制器在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；

步骤S2：在预设时间范围内，电机控制器判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，若是，则转至步骤S3，否则转至步骤S4；

步骤S3：确定所述电机控制电源为临时掉电，电机控制器将供电电源切换回电机控制电源；

步骤S4：确定所述电机控制电源为永久掉电，电机控制器制动电机。

进一步地，在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电之前，还包括检测电机控制电源是否掉电，所述检测电机控制电源是否掉电的具体步骤包括：

检测所述电机控制电源的电信号，并通过电压比较器生成对应的控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；

根据生成的控制信号判断所述电机控制电源是否掉电。

可见，在所述步骤S1之前，如图2所示，所述掉电保护方法还具体包括：

步骤B1：电机控制器检测所述电机控制电源的电信号，并通过电压比较器生成对应的控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；

步骤B2：电机控制器判断所述控制信号是否为高电平信号，若是，则转至B3，否则转至B4；

步骤B3：电机控制器确定所述电机控制电源未掉电，并转至步骤B1；

步骤B4：电机控制器确定所述电机控制电源掉电。

进一步地，在所述电机控制电源进线端子处检测电压信号。

在电机控制器运行后，在供电电源切换为备用电源之前，在电机控制电源的进线端子处进行电压信号检测，并通过电压比较器转换为高电平信号或低电平信号，若生成的是高电平信号，则场效应管截止，断开备用电源和电机控制器的连接；若生成的是低电平信号，则连接备用电源和电机控制器的场效应管导通。

具体地，所述电机控制电源包括车载蓄电池，所述备用电源也可由该车载蓄电池进行充电。

具体地，所述在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号的具体步骤包括：

将供电电源切换为备用电源时开始计时；

若在预设时间范围内，检测到电机控制电源的电压信号产生的控制信号为高电平信号时，停止计时，并判定为接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号；

若超出预设时间范围，则判定为未接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号。

本实施例中，持续检测电机控制电源进线端子处的电压信号，并通过电压比较器后生成高电平信号或低电平信号，并将生成的信号输入至与备用电源相连的场效应管、以及电机控制器。

当电机控制器和场效应管接收到高电平信号时，电机控制电源没有掉电，电机控制器正常工作，场效应管截止断开备用电源与电机控制器，该电机控制器由电机控制电源继续供电。

当电机控制器和场效应管接收到低电平信号时，电机控制器开始计时，且场效应管导通连接备用电源与电机控制器，该电机控制器由备用电源接管供电，电机控制器开始计时；同时，电机控制电源重新上电，若在预设时间范围内，电机控制器和场效应管重新接收到高电平信号，则视为接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，电机控制电源为临时掉电，也就是异常掉电，那么，电机控制器停止计时，场效应管断开连接备用电源与电机控制器；若超出预设时间范围，电机控制器和场效应管未接收到高电平信号，则视为未接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，电机控制电源为永久掉电，也就是故障掉电。

优选地，在停止计时后，计时归零。在本申请实施例中，在停止计时后，计时归零，机电控制电源恢复正常工作。

具体地，所述制动电机的具体步骤包括：

改变输出的PWM占空比，控制所述电机直至转动停止。

如图3所示，优选地，在确定所述电机控制电源为永久掉电后，还包括步骤：

向整车控制器发送电机控制电源的故障码信息，并通过该整车控制器在车载显示屏上驱动显示。

本申请实施例中，在确定所述电机控制电源为故障掉电后，电机控制器启动安全制动模式，改变电机控制器输出的PWM占空比，控制电机缓慢、安全地停止转动，电机控制器向整车控制器发送机电控制电源故障掉电的故障码，整车控制器在接收到该故障码后，发出控制指令，打开汽车双闪，并驱动车载显示屏显示电机控制电源的故障掉电信息。一般来说，司机人体感知电机控制电源故障掉电的时间远长于传感器感应，故而在判定电机控制电源故障掉电的同时打开双闪，以及时提醒后方来车进行避让，减小汽车追尾的概率。

如图3所示，在掉电保护方法中，包括步骤：

S401：确定所述电机控制电源为永久掉电；

S402：电机控制器制动电机；

同时，在所述步骤S401之后，还包括步骤：

S403：向整车控制器发送电机控制电源的故障码信息，并通过该整车控制器在车载显示屏上驱动显示。

本申请实施例具体提供了一种电机控制电源的掉电保护方法，一方面能够实时检测电机控制电源是否掉电，另一方面还可以在电机控制电源掉电后，通过电机控制电源重新上电后的状态来确定该电机控制电源是异常掉电还是故障掉电，并根据掉电的类型分别采取应对策列，避免电机因异常掉电造成电机运行不畅的现象，同时在电机控制电源发生故障掉电后实行汽车安全制动，避免电机控制电源故障掉电后，电机在惯性的作用下造成安全隐患，尤其是避免高速行驶的过程中发生汽车追尾等道路交通事故。

如图4所示，本申请实施例还提供了一种电机控制电源的掉电保护电路，其包括：

电机；

电机控制电源，其用于为所述电机控制器供电；

备用电源，其用于为所述电机控制器供电；

电机控制器，其用于在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

本申请实施例提供了一种电机控制电源的掉电保护电路，在检测到电机控制电源掉电后，电机控制器将供电电源由电机控制电源切换为备用电源，再由电机控制器驱动电机控制电源上电，并根据是否在预设时间范围内上电成功判断掉电的类型是临时掉电还是永久掉电，再根据掉电的类型执行对应的掉电保护策略；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源，以使得在异常掉电后电机稳定运行；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机，以使得在故障掉电后电机防止电机失控，确保电机在行车过程中的安全可靠性。

进一步地，所述备用电源通过场效应管与所述电机控制器相连，所述场效应管被配置为在检测到所述电机控制电源掉电后，连接所述备用电源与所述电机控制器。

具体地，所述备用电源通过P-MOS场效应管与所述电机控制器相连。

具体地，所述电机控制电源包括车载蓄电池，所述备用电源也可由该车载蓄电池进行充电。

在本实施例中，所述电机控制器具体包括电路检测单元、掉电计时单元和安全制动单元。

所述电路检测单元用于检测电机控制电源进线端子处的电压信号，并通过电路检测单元中的电压比较器将电机控制电源的电压信号转换为高低电平信号输入至场效应管和掉电计时单元，所述电压比较器由电机控制电源通过电压转换芯片转化为5V电压进行供电，并将电机控制电源与9V电压进行比较，若电机控制电源大于9V，则电路检测单元输出高电平，表示电机控制电源未掉电，电机控制器正常工作；若电路检测单元输出低电平，反推电路检测单元检测到的电压信号是低于9V的，那必然是出现了掉电的情况。

在电路检测单元输出低电平信号后，确定电机控制电源处于掉电状态，场效应管在接收到低电平信号后导通备用电源和电机控制器，备用电源向电机控制器供电，同时，电机控制电源重新上电，掉电计时单元从接收到低电平信号后开始计时，直至接收到电路检测单元输出的高电平信号时终止计时。假设在预设时间范围内，电路检测单元又发出高电平信号，则表示电机控制电源上电成功，那么可以判断电机控制电源为异常掉电，此时电机控制电源恢复正常工作，同时掉电计时单元接收到电路检测单元发出的高电平信号计时归零。假设在预设时间范围内电路检测单元都没有发出高电平信号，判定电机控制电源没有重新上电成功，且掉电计时单元向安全制动单元发出控制信号来启动安全制动单元，同时，电机控制器向整车控制器发送机电控制电源故障掉电的故障码，整车控制器在接收到该故障码后，发出控制指令，打开汽车双闪，并驱动车载显示屏显示电机控制电源的故障掉电信息；安全制动单元通过更换软件程序寄存器来改变电机控制器输出PWM占空比，以控制电机缓慢安全第停止转动。一般来说，司机人体感知电机控制电源故障掉电的时间远长于传感器感应，故而在判定电机控制电源故障掉电的同时打开双闪，以及时提醒后方来车进行避让，减小汽车追尾的概率。

进一步地，在电机控制电源的进线端子处上还设有反向设置的二极管，所述反向二极管的阴极靠近电机控制器，阳极靠近电机控制电源，且阳极靠近所述电路检测单元的检测点。解释来说，所述进线端子在本实施例为电机控制电源向电机控制器供电的线路。

本申请实施例具体提供了一种电机控制电源的掉电保护电路，一方面能够实时检测电机控制电源是否掉电，另一方面还可以在电机控制电源掉电后，通过电机控制电源重新上电后的状态来确定该电机控制电源是异常掉电还是故障掉电，并根据掉电的类型分别采取应对策列，避免电机因异常掉电造成电机运行不畅的现象，同时在电机控制电源发生故障掉电后实行汽车安全制动，避免电机控制电源故障掉电后，电机在惯性的作用下造成安全隐患，尤其是避免高速行驶的过程中发生汽车追尾等道路交通事故。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，其用于由电机控制电源或备用电源供电的电机控制器，包括步骤：

在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；

在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；

若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；

若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

2.如权利要求1所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，若是，则所述电机控制电源为临时掉电，否则，为永久掉电。

3.如权利要求1所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电之前，还包括检测电机控制电源是否掉电，所述检测电机控制电源是否掉电的具体步骤包括：

检测所述电机控制电源的电信号，并通过电压比较器生成对应的控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；

根据生成的控制信号判断所述电机控制电源是否掉电。

4.如权利要求3所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，在所述电机控制电源进线端子处检测电压信号。

5.如权利要求3所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，所述在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号的具体步骤包括：

将供电电源切换为备用电源时开始计时；

若在预设时间范围内，检测到电机控制电源的电压信号产生的控制信号为高电平信号时，停止计时，并判定为接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号；

若超出预设时间范围，则判定为未接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号。

6.如权利要求5所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，在停止计时后，计时归零。

7.如权利要求1所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，所述制动电机的具体步骤包括：

改变输出的PWM占空比，控制所述电机直至转动停止。

8.如权利要求2所述的电机控制电源的掉电保护方法，其特征在于，在确定所述电机控制电源为永久掉电后，还包括步骤：

向整车控制器发送电机控制电源的故障码信息，并通过该整车控制器在车载显示屏上驱动显示。

9.一种电机控制电源的掉电保护电路，其特征在于，其包括：

电机；

电机控制电源，其用于为所述电机控制器供电；

备用电源，其用于为所述电机控制器供电；

电机控制器，其用于在检测到所述电机控制电源掉电后，将供电电源切换为所述备用电源，并驱动所述电机控制电源上电；在预设时间范围内，判断是否接收到所述电机控制电源反馈的上电成功信号，并确定所述电机控制电源为临时掉电还是永久掉电；若所述电机控制电源为临时掉电，将供电电源切换回电机控制电源；若所述电机控制电源为永久掉电，制动电机。

10.如权利要求9所述的电机控制电源的掉电保护电路，其特征在于，所述备用电源通过场效应管与所述电机控制器相连，所述场效应管被配置为在检测到所述电机控制电源掉电后，连接所述备用电源与所述电机控制器。

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