[发明专利]具有功能安全的电机驱动结构

说明书

本发明公开了一种具有功能安全的电机驱动结构，包括：电源电路为MCU供电，其实时监控MCU程序是否正常运行，若MCU故障则输出MCU复位信号至MCU和逻辑电路第一输入管脚；MCU输出第一使能信号至电机驱动芯片使能管脚，其输出驱动信号至电机驱动芯片输入管脚，其与电机驱动芯片进行SPI通信，其输出第二使能信号至逻辑电路第二输入管脚；逻辑电路对MCU复位信号和第二使能信号进行逻辑判断后输出控制信号至电机驱动电路第一控制端和第二控制端；电机驱动电路用于驱动或停止电机工作，其第三控制端～第六控制端连电机驱动芯片，其电源输入端连电池，其输出端连电机供电端。本发明在不使用具有功能安全ASIL‑D电机驱动芯片的情况下，能使电机驱动结构实现功能安全ASIL‑D。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于驱动车载电机具有功能安全的电机驱动结构。

背景技术

随着汽车电气化的推进，车载控制器驱动电机的场景及数量日益增多，随之带来的电气控制的功能安全隐患也日益增多。

在一些车载应用场景，如底盘控制场景，在车载控制器电机驱动失效的情况下，必须设计有有效的措施可以识别，并采取有效行动，引导车辆进入安全模式，否则将可能导致车辆损毁人员伤亡的恶劣情况出现，此种设计称之为功能安全设计。

目前车载控制器电机驱动设计方面主要存在以下问题：

1)采用更高的芯片等级和更高的硬件成本，以实现功能安全设计的要求。

2)采用传统控制方式，对于电机驱动无特别的功能安全设计。

3)采用的更高等级芯片(满足功能安全ASIL-D)均为国外公司设计和提供，国产品牌芯片供应商无法做到，目前车载电机控制器的电机驱动芯片均为国外供应商提供。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种通过功能安全设计在不使用功能安全ASIL-D电机驱动芯片前提下，具有功能安全ASIL-D的电机驱动结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的具有功能安全的电机驱动结构，包括：

电源电路，其为MCU供电，其实时监控MCU程序是否正常运行，若MCU故障则输出MCU复位信号至MCU和逻辑电路第一输入管脚；

MCU，其输出第一使能信号至电机驱动芯片使能管脚，其输出驱动信号至电机驱动芯片输入管脚，其与电机驱动芯片进行SPI通信，其输出第二使能信号至逻辑电路第二输入管脚；

逻辑电路，其对MCU复位信号和第二使能信号进行逻辑判断后输出控制信号至电机驱动电路第一控制端和第二控制端；

电机驱动电路，其用于驱动或停止电机工作，其第三控制端～第六控制端连接电机驱动芯片，其电源输入端连接电池，其输出端连接电机供电端。

可选择的，进一步改进你所述的具有功能安全的电机驱动结构，电机驱动电路包括：

第一NPN，其基极作为第一控制端，其发射极连接地，其集电极连接第一NMOS栅极和电机驱动芯片第一低电平输出管脚；

第二NPN，其基极作为第二控制端，其发射极连接地，其集电极连接第三NMOS栅极和电机驱动芯片第二低电平输出管脚；

第一NMOS，其栅极作为第五控制端，其漏极连接第二NMOS源极和电机第一供电端，其源极连接地；

第二NMOS，其栅极作为第三控制端连接电机驱动芯片第一高电平输出管脚，其漏极连接电池电压；