一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路及控制方法技術

本發明專利技術公開了一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，包括用于內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路故障檢測的MCU1和用于內部軟件、標定數據和CAN總線通訊檢測的MCU2，MCU1通過驅動電路與場效應管Q502相連接，MCU2通過驅動電路與場效應管Q501相連接，繼電器RL50、RL51的高邊驅動分別與場效應管Q502相連接，繼電器RL50、RL51的低邊驅動分別與場效應管Q501相連接，繼電器RL50與無刷電機的相線一相連，繼電器RL51與無刷電機的相線二相連。本發明專利技術可以確保MOSFET驅動橋在工作前進行完整的故障模式檢測，從而確保助力電機不會因為驅動故障而出現電機卡死現象，導致駕駛員打不動方向的情況發生。一旦出現嚴重驅動故障，電機處于自由狀態，駕駛員可以通過轉向系統的機械連接打方向。

EPS controller, brushless motor, phase separation circuit and control method

The invention discloses a EPS brushless motor controller phase isolation circuit, including for internal software, calibration data and drive fault detection and MCU1 bridge circuit used for internal calibration software, and CAN data bus communication detection MCU2, MCU1 through the drive circuit and the field effect tube Q502 is connected by the driving circuit and field MCU2 the effect of tube Q501 is connected with the high side relay RL50 and RL51 driver are respectively connected with the low side FET Q502, relay RL50 and RL51 are respectively connected with the driving FET Q501, a relay RL50 connected with phase brushless motor, brushless motor relay RL51 and line two connected. The invention can ensure complete fault detection mode before work MOSFET drive axle, so as to ensure that the motor will not appear fault because the drive motor stuck phenomenon, cause the driver to not move direction happen. Once a severe driving fault occurs, the motor is in a free state, and the driver can make a direction by mechanical connection of the steering system.

【技術實現步驟摘要】
一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路及控制方法
本專利技術涉及汽車電動助力轉向系統領域，尤其是指一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路及控制方法。
技術介紹
隨著整車智能化程度的提高以及未來自動駕駛的需要，汽車使用無刷電機助力轉向系統將是必然趨勢，作為轉向系統執行機構的電動轉向系統，其安全性至關重要，但是現有的電動轉向系統，轉向系統控制器對無刷電機的控制一般沒有冗余設計，控制器和無刷電機之間沒有相線隔離的設計，容易產生危險。中國專利公開號205186266U，公開日2016年4月27日，名稱為“一種含有備用芯片的電子助力轉向系統控制器”的技術專利中公開了一種含有備用芯片的電子助力轉向系統控制器，電子助力轉向系統控制器還包括N個備用芯片，N>2；所述備用芯片分別連接輸入處理模塊和輸出控制模塊；所述輸出控制模塊與芯片之間還連接有比較器。不足之處在于，該技術需要N個備用芯片，成本較高，且只有在主芯片發生故障時才啟用備用芯片，不能起到預警的效果。且芯片的故障識別具有未知判定狀態，主、備用芯片的目的在于時系統始終處于工作模式，與故障模式處理是一個相反的方向。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中電動轉向系統中轉向系統控制器對無刷電機的控制一般沒有冗余設計，控制器和無刷電機之間沒有相線隔離的設計，容易產生危險缺點（如電機兩線短路導致電機卡死情況等），提供一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路及控制方法。本專利技術的目的是通過下述技術方案予以實現：一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，用于汽車電子助力轉向系統，包括用于內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路故障檢測的MCU1和用于內部軟件、標定數據和CAN總線通訊（用于發動機狀態檢測和車速信號的接收）的MCU2，MCU1通過驅動電路與場效應管Q502相連接，MCU2通過驅動電路與場效應管Q501相連接，繼電器RL50、RL51的高邊驅動分別與場效應管Q502相連接，繼電器RL50、RL51的低邊驅動分別與場效應管Q501相連接，繼電器RL50與無刷電機的相線一相連，繼電器RL51與無刷電機的相線二相連。繼電器用于控制無刷電機的相線通斷，MCU1和MCU2通過控制繼電器RL50和繼電器RL51而具備控制無刷電機通斷的能力。由于MOSFET驅動橋是基于PWM的時序控制邏輯，其導通前需進行嚴格的初始化檢測。通過設置繼電器RL50和繼電器RL51進行了相線隔離，可以確保MOSFET驅動橋在工作前進行完整的故障模式檢測（如MOSFET的驅動故障、繼電器的粘滯等），而不會因為控制器內部故障導致MOSFET短路，從而確保助力電機不會因為MOSFET短路等驅動故障而出現電機卡死現象，導致駕駛員打不動方向的情況發生。一旦出現嚴重驅動故障，繼電器RL50、RL51斷開，電機處于自由狀態，駕駛員可以通過轉向系統的機械連接打方向。作為一種優選方案，MCU1和MCU2之間還設有通信線，MCU1和MCU2通過數據線進行數據通信。MCU1和MCU2進行上電初始化檢驗時，通過數據通信進行互相校驗，如果任何一方出現校驗錯誤時，該MCU對錯誤進行等級分類。如果錯誤等級達到助力故障時，該MCU禁止繼電器的導通。一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路的控制方法，其特征是，包括以下步驟：步驟1，MCU1和MCU2上電初始化；步驟2，MCU1對內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路進行故障檢測，當MCU1檢測內部軟件、標定數據無異常即無助力故障時MCU1的RLY_HSD腳輸出低電平，MCU1檢測驅動橋外圍電路無驅動故障時MCU1的RLY_LSD_PWM腳輸出高電平；步驟3，MCU2對內部軟件、標定數據和CAN總線通訊（發動機狀態和車速信號的丟失或無效）進行故障檢測，當MCU2檢測內部軟件、標定數據無異常即無助力故障時MCU2的RLY_DRV_DIS腳輸出低電平；步驟4，當RLY_HSD腳輸出低電平、MCU1的RLY_LSD_PWM腳輸出高電平且RLY_DRV_DIS腳輸出低電平時，場效應管Q502和場效應管Q501導通，然后繼電器RL50和繼電器RL51導通，無刷電機相線導通，其他情況下繼電器RL50和繼電器RL51不導通，無刷電機相線不導通。作為一種優選方案，步驟1中還包括MCU1還對MCU2進行安全監控，MCU2還對MCU1進行安全監控，MCU1和MCU2在運行過程中通過SPI進行的變量數據傳輸給對方，接收方用收到的數據進行算法運算，并將運算后的結果與收到的結果進行比對校核，若MCU1和MCU2上電初始化校驗中的錯誤代碼較低或無故障，跳轉至步驟1，若MCU1和MCU2上電初始化校驗中的錯誤代碼較高，則發出報警提醒相關人員且電機相線不導通。作為一種優選方案，在無刷電機上電工作的過程中，若電子助力轉向系統發現錯誤，實時對錯誤進行故障等級分類，等級1故障將作為故障信息被記錄，不產生助力的限制，等級2故障則使該MCU運行模式降級，與此同時，另外一個MCU也會將運行模式降級，無刷電機助力將以限制百分比模式輸出；等級3故障則使該MCU運行模式降級，與此同時，另外一個MCU也會將運行模式降級，無刷電機相線被隔離繼電器斷開無助力輸出，轉向系統處于物理機械連接驅動模式。作為一種優選方案，等級1故障包括CAN消息丟失故障、CAN信號無效故障、CAN總線關閉故障、角度傳感器信號不穩定故障；等級2故障包括ECU電壓供電過高或過低故障、轉向手感參數選擇故障、扭矩傳感器信號不穩定故障、角度傳感器信號故障和內部標定參數校驗錯誤；等級3故障包括電機故障、扭矩傳感器信號故障、隔離繼電器粘滯故障、系統程序故障、內部程序參數校驗錯誤故障和控制電路故障。本專利技術的有益效果是，通過設置繼電器RL50和繼電器RL51進行了相線隔離，可以確保MOSFET驅動橋在工作前進行完整的故障模式檢測，而不會因為控制器內部故障導致MOSFET短路，從而確保助力電機不會因為MOSFET短路而出現卡死現象，導致駕駛員打不動方向的情況發生。同時雙MCU的故障模式設計實現了實時同步校驗運算，在保證車輛安全的情況下提供限制后的助力和轉向系統的物理機械連接，確保車輛安全行駛到家。附圖說明圖1是本專利技術的一種電路圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步描述。實施例：一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，如圖1所示，包括用于內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路故障檢測的MCU1和用于內部軟件、標定數據和CAN總線通訊（用于發動機狀態檢測和車速信號的接收）的MCU2，MCU1通過驅動電路與場效應管Q502相連接，MCU2通過驅動電路與場效應管Q501相連接，繼電器RL50、RL51的高邊驅動分別與場效應管Q502相連接，繼電器RL50、RL51的低邊驅動分別與場效應管Q501相連接，繼電器RL50與無刷電機的相線一相連，繼電器RL51與無刷電機的相線二相連。MCU1和MCU2之間還設有通信線，MCU1和MCU2通過數據線進行數據通信。一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路的控制方法，包括以下步驟：步驟1，MCU1和MCU2上電初始化；步驟2，MCU1對內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路進行故障檢測，當MCU1檢測內部軟件、標定數據無異常即無助力故障時MCU1的RLY_H本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，用于汽車電子助力轉向系統，其特征是，包括用于內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路故障檢測的MCU1和用于內部軟件、標定數據和CAN總線通訊檢測的MCU2，MCU1通過驅動電路與場效應管Q502相連接，MCU2通過驅動電路與場效應管Q501相連接，繼電器RL50、RL51的高邊驅動分別與場效應管Q502相連接，繼電器RL50、RL51的低邊驅動分別與場效應管Q501相連接，繼電器RL50與無刷電機的相線一相連，繼電器RL51與無刷電機的相線二相連。

【技術特征摘要】
1.一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，用于汽車電子助力轉向系統，其特征是，包括用于內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路故障檢測的MCU1和用于內部軟件、標定數據和CAN總線通訊檢測的MCU2，MCU1通過驅動電路與場效應管Q502相連接，MCU2通過驅動電路與場效應管Q501相連接，繼電器RL50、RL51的高邊驅動分別與場效應管Q502相連接，繼電器RL50、RL51的低邊驅動分別與場效應管Q501相連接，繼電器RL50與無刷電機的相線一相連，繼電器RL51與無刷電機的相線二相連。2.根據權利要求1所述的一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路，其特征是，所述的MCU1和MCU2之間還設有通信線，MCU1和MCU2通過數據線進行數據通信。3.一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路的控制方法，其特征是，包括以下步驟：步驟1，MCU1和MCU2上電初始化；步驟2，MCU1對內部軟件、標定數據和驅動橋外圍電路進行故障檢測，當MCU1檢測內部軟件、標定數據無異常即無助力故障時MCU1的RLY_HSD腳輸出低電平，MCU1檢測驅動橋外圍電路無驅動故障時MCU1的RLY_LSD_PWM腳輸出高電平；步驟3，MCU2對內部軟件、標定數據和CAN總線通訊進行故障檢測，當MCU2檢測內部軟件、標定數據無異常即無助力故障時MCU2的RLY_DRV_DIS腳輸出低電平；步驟4，當RLY_HSD腳輸出低電平、MCU1的RLY_LSD_PWM腳輸出高電平且RLY_DRV_DIS腳輸出低電平時，場效應管Q502和場效應管Q501導通，然后繼電器RL50和繼電器RL51導通，無刷電機相線導通，其他情況下繼電器RL50和繼電器RL...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧健，魯海霞，鄧敏，
申請(專利權)人：浙江航驅汽車科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33