[發明專利]具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710010877.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN107433977B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 姚斌
• 申請（專利權）人: 上海拿森汽車電子有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;G06F11/07
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙) 31288
• 代理人: 劉君

本發明公開了一種具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統及其控制方法，包括控制單元、電機和機械轉向系統，所述控制單元內部含有MCU模塊和電源芯片，所述MCU模塊輸出PWM信號控制電機轉動，所述電源芯片上集成有硬件看門狗電路，所述電機的供電端和繼電器的輸出回路相連，所述MCU模塊的第一IO輸出端和繼電器的輸入回路相連，第二IO輸出端和電源芯片的看門狗使能端相連，第三IO輸出端和電源芯片的看門狗控制端相連，復位端和電源芯片的復位端相連。本發明使用成本較低的集成到電源芯片中的硬件看門狗，通過分辨不同復位源實現對MCU自身的監控，并且在MCU故障時及時切斷助力，達到與雙MCU架構相同的安全效果。

技術領域

本發明涉及一種電動助力轉向系統及其控制方法，尤其涉及一種具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統及其控制方法。

背景技術

電動助力轉向系統為駕駛員提供額外的轉向助力，控制車輛的行駛方向，在車輛行駛安全中發揮極為重要的作用。

電動助力轉向系統的核心是一個通過微處理器(MCU)控制電機運轉的電控單元(ECU)，該微處理器的正常運轉是保證整個電動助力轉向系統安全可靠的關鍵。由于電控單元是一安全部件，必須保證在微處理器異常運行時系統進入安全狀態。

現有的安全監控方式有：

(1)外部硬件看門狗(WDT)監控。當MCU運行異常時，硬件看門狗觸發MCU復位，使其重新運行并恢復正常狀態。

(2)雙MCU架構。通過主輔MCU間周期性通訊的方式監控主MCU是否正常工作。當輔MCU收不到主MCU的握手信號時，就判定為主MCU異常，這時由輔MCU切斷助力，使EPS進入安全狀態，如圖1所示。

方式(1)盡管避免了MCU死鎖和EPS出現堵死現象，保證了安全性，但在MCU復位期間EPS不受控，導致出現短暫異常助力，給用戶帶來異常體驗，甚至引起用戶驚慌引發其它安全問題。

方式(2)則需要額外增加一個輔助MCU，提高了ECU成本、增加了ECU尺寸以及監控復雜性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統及其控制方法，能夠分辨出不同復位源的MCU實現對MCU自身的監控，并且在MCU故障時及時切斷助力，通過軟件方法準確診斷并記錄MCU故障，達到與雙MCU架構相同的安全效果。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統，包括控制單元、電機和機械轉向系統，所述控制單元內部含有MCU模塊和電源芯片，所述MCU模塊輸出PWM信號控制電機轉動，其中，所述電源芯片上集成有硬件看門狗電路，所述電機的供電端和繼電器的輸出回路相連，所述MCU模塊的第一IO輸出端和繼電器的輸入回路相連，第二IO輸出端和電源芯片的看門狗使能端相連，第三IO輸出端和電源芯片的看門狗控制端相連，所述MCU模塊的復位端和電源芯片的復位端相連。

上述的具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統，其中，所述繼電器為常開繼電器，所述MCU模塊的第一IO輸出端通過下拉電阻和繼電器的輸入回路相連，所述MCU模塊的第一IO輸出端的默認狀態為低電平，使得MCU復位和未進入正常助力控制時，繼電器為斷開狀態。

上述的具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統，其中，所述電源芯片的硬件看門狗電路通過連接外部不同容值的電容配置看門狗復位周期。

本發明為解決上述技術問題還提供一種上述具有看門狗監控功能的電動助力轉向系統的控制方法，其中，包括如下步驟：a)采用帶看門狗的電源芯片對MCU模塊供電，采用繼電器控制電機供電；b)正常助力控制時，所述MCU模塊閉合繼電器，輸出看門狗使能信號給電源芯片；所述MCU模塊在控制電機助力輸出的同時，對電源芯片進行周期性喂狗操作；c)如果MCU模塊運行異常，當喂狗周期超過看門狗的復位周期時，所述電源芯片輸出復位信號，強制MCU模塊復位。