[發明專利]一種EPS控制器無刷電機相線隔離電路及控制方法

有效

• 申請號: 201710027057.4
• 申請日: 2017-01-15
• 公開（公告）號: CN106864584B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 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
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種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。

技術領域

本發明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。

背景技術

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”的實用新型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，該實用新型需要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。

發明內容

本發明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。

本發明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，MCU 1和MCU 2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：