CN106788009A - 基于h桥母线采样电机控制及其故障诊断的eps应用电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，包括MCU模块、H桥模块、H桥驱动模块、H桥母线电流采样电路和通信模块，所述H桥母线电流采样电路输出端连接所述MCU模块电流信号输入端，所述通信模块与MCU模块双向连接，所述MCU模块驱动信号输出端连接所述H桥驱动模块输入端，所述H桥驱动模块输出端连接所述H桥模块输入端，所述H桥模块输出端连接电机驱动端，还包括车身信号处理电路、扭矩传感器电源控制电路、扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器信号处理电路和扭矩传感器主路放大电路。本发明在驾驶员操纵汽车转向过程中向电机提供最理想的电流，从而控制电机提供最佳助力进行工作。

Description

基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路
技术领域
本发明涉及车辆助力转向领域，具体涉及一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路。
背景技术
电动助力转向系统，又名electric power steering，简称EPS，就是在机械转向系统中，用电池作为能源，电机作为动力，以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号，通过电子控制装置协助人力转向，并获得最佳转向力特性的伺服系统。它广泛应用经型汽车及普通型轿车上，可提高轿车的操纵稳定性和经便性。
EPS系统主要由扭矩输入机构、据矩传感器、电子控制单元、电机和减速机构组成。不转向时，电机停止工作；开始转向时，驾车者在方向盘上输入扭矩。该扭矩使输入轴和输出轴产生相对位移，扭矩传感器把这个相对位移转变成电信号传给控制单元，控制单元根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电机的旋转方向和助力电流的大小，从而实现实时助力转向。因此，它可以在不同车速下提供不同的助力效果，保证汽车在低速行驶时轻便灵活，在高速行驶时稳定可靠。
但是现有的结构不同的扭矩传感器所需要的电源相同，存在电磁兼容问题.
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，包括MCU模块、H桥模块、H桥驱动模块、H桥母线电流采样电路和通信模块，所述H桥母线电流采样电路输出端连接所述MCU模块电流信号输入端，所述通信模块与MCU模块双向连接，所述MCU模块驱动信号输出端连接所述H桥驱动模块输入端，所述H桥驱动模块输出端连接所述H桥模块输入端，所述H桥模块输出端连接电机驱动端，还包括车身信号处理电路、扭矩传感器电源控制电路、扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器信号处理电路和扭矩传感器主路放大电路六者之一、全部或任意组合。
所述车身信号处理电路输出端连接所述MCU模块的车身信号输入端，所述扭矩传感器电源检测电路输入端连接所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端，所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端还连接所述扭矩传感器主路放大电路输入端，所述扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器主路放大电路、扭矩传感器信号处理电路的输出端连接所述MCU模块对应输入端，所述MCU模块输出端连接至所述扭矩传感器电源控制电路输入端。
由于不同的扭矩传感器所需要的电源不一样，因此MCU模块控制扭矩传感器电源控制电路对电压进行转换，转换成适合扭矩传感器所适用的电压，MCU模块根据扭矩传感器电源检测电路所采集的信号判断扭矩传感器电源电压是否符合要求，扭矩传感器信号处理电路对扭矩传感器所采集的信号进行处理，扭矩传感器主路放大电路起到滤波的作用，减小噪声，MCU模块采集扭矩传感器发出的信号以及车身信号，另外扭矩传感器的扭矩大小与电压一一对应(0～5V)，增加2.5V为中间值，当电压大于2.5V为右打方向盘，小于2.5V为左打方向盘。助力的大小是MCU模块根据采集的信号通过PWM方式输出电流对电机进行控制的。通过MCU模块的控制可以在驾驶员操纵汽车转向过程中向电机提供最理想的电流，从而控制电机提供最佳助力进行工作。
进一步的，所述车身信号处理电路包括发动机转速检测模块和车速信号输入模块，所述发动机转速检测模块和车速信号输入模块的输出端连接至所述MCU模块的对应信号输入端。
进一步的，所述通信模块包括CAN通信模块和K线通信模块，所述CAN通信模块和K线通信模块均与所述MCU模块双向连接，实现信息的交互。CAN通信模块和K线通信模块设置在对不同通信速率要求上提供了方便。
进一步的，所述发动机转速检测模块包括第八双二极管(D8)和第十七三极管(Q17)，所述第八双二极管(D8)负极连接发动机转速测试点，所述第八双二极管(D8)正极连接所述第十七三极管(Q17)的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第三十八电阻(R38)的一端，所述第三十八电阻(R38)的另一端连接该三极管的基极，该三极管的集电极连接第七十五电阻(R75)的一端，所述第七十五电阻(R75)另一端连接所述MCU模块的发动机转速信号输入端。
该发动机转速检测模块检测模块结构简单，能快速准确的检测到发动机的转速，为汽车的助力转向提供了准确的参数，使得助力转向更加准确。
进一步的，所述车速信号输入模块包括第十双二极管(D10)和第十六三极管(Q16)，所述第十双二极管(D10)负极连接车速信号测试点，所述第十双二极管(D10)正极连接所述第十六三极管(Q16)的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第六十五电阻(R65)的一端，所述第六十五电阻(R65)的另一端连接该三极管的基极，该三极管的集电极连接第七十六电阻(R76)的一端，所述第七十六电阻(R76)另一端连接所述MCU模块的车速信号输入端。
该车速信号输入模块结构简单，能快速准确的检测到车辆的车速，为汽车的助力转向提供了准确的参数，使得助力转向更加准确。
进一步的，所述扭矩传感器主路放大电路包括第六运算放大器(U6)，所述第六运算放大器(U6)正相输入端连接所述扭矩传感器主路信号处理端SEN_M_CPU，SEN_M_CPU端输出电平信号，分两路一路连接MCU，另一路连接运放正相输入端。第六运算放大器(U6)反相输入端连接所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端，所述第六运算放大器(U6)反相输入端与所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端之间连接有第九十五电容(C95)，所述第九十五电容(C95)两端并联有第九十六电阻(R96)，该运算放大器的输出端与正相输入端之间连接有第九十八电阻(R98)，且该运算放大器的输出端连接至所述MCU模块的扭矩传感器主路放大信号输入端口。
该扭矩传感器主路放大电路结构简单，放大效果好，使得助力转向更加准确。
进一步的，所述扭矩传感器电源控制电路包括扭矩传感器5V电源控制电路和扭矩传感器12V电源控制电路；
所述扭矩传感器5V电源控制电路包括第一复合三极管(Q9)和第二十三极管(Q20)，所述第一复合三极管(Q9)基极连接至所述MCU模块第一电压控制采集端口(5V电压控制采集端口)，该复合三极管的发射极接地，所述第一复合三极管(Q9)的集电极与所述第二十三极管(Q20)的基极相连接，所述第二十三极管(Q20)的发射极接电源，并与其基极通过第五十九电阻(R59)连接，所述第二十三极管(Q20)的集电极为电源输出端；
所述扭矩传感器12V电源控制电路包括第二复合三极管(Q14)、第十九三极管(Q19)和第二十二三极管(Q22)，所述第二复合三极管(Q14)基极连接所述MCU模块第二电压控制采集端口(12V电压控制采集端口)，该复合三极管发射极接地，其集电极分别连接至所述第十九三极管(Q19)的集电极和第二十二三极管(Q22)的基极，所述第十九三极管(Q19)的发射极连接电源，所述第二十二三极管(Q22)的发射极分别连接第十九电阻(R19)、第六十三电阻(R63)和第二十三电阻(R23)的一端，所述第十九电阻(R19)的另一端接电源，所述第六十三电阻(R63)的另一端接第二十二三极管(Q22)的基极，所述第二十三电阻(R23)的另一端连接所述第十九三极管(Q19)的基极，所述第二十二三极管(Q22)的集电极为电源输出端。
该扭矩传感器电源控制电路结构简单，生产成本低，能为5V、12V的扭矩传感器提供稳定且适合的电源，为扭矩传感器的正常工作提供了保障。
进一步的，所述H桥母线电流采样电路包括电流监控模块(U7)、第三复合三极管(Q8)、第十八三极管(Q18)和第一场效应管(Q19)，所述第三复合三极管(Q8)基极与所述MCU模块的一个I/O端口(P10.2)端接，该复合三极管发射极接地，其集电极连接第二十二电阻(R22)的一端，所述第二十二电阻(R22)的另一端连接两条支路，一条连接所述电流监控模块(U7)的电压正相输入端，另一条连接所述第一场效应管(Q19)的栅极，所述第一场效应管(Q19)的源极连接该电路的系统供电模块的第一电压测试点(TP31)，所述第一场效应管(Q19)的源极还连接第八十七电容(C87)的一端，所述第八十七电容(C87)的另一端连接该电路的系统供电模块的第二电压测试点，所述第一场效应管(Q19)的漏极连接第七十八电阻(R78)的一端，所述第七十八电阻(R78)的另一端连接该电路的系统供电模块的第二电压测试点(TP32)，所述第一场效应管(Q19)的漏极还连接第十七电阻(R17)的一端，所述第十七电阻(R17)的另一端连接所述电流监控模块(U7)的电压反相输入端，所述电流监控模块(U7)的电压正相输入端和电压反相输入输之间并联连接有第二电容(C2)和第八十六电容(C86)，所述电流监控模块(U7)输出端连接所述第十八三极管(Q18)的发射极，所述第十八三极管(Q18)的源极与电流监控模块(U7)的电压正相输入端之间并联连接有第一电容(C1)、第五十八电容(C58)和第二二极管(D2)，所述第十八三极管(Q18)的源极还连接第八十九电阻(R89)的一端，所述第八十九电阻(R89)的另一端接地，所述第十八三极管(Q18)的集电极连接第七十一电阻(R71)的一端，所述第七十一电阻(R71)的另一端连接两条支路，一条连接所述MCU模块的电流采样信号输入端，一条连接第五十九电容(C59)的一端，所述第五十九电容(C59)的另一端接地，所述第十八三极管(Q18)的集电极与地之间并联有第三十电阻(R30)和第六十电容(C60)。
该H桥母线电流采样电路结构简单，采样效果好，生产成本低。
进一步的，扭矩传感器信号处理电路包括扭矩传感器主路输入电路和扭矩传感器辅路输入电路；
所述扭矩传感器主路输入电路包括第一三端电容(C106)和第六十二电阻(R62)，所述第一三端电容(C106)的输入端连接扭矩传感器信号输入端，所述第一三端电容(C106)的输出端分别连接第一百电阻(R100)、第五十六电容(C56)、第六十二电阻(R62)和第一百零一电阻(R101)的一端，所述第一百电阻(R100)和第五十六电容(C56)的另一端接地，所述第一百零一电阻(R101)的另一端连接电源，所述第六十二电阻(R62)的另一端连接所述MCU模块的一个I/O端口；
所述扭矩传感器辅路输入电路包括第二三端电容(C105)和第六十一电阻(R61)，所述第二三端电容(C105)的输入端连接传感器辅路输入端，所述第二三端电容(C105)的输出端分别连接第九十九电阻(R99)、第五十四电容(C54)和第六十一电阻(R61)的一端，所述第九十九电阻(R99)和第五十四电容(C54)的另一端接地，所述第六十一电阻(R61)的另一端连接所述MCU模块的一个I/O端口。
该扭矩传感器信号处理电路结构简单，降低了该汽车助务转向控制电路的生产成本。
进一步的，所述H桥模块包括第一功率场效应管(Q1A)、第二功率场效应管(Q1B)、第三功率场效应管(Q1C)和第四功率场效应管(Q1D)；
所述第一功率场效应管(Q1A)的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一低端门驱动输出端、第九十二电阻(R92)的一端和第四十八电容(C48)的一端，所述第九十二电阻(R92)的另一端、第四十八电容(C48)的另一端和所述第一功率场效应管(Q1A)的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端，所述第一功率场效应管(Q1A)的源极与其漏极之间串联有第四电阻(R4)和第四十一电容(C41)；
所述第一功率场效应管(Q1A)的漏极连接所述第三功率场效应管(Q1C)的源极，所述第三功率场效应管(Q1C)的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一高端门驱动输出端、第九十电阻(R90)的一端和第四十六电容(C46)的一端，所述第九十电阻(R90)和第四十六电容(C46)的另一端，均连接至所述第三功率场效应管(Q1C)的源极，所述第三功率场效应管(Q1C)的漏极和源极之间串联有第二电阻(R2)和第五十二电容(C52)，所述第三功率场效应管(Q1C)的源极连接发动机的正极，所述第三功率场效应管(Q1C)的漏极连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端；
所述第四功率场效应管(Q1D)的漏极也连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端，所述第四功率场效应管(Q1D)的漏极和源极之间串联有第一电阻(R1)和第五十一电容(C51)，所述第四功率场效应管(Q1D)的源极连接发动机的负极，所述第四功率场效应管(Q1D)的栅极连接至所述H桥驱动模块的第二高端门驱动输出端，所述第四功率场效应管(Q1D)的栅极还连接第九十一电阻(R91)和第四十七电容(C47)的一端，所述第九十一电阻(R91)和第四十七电容(C47)的另一端连接所述第四功率场效应管(Q1D)的源极，所述第四功率场效应管(Q1D)的源极还连接所述第二功率场效应管(Q1B)的漏极；
所述第二功率场效应管(Q1B)的漏极连接串联的第三电阻(R3)和第四十电容(C40)后接地，所述第二功率场效应管(Q1B)的栅极连接所述H桥驱动模块的第二低端门驱动输出端，同时还连接第九十三电阻(R93)和第四十九电容(C49)的一端，所述第九十三电阻(R93)和第四十九电容(C49)的另一端连接所述第二功率场效应管(Q1B)的源极，所述第二功率场效应管(Q1B)的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端。
该H桥模块能准确快速的驱动电机，有较好的性能和较高的可靠性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的原理框图；
图2是发动机转速检测模块电路图；
图3是车速信号输入模块电路图；
图4是扭矩传感器主路放大电路电路图
图5是扭矩传感器5V电源控制电路；
图6是扭矩传感器12电源控制电路；
图7是H桥母线电流采样电路；
图8是扭矩传感器主路输入电路图；
图9是扭矩传感器辅路输入电路图；
图10是H桥模块电路图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，包括MCU模块、H桥模块、H桥驱动模块、H桥母线电流采样电路和通信模块，所述H桥母线电流采样电路输出端连接所述MCU模块电流信号输入端，所述通信模块与MCU模块双向连接，所述MCU模块驱动信号输出端连接所述H桥驱动模块输入端，所述H桥驱动模块输出端连接所述H桥模块输入端，所述H桥模块输出端连接电机驱动端，还包括车身信号处理电路、扭矩传感器电源控制电路、扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器信号处理电路和扭矩传感器主路放大电路六者之一或任意组合。
在本实施方式中，一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路是指EPS电机控制是采用H桥驱动且闭环反馈输入是H桥母线采样，带有故障故障诊断功能的电路。
所述车身信号处理电路输出端连接所述MCU模块的车身信号输入端，所述扭矩传感器电源检测电路输入端连接所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端，所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端还连接所述扭矩传感器主路放大电路输入端，所述扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器主路放大电路、扭矩传感器信号处理电路的输出端连接所述MCU模块对应输入端，所述MCU模块输出端连接至所述扭矩传感器电源控制电路输入端。
其中，所述车身信号处理电路包括发动机转速检测模块和车速信号输入模块，所述发动机转速检测模块和车速信号输入模块的输出端连接至所述MCU模块的对应信号输入端。
所述通信模块包括CAN通信模块和K线通信模块，所述CAN通信模块和K线通信模块均与所述MCU模块双向连接，实现信息的交互。
本实施例中，如图2所示，所述发动机转速检测模块包括第八双二极管D8和第十七三极管Q17，所述第八双二极管D8负极连接发动机转速测试点，并且还连接第二十七电容C27的一端，第二十七电容C27的另一端接地，所述第八双二极管D8正极连接第八十六电阻R86的第一端，第八十六电阻R86的第二端连接第十七三极管Q17的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第三十八电阻R38的一端，所述第三十八电阻R38的另一端连接第八十六电阻R86的第一端，该三极管的集电极连接第七十五电阻R75的一端，所述第七十五电阻R75另一端连接所述MCU模块的发动机转速信号输入端，第七十五电阻R75另一端还连接第四十二电容C42的一端，第四十二电容C42的另一端接地，第十七三极管Q17的集电极接地。
如图3所示，所述车速信号输入模块包括第十双二极管D10和第十六三极管Q16，所述第十双二极管D10负极连接车速信号测试点，并且还连接第二十八电容C28的一端，第二十八电容C28的另一端接地，所述第十双二极管D10正极连接第九十五电阻R95的第一端，第九十五电阻R95的第二端连接所述第十六三极管Q16的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第六十五电阻R65的一端，所述第六十五电阻R65的另一端连接第九十五电阻R95的第一端，该三极管的集电极连接第七十六电阻R76的一端，所述第七十六电阻R76另一端连接所述MCU模块的车速信号输入端，第七十六电阻R76另一端还连接第四十三电容C43的一端，第四十三电容C43的另一端接地，第十六三极管Q16的集电极接地。
在本实施方式中，双二极管及并联的两个二极管，一个发生故障后另一个工作，提高了可靠性。
如图4所示，所述扭矩传感器主路放大电路包括第六运算放大器U6，所述第六运算放大器U6正相输入端连接所述MCU模块的一输出端口，所述第六运算放大器U6反相输入端与所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端之间连接有第九十五电容C95，第九十五电容C95的第一端连接第六运算放大器U6的反相输入端，第九十五电容C95的第二端连接第六十七电阻R67的第一端，第六十七电阻R67的第二端连接第二十电阻R20的一端，第二十电阻R20的另一端连接扭矩传感器电源控制电路电源输出端，第九十六电阻R96的一端连接第九十五电容C95的第一端，第九十六电阻R96的另一端连接第六十七电阻C67的第二端，并且还连接第二十一电阻R21的一端，第二十一电阻R21的另一端接地，该运算放大器的输出端与正相输入端之间连接有第九十八电阻R98，且该运算放大器的输出端连接第六十八电阻R68的一端，第六十八电阻R68的另一端连接至所述MCU模块的扭矩传感器主路放大信号输入端口，同时第六十八电阻R68的另一端还连接第五十七电容C57后接地。
所述扭矩传感器电源控制电路包括扭矩传感器5V电源控制电路和扭矩传感器12电源控制电路；
如图5所示，所述扭矩传感器5V电源控制电路包括第一复合三极管Q9和第二十三极管Q20，所述第一复合三极管Q9基极连接至所述MCU模块5V电压输出端口，该复合三极管的发射极接地，所述第一复合三极管Q9的集电极连接第二十八电阻R28的第一端，第二十八电阻R28的第二端连接所述第二十三极管Q20的基极，所述第二十三极管Q20的发射极接电源，并与其基极通过第五十九电阻R59连接，所述第二十三极管Q20的集电极为电源输出端；
如图6所示，所述扭矩传感器12V电源控制电路包括第二复合三极管Q14、第十九三极管Q19和第二十二三极管Q22，所述第二复合三极管Q14基极连接所述MCU模块12V电压输出端口，该复合三极管发射极接地，其集电极连接第二十九电阻R29的一端，第二十九电阻R29的另一端分别连接至所述第十九三极管Q19的集电极和第二十二三极管Q22的基极，所述第十九三极管Q19的发射极连接电源，所述第二十二三极管Q22的发射极分别连接第十九电阻R19、第六十三电阻R63和第二十三电阻R23的一端，所述第十九电阻R19的另一端接12V电源，所述第六十三电阻R63的另一端接第二十二三极管Q22的基极，所述第二十三电阻R23的另一端连接所述第十九三极管Q19的基极，所述第二十二三极管Q22的集电极为电源输出端。
如图7所示，所述H桥母线电流采样电路包括电流监控模块U7、第三复合三极管Q8、第十八三极管Q18和第一场效应管Q19，所述第三复合三极管Q8基极与所述MCU模块的P10.2端口连接，该复合三极管发射极接地，其集电极连接第二十二电阻R22的一端，所述第二十二电阻R22的另一端连接两条支路，一条连接所述电流监控模块U7的电压正相输入端，另一条连接所述第一场效应管Q19的栅极，所述第一场效应管Q19的源极连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端连接该电路的系统供电模块的第一电压测试点，所述第一场效应管Q19的源极还连接第八十七电容C87的一端，所述第八十七电容C87的另一端连接该电路的系统供电模块的第二电压测试点，所述第一场效应管Q19的漏极连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第七十八电阻R78的一端，所述第七十八电阻R78的另一端分别连接电流监控模块U7的电压正相输入端和该电路的系统供电模块的第二电压测试点，所述第一场效应管Q19的漏极还连接第十七电阻R17的一端，所述第十七电阻R17的另一端连接所述电流监控模块U7的电压反相输入端，所述电流监控模块U7的电压正相输入端和电压反相输入输之间并联连接有第二电容C2和第八十六电容C86，所述电流监控模块U7输出端连接所述第十八三极管Q18的发射极，所述第十八三极管Q18的源极与电流监控模块U7的电压正相输入端之间并联连接有第一电容C1、第五十八电容C58和第二二极管D2，所述第十八三极管Q18的源极还连接第八十九电阻R89的一端，所述第八十九电阻R89的另一端接地，所述第十八三极管Q18的集电极连接第七十一电阻R71的一端，所述第七十一电阻R71的另一端连接两条支路，一条连接所述MCU模块的电流采样信号输入端，一条连接第五十九电容C59的一端，所述第五十九电容C59的另一端接地，所述第十八三极管Q18的集电极与地之间并联有第三十电阻R30和第六十电容C60。本实施例中，电流监控模块U7选用但不限于ZXCT1008。
扭矩传感器信号处理电路包括扭矩传感器主路输入电路和扭矩传感器辅路输入电路；
如图8所示，所述扭矩传感器主路输入电路包括第一三端电容C106和第六十二电阻R62，所述第一三端电容C106的输入端连接扭矩传感器信号输出端，所述第一三端电容C106的输出端分别连接第一百电阻R100、第五十六电容C56、第六十二电阻R62和第一百零一电阻R101的一端，所述第一百电阻R100和第五十六电容C56的另一端接地，所述第一百零一电阻R101的另一端连接电源，所述第六十二电阻R62的另一端连接所述MCU模块的对应输入端；
如图9所示，所述扭矩传感器辅路输入电路包括第二三端电容C105和第六十一电阻R61，所述第二三端电容C105的输入端连接传感器辅路输入端，即图9中的SEN_SLAVE端，所述第二三端电容C105的输出端分别连接第九十九电阻R99、第五十四电容C54和第六十一电阻R61的一端，所述第九十九电阻R99和第五十四电容C54的另一端接地，所述第六十一电阻R61的另一端连接所述MCU模块的对应输入端。
如图10所示，所述H桥模块包括第一功率场效应管Q1A、第二功率场效应管Q1B、第三功率场效应管Q1C和第四功率场效应管Q1D；
所述第一功率场效应管Q1A的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一低端门驱动输出端、第九十二电阻R92的一端和第四十八电容C48的一端，所述第九十二电阻R92的另一端、第四十八电容C48的另一端和所述第一功率场效应管Q1A的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端，所述第一功率场效应管Q1A的源极与其漏极之间串联有第四电阻R4和第四十一电容C41；
所述第一功率场效应管Q1A的漏极连接所述第三功率场效应管Q1C的源极，所述第三功率场效应管Q1C的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一高端门驱动输出端、第九十电阻R90的一端和第四十六电容C46的一端，所述第九十电阻R90和第四十六电容C46的另一端，均连接至所述第三功率场效应管Q1C的源极，所述第三功率场效应管Q1C的漏极和源极之间串联有第二电阻R2和第五十二电容C52，所述第三功率场效应管Q1C的源极连接发动机的正极，所述第三功率场效应管Q1C的漏极连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端；
所述第四功率场效应管Q1D的漏极也连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端，所述第四功率场效应管Q1D的漏极和源极之间串联有第一电阻R1和第五十一电容C51，所述第四功率场效应管Q1D的源极连接发动机的负极，所述第四功率场效应管Q1D的栅极连接至所述H桥驱动模块的第二高端门驱动输出端，所述第四功率场效应管Q1D的栅极还连接第九十一电阻R91和第四十七电容C47的一端，所述第九十一电阻R91和第四十七电容C47的另一端连接所述第四功率场效应管Q1D的源极，所述第四功率场效应管Q1D的源极还连接所述第二功率场效应管Q1B的漏极；
所述第二功率场效应管Q1B的漏极连接串联的第三电阻R3和第四十电容C40后接地，所述第二功率场效应管Q1B的栅极连接所述H桥驱动模块的第二低端门驱动输出端，同时还连接第九十三电阻R93和第四十九电容C49的一端，所述第九十三电阻R93和第四十九电容C49的另一端连接所述第二功率场效应管Q1B的源极，所述第二功率场效应管Q1B的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端。在本实施方式中，H桥驱动模块可以采用但不限于A3941K。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，包括MCU模块、H桥模块、H桥驱动模块、H桥母线电流采样电路和通信模块，所述H桥母线电流采样电路输出端连接所述MCU模块电流信号输入端，所述通信模块与MCU模块双向连接，所述MCU模块驱动信号输出端连接所述H桥驱动模块输入端，所述H桥驱动模块输出端连接所述H桥模块输入端，所述H桥模块输出端连接电机驱动端，其特征在于：
还包括车身信号处理电路、扭矩传感器电源控制电路、扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器信号处理电路和扭矩传感器主路放大电路之一或任意组合；
所述车身信号处理电路输出端连接所述MCU模块的车身信号输入端，所述扭矩传感器电源检测电路输入端连接所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端，所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端还连接所述扭矩传感器主路放大电路输入端，所述扭矩传感器电源检测电路、扭矩传感器主路放大电路、扭矩传感器信号处理电路的输出端连接所述MCU模块对应输入端，所述MCU模块输出端连接至所述扭矩传感器电源控制电路输入端。
2.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述车身信号处理电路包括发动机转速检测模块和车速信号输入模块，所述发动机转速检测模块和车速信号输入模块的输出端连接至所述MCU模块的对应信号输入端。
3.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述通信模块包括CAN通信模块和/或K线通信模块，所述CAN通信模块、K线通信模块均与所述MCU模块双向连接，实现信息的交互。
4.根据权利要求2所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述发动机转速检测模块包括第八双二极管(D8)和第十七三极管(Q17)，所述第八双二极管(D8)负极连接发动机转速测试点，所述第八双二极管(D8)正极连接所述第十七三极管(Q17)的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第三十八电阻(R38)的一端，所述第三十八电阻(R38)的另一端连接该三极管的基极，该三极管的集电极连接第七十五电阻(R75)的一端，所述第七十五电阻(R75)另一端连接所述MCU模块的发动机转速信号输入端。
5.根据权利要求2所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述车速信号输入模块包括第十双二极管(D10)和第十六三极管(Q16)，所述第十双二极管(D10)负极连接车速信号测试点，所述第十双二极管(D10)正极连接所述第十六三极管(Q16)的基极，该三极管的发射极极连接电源，并连接第六十五电阻(R65)的一端，所述第六十五电阻(R65)的另一端连接该三极管的基极，该三极管的集电极连接第七十六电阻(R76)的一端，所述第七十六电阻(R76)另一端连接所述MCU模块的车速信号输入端。
6.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述扭矩传感器主路放大电路包括第六运算放大器(U6)，所述第六运算放大器(U6)正相输入端连接所述扭矩传感器主路信号处理端(SEN_M_CPU)，其反相输入端连接所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端，所述第六运算放大器(U6)反相输入端与所述扭矩传感器电源控制电路电源输出端之间连接有第九十五电容(C95)，所述第九十五电容(C95)两端并联有第九十六电阻(R96)，该运算放大器的输出端与正相输入端之间连接有第九十八电阻(R98)，且该运算放大器的输出端连接至所述MCU模块的扭矩传感器主路放大信号输入端口。
7.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述扭矩传感器电源控制电路包括扭矩传感器5V电源控制电路和扭矩传感器12V电源控制电路；
所述扭矩传感器5V电源控制电路包括第一复合三极管(Q9)和第二十三极管(Q20)，所述第一复合三极管(Q9)基极连接至所述MCU模块第一电压控制采集端口，该复合三极管的发射极接地，所述第一复合三极管(Q9)的集电极与所述第二十三极管(Q20)的基极相连接，所述第二十三极管(Q20)的发射极接电源，并与其基极通过第五十九电阻(R59)连接，所述第二十三极管(Q20)的集电极为电源输出端；
所述扭矩传感器12V电源控制电路包括第二复合三极管(Q14)、第十九三极管(Q19)和第二十二三极管(Q22)，所述第二复合三极管(Q14)基极连接所述MCU模块第二电压控制采集端口，该复合三极管发射极接地，其集电极分别连接至所述第十九三极管(Q19)的集电极和第二十二三极管(Q22)的基极，所述第十九三极管(Q19)的发射极连接电源，所述第二十二三极管(Q22)的发射极分别连接第十九电阻(R19)、第六十三电阻(R63)和第二十三电阻(R23)的一端，所述第十九电阻(R19)的另一端接电源，所述第六十三电阻(R63)的另一端接第二十二三极管(Q22)的基极，所述第二十三电阻(R23)的另一端连接所述第十九三极管(Q19)的基极，所述第二十二三极管(Q22)的集电极为电源输出端。
8.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述H桥母线电流采样电路包括电流监控模块(U7)、第三复合三极管(Q8)、第十八三极管(Q18)和第一场效应管(Q19)，所述第三复合三极管(Q8)基极与所述MCU模块的一个I/O端口(P10.2)端接，该复合三极管发射极接地，其集电极连接第二十二电阻(R22)的一端，所述第二十二电阻(R22)的另一端连接两条支路，一条连接所述电流监控模块(U7)的电压正相输入端，另一条连接所述第一场效应管(Q19)的栅极，所述第一场效应管(Q19)的源极连接该电路的系统供电模块的第一电压测试点(TP31)，所述第一场效应管(Q19)的源极还连接第八十七电容(C87)的一端，所述第八十七电容(C87)的另一端连接该电路的系统供电模块的第二电压测试点，所述第一场效应管(Q19)的漏极连接第七十八电阻(R78)的一端，所述第七十八电阻(R78)的另一端连接该电路的系统供电模块的第二电压测试点(TP32)，所述第一场效应管(Q19)的漏极还连接第十七电阻(R17)的一端，所述第十七电阻(R17)的另一端连接所述电流监控模块(U7)的电压反相输入端，所述电流监控模块(U7)的电压正相输入端和电压反相输入输之间并联连接有第二电容(C2)和第八十六电容(C86)，所述电流监控模块(U7)输出端连接所述第十八三极管(Q18)的发射极，所述第十八三极管(Q18)的源极与电流监控模块(U7)的电压正相输入端之间并联连接有第一电容(C1)、第五十八电容(C58)和第二二极管(D2)，所述第十八三极管(Q18)的源极还连接第八十九电阻(R89)的一端，所述第八十九电阻(R89)的另一端接地，所述第十八三极管(Q18)的集电极连接第七十一电阻(R71)的一端，所述第七十一电阻(R71)的另一端连接两条支路，一条连接所述MCU模块的电流采样信号输入端，一条连接第五十九电容(C59)的一端，所述第五十九电容(C59)的另一端接地，所述第十八三极管(Q18)的集电极与地之间并联有第三十电阻(R30)和第六十电容(C60)。
9.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：扭矩传感器信号处理电路包括扭矩传感器主路输入电路和扭矩传感器辅路输入电路；
所述扭矩传感器主路输入电路包括第一三端电容(C106)和第六十二电阻(R62)，所述第一三端电容(C106)的输入端连接扭矩传感器信号输入端，所述第一三端电容(C106)的输出端分别连接第一百电阻(R100)、第五十六电容(C56)、第六十二电阻(R62)和第一百零一电阻(R101)的一端，所述第一百电阻(R100)和第五十六电容(C56)的另一端接地，所述第一百零一电阻(R101)的另一端连接电源，所述第六十二电阻(R62)的另一端连接所述MCU模块的一个I/O端口；
所述扭矩传感器辅路输入电路包括第二三端电容(C105)和第六十一电阻(R61)，所述第二三端电容(C105)的输入端连接传感器辅路输入端，所述第二三端电容(C105)的输出端分别连接第九十九电阻(R99)、第五十四电容(C54)和第六十一电阻(R61)的一端，所述第九十九电阻(R99)和第五十四电容(C54)的另一端接地，所述第六十一电阻(R61)的另一端连接所述MCU模块的一个I/O端口。
10.根据权利要求1所述的基于H桥母线采样电机控制及其故障诊断的EPS应用电路，其特征在于：所述H桥模块包括第一功率场效应管(Q1A)、第二功率场效应管(Q1B)、第三功率场效应管(Q1C)和第四功率场效应管(Q1D)；
所述第一功率场效应管(Q1A)的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一低端门驱动输出端、第九十二电阻(R92)的一端和第四十八电容(C48)的一端，所述第九十二电阻(R92)的另一端、第四十八电容(C48)的另一端和所述第一功率场效应管(Q1A)的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端，所述第一功率场效应管(Q1A)的源极与其漏极之间串联有第四电阻(R4)和第四十一电容(C41)；
所述第一功率场效应管(Q1A)的漏极连接所述第三功率场效应管(Q1C)的源极，所述第三功率场效应管(Q1C)的栅极分别连接所述H桥驱动模块的第一高端门驱动输出端、第九十电阻(R90)的一端和第四十六电容(C46)的一端，所述第九十电阻(R90)和第四十六电容(C46)的另一端，均连接至所述第三功率场效应管(Q1C)的源极，所述第三功率场效应管(Q1C)的漏极和源极之间串联有第二电阻(R2)和第五十二电容(C52)，所述第三功率场效应管(Q1C)的源极连接发动机的正极，所述第三功率场效应管(Q1C)的漏极连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端；
所述第四功率场效应管(Q1D)的漏极也连接至所述H桥驱动模块的低电流传感输入端，所述第四功率场效应管(Q1D)的漏极和源极之间串联有第一电阻(R1)和第五十一电容(C51)，所述第四功率场效应管(Q1D)的源极连接发动机的负极，所述第四功率场效应管(Q1D)的栅极连接至所述H桥驱动模块的第二高端门驱动输出端，所述第四功率场效应管(Q1D)的栅极还连接第九十一电阻(R91)和第四十七电容(C47)的一端，所述第九十一电阻(R91)和第四十七电容(C47)的另一端连接所述第四功率场效应管(Q1D)的源极，所述第四功率场效应管(Q1D)的源极还连接所述第二功率场效应管(Q1B)的漏极；
所述第二功率场效应管(Q1B)的漏极连接串联的第三电阻(R3)和第四十电容(C40)后接地，所述第二功率场效应管(Q1B)的栅极连接所述H桥驱动模块的第二低端门驱动输出端，同时还连接第九十三电阻(R93)和第四十九电容(C49)的一端，所述第九十三电阻(R93)和第四十九电容(C49)的另一端连接所述第二功率场效应管(Q1B)的源极，所述第二功率场效应管(Q1B)的源极接地，并连接至所述H桥驱动模块的LSS端。
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