CN205186266U - 一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，包括输入处理模块、主控芯片、输出控制模块，所述输入处理模块包括扭矩信号检测电路、车速信号检测电路、霍尔信号检测电路、外部信号检测电路；所述主控芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；其特征在于：所述电子助力转向系统控制器还包括N个备用芯片，N>2；所述备用芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；所述输出控制模块与芯片之间还连接有比较器。本实用新型的电子助力转向系统控制器采用备用芯片，当主控芯片出现故障时，使系统仍能按原定性能指标安全地完成控制任务，并且集成度高，在很大程度上减小了部件所占的空间，使ECU的体积减小。

Description

一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器

技术领域

本实用新型涉及一种电子助力转向系统控制器，特别是一种含有主控芯片及备用芯片的电子助力转向系统控制器。

背景技术

电子助力转向系统（EPS）一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。具体来说是指，驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

EPS控制器（ECU）作为EPS的重要部件，控制着EPS系统的运行。电子助力转向系统具有节能、环保、助力大小随车速而变化且助力特性修改方便等特点，是近年来新兴的车辆助力转向系统。它根据转向盘上的转向信号和车速信号，通过电子控制装置控制助力电机，调整电机转矩，提供随车速变化的助力，以辅助驾驶员进行转向。其中，电子控制装置是该系统的核心部件，其性能好坏直接对助力系统及整车性能产生影响。由于汽车驾驶室布置空间的限制，要求电动助力转向系统控制器的体积不能过大、过重。

汽车在运行过程中往往会出现一些无法预料的故障，这些故障在运行过程中难以维修。为了提高汽车的可靠性与安全性，必须采取容错控制，即当有些部件失效时，失效部件在系统中的功能可用其他部件完全或部分代替，使系统能继续保持规定的性能或不丧失最基本的功能，以保证汽车返回维修点维修。汽车转向器良好的可靠性是汽车行驶的关键。在汽车电子助力转向系统中，当传感器和执行电机出现故障时，系统可以采用解析冗余容错控制的方法，使系统仍能按原定性能指标安全地完成控制任务。而当CPU出现故障时系统就不能进行任何操作。因此，在设计EPS控制器时，采用备用芯片结构的控制器，以提高EPS控制器的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具备主控芯片和备用芯片的电子助力转向系统控制器。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，包括输入处理模块、主控芯片、输出控制模块，所述输入处理模块包括扭矩信号检测电路、车速信号检测电路、霍尔信号检测电路、外部信号检测电路；所述输出控制模块包括继电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、全桥式电机驱动电路、方向控制电路、电池模块；所述主控芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；其特征在于：所述电子助力转向系统控制器还包括一个备用芯片；所述备用芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；所述输出控制模块与芯片之间还有比较器。

进一步，所述主控芯片与备用芯片集成在同一个电路板上；所述备用芯片的功能与主控芯片相同。

以上结构，由于主控芯片和备用芯片的集成，集成芯片上有若干个通道，每一个芯片通道之间互不连通；集成芯片的使用会节省芯片所占的空间。

进一步，所述输入处理模块中的信号检测电路都是通过多信号转向传感器采集上传。

以上结构，多信号转向传感器集成了扭矩传感器和车速传感器，减少零部件数量，节约成本，使EPS系统内布置更加紧凑。

进一步，所述输出控制模块中的电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、电池模块集成于功率驱动芯片。

进一步，所述电子助力转向系统中含有两个无刷直流电机，分别对两个车轮提供助力进行转向。

本发明一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器的控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：同时接入主控芯片和备用芯片，将输出的结果接入比较器中进行比较，若比较的结果相同，则断开备用芯片，只运行主控芯片；

步骤二：若比较的结果不相同，则主控芯片和备用芯片接受诊断，同时比较器及数据输出中断，输出暂时挂起，并进行诊断；

步骤三：诊断程序由中断激活，运行诊断程序对两机进行检测，把自检后的结果与一个预置数据范围进行比较确定故障机；

步骤四：当使用的芯片出现错误时，自动接入备用芯片，并断开原来的芯片连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、在电动助力转向系统中，当主控芯片出现故障时，系统可以采用备用芯片，使系统仍能按原定性能指标安全地完成控制任务。

2、传感器都将检测的信号输入ECU，采用多信号转向传感器可以减少零部件数量，节约成本，使EPS系统内布置更加紧凑；同时主控芯片和备用芯片集成在同一块芯片上，功率驱动芯片集成了多个模块，在很大程度上减小了部件所占的空间，使ECU的体积减小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，包括输入处理模块、主控芯片、输出控制模块，所述输入处理模块包括扭矩信号检测电路、车速信号检测电路、霍尔信号检测电路、外部信号检测电路；所述输出控制模块包括继电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、全桥式电机驱动电路、方向控制电路、电池模块；所述主控芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；其特征在于：所述电子助力转向系统控制器还包括一个备用芯片；所述备用芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；所述输出控制模块与芯片之间还有比较器。

在实施中，所述主控芯片与备用芯片集成在同一个电路板上；所述备用芯片的功能与主控芯片相同。

在实施中，所述输入处理模块中的信号检测电路都是通过多信号转向传感器采集上传。

在实施中，所述输出控制模块中的电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、电池模块集成于功率驱动芯片。

在实施中，所述电子助力转向系统中含有两个无刷直流电机，分别对两个车轮提供助力进行转向。

本实用新型一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器的控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：同时接入主控芯片和备用芯片，将输出的结果接入比较器中进行比较，若比较的结果一样，则断开备用芯片，只运行主控芯片；

步骤二：若比较的结果不一样，则双芯片接受诊断，同时比较器及数据输出中断，输出暂时挂起，并进行诊断；

步骤三：诊断程序由中断激活，运行诊断程序对两机进行检测，把自检后的结果与一个预置数据范围进行比较确定故障机；

步骤四：当使用的芯片出现错误时，自动接入备用芯片，并断开原来的芯片连接。

本实用新型的电子助力转向系统控制器采用备用芯片，当主控芯片出现故障时，使系统仍能按原定性能指标安全地完成控制任务，并且集成度高，在很大程度上减小了部件所占的空间，使ECU的体积减小。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，包括输入处理模块、主控芯片、输出控制模块，所述输入处理模块包括扭矩信号检测电路、车速信号检测电路、霍尔信号检测电路、外部信号检测电路；所述输出控制模块包括继电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、全桥式电机驱动电路、方向控制电路、电池模块；所述主控芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；其特征在于：所述电子助力转向系统控制器还包括N个备用芯片，N>2；所述备用芯片分别连接输入处理模块和输出控制模块；所述输出控制模块与芯片之间还连接有比较器。

2.根据权利要求1所述含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，其特征在于：所述主控芯片与备用芯片集成在同一个电路板上；所述备用芯片的功能与主控芯片相同。

3.根据权利要求1所述含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，其特征在于：所述输入处理模块中的信号检测电路都是通过多信号转向传感器采集上传。

4.根据权利要求1所述含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，其特征在于：所述输出控制模块中的电器驱动模块、故障检测模块、光电隔离模块、电池模块集成于功率驱动芯片上。

5.根据权利要求1所述含有备用芯片的电子助力转向系统控制器，其特征在于：所述电子助力转向系统中含有两个无刷直流电机，分别对两个车轮提供助力进行转向。