CN212220367U - 电动助力转向系统的控制器电路 - Google Patents

电动助力转向系统的控制器电路 Download PDF

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CN212220367U CN202020960721.8U CN202020960721U CN212220367U CN 212220367 U CN212220367 U CN 212220367U CN 202020960721 U CN202020960721 U CN 202020960721U CN 212220367 U CN212220367 U CN 212220367U
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龚德林
查义炜
吴夏青
景彩云
张彤蕾
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Abstract

本实用新型公开了一种电动助力转向系统的控制器电路，包括三相电机、微控制器、三相桥模块和三相电机相电压状态反馈电路；三相电机相电压状态反馈电路除了包括三个分压电路外还包括三个上拉电路；微控制器用于通过控制U相上桥场效应管、U相下桥场效应管、V相上桥场效应管、V相下桥场效应管、W相上桥场效应管和/或W相下桥场效应管的打开或关闭，并基于模数转换电压采集端采集到的电压对U相上桥场效应管、U相下桥场效应管、V相上桥场效应管、V相下桥场效应管、W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管进行上电故障诊断。本实用新型实现了对三相桥模块中每一个场效应管的准确诊断，提高了场效应管的诊断覆盖率。

Description

电动助力转向系统的控制器电路
技术领域
本实用新型涉及电动助力转向系统的控制技术领域，特别涉及一种电动助力转向系统的控制器电路。
背景技术
电动助力转向系统具有体积小、重量轻、结构简单、效率高、节能环保、控制方法灵活等优点，已经成为了汽车不可缺少的一部分。电动助力转向系统控制器电路设计及其控制方法是电助力转向系统的核心，国内外的电动助力转向系统或者控制器的供应商都有自己的控制器电路设计和控制方法，主要实现的核心功能就是助力电机的控制和转向系统功能安全设计。
由于电动助力转向系统控制器对安全性能的要求是比较高的，所以在控制器正常工作之前，必须对三相桥上电故障进行诊断，具体为对三相桥模块中的每个场效应管的开关进行诊断，确保每个开关都正常之后，控制器才能启动三相桥驱动芯片对三相桥进行PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制，使电机产生助力。而现有的电动助力转向系统控制器电路对于三相桥模块的场效应管的诊断不够准确。同时，在需要切断电机助力的时候，容易对控制器上的相分离开关场效应管产生冲击，甚至损坏。另外，当前电机控制中进行三相电流采样时，对于流经电机的电流值在较大范围内变化的情况采样精度较差。
现有的助力电机的控制电路中不能快速、简单的实时控制电机的开关与助力输入，对控制器保护和诊断机制不够全面，为此设计一种采用了多种措施能够使电动助力转向系统功能安全等级提高；助力电机的控制性能更加稳定；控制器保护和诊断机制更加全面，使得控制器更加安全可靠，不易损坏的电动助力转向系统的控制器电路及其控制方法是十分有必要的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中电动助力转向系统控制器电路中对于三相桥模块的场效应管的诊断不够准确的缺陷，提供一种能够轻松方便的进行三相桥上电故障诊断的电动助力转向系统的控制器电路。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型第一方面提供了一种电动助力转向系统的控制器电路，包括三相电机、微控制器、三相桥模块和三相电机相电压状态反馈电路；
所述微控制器包括至少三个模数转换电压采集端；
所述三相电机包括U相端、V相端和W相端；
所述三相桥模块包括U相上桥场效应管、U相下桥场效应管、V相上桥场效应管、V相下桥场效应管、W相上桥场效应管和W相下桥场效应管；
所述三相电机相电压状态反馈电路包括三个分压电路，每个所述分压电路包括一原始电压端、一分压输出端和一接地端，三个所述原始电压端一一对应地与所述U相端、所述V相端和所述W相端连接；
三个所述分压输出端与三个所述模数转换电压采集端一一对应电连接；
所述分压电路用于将所述三相电机的相电压分压到所述模数转换电压采集端支持的电压范围；
所述U相端与所述U相上桥场效应管的源级、所述U相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
所述V相端与所述V相上桥场效应管的源级、所述V相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
所述W相端与所述W相上桥场效应管的源级、所述W相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
所述三相电机相电压状态反馈电路还包括三个上拉电路，三个所述上拉电路一一对应地用于所述U相端、所述V相端和所述W相端的上拉；
所述微控制器用于通过分别控制所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述U相上桥场效应管和/或所述U相下桥场效应管进行上电故障诊断；所述微控制器还用于通过分别控制所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述V相上桥场效应管和/或所述V相下桥场效应管进行上电故障诊断；所述微控制器还用于通过分别控制所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述W相上桥场效应管和/或所述W相下桥场效应管进行上电故障诊断。
本方案中，三相电机相电压状态反馈电路在实时的反馈三相电机的真实相电压用于辅助电机控制的同时，通过三个上拉电路实现了对三相桥模块中的场效应管的上电故障诊断，提高了场效应管的诊断覆盖率。
较佳地，所述U相端对应的所述分压输出端的电压为U相反馈电压；
所述微控制器用于控制所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管均关闭后获取所述U相反馈电压并作为第一U相反馈电压，当所述第一U相反馈电压等于U相第一预设值时确定所述U相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一U相反馈电压等于0时确定所述U相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一U相反馈电压不等于U相第一预设值且不等于0且不等于U相第二预设值时确定所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一U相反馈电压等于U相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述U相上桥场效应管打开同时控制所述U相下桥场效应管关闭后获取所述U相反馈电压并作为第二U相反馈电压，当所述第二U相反馈电压不等于U相第一预设值时确定所述U相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二U相反馈电压等于U相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述U相上桥场效应管关闭同时控制所述U相下桥场效应管打开后获取所述U相反馈电压并作为第三U相反馈电压，当所述第三U相反馈电压等于0时确定所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管均工作正常，当所述第三U相反馈电压不等于0时确定所述U相下桥场效应管发生断路故障；
所述V相端对应的所述分压输出端的电压为V相反馈电压；
所述微控制器用于控制所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管均关闭后获取所述V相反馈电压并作为第一V相反馈电压，当所述第一V相反馈电压等于V相第一预设值时确定所述V相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一V相反馈电压等于0时确定所述V相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一V相反馈电压不等于V相第一预设值且不等于0且不等于V相第二预设值时确定所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一V相反馈电压等于V相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述V相上桥场效应管打开同时控制所述V相下桥场效应管关闭后获取所述V相反馈电压并作为第二V相反馈电压，当所述第二V相反馈电压不等于V相第一预设值时确定所述V相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二V相反馈电压等于V相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述V相上桥场效应管关闭同时控制所述V相下桥场效应管打开后获取所述V相反馈电压并作为第三V相反馈电压，当所述第三V相反馈电压等于0时确定所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管均工作正常，当所述第三V相反馈电压不等于0时确定所述V相下桥场效应管发生断路故障；
所述W相端对应的所述分压输出端的电压为W相反馈电压；
所述微控制器用于控制所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管均关闭后获取所述W相反馈电压并作为第一W相反馈电压，当所述第一W相反馈电压等于W相第一预设值时确定所述W相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一W相反馈电压等于0时确定所述W相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一W相反馈电压不等于W相第一预设值且不等于0且不等于W相第二预设值时确定所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一W相反馈电压等于W相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述W相上桥场效应管打开同时控制所述W相下桥场效应管关闭后获取所述W相反馈电压并作为第二W相反馈电压，当所述第二W相反馈电压不等于W相第一预设值时确定所述W相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二W相反馈电压等于W相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述W相上桥场效应管关闭同时控制所述W相下桥场效应管打开后获取所述W相反馈电压并作为第三W相反馈电压，当所述第三W相反馈电压等于0时确定所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管均工作正常，当所述第三W相反馈电压不等于0时确定所述W相下桥场效应管发生断路故障。
本方案进一步限定了微控制器对三相桥模块中场效应管进行上电故障诊断的具体方式，实现了对三相桥模块中每一个场效应管的准确诊断。
较佳地，所述U相端对应的所述上拉电路包括第一电阻，所述U相端对应的所述分压电路包括第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端与整车电源电连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端均与所述U相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端均与所述U相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第三电阻的另一端接地；
所述V相端对应的所述上拉电路包括第四电阻，所述V相端对应的所述分压电路包括第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的一端与整车电源电连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端均与所述V相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端均与所述V相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第六电阻的另一端接地；
所述W相端对应的所述上拉电路包括第七电阻，所述W相端对应的所述分压电路包括第八电阻和第九电阻，所述第七电阻的一端与整车电源电连接，所述第七电阻的另一端、所述第八电阻的一端均与所述W相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第八电阻的另一端、所述第九电阻的一端均与所述W相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第九电阻的另一端接地。
较佳地，所述控制器电路还包括三相分离模块，所述三相分离模块串接在所述三相电机和所述三相桥模块之间，所述三相分离模块用于当转向系统控制器发生故障时切断所述三相电机和所述三相桥模块之间的连接。
较佳地，所述三相分离模块包括U相分离场效应管、V相分离场效应管、W相分离场效应管；所述控制器电路还包括电机续流电路；所述电机续流电路包括U相二极管、V相二极管、W相二极管；所述U相二极管的阳极、所述V相二极管的阳极以及所述W相二极管的阳极均接地；
所述U相分离场效应管的栅极与所述U相二极管的阴极电连接，所述U相分离场效应管的源极与所述U相端电连接，所述U相分离场效应管的漏极与所述U相上桥场效应管的源级电连接；
所述V相分离场效应管的栅极与所述V相二极管的阴极电连接，所述V相分离场效应管的源极与所述V相端电连接，所述V相分离场效应管的漏极与所述V相上桥场效应管的源级电连接；
所述W相分离场效应管的栅极与所述W相二极管的阴极电连接，所述W相分离场效应管的源极与所述W相端电连接，所述W相分离场效应管的漏极与所述W相上桥场效应管的源级电连接。
本方案中，在电动助力转向系统控制器需要切断电机助力的时候，也就是关闭三相分离模块中的各相分离场效应管，由于三相电机中的能量不能立刻消失，容易损坏电路中相关器件。本方案中将电机续流电路中的三个相二极管设置在相应的相分离场效应管的驱动端，为各相分离场效应管提供打开的驱动电流，在三相电机负压产生时打开相分离场效应管，使得续流通路形成，为三相电机能量提供了释放途径，避免损坏电路中相关器件。
本实用新型第二方面提供了一种电动助力转向系统的控制器电路，包括微控制器、电源管理芯片、电源接口滤波电路模块、直流稳压模块、三相桥驱动芯片、三相分离电路驱动芯片、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)收发器、永磁同步电机，电池的一端接地，电池的另一端串联保险丝后分为两路，分别与电源管理芯片的电源输入端口、电源接口滤波电路模块电源输入口相连，电源接口滤波电路模块的电源输出口分为两路，分别与三相桥驱动芯片的电源输入口、直流稳压模块的电流输入口相连，直流稳压模块的电流输出口则与三相桥模块的电流输入口相连，电源管理芯片的VMCU端口与微控制器的电源输入端口相连，且电源管理芯片的SPI端口与微控制器的SPI端口相连接，微控制器的SPI端口还分别与三相桥驱动芯片的SPI端口、电机转角位置传感器的SPI端口相连，微控制器的CAN端口与CAN收发器相连，电源管理芯片的控制信号输出口、微控制器的控制信号输出口均与三相分离电路驱动芯片的信号输入口相连，三相分离电路驱动芯片的信号输出口与三相分离模块的控制信号接收口相连，所述三相桥模块的电源输入口与三相相电流采样电路模块的电源输入口、三相桥驱动芯片的电源输入口相连，三相桥模块的信号输出端口与三相分离模块的信号输入口相连，三相分离模块的信号输出口与永磁同步电机的信号输入端口相连，永磁同步电机的信号输出端口与电机转角位置传感器相连；所述三相相电流采样电路模块还与三相桥驱动芯片的三相电流信号输入口相连接。
所述三相桥模块、三相桥驱动芯片、微控制器之间还设有三相电机相电压状态反馈电路进行连接。
所述三相分离模块还连接有小功率二极管，使得三相桥模块、三相分离模块、小功率二极管之间形成电机续流电路。
所述电源接口滤波电路模块中的滤波电路的具体连接如下：VBAT端口分为九路，分别与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电感L1的一端相连，电容C1的另一端分为四路，分别与HGND、电容C14的一端、电容C2的另一端、电容C15的一端相连，电容C14的另一端与电容C15的另一端汇合后接地，电容C3的另一端分为十一路，分别与地面、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C16的一端、电容C17的一端、电容C18的一端相连，电容C9的另一端分为六路，分别与电感L1的另一端、电容C10的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、VBAT1端口相连，电容C16的另一端与HGND1相连，电容C17的另一端与HGND2相连，电容C18的另一端与HGND3相连，电容C11的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端汇总后接地。
所述HGND、HGND1、HGND2、HGND3为金属壳体上的螺丝孔。
所述电机续流电路的具体连接方式如下：VBAT端口分为三路，分别与场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q2的漏电极相连，场效应管Q1的源极分为两路，分别与场效应管Q4的漏电极、场效应管Q7的漏电极相连，场效应管Q7的源极与三相电机的U相相连，场效应管Q7的门极与二极管D1的阴极相连，场效应管Q2的源极分为两路，分别与场效应管Q8的漏电极、场效应管Q5的漏电极相连，场效应管Q8的门极与二极管D2相连，场效应管Q8的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q3的源极分为两路，分别与场效应管Q6的漏电极、场效应管Q9的漏电极相连，场效应管Q9的门极与二极管D3相连，场效应管Q9的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，二极管D1的阳极、二极管D2的阳极、二极管D3的阳极汇总后接地。
所述三相电机相电压状态反馈电路的具体连接如下：三相电机的U相分为四路，分别与场效应管Q1的源极、场效应管Q4的漏电极、电阻R1的一端、电阻R2的一端相连，三相电机的V相分为四路，分别与场效应管Q2的源极、场效应管Q5的漏电极、电阻R4的一端、电阻R5的一端相连，三相电机的W相分为四路，分别与场效应管Q3的源极、场效应管Q6的漏电极、电阻R7的一端、电阻R8的一端相连，场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q3的漏电极汇总后与VBAT相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，电阻R1的另一端、电阻R4的另一端、电阻R7的另一端与VBAT相连，电阻R2的另一端分为三路，分别与电阻R3的一端、电容C1的一端、微控制器的AD1端口相连，电阻R5的另一端分为三路，分别与电阻R6的一端、电容C2的一端、微控制器的AD2端口相连，电阻R8的另一端分为三路，分别与电阻R9的一端、电容C3的一端、微控制器的AD3端口相连，所述电阻R3的另一端与电容C1的另一端汇合后接地，所述电阻R6的另一端与电容C2的另一端汇合后接地，所述电阻R9的另一端与电容C3的另一端汇合后接地。
所述场效应管Q1～Q6的门极汇总后与三相桥驱动芯片相连。
本实用新型的积极进步效果在于：与现有技术相比，本实用新型中三相电机相电压状态反馈电路在实时的反馈三相电机的真实相电压用于辅助电机控制的同时，通过三个上拉电路实现了对三相桥模块中每一个场效应管的准确诊断，提高了场效应管的诊断覆盖率。
进一步地，本实用新型中将电机续流电路中的三个相二极管设置在相应的相分离场效应管的驱动端，在电动助力转向系统控制器需要切断电机助力的时候，为各相分离场效应管提供打开的驱动电流，在三相电机负压产生时打开相分离场效应管，使得续流通路形成，为三相电机能量提供了释放途径，避免损坏电路中相关器件。
与现有技术相比，本实用新型采用最新一代的电机转角位置传感器，使得电机控制性能大幅提升；采用了三相分离电路使得SCU(Steering Control Unit，转向系统控制器)在故障状态下能够确保切断电机助力，大幅提高转向系统的安全性，本实用新型能够使SCU的故障率降低到500FIT(菲特，故障率单位)以下。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的电动助力转向系统的控制器电路的连接示意图。
图2为本实用新型实施例2的电动助力转向系统的控制器电路的连接示意图。
图3为本实用新型实施例4的电路布局示意图。
图4为本实用新型实施例4中电源接口滤波电路的连接示意图。
图5为本实用新型实施例4中电机续流电路的连接示意图。
图6为本实用新型实施例4中电机续流电路中U相电流流入电机时的工作示意图。
图7为本实用新型实施例4中电机续流电路中U相电流流出电机时的工作示意图。
图8为本实用新型实施例4中三相电机相电压状态反馈电路的连接示意图。
图9为本实用新型实施例4中三相电机相电压状态反馈电路对上电故障的判断流程示意图。
图10为本实用新型实施例4中电动助力转向系统的控制器电路的控制方法示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种电动助力转向系统的控制器电路，包括三相电机18、微控制器1、三相桥模块5、三相桥驱动芯片9和三相电机相电压状态反馈电路14。三相电机18包括U相端1801、V相端1802和W相端1803。微控制器1包括至少三个模数转换电压采集端，分别为U相模数转换电压采集端AD1、V相模数转换电压采集端AD2和W相模数转换电压采集端AD3。三相桥模块5包括U相上桥场效应管Q1、U相下桥场效应管Q4、V相上桥场效应管Q2、V相下桥场效应管Q5、W相上桥场效应管Q3和W相下桥场效应管Q6。
三相电机相电压状态反馈电路14包括三个分压电路，即U相分压电路1404，V相分压电路1405和W相分压电路1406。每个分压电路包括一原始电压端、一分压输出端和一接地端，三个原始电压端一一对应地与U相端1801、V相端1802和W相端1803连接。具体为，U相分压电路1404包括U相原始电压端14041、U相分压输出端14042和U相接地端14043；V相分压电路1405包括V相原始电压端14051、V相分压输出端14052和V相接地端14053；W相分压电路1406包括W相原始电压端14061、W相分压输出端14062和W相接地端14063。
三个分压输出端与三个模数转换电压采集端一一对应电连接；即U相分压输出端14042与U相模数转换电压采集端AD1电连接，V相分压输出端14052与V相模数转换电压采集端AD2电连接，W相分压输出端14062与W相模数转换电压采集端AD3电连接。分压电路用于将三相电机18的相电压分压到模数转换电压采集端支持的电压范围内。
U相端1801与U相上桥场效应管Q1的源级、U相下桥场效应管Q4的漏极以及对应的分压电路的原始电压端即U相原始电压端14041电连接。
V相端1802与V相上桥场效应管Q2的源级、V相下桥场效应管Q5的漏极以及对应的分压电路的原始电压端即V相原始电压端14051电连接。
W相端1803与W相上桥场效应管Q3的源级、W相下桥场效应管Q6的漏极以及对应的分压电路的原始电压端即W相原始电压端14061电连接。
三相电机相电压状态反馈电路14还包括三个上拉电路，即U相上拉电路1401，V相上拉电路1402和W相上拉电路1403。三个上拉电路一一对应地用于U相端1801、V相端1802和W相端1803的上拉；即U相上拉电路1401用于对U相端1801进行上拉，V相上拉电路1402用于对V相端1802进行上拉，W相上拉电路1403用于对W相端1803进行上拉。
微控制器1用于通过分别控制U相上桥场效应管Q1和U相下桥场效应管Q4的打开或关闭，并基于对应的模数转换电压采集端采集到的电压对U相上桥场效应管Q1和/或U相下桥场效应管Q4进行上电故障诊断；微控制器1还用于通过分别控制V相上桥场效应管Q2和V相下桥场效应管Q5的打开或关闭，并基于对应的模数转换电压采集端采集到的电压对V相上桥场效应管Q2和/或V相下桥场效应管Q5进行上电故障诊断；微控制器1还用于通过分别控制W相上桥场效应管Q3和W相下桥场效应管Q6的打开或关闭，并基于对应的模数转换电压采集端采集到的电压对W相上桥场效应管Q3和/或W相下桥场效应管Q6进行上电故障诊断。
本实施例中，U相端1801对应的上拉电路即U相上拉电路1401包括第一电阻R1，U相端1801对应的分压电路即U相分压电路1404包括第一电容C21、第二电阻R2和第三电阻R3，第一电阻R1的一端与整车电源VBAT电连接，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端均与U相原始电压端14041电连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端均与U相分压输出端14042电连接，第三电阻R3的另一端经U相接地端14043接地GND。其中，整车电源VBAT为本实施例的电动助力转向系统的控制器电路所在的整车上的电池提供的电源。
本实施例中，V相端1802对应的上拉电路即V相上拉电路1402包括第四电阻R4，V相端1802对应的分压电路即V相分压电路1405包括第二电容C22、第五电阻R5和第六电阻R6，第四电阻R4的一端与整车电源VBAT电连接，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端均与V相端原始电压端14051电连接，第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端均与V相分压输出端14052电连接，第六电阻R6的另一端经V相接地端14053接地GND。
本实施例中，W相端1803对应的上拉电路即W相上拉电路1403包括第七电阻R7，W相端1803对应的分压电路即W相分压电路1406包括第三电容C23、第八电阻R8和第九电阻R9，第七电阻R7的一端与整车电源VBAT电连接，第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的一端均与W相原始电压端14061电连接，第八电阻R8的另一端、第九电阻R9的一端均与W相分压输出端14062电连接，第九电阻R9的另一端经W相接地端14063接地GND。
本实施例中，U相端1801对应的U相分压输出端14042的电压为U相反馈电压；U相第一预设值为VBAT*(R3)/(R2+R3)，U相第二预设值为VBAT*(R3)/(R1+R2+R3)。
微控制器1用于控制U相上桥场效应管Q1和U相下桥场效应管Q4均关闭后获取U相反馈电压并作为第一U相反馈电压，当第一U相反馈电压等于U相第一预设值时确定U相上桥场效应管Q1发生短路故障，当第一U相反馈电压等于0时确定U相下桥场效应管Q4发生短路故障，当第一U相反馈电压不等于U相第一预设值且不等于0且不等于U相第二预设值时确定U相上桥场效应管Q1和U相下桥场效应管Q4处于非预期状态。
当第一U相反馈电压等于U相第二预设值时微控制器1还用于控制U相上桥场效应管Q1打开同时控制U相下桥场效应管Q4关闭后获取U相反馈电压并作为第二U相反馈电压，当第二U相反馈电压不等于U相第一预设值时确定U相上桥场效应管Q1发生断路故障。
当第二U相反馈电压等于U相第一预设值时微控制器1还用于控制U相上桥场效应管Q1关闭同时控制U相下桥场效应管Q4打开后获取U相反馈电压并作为第三U相反馈电压，当第三U相反馈电压等于0时确定U相上桥场效应管Q1和U相下桥场效应管Q4均工作正常，当第三U相反馈电压不等于0时确定U相下桥场效应管Q4发生断路故障。
本实施例中，V相端1802对应的V相分压输出端14052的电压为V相反馈电压；V相第一预设值为VBAT*(R6)/(R5+R6)，V相第二预设值为VBAT*(R6)/(R4+R5+R6)。
微控制器1用于控制V相上桥场效应管Q2和V相下桥场效应管Q5均关闭后获取V相反馈电压并作为第一V相反馈电压，当第一V相反馈电压等于V相第一预设值时确定V相上桥场效应管Q2发生短路故障，当第一V相反馈电压等于0时确定V相下桥场效应管Q5发生短路故障，当第一V相反馈电压不等于V相第一预设值且不等于0且不等于V相第二预设值时确定V相上桥场效应管Q2和V相下桥场效应管Q5处于非预期状态。
当第一V相反馈电压等于V相第二预设值时微控制器1还用于控制V相上桥场效应管Q2打开同时控制V相下桥场效应管Q5关闭后获取V相反馈电压并作为第二V相反馈电压，当第二V相反馈电压不等于V相第一预设值时确定V相上桥场效应管Q2发生断路故障。
当第二V相反馈电压等于V相第一预设值时微控制器1还用于控制V相上桥场效应管Q2关闭同时控制V相下桥场效应管Q5打开后获取V相反馈电压并作为第三V相反馈电压，当第三V相反馈电压等于0时确定V相上桥场效应管Q2和V相下桥场效应管Q5均工作正常，当第三V相反馈电压不等于0时确定V相下桥场效应管Q5发生断路故障。
本实施例中，W相端1803对应的W相分压输出端14062的电压为W相反馈电压；W相第一预设值为VBAT*(R9)/(R8+R9)，W相第二预设值VBAT*(R9)/(R7+R8+R9)。
微控制器1用于控制W相上桥场效应管Q3和W相下桥场效应管Q6均关闭后获取W相反馈电压并作为第一W相反馈电压，当第一W相反馈电压等于W相第一预设值时确定W相上桥场效应管Q3发生短路故障，当第一W相反馈电压等于0时确定W相下桥场效应管Q6发生短路故障，当第一W相反馈电压不等于W相第一预设值且不等于0且不等于W相第二预设值时确定W相上桥场效应管Q3和W相下桥场效应管Q6处于非预期状态。
当第一W相反馈电压等于W相第二预设值时微控制器1还用于控制W相上桥场效应管Q3打开同时控制W相下桥场效应管Q6关闭后获取W相反馈电压并作为第二W相反馈电压，当第二W相反馈电压不等于W相第一预设值时确定W相上桥场效应管Q3发生断路故障。
当第二W相反馈电压等于W相第一预设值时微控制器1还用于控制W相上桥场效应管Q3关闭同时控制W相下桥场效应管Q6打开后获取W相反馈电压并作为第三W相反馈电压，当第三W相反馈电压等于0时确定W相上桥场效应管Q3和W相下桥场效应管Q6均工作正常，当第三W相反馈电压等于W相第二预设值时确定W相下桥场效应管Q6发生断路故障，当第三W相反馈电压不等于0时确定W相下桥场效应管Q6发生断路故障。
本实施例中，三相电机相电压状态反馈电路在实时的反馈三相电机的真实相电压用于辅助电机控制的同时，通过三个上拉电路实现了对三相桥模块中的场效应管的上电故障诊断，提高了场效应管的诊断覆盖率。
实施例2
本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，如图2所示，本实施例提供的电动助力转向系统的控制器电路还包括三相分离模块6和电机续流电路15。三相分离模块6串接在三相电机18和三相桥模块5之间，三相分离模块6用于当转向系统控制器发生故障时切断三相电机18和三相桥模块5之间的连接。
本实施例中，三相分离模块6包括U相分离场效应管Q7、V相分离场效应管Q8和W相分离场效应管Q9。电机续流电路15包括U相二极管D1、V相二极管D2和W相二极管D3；U相二极管D1的阳极、V相二极管D2的阳极以及W相二极管D3的阳极均接地。
U相分离场效应管Q7的栅极与U相二极管D1的阴极电连接，U相分离场效应管Q7的源极与U相端1801电连接，U相分离场效应管Q7的漏极与U相上桥场效应管Q1的源级电连接。V相分离场效应管Q8的栅极与V相二极管D2的阴极电连接，V相分离场效应管Q8的源极与V相端1802电连接，V相分离场效应管Q8的漏极与V相上桥场效应管Q2的源级电连接。W相分离场效应管Q9的栅极与W相二极管D3的阴极电连接，W相分离场效应管Q9的源极与W相端1803电连接，W相分离场效应管Q9的漏极与W相上桥场效应管Q3的源级电连接。
本实施例中，U相二极管D1、V相二极管D2以及W相二极管D3的功率为0.3W(瓦特)左右，这三个二极管均放在相应的相分离场效应管的驱动端，提供相分离场效应管打开的驱动电流，需要在电机负压产生时就打开相分离场效应管，使得续流通路形成，相分离场效应管的驱动功率是比较小的，所以这三个二极管就能够选择功率较小的二极管。
当电动助力转向系统突然发生故障，通过切断电机三相上的U相分离场效应管Q7、V相分离场效应管Q8和W相分离场效应管Q9来断开电机助力，也就是切断电机驱动三相电流，由于电机是一个大电感负载，内部线圈上的电流不能突变，在U相分离场效应管Q7、V相分离场效应管Q8和W相分离场效应管Q9断开后电机U相端1801、V相端1802和W相端1803此时会产生很高的反向电动势，反向电动势为很高的负电压或者正电压，这与电机相上的电流此时的流向有关。本实施例中电机续流电路的工作原理在后续实施例4中进行了详细说明，在此不再赘述。本实施例中将电机续流电路中的三个功率极小的相二极管设置在相应的相分离场效应管的驱动端，为各相分离场效应管提供打开的驱动电流，在三相电机负压产生时打开相分离场效应管，使得续流通路形成，为三相电机能量提供了释放途径，避免损坏电路中相关器件。
实施例3
本实施例提供了一种电动助力转向系统的控制器电路的三相相电流的采样方法。其中，控制器电路包括三相电机、微控制器、三相桥模块、三相相电流采样电路模块和三相桥驱动芯片。微控制器用于产生PWM控制信号并输出至三相桥驱动芯片。三相桥驱动芯片用于根据PWM控制信号控制三相桥模块中的每个场效应管的打开或关闭。
具体实施时，该采样方法可以基于实施例1或实施例2或现有的电动助力转向系统的控制器电路实现。
本实施例中，采样方法包括以下步骤：
三相相电流采样电路模块采集三相桥模块中至少两相的下桥臂的相电压信号，并将相电压信号传输至三相桥驱动芯片；
三相桥驱动芯片内部的差分运算放大器对相电压信号进行放大以得到放大后相电压信号并输出至微控制器；
微控制器中的模数转换器将放大后相电压信号转换为数字电压；
微控制器基于数字电压进行相电流采样计算，以得到相电流实际值，微控制使用相电流实际值作为电机电流控制的反馈信号；
其中，微控制器根据当前周期的上一个周期的相电流实际值和/或当前周期的上一个周期的PWM控制信号的占空比设置当前周期的差分运算放大器的增益值和偏置电压值，以控制三相电机的相电流的采样精度。
本实施例中，三相相电流采样电路模块包括用于采集三相桥模块中两相的下桥臂的相电压信号的电流采样电阻，采集到的相电压信号分别为第一相电压信号和第二相电压信号，第一相电压信号对应的相电流实际值为第一相电流实际值，第二相电压信号对应的相电流实际值为第二相电流实际值。
本实施例中，采样方法还包括以下步骤：
按照以下公式计算相电流矢量长度Is的值，
Figure BDA0002515452160000171
其中，IP1表示第一相电流实际值，IP2表示第二相电流实际值。现有的三相相电流采样电路模块的实现方式需要三相的下桥臂的相电压信号的电流采样电阻，本实施例相对于现有的实现方式减少了一相，即仅需三相中的两相对应的电流采样电阻就可以计算出电流矢量长度Is的值。其中两相可以是U相、V相和W相中的任意两相。本实施例能够降低电路复杂度及硬件成本。
本实施例中，根据当前周期的上一个周期的相电流实际值和/或当前周期的上一个周期的PWM控制信号的占空比设置当前周期的差分运算放大器的增益值和偏置电压值的步骤具体包括以下步骤：
根据当前周期的上一个周期的相电流矢量长度Is和/或当前周期的上一个周期的PWM控制信号的占空比对被测电流进行分区；
微控制器根据被测电流所处的分区通过SPI指令设置当前周期的差分运算放大器的增益值和偏置电压值。
本实施例中利用了采样电阻阻值不变情况下，根据不同的被测电流采样范围改变放大器增益值和偏置电压值可以控制电流的采样精度的原理实现了一种在各种不同大小电流下都可以使三相电流采样保持在较高精度的相电流采样方法，解决了现有电机控制中，在三相电流采样中均使用固定增益和偏置电压，当流经电机的电流值在较大范围内变化时，只能在某个电流区间内实现较高精度的采样，在该区间以外采样时，精度较差的问题。关于前述原理的详细说明在后续实施例4中进行了详细描述，在此不再赘述。本实施例基于电机电流不会急剧变换而是缓慢变化的特性，根据当前周期的上一个周期的相电流实际值和/或当前周期的上一个周期的PWM控制信号的占空比设置当前周期的差分运算放大器的增益值和偏置电压值，使得增益值和偏置电压值与当前被测电流的范围相匹配，从而控制三相电机的相电流保持在较高的采样精度，进而提升了转向系统的电机控制性能。
实施例4
参见图3，本实用新型设计了一种电动助力转向系统的控制器电路，包括微控制器1、电源管理芯片2、电源接口滤波电路模块3、直流稳压模块4、三相桥驱动芯片9、三相分离电路驱动芯片10、CAN收发器11、永磁同步电机M，电池12的一端接地，电池12的另一端串联保险丝13后分为两路，分别与电源管理芯片2的电源输入端口、电源接口滤波电路模块3电源输入口相连；电源接口滤波电路模块3的电源输出口分为两路，分别与三相桥驱动芯片9的电源输入口、直流稳压模块4的电流输入口相连，直流稳压模块4的电流输出口则与三相桥模块5的电流输入口相连，电源管理芯片2的VMCU端口与微控制器1的电源输入端口相连，且电源管理芯片2的SPI端口与微控制器1的SPI端口相连接，微控制器1的SPI端口还分别与三相桥驱动芯片9的SPI端口、电机转角位置传感器7的SPI端口相连，微控制器1的CAN端口与CAN收发器11相连，电源管理芯片2的控制信号输出口、微控制器1的控制信号输出口均与三相分离电路驱动芯片10的信号输入口相连，三相分离电路驱动芯片10的信号输出口与三相分离模块6的控制信号接收口相连，所述三相桥模块5的电源输入口与三相相电流采样电路模块8的电源输入口、三相桥驱动芯片9的电源输入口相连，三相桥模块5的信号输出端口与三相分离模块6的信号输入口相连，三相分离模块6的信号输出口与永磁同步电机M的信号输入端口相连，永磁同步电机M的信号输出端口与电机转角位置传感器7相连；所述三相相电流采样电路模块8还与三相桥驱动芯片9的三相电流信号输入口相连接。
本实用新型中各个模块的功能如下：
(1)微控制器1(MCU)是转向系统控制器的运算处理核心，采集整车的车速信号、整车的点火信号；采集方向盘扭矩传感器和角度传感器16传输的扭矩信号和方向盘转角信号；采集助力电机的相电流信号；采集助力电机的转角信号；采集相电压信号，得到这些传感器信号之后通过内置助力曲线或者助力模型，根据当前驾驶员输入的扭矩和转角生成需要提供的助力大小，进而根据内部闭环控制器生成三相桥控制PWM波形，驱动助力电机实现期望的转向助力。
(2)电源管理芯片2的输入信号为电池电压和点火信号，生成转向系统控制器各个模块所需求的数字电源，如微控制器1需要的3.3V数字电源：V微控制器，电源管理芯片2通过SPI接口和微控制器1通讯，微控制器1可以通过控制指令调整电源管理芯片2的工作模式。电源管理芯片2内部集成了功能强大的诊断电路，能够诊断出电源管理芯片2的所有故障，如输出电源过压欠压过流，芯片过温等故障，根据各种故障的情况电源管理芯片2产生不同保护措施，并且可以通过电源管理芯片2安全控制信号直接关断三相分离电路驱动芯片10，从而切断永磁同步电机M的助力，使转向系统进入安全的状态。
(3)电源接口滤波电路模块3包括差分滤波电路、共模滤波电路和高频滤波电路，主要的作用是吸收转向系统控制器上的电源噪声，改善转向系统控制器的电磁兼容性能，保证转向系统控制器能够通过所有的电磁兼容测试。
(4)直流稳压模块4由三个大容量的电解电容组成，作用是稳定三相桥电机控制直流电压，降低电机控制三相相电流纹波，提供电机控制交流电流，改善电机控制性能。
(5)三相桥模块5的作用是将电池的直流电压逆变为交流电压从而控制永磁同步电机M转动，实现电动助力。
(6)三相分离模块6是串在永磁同步电机M三相中的三个场效应管Q7、Q8、Q9，作用是当转向系统控制器发生故障时，断开这三个场效应管，进而切断电机电流，达到切断电机助力的目的，此时汽车转向变为机械转向。这大大降低了由于转向系统控制器发生故障导致严重危害驾驶员安全事故的风险。
(7)电机转角位置传感器7的作用是采集助力电机的转角信号，这是电机控制需要的关键的信号，永磁同步电机M的转子轴上安装有一个磁铁，跟着转子转动，本实用新型采用了最新一代隧道磁阻转角传感器(TMR传感器)，检测电机轴上的磁铁的位置，进而能检测出转子的转速和转角信号，具有角度误差小，数据刷新速率快的优点，大大提高了电机控制的性能。
(8)三相相电流采样电路模块8是三个电流采样电阻，放在三相桥每一相的下桥，将电流信号转换为电压信号，并经过三相桥驱动芯片9内部的差分运算放大器放大，然后输入到微控制器1中的模数转换器(ADC)将模拟电压转换为数字电压，这样就微控制器1就得到了三相下桥臂电流信号，通过采样每一相的下桥流过的电流，微控制器1进而计算出实际的电机三相相电流作为电机电流控制的反馈信号。
(9)三相桥驱动芯片9接受微控制器1输入的三相桥控制信号，进而驱动三相桥模块5动作，产生相应的控制波形，将直流电池电压转换PWM来控制助力电机。
(10)三相分离电路驱动芯片10作用是驱动三相相分离场效应管的打开和关断，正常运行模式下打开相分离场效应管，三相桥产生的PWM电压能够通过相分离场效应管施加在电机上，产生电机三相电流进而产生电机助力。故障情况下三相分离电路驱动芯片关断相分离场效应管，切断电机电流，从而切断电机助力。
(11)CAN收发器11，从整车CAN总线上将整车点火信号和整车车速信号发送给转向系统控制器，同时将转向系统控制器的数据发送到CAN总线上。
本实用新型中三相桥模块5、三相桥驱动芯片9、微控制器1之间还设有三相电机相电压状态反馈电路14进行连接，以达到稳定电压的目的。
参见图4，本实用新型中电源接口滤波电路的具体连接如下：VBAT端口分为九路，分别与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电感L1的一端相连，电容C1的另一端分为四路，分别与HGND、电容C14的一端、电容C2的另一端、电容C15的一端相连，电容C14的另一端与电容C15的另一端汇合后接地，电容C3的另一端分为十一路，分别与地面、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C16的一端、电容C17的一端、电容C18的一端相连，电容C9的另一端分为六路，分别与电感L1的另一端、电容C10的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、VBAT1端口相连，电容C16的另一端与HGND1相连，电容C17的另一端与HGND2相连，电容C18的另一端与HGND3相连，电容C11的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端汇总后接地。
电源接口滤波电路的工作原理为：C1和C14为两个10uF的陶瓷电容，构成了一个Y电容滤波，Y电容的主要作用是滤除转向系统控制器电源线和地线上的共模噪声，10uF的电容主要是针对1MHz以下的低频噪声提供低阻抗的通道，电源线和地线上同时存在的方向相同的低频共模噪声能够通过这个Y电容导入到转向系统控制器壳体上，通过转向系统控制器壳体低阻抗的回路返回电池。
C2和C15为两个1nF(纳法)的陶瓷电容，同样构成了一个Y电容滤波，1nF的电容主要是针对30MHz(兆赫兹)以上的噪声，电源线和地线上存在的高频噪声会通过C2和C15形成一个低阻抗的通路导入到转向系统控制器壳体上，通过转向系统控制器壳体低阻抗的回路返回电池。
C3，C4，C5为一组差模电容，C3为4.7nF的陶瓷电容，C4为1nF的陶瓷电容，C5为6.8nF的陶瓷电容。这三个电容连接在转向系统控制器电源线和地线之间，分别针对于电源线上存在的不同频段的干扰噪声产生低阻抗的通道，导入到转向系统控制器的地线上然后在返回到电池。
C6为一个330uF的电解电容，用于直流电压稳压，此电解电容上稳定的电压主要是提供给转向系统控制器的数字部分供电，转向系统控制器数字部分包含开关电源，用于从电池电压产生数字系统所需要的各种电压，此电解电容储存数字部分开关电源所需的直流电压，降低数字系统供电的纹波，降低低频噪声。
C7，C8，L1，C9，C10构成了一个pi型滤波器，通过设计设计pi型滤波器的参数，可以有针对性的滤除想要滤除的噪声频段，使得噪声信号通过pi型滤波器导入到转向系统控制器地线上，进而返回到电池。
C16，C17，C18是三个转向系统控制器地平面对机壳的滤波电容，因为转向系统控制器的地线上一般会有很多噪声，这三个电容为地线上的噪声提供了低阻抗的回路到转向系统控制器壳体，然后噪声通过转向系统控制器壳体返回电池。这是非常重要的，将转向系统控制器的地线或者地平面通过电容形成一个低阻抗的回路到转向系统控制器壳体。
C11，C12，C13是三个2200uF(微法)的大电解电容，主要提供助力电机控制三相桥输入电压，三个电容对应电机控制三相桥的三个相，即U,V,W三相，这三个电容上的直流电压经过三相桥变为交流电压驱动电机，交流电流主要由着三个电容提供，着三个大电容保证了助力电机控制输入电压的稳定，保证了电机控制的平稳性。
本电路中HGND、HGND1、HGND2、HGND3为金属壳体上的螺丝孔，通过在控制器的这几个螺丝孔里拧入导电的螺丝钉到控制器壳体，就实现了转向系统控制器上的电源线或者地线上的噪声通过电容导入到转向系统控制器壳体上。这里的低阻抗连接也是非常重要的，要确保控制器上的噪声能够通过螺丝孔位置低阻抗的导入到转向系统控制器壳体，进而返回到电池。
本电源滤波电路能够保证转向系统控制器在整车电磁干扰的环境中不受影响，正常工作，同时保证转向系统控制器向外部发射的电磁干扰达到规定的限值。
参见图5～7，本实用新型中三相分离模块6还连接有小功率二极管D1～D3，使得三相桥模块5、三相分离模块6、小功率二极管D1～D3之间形成电机续流电路15，具体连接方式如下：VBAT端口分为三路，分别与场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q2的漏电极相连，场效应管Q1的源极分为两路，分别与场效应管Q4的漏电极、场效应管Q7的漏电极相连，场效应管Q7的源极与三相电机的U相相连，场效应管Q7的门极与二极管D1的阴极相连，场效应管Q2的源极分为两路，分别与场效应管Q8的漏电极、场效应管Q5的漏电极相连，场效应管Q8的门极与二极管D2相连，场效应管Q8的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q3的源极分为两路，分别与场效应管Q6的漏电极、场效应管Q9的漏电极相连，场效应管Q9的门极与二极管D3相连，场效应管Q9的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，二极管D1的阳极、二极管D2的阳极、二极管D3的阳极汇总后接地；所述场效应管Q1～Q6的门极汇总后与三相桥驱动芯片9相连。
本电机续流电路中二极管D1～D3的功率为0.3W左右，这三个二极管均放在相应的相分离场效应管Q7～Q9的驱动端，提供场效应管Q7～Q9打开的驱动电流，需要在电机负压产生时就打开相分离场效应管，使得续流通路形成，场效应管Q7～Q9的驱动功率是比较小的，所以这三个二极管就能够选择功率较小的二极管。
当电动助力转向系统突然发生故障，通过切断电机三相上的三个相分离开关Q7、Q8、Q9来断开电机助力，也就是切断电机驱动三相电流，由于电机是一个大电感负载，内部线圈上的电流不能突变，在相分离场效应管Q7、Q8、Q9断开后电机U、V、W端此时会产生很高的反向电动势，反向电动势为很高的负电压或者正电压，这与电机相上的电流此时的流向有关，下面以电机U相为例说明本电机续流电路的工作原理。
如附图6所示，如果在相分离场效应管突然断开切断电机助力的时候，电机U相电流iu为流入电机的方向，那么这个电流将会在电机的U相上感应出很高的负电压，当这个负电压低于-4V左右之后，由于二极管D1的作用，相分离场效应管Q7的门极和源极之间就会有一个正电压产生，并且大于场效应管Q7的导通阈值电压，那么此时相分离场效应管Q7便会导通，U相续流通道形成，i续流电流从U相下桥场效应管的体二极管抽取，通过相分离场效应管Q7，流入电机，直至此电机U相电流在电机内部消耗完，在U相上产生的负压大于-4V，场效应管Q7自动关闭，从而避免过高的负压损坏三相桥开关和相分离开关。在这个过程中二极管D1中只流过了相分离场效应管Q7打开的的驱动电流ig，这个驱动电流是很小的。
如附图7所示，如果在相分离场效应管突然断开切断电机助力的时候，电机U相电流iu为流出电机的方向，那么此时电机的续流通道在本应用中自然存在，i续流电流从相分离场效应管Q7的体二极管在通过三项驱动桥的U相上桥场效应管的体二极管流入电池正极。
V相和W相的续流过程和U相的续流过程类似。
因此本电路可以采用功率极小的二极管控制场效应管的开关，从而达到电机续流的功效。
参见图8，本实用新型中三相电机相电压状态反馈电路的具体连接如下：三相电机的U相分为四路，分别与场效应管Q1的源极、场效应管Q4的漏电极、电阻R1的一端、电阻R2的一端相连，三相电机的V相分为四路，分别与场效应管Q2的源极、场效应管Q5的漏电极、电阻R4的一端、电阻R5的一端相连，三相电机的W相分为四路，分别与场效应管Q3的源极、场效应管Q6的漏电极、电阻R7的一端、电阻R8的一端相连，场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q3的漏电极汇总后与VBAT相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，电阻R1的另一端、电阻R4的另一端、电阻R7的另一端与VBAT相连，电阻R2的另一端分为三路，分别与电阻R3的一端、电容C1的一端、微控制器的AD1端口相连，电阻R5的另一端分为三路，分别与电阻R6的一端、电容C2的一端、微控制器的AD2端口相连，电阻R8的另一端分为三路，分别与电阻R9的一端、电容C3的一端、微控制器的AD3端口相连，所述电阻R3的另一端与电容C1的另一端汇合后接地，所述电阻R6的另一端与电容C2的另一端汇合后接地，所述电阻R9的另一端与电容C3的另一端汇合后接地。
本实用新型中所使用的微控制器的型号可以为TC234。
本实用新型的三相电机相电压状态反馈电路还具有相电压测量和三相桥上电故障诊断两个功能，具体的工作原理如下：
(1)相电压测量：通过直接连接在电机UVW三相的分压电路(R2和R3、R5和R6、R8和R9)和电容滤波电路(C21、C22、C23)，实现相电压测量的功能。分压电路(R2和R3、R5和R6、R8和R9)的作用是将电机的相电压(最高电压近似等于电池输入电压)分压到微控制器的ADC模块能够测量的电压范围(TC234的ADC模块模拟电压的测量范围为0～5V)。C21，C22，C23是三个滤波电容，用于滤除送入微控制器的AD口的模拟电压的噪声，使得AD测量的结果更加准确。分压之后的相电压直接由微控制器的ADC模块转换为数字值，将此电压用于电机控制，从而提高电机控制的性能。
(2)三相桥上电故障诊断：由于电动助力转向系统控制器对安全性能的要求是比较高的，所以在控制器正常工作之前，必须对三相桥的每个场效应管的开关进行诊断，确保每个开关都正常之后，控制器才能启动三相桥驱动芯片对三相桥进行PWM控制，使电机产生助力。而本实用新型就能实现三相桥驱动芯片不工作之前诊断六个场效应管的状态，具体的诊断流程如下：
如附图9所示，以U相上下桥场效应管Q1、Q4的工作状态诊断为例：
S1、微控制器发出控制指令使U相上下桥场效应管Q1、Q4同时关闭，此时的U相反馈电压为VBAT经过R1、R2、R3电阻分压之后输入到微控制器，故此时微控制器测量U相反馈电压的正常值应该为VBAT*(R3)/(R1+R2+R3)；
S2、对微控制器测量U相反馈电压进行判断，符合正常值，则进入S5；反之，则说明U相上下桥的场效应管Q1、Q4必然发生故障，到底是Q1还是Q4发生故障，这需要在这种状况下进一步比较测到的相电压；
S3、判断微控制器测量U相反馈电压是否等于VBAT*(R3)/(R2+R3)，是，则U相上桥场效应管Q1发生短路故障；否，则进入S4继续进行判断；
S4、判断微控制器测量U相反馈电压是否等于0，是则U相下桥场效应管Q4发生短路故障；否，则说明Q1和Q4都有可能处在一个非预期的状态，此时系统无法正常工作，U相场效应管的诊断工作终止；
S5、微控制器发出控制指令使U相上桥场效应管Q1打开，U相下桥场效应管Q4关闭，此时VBAT直接输入到电机U相上，此时U相反馈电压为VBAT经过R2、R3电阻分压之后输入到微控制器的AD1中，故此时微控制器测到的U相反馈电压的正常值应该为VBAT*(R3)/(R2+R3)；
S6、此时对微控制器测量U相反馈电压进行判断，符合正常值，则进入S8；反之，则说明U相上桥场效应管Q1发生故障，具体故障需要进行下一步判断；
S7、判断微控制器测量U相反馈电压是否等于VBAT*(R3)/(R1+R2+R3)，是，则说明U相上桥场效应管Q1发生断路故障；否，则说明U相上桥场效应管Q1工作不正常；
S8、微控制器TC234发出控制指令使U相上桥场效应管Q1关闭，U相下桥场效应管Q4打开，此时电机的U相直接接在GND上，那么微控制器测到的U相反馈电压的正常值应该为0V；
S9、判断微控制器测量U相反馈电压是否等于0，是，则说明U相上下桥场效应管Q1、Q4工作正常；否，则说明U相下桥场效应管Q4出现故障，具体故障需要进行下一步判断；
S10、判断微控制器测量U相反馈电压是否等于VBAT*(R3)/(R1+R2+R3)，是，则U相下桥场效应管Q4发生断路故障；否，则U相下桥场效应管Q4工作不正常。
经过上述步骤，可以轻松方便的进行三相桥上电故障诊断，不需要进行额外的测量，在具体实施中V相和W相的场效应管诊断过程和上述的U相诊断过程一样。
电动助力转向系统主要的功能就是当汽车驾驶员转动方向盘的时候通过助力电机产生一个电动助力从而帮助驾驶员更轻松的转动汽车转向机，使汽车转向。参见图10，本实用新型还设计了一种电动助力转向系统的控制器电路的控制方法，按如下步骤进行：
S1、在微控制器1中预先设置助力曲线或者助力模型；
S2、微控制器1采集汽车点火信号、车速信号、方向盘扭矩信号、方向盘转角信号；
S3’、以助力曲线或助力模型为基础，根据S2采集到的相关数据，获得电流信号给定、转速信号给定；
S3、三相相电流采样电路模块8对三相电流进行高精度采样，得到电机实际三相电流信号，并将该信号传递到微控制器1；与此同步进行的是：电机转角位置传感器7将同步采集到的电机实际转速信号同步传递到微控制器1；
S4、微控制器1同步将电机实际三相电流信号、电机实际转速信号和与其对应的电流信号给定、转速信号给定分别传递到微控制器1内部的电机电流闭环控制器和电机转速闭环控制器，进行闭环控制处理，从而得到电流控制信号和转速控制信号；
S5、将电流控制信号和转速控制信号传递到微控制器1内的PWM调制器中，产生三相桥控制信号；
S6、将三相桥控制信号传递到三相桥驱动芯片9中，以驱动三相桥模块5中6个场效应管Q1～Q6的开启/闭合，从而控制电机产生相应的电机助力。
除了上述正常的助力电机控制之外，本实用新型还有一个非常重要的功能就是故障诊断和故障保护，主要有集成芯片自身集成的故障诊断和保护机制，如电源管理芯片、微控制器、CAN收发器芯片、三相桥驱动芯片、三相相分离电路驱动芯片对内部信号和外围电路的诊断和保护，还有微控制器1设计可选的三相相电压反馈电路，也可以作为三相桥场效应管的上电诊断功能，微控制器通过自身的模数转换模块(ADC)也可以监测电池电压信号作为诊断功能。当微控制器1发生故障之后电源管理芯片可以通过电源管理芯片控制信号去关断三相分离电路驱动芯片，进而切断电机助力；微控制器可以通过微控制器控制信号去关断三相分离电路驱动芯片，进而切断助力；三相桥驱动芯片故障之后可以切断三相桥模块，也能够切断电机助力，三相相分离电路驱动芯片故障之后也能切断三相相分离模块，达到及时切断电机助力的效果。利用本控制器的诊断和保护机制设计，可以达到不论哪个集成芯片损坏或者控制器其他部位出现了故障，都能够做到及时的切断电机助力，避免更严重的事故出现，保护驾驶人员的安全。
在本实用新型的控制方法中所述的在三相相电流采样电路模块中进行的高精度相电流采样方法的具体步骤如下：
步骤1：获取上周期相电流大小及三相PWM占空比，用获取的上周期相电流值和PWM值对当前电流处于的区间进行判断，基于电机电流不会急剧变换，而是缓慢变化的特性，可以使得当前电流与上周期电流处于同一个区间，根据处于的区间设置对应的放大器增益值AV和偏置电压VOOS；
步骤2：计算相电流实际值IPX的大小，其中X是代表三相电流中的U相、V相、W相，例如U相电流的实际值就是IPU，V相电流的实际值就是IPV，W相电流的实际值就是IPW，在如下的具体计算方式中X的代表含义也是如此：
第一步：确定模数转换器的采样分辨率2n，分别测定U、V、W三相所对应的模数转换器的采样值PADCX，设置参考电压值VREF，利用公式(1-1)：
Figure BDA0002515452160000291
计算模数转换器的采样电压VCSXO；
第二步：根据设置偏置电压VOOS，放大器增益值AV，利用公式(1-2)：
Figure BDA0002515452160000292
计算采样电阻两端的电压ΔVIOS；
第三步：根据采样电阻的阻值R，利用公式(1-3)：
Figure BDA0002515452160000293
计算经过采样电阻的采样电流IX；
将公式(1-2)代入公式(1-3)得公式(1-4)：
Figure BDA0002515452160000294
第四步：测定采样电阻的零电流IX0和零电流状态下模数转换器的采样电压VX0，并根据测定值结合公式(1-5)：Ips＝IX-IX0，计算相电流采样值Ips；
将公式(1-4)代入公式(1-5)得到公式(1-6)：
Figure BDA0002515452160000295
Figure BDA0002515452160000296
第五步：根据电路连接中存在的连接误差引起的电流偏置值IOFF和外部环境因素引起的系数变化K，利用公式(1-7)：IPX＝KIps+IOFF，计算相电流的实际值IPX；
将公式(1-6)代入公式(1-7)得公式(1-8)：
Figure BDA0002515452160000297
Figure BDA0002515452160000298
第六步：结合公式(1-1)和公式(1-8)可以计算得到相电流的实际值IPX。
步骤3：计算相电流矢量长度Is的大小，具体计算方法为：根据计算得到的U相实际电流值IPu和W相实际电流值IPW，计算电流矢量长度Is，
Figure BDA0002515452160000301
步骤4：计算相电流采样精度ICX的大小，具体计算方法为：首先计算单相电流的采样精度
Figure BDA0002515452160000302
其中Ips为相电流采样值，IX分辨率为最小单位采到的IX单位值；其次计算电流矢量长度IS的采样精度ICS，
Figure BDA0002515452160000303
在该式中，I为被测电流范围，Is分辨率为最小单位采到的Is单位值；
由ICS的公式可知在采样电阻阻值不变情况下，根据不同的被测电流采样范围I改变放大器增益值AV可以控制电流的采样精度，而相电流采样范围为-VOOS/R*AV～VOOS/R*AV°
本实用新型采用最新一代的电机转角位置传感器，使得电机控制性能大幅提升；采用了三相分离电路使得SCU在故障状态下能够确保切断电机助力，大幅提高转向系统的安全性，能够使SCU的故障率降低到500FIT以下；设计了全新的可以在在各种不同大小电流下都可以使三相电流采样保持在较高精度的相电流采样方法，满足了对电机电流的实时采集与控制，可以做到及时切断电路，保护整个系统。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种电动助力转向系统的控制器电路，包括三相电机、微控制器、三相桥模块和三相电机相电压状态反馈电路；
所述微控制器包括至少三个模数转换电压采集端；
所述三相电机包括U相端、V相端和W相端；
所述三相桥模块包括U相上桥场效应管、U相下桥场效应管、V相上桥场效应管、V相下桥场效应管、W相上桥场效应管和W相下桥场效应管；
所述三相电机相电压状态反馈电路包括三个分压电路，每个所述分压电路包括一原始电压端、一分压输出端和一接地端，三个所述原始电压端一一对应地与所述U相端、所述V相端和所述W相端连接；
三个所述分压输出端与三个所述模数转换电压采集端一一对应电连接；
所述分压电路用于将所述三相电机的相电压分压到所述模数转换电压采集端支持的电压范围；
所述U相端与所述U相上桥场效应管的源级、所述U相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
所述V相端与所述V相上桥场效应管的源级、所述V相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
所述W相端与所述W相上桥场效应管的源级、所述W相下桥场效应管的漏极以及对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接；
其特征在于，所述三相电机相电压状态反馈电路还包括三个上拉电路，三个所述上拉电路一一对应地用于所述U相端、所述V相端和所述W相端的上拉；
所述微控制器用于通过分别驱动所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述U相上桥场效应管和/或所述U相下桥场效应管进行上电故障诊断；所述微控制器还用于通过分别驱动所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述V相上桥场效应管和/或所述V相下桥场效应管进行上电故障诊断；所述微控制器还用于通过分别驱动所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管的打开或关闭，并基于对应的所述模数转换电压采集端采集到的电压对所述W相上桥场效应管和/或所述W相下桥场效应管进行上电故障诊断。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于，所述U相端对应的所述分压输出端的电压为U相反馈电压；
所述微控制器用于控制所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管均关闭后获取所述U相反馈电压并作为第一U相反馈电压，当所述第一U相反馈电压等于U相第一预设值时确定所述U相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一U相反馈电压等于0时确定所述U相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一U相反馈电压不等于U相第一预设值且不等于0且不等于U相第二预设值时确定所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一U相反馈电压等于U相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述U相上桥场效应管打开同时控制所述U相下桥场效应管关闭后获取所述U相反馈电压并作为第二U相反馈电压，当所述第二U相反馈电压不等于U相第一预设值时确定所述U相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二U相反馈电压等于U相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述U相上桥场效应管关闭同时控制所述U相下桥场效应管打开后获取所述U相反馈电压并作为第三U相反馈电压，当所述第三U相反馈电压等于0时确定所述U相上桥场效应管和所述U相下桥场效应管均工作正常，当所述第三U相反馈电压不等于0时确定所述U相下桥场效应管发生断路故障；
所述V相端对应的所述分压输出端的电压为V相反馈电压；
所述微控制器还用于控制所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管均关闭后获取所述V相反馈电压并作为第一V相反馈电压，当所述第一V相反馈电压等于V相第一预设值时确定所述V相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一V相反馈电压等于0时确定所述V相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一V相反馈电压不等于V相第一预设值且不等于0且不等于V相第二预设值时确定所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一V相反馈电压等于V相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述V相上桥场效应管打开同时控制所述V相下桥场效应管关闭后获取所述V相反馈电压并作为第二V相反馈电压，当所述第二V相反馈电压不等于V相第一预设值时确定所述V相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二V相反馈电压等于V相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述V相上桥场效应管关闭同时控制所述V相下桥场效应管打开后获取所述V相反馈电压并作为第三V相反馈电压，当所述第三V相反馈电压等于0时确定所述V相上桥场效应管和所述V相下桥场效应管均工作正常，当所述第三V相反馈电压不等于0时确定所述V相下桥场效应管发生断路故障；
所述W相端对应的所述分压输出端的电压为W相反馈电压；
所述微控制器还用于控制所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管均关闭后获取所述W相反馈电压并作为第一W相反馈电压，当所述第一W相反馈电压等于W相第一预设值时确定所述W相上桥场效应管发生短路故障，当所述第一W相反馈电压等于0时确定所述W相下桥场效应管发生短路故障，当所述第一W相反馈电压不等于W相第一预设值且不等于0且不等于W相第二预设值时确定所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管处于非预期状态；
当所述第一W相反馈电压等于W相第二预设值时所述微控制器还用于控制所述W相上桥场效应管打开同时控制所述W相下桥场效应管关闭后获取所述W相反馈电压并作为第二W相反馈电压，当所述第二W相反馈电压不等于W相第一预设值时确定所述W相上桥场效应管发生断路故障；
当所述第二W相反馈电压等于W相第一预设值时所述微控制器还用于控制所述W相上桥场效应管关闭同时控制所述W相下桥场效应管打开后获取所述W相反馈电压并作为第三W相反馈电压，当所述第三W相反馈电压等于0时确定所述W相上桥场效应管和所述W相下桥场效应管均工作正常，当所述第三W相反馈电压不等于0时确定所述W相下桥场效应管发生断路故障。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于，所述U相端对应的所述上拉电路包括第一电阻，所述U相端对应的所述分压电路包括第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端与整车电源电连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端均与所述U相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端均与所述U相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第三电阻的另一端接地；
所述V相端对应的所述上拉电路包括第四电阻，所述V相端对应的所述分压电路包括第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的一端与所述整车电源电连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端均与所述V相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端均与所述V相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第六电阻的另一端接地；
所述W相端对应的所述上拉电路包括第七电阻，所述W相端对应的所述分压电路包括第八电阻和第九电阻，所述第七电阻的一端与所述整车电源电连接，所述第七电阻的另一端、所述第八电阻的一端均与所述W相端对应的所述分压电路的所述原始电压端电连接，所述第八电阻的另一端、所述第九电阻的一端均与所述W相端对应的所述分压电路的所述分压输出端电连接，所述第九电阻的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于，所述控制器电路还包括三相分离模块，所述三相分离模块串接在所述三相电机和所述三相桥模块之间，所述三相分离模块用于当转向系统控制器发生故障时切断所述三相电机和所述三相桥模块之间的连接。
5.根据权利要求4所述的电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于，所述三相分离模块包括U相分离场效应管、V相分离场效应管、W相分离场效应管；所述控制器电路还包括电机续流电路；所述电机续流电路包括U相二极管、V相二极管、W相二极管；所述U相二极管的阳极、所述V相二极管的阳极以及所述W相二极管的阳极均接地；
所述U相分离场效应管的栅极与所述U相二极管的阴极电连接，所述U相分离场效应管的源极与所述U相端电连接，所述U相分离场效应管的漏极与所述U相上桥场效应管的源级电连接；
所述V相分离场效应管的栅极与所述V相二极管的阴极电连接，所述V相分离场效应管的源极与所述V相端电连接，所述V相分离场效应管的漏极与所述V相上桥场效应管的源级电连接；
所述W相分离场效应管的栅极与所述W相二极管的阴极电连接，所述W相分离场效应管的源极与所述W相端电连接，所述W相分离场效应管的漏极与所述W相上桥场效应管的源级电连接。
6.一种电动助力转向系统的控制器电路，包括微控制器(1)、电源管理芯片(2)、电源接口滤波电路模块(3)、直流稳压模块(4)、三相桥驱动芯片(9)、三相分离电路驱动芯片(10)、CAN收发器(11)、永磁同步电机M，其特征在于：电池(12)的一端接地，电池(12)的另一端串联保险丝(13)后分为两路，分别与电源管理芯片(2)的电源输入端口、电源接口滤波电路模块(3)电源输入口相连；电源接口滤波电路模块(3)的电源输出口分为两路，分别与三相桥驱动芯片(9)的电源输入口、直流稳压模块(4)的电流输入口相连，直流稳压模块(4)的电流输出口则与三相桥模块(5)的电流输入口相连，电源管理芯片(2)的VMCU端口与微控制器(1)的电源输入端口相连，且电源管理芯片(2)的SPI端口与微控制器(1)的SPI端口相连接，微控制器(1)的SPI端口还分别与三相桥驱动芯片(9)的SPI端口、电机转角位置传感器(7)的SPI端口相连，微控制器(1)的CAN端口与CAN收发器(11)相连，电源管理芯片(2)的控制信号输出口、微控制器(1)的控制信号输出口均与三相分离电路驱动芯片(10)的信号输入口相连，三相分离电路驱动芯片(10)的信号输出口与三相分离模块(6)的控制信号接收口相连，所述三相桥模块(5)的电源输入口与三相相电流采样电路模块(8)的电源输入口、三相桥驱动芯片(9)的电源输入口相连，三相桥模块(5)的信号输出端口与三相分离模块(6)的信号输入口相连，三相分离模块(6)的信号输出口与永磁同步电机M的信号输入端口相连，永磁同步电机M的信号输出端口与电机转角位置传感器(7)相连；所述三相相电流采样电路模块(8)还与三相桥驱动芯片(9)的三相电流信号输入口相连接。
7.根据权利要求6所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述三相桥模块(5)、三相桥驱动芯片(9)、微控制器(1)之间还设有三相电机相电压状态反馈电路(14)进行连接。
8.根据权利要求6所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述三相分离模块(6)还连接有小功率二极管D1～D3，使得三相桥模块(5)、三相分离模块(6)、小功率二极管D1～D3之间形成电机续流电路(15)。
9.根据权利要求6所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述电源接口滤波电路模块(3)中的滤波电路的具体连接如下：VBAT端口分为九路，分别与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电感L1的一端相连，电容C1的另一端分为四路，分别与HGND、电容C14的一端、电容C2的另一端、电容C15的一端相连，电容C14的另一端与电容C15的另一端汇合后接地，电容C3的另一端分为十一路，分别与地面、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C16的一端、电容C17的一端、电容C18的一端相连，电容C9的另一端分为六路，分别与电感L1的另一端、电容C10的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、VBAT1端口相连，电容C16的另一端与HGND1相连，电容C17的另一端与HGND2相连，电容C18的另一端与HGND3相连，电容C11的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端汇总后接地。
10.根据权利要求9所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述HGND、HGND1、HGND2、HGND3为金属壳体上的螺丝孔。
11.根据权利要求8所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述的电机续流电路(15)的具体连接方式如下：VBAT端口分为三路，分别与场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q2的漏电极相连，场效应管Q1的源极分为两路，分别与场效应管Q4的漏电极、场效应管Q7的漏电极相连，场效应管Q7的源极与三相电机的U相相连，场效应管Q7的门极与二极管D1的阴极相连，场效应管Q2的源极分为两路，分别与场效应管Q8的漏电极、场效应管Q5的漏电极相连，场效应管Q8的门极与二极管D2相连，场效应管Q8的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q3的源极分为两路，分别与场效应管Q6的漏电极、场效应管Q9的漏电极相连，场效应管Q9的门极与二极管D3相连，场效应管Q9的源极与三相电机的V相相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，二极管D1的阳极、二极管D2的阳极、二极管D3的阳极汇总后接地；
所述场效应管Q1～Q6的门极汇总后与三相桥驱动芯片(9)相连。
12.根据权利要求7所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述三相电机相电压状态反馈电路(14)的具体连接如下：三相电机的U相与场效应管Q1的源极、场效应管Q4的漏电极、电阻R1的一端、电阻R2的一端相连，三相电机的V相分为四路，分别与场效应管Q2的源极、场效应管Q5的漏电极、电阻R4的一端、电阻R5的一端相连，三相电机的W相分为四路，分别与场效应管Q3的源极、场效应管Q6的漏电极、电阻R7的一端、电阻R8的一端相连，场效应管Q1的漏电极、场效应管Q2的漏电极、场效应管Q3的漏电极汇总后与VBAT相连，场效应管Q4的源极、场效应管Q5的源极、场效应管Q6的源极汇总后接地，电阻R1的另一端、电阻R4的另一端、电阻R7的另一端与VBAT相连，电阻R2的另一端分为三路，分别与电阻R3的一端、电容C21的一端、MCU的AD1端口相连，电阻R5的另一端分为三路，分别与电阻R6的一端、电容C22的一端、MCU的AD2端口相连，电阻R8的另一端分为三路，分别与电阻R9的一端、电容C23的一端、MCU的AD3端口相连，所述电阻R3的另一端与电容C21的另一端汇合后接地，所述电阻R6的另一端与电容C22的另一端汇合后接地，所述电阻R9的另一端与电容C23的另一端汇合后接地；
所述场效应管Q1～Q6的门极汇总后与三相桥驱动芯片(9)相连。
13.根据权利要求12所述的一种电动助力转向系统的控制器电路，其特征在于：所述的三相电机相电压状态反馈电路(14)可进行三相桥上电故障诊断。
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