CN218198474U - 电动助力转向控制电路及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆助力转向技术领域，公开了一种电动助力转向控制电路，包括方向盘扭矩采集模块，MCU，通信模块，H桥驱动模块，H桥模块以及相位开关；所述方向盘扭矩采集模块的输出端与所述MCU的捕获输入端连接；所述通信模块与所述MCU通信连接，所述通信模块将获取的车速信号传输至所述MCU；所述MCU的驱动信号输出端与所述H桥驱动模块的输入端连接；所述H桥驱动模块的输出端与所述H桥模块的输入端连接；所述相位开关连接在所述H桥模块的输出端与电机之间；所述相位开关被配置为在所述H桥模块出现异常时断开所述H桥模块和所述电机之间的连接。应用本发明的技术方案，能够提高电路安全性。另外，一种车辆也被一起提出。

Description

电动助力转向控制电路及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆助力转向领域，具体涉及一种电动助力转向控制电路及车辆。

背景技术

随着微电子技术的发展及人们对车辆操纵稳定性和安全、环保、节能要求的日益提高，汽车电动助力转向系统已成为世界汽车零部件行业开发研制的重点，是现代汽车转向系统的发展方向。汽车电动助力转向系统是在机械转向系统的基础上，根据作用在方向盘上的转矩信号和车速信号，通过电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助力，协助驾驶员进行转向操作，并获得最佳转向特性的伺服系统。而助力电动机的H桥驱动、控制以及保护是汽车电动助力转向系统开发的核心。

目前，当H桥出现异常时，如无法及时解决，会影响转向系统以及整车性能的好坏，进而影响转向系统甚至整车行驶的安全。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电动助力转向控制电路，用于解决现有技术中存在的上述问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电动助力转向控制电路，包括方向盘扭矩采集模块，MCU，通信模块，H桥驱动模块，H桥模块以及相位开关；

所述方向盘扭矩采集模块的输出端与所述MCU的捕获输入端连接；所述通信模块与所述MCU通信连接，所述通信模块将获取的车速信号传输至所述MCU；所述MCU的驱动信号输出端与所述H桥驱动模块的输入端连接；所述H桥驱动模块的输出端与所述H桥模块的输入端连接；所述相位开关连接在所述H桥模块的输出端与电机之间；

所述相位开关被配置为在所述H桥模块出现异常时断开所述H桥模块和所述电机之间的连接。

在一种可选的方式中，还包括：

转向角度采集模块，与所述MCU的捕获输入端连接，被配置为采集方向盘的转向角度。

在一种可选的方式中，还包括：

电机电流采集模块，分别与所述MCU的AD输入端和电机电流采样电路连接，被配置为采样所述电机的电流信号。

在一种可选的方式中，所述电机电流采集模块为H桥电流采集模块。

在一种可选的方式中，所述电机为有刷电机。

在一种可选的方式中，还包括：

母线电源滤波模块，连接在外部电源与母线电源之间，被配置为滤除噪声。

在一种可选的方式中，还包括：

电源管理模块，所述电源管理模块的输入端与所述母线电源滤波模块的输出端连接，所述电源管理模块的输出端分别与所述方向盘扭矩采集模块、MCU、H桥驱动模块和H桥模块连接。

在一种可选的方式中，还包括：

升压电路，连接在所述电源管理模块与所述H桥驱动模块之间，被配置为自举升压传输至所述H桥驱动模块的电压。

在一种可选的方式中，还包括：

接口模块，与所述MCU连接，用于扩展所述MCU的接口。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种车辆，所述车辆配备有如前述任一所述的电动助力转向控制电路。

本实用新型实施例通过在H桥模块与电机之间增设相位开关，在H桥模块出现异常时断开H桥模块和电机之间的连接，能够防止方向盘卡死，提高行驶安全。

上述说明仅是本实用新型实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中的电动助力转向控制电路的模块示意图；

图2示出了图1中滤波模块的电路结构图；

图3示出了图1中电机电流采集模块的电路结构图；

图4示出了图1中相位开关的电路结构图；

图5示出了图1中升压电路的电路结构图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

根据本实用新型实施例的一个方面，可参照图1，本申请提供了一种电动助力转向控制电路，包括方向盘扭矩采集模块110，MCU120，通信模块130，H桥驱动模块140，H桥模块150以及相位开关160；

所述方向盘扭矩采集模块110的输出端与所述MCU120的捕获输入端连接；所述通信模块130与所述MCU120通信连接，所述通信模块130将获取的车速信号传输至所述MCU120；所述MCU120的驱动信号输出端与所述H桥驱动模块140的输入端连接；所述H桥驱动模块140的输出端与所述H桥模块150的输入端连接；所述相位开关160连接在所述H桥模块150的输出端与电机M之间；

所述相位开关160被配置为在所述H桥模块150出现异常时断开所述H桥模块150和所述电机M之间的连接。

本具体实施例中，方向盘扭矩采集模块110主要采集方向盘的扭矩，MCU120结合从通信模块130得到的车速信号通过助力算法计算出助力输出大小，并换算成电机电流输出到电机。

上述电动助力转向控制电路，通过在H桥模块与电机之间增设相位开关，在H桥模块出现异常时断开H桥模块和电机之间的连接，能够防止方向盘卡死，提高行驶安全。

在一种可选的方式中，可辅助参阅图4，本申请的相位开关160通过在相线与电机M间增加MOSFET作为开关，H桥异常时能在安全时间切断H桥与电机链接，避免方向盘卡死。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还可以包括转向角度采集模块170，与所述MCU120的捕获输入端连接，被配置为采集方向盘的转向角度。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还包括电机电流采集模块180，分别与所述MCU120的AD输入端和电机电流采样电路连接，被配置为采样所述电机M的电流信号。

进一步地，可参阅图3，所述电机电流采集模块180可以为H桥电流采集模块，该H桥电流采集模块主要是使用两个合金电阻采集通过电流。此模块的优势在于采用两路底边采集电流电路，能采集续流时的电流，大大提高电流采集准确性。

在一种可选的方式中，所述电机为有刷电机。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还可以包括母线电源滤波模块190，连接在外部电源与母线电源之间，被配置为滤除噪声。

进一步地，可参阅图2，电源12V进入通过Q22、Q10三极管开关，实现为后级通电目的。此模块优势在于将继电器换为背靠背MOSFET高边母线防反，提高安全性，降低成本，减小布局空间。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还可以包括电源管理模块210，所述电源管理模块210的输入端与所述母线电源滤波模块190的输出端连接，所述电源管理模块210的输出端分别与所述方向盘扭矩采集模块110、MCU120、H桥驱动模块130和H桥模块140连接。

进一步地，电源管理模块210采用集成芯片，使用SBC作为电源管理芯片，能提供5路独立电源(MCU电源、AD电源、CAN电源、两路传感器电源)，减小原件体积、降低成本，且SBC功能安全等级达到ASIL D，内部对各电源进行实时诊断。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还可以包括升压电路220，连接在所述电源管理模块210与所述H桥驱动模块140之间，被配置为自举升压传输至所述H桥驱动模块140的电压。

进一步地，可参阅图5，本申请的升压电路220采用三个MOSFET利用GUD电源，实现自举升压，电源可上升至25V，从而能大大降低成本。

在一种可选的方式中，可继续参阅图1，本申请的电动助力转向控制电路还可以包括接口模块230，与所述MCU120连接，用于扩展所述MCU120的接口。

基于此，本申请至少还具有以下有益效果：

1.针对母线开关采用继电器，成本高，体积大，继电器触点吸合受控制电压，温度影响大，在电池馈电低温时不易吸合的缺点，本专利母线开关是采用MOSFET进行设计，降低成本，减小体积，控制电压可在40V；

2.针对无母线防反问题或低边母线防反，本专利设计了一个高边母线防反的设计来保护电路，提高安全性以及电路的一致性问题；

针对点火电路使用分立元件搭建的问题，本专利设计的是让点火电路直接进入SBC模块，不用MCU检测，节省MCU资源，不用搭建单独的分立器件，简化了电路，减低了成本。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种车辆，所述车辆配备有如前述任一所述的电动助力转向控制电路。具体地，该车辆的动力来源可以包括燃油、电能或氢能中的至少一种。

上述车辆，由于装配有前述电动助力转向控制电路，而该电动助力转向控制电路，通过在H桥模块与电机之间增设相位开关，在H桥模块出现异常时断开H桥模块和电机之间的连接，能够防止方向盘卡死，提高行驶安全。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的方案构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动助力转向控制电路，其特征在于，包括方向盘扭矩采集模块，MCU，通信模块，H桥驱动模块，H桥模块以及相位开关；

所述方向盘扭矩采集模块的输出端与所述MCU的捕获输入端连接；所述通信模块与所述MCU通信连接，所述通信模块将获取的车速信号传输至所述MCU；所述MCU的驱动信号输出端与所述H桥驱动模块的输入端连接；所述H桥驱动模块的输出端与所述H桥模块的输入端连接；所述相位开关连接在所述H桥模块的输出端与电机之间；

所述相位开关被配置为在所述H桥模块出现异常时断开所述H桥模块和所述电机之间的连接。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

转向角度采集模块，与所述MCU的捕获输入端连接，被配置为采集方向盘的转向角度。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

电机电流采集模块，分别与所述MCU的AD输入端和电机电流采样电路连接，被配置为采样所述电机的电流信号。

4.根据权利要求3所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，所述电机电流采集模块为H桥电流采集模块。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，所述电机为有刷电机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

母线电源滤波模块，连接在外部电源与母线电源之间，被配置为滤除噪声。

7.根据权利要求6所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

电源管理模块，所述电源管理模块的输入端与所述母线电源滤波模块的输出端连接，所述电源管理模块的输出端分别与所述方向盘扭矩采集模块、MCU、H桥驱动模块和H桥模块连接。

8.根据权利要求7所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

升压电路，连接在所述电源管理模块与所述H桥驱动模块之间，被配置为自举升压传输至所述H桥驱动模块的电压。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的电动助力转向控制电路，其特征在于，还包括：

接口模块，与所述MCU连接，用于扩展所述MCU的接口。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆配备有如权利要求1-9任一项所述的电动助力转向控制电路。

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