[发明专利]电动助力转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，特别是涉及一种具有双MCU(微控制单元)冗余监控功能的电动助力转向系统。

背景技术

电动助力转向系统属于汽车安全相关部件，对安全性能的要求极高。要求在电动助力转向系统发生故障或失效时，系统/ECU(电子控制单元)能切断助力，使得电动助力转向系统处于机械转向模式，保证驾驶的安全性。这就对电动助力转向系统各关键子部件提出了安全性要求，其中，ECU软硬件的安全性设计尤为关键。

目前电动助力转向系统安全性设计主要体现在设置硬件看门狗或软件看门狗，但是这种方式存在一定的缺陷。如使用硬件看门狗虽然具备将MCU重启的功能，但是一般的硬件看门狗器件喂狗时间太长，不能符合安全性能要求所规定的动作时间，硬件看门狗不能直接切断电动助力转向系统的助力，需要增加额外的辅助电路；使用软件看门狗可能导致系统频繁重启，在车辆行驶过程中反而会带来其它的安全隐患；如果故障的起因是MCU的晶振停振，无论使用硬件看门狗还是软件看门狗，都起不到直接切断电动助力转向系统助力的目的；MCU不能对硬件看门狗本身是否有故障进行检测。

因此，需要一种完备的安全保护机制，在MCU的晶振发生停振现象、程序运行时序异常或跑飞的现象时，能够及时的切断电动助力转向系统助力，以保证系统的安全性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动助力转向系统，能够解决硬件看门狗或软件看门存在的安全隐患，确保系统安全。

为解决上述技术问题，本发明的电动助力转向系统，包括：

一继电器，其常开触点串联在助力电机驱动回路中；

一主MCU，一辅助MCU，主MCU与辅助MCU之间通过串行通讯方式进行数据传输；所述继电器由主MCU和辅助MCU共同控制；

在上电初始运行阶段，对所述继电器的开关逻辑进行诊断，判断该继电器是否能在两个MCU的控制下按照正确的逻辑动作；在程序轮询运行阶段，两个MCU之间相互监控对方运行状态，当发现任意一个MCU存在故障时，通过无故障的MCU关断继电器，切断助力电机驱动回路的供电电源，使电动助力转向系统切换到机械转向状态。

本发明的电动助力转向系统使用双MCU技术，是一种具有双MCU冗余监控功能的电动助力转向系统。在上电初始运行阶段对继电器进行检测，确保继电器具有可靠的导通和关断功能；在程序轮询运行阶段，通过主辅MCU相互监控运行状况，当发现任何一个MCU存在晶振停振、晶振振荡频率异常、程序运行时序异常或跑飞时，由另一个工作正常的MCU关断继电器，使电动助力转向系统切换为机械转向系统，达到确保系统安全的目的，有效解决了使用硬件看门狗或软件看门狗情况下存在的安全隐患，能够确保系统安全。

本发明在增加有限硬件成本的基础上，通过软件监控策略实现故障保护，克服使用硬件看门狗或软件看门狗在系统安全方面的不足之处，大大提升电动助力转向系统的性价比。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是双MCU冗余监控原理图；

图2是主MCU通知辅助MCU开始监控流程图；

图3是初始运行阶段双MCU冗余自检测流程图；

图4是主辅MCU相互监控程序流程图；

图5是主MCU对辅助MCU的故障监控判断算法流程图；

图6是辅助MCU对主MCU的故障监控判断算法流程图。

具体实施方式

图1是本发明的具有双MCU冗余监控功能的电动助力转向系统一个实施例，它包括一主MCU，一辅助MCU，主MCU与辅助MCU之间通过串行通讯方式进行数据传输；一个继电器KM1，该继电器KM1的线圈连接在NPN晶体管Q1的集电极和电源之间，晶体管Q1的基极和与门HM的输出端相连接，与门HM的两个输入端分别与所述主MCU和辅助MCU相连接。所述继电器KM1由两个MCU共同控制，当任意一个MCU发出关断继电器KM1指令(M_Relsy或S_Relsy)时，使晶体管Q1处于截止状态，继电器KM1电源断开，其串联在助力电机驱动回路中的常开触点KM1断开，切断助力电机驱动回路的供电，电动助力转向系统切换到机械转向状态。

双MCU冗余监控由上电初始运行阶段的自检测和程序轮询运行阶段的自检测两个部分的内容组成。

1、初始运行阶段双MCU冗余自检测