[发明专利]具有看门狗监控功能的电动助力转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有看门狗监控功能的电动助力转向系统及其控制方法，包括控制单元、电机和机械转向系统，所述控制单元内部含有MCU模块和电源芯片，所述MCU模块输出PWM信号控制电机转动，所述电源芯片上集成有硬件看门狗电路，所述电机的供电端和继电器的输出回路相连，所述MCU模块的第一IO输出端和继电器的输入回路相连，第二IO输出端和电源芯片的看门狗使能端相连，第三IO输出端和电源芯片的看门狗控制端相连，复位端和电源芯片的复位端相连。本发明使用成本较低的集成到电源芯片中的硬件看门狗，通过分辨不同复位源实现对MCU自身的监控，并且在MCU故障时及时切断助力，达到与双MCU架构相同的安全效果。

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向系统及其控制方法，尤其涉及一种具有看门狗监控功能的电动助力转向系统及其控制方法。

背景技术

电动助力转向系统为驾驶员提供额外的转向助力，控制车辆的行驶方向，在车辆行驶安全中发挥极为重要的作用。

电动助力转向系统的核心是一个通过微处理器(MCU)控制电机运转的电控单元(ECU)，该微处理器的正常运转是保证整个电动助力转向系统安全可靠的关键。由于电控单元是一安全部件，必须保证在微处理器异常运行时系统进入安全状态。

现有的安全监控方式有：

(1)外部硬件看门狗(WDT)监控。当MCU运行异常时，硬件看门狗触发MCU复位，使其重新运行并恢复正常状态。

(2)双MCU架构。通过主辅MCU间周期性通讯的方式监控主MCU是否正常工作。当辅MCU收不到主MCU的握手信号时，就判定为主MCU异常，这时由辅MCU切断助力，使EPS进入安全状态，如图1所示。

方式(1)尽管避免了MCU死锁和EPS出现堵死现象，保证了安全性，但在MCU复位期间EPS不受控，导致出现短暂异常助力，给用户带来异常体验，甚至引起用户惊慌引发其它安全问题。

方式(2)则需要额外增加一个辅助MCU，提高了ECU成本、增加了ECU尺寸以及监控复杂性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有看门狗监控功能的电动助力转向系统及其控制方法，能够分辨出不同复位源的MCU实现对MCU自身的监控，并且在MCU故障时及时切断助力，通过软件方法准确诊断并记录MCU故障，达到与双MCU架构相同的安全效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有看门狗监控功能的电动助力转向系统，包括控制单元、电机和机械转向系统，所述控制单元内部含有MCU模块和电源芯片，所述MCU模块输出PWM信号控制电机转动，其中，所述电源芯片上集成有硬件看门狗电路，所述电机的供电端和继电器的输出回路相连，所述MCU模块的第一IO输出端和继电器的输入回路相连，第二IO输出端和电源芯片的看门狗使能端相连，第三IO输出端和电源芯片的看门狗控制端相连，所述MCU模块的复位端和电源芯片的复位端相连。

上述的具有看门狗监控功能的电动助力转向系统，其中，所述继电器为常开继电器，所述MCU模块的第一IO输出端通过下拉电阻和继电器的输入回路相连，所述MCU模块的第一IO输出端的默认状态为低电平，使得MCU复位和未进入正常助力控制时，继电器为断开状态。

上述的具有看门狗监控功能的电动助力转向系统，其中，所述电源芯片的硬件看门狗电路通过连接外部不同容值的电容配置看门狗复位周期。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述具有看门狗监控功能的电动助力转向系统的控制方法，其中，包括如下步骤：a)采用带看门狗的电源芯片对MCU模块供电，采用继电器控制电机供电；b)正常助力控制时，所述MCU模块闭合继电器，输出看门狗使能信号给电源芯片；所述MCU模块在控制电机助力输出的同时，对电源芯片进行周期性喂狗操作；c)如果MCU模块运行异常，当喂狗周期超过看门狗的复位周期时，所述电源芯片输出复位信号，强制MCU模块复位。