本實(shí)用新型屬于汽車(chē)電子技術(shù)，涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其涉及一種基于外部看門(mén)狗的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為駕駛員提供額外的轉(zhuǎn)向助力，控制車(chē)輛的行駛方向，在車(chē)輛行駛安全中發(fā)揮極為重要的作用。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心是一個(gè)通過(guò)微處理器(MCU)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電控單元(ECU),該微處理器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保證整個(gè)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全可靠的關(guān)鍵。由于電控單元是一安全部件，必須保證在微處理器異常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。
可采用外部看門(mén)狗(WDT)監(jiān)控的方式監(jiān)控MCU的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)MCU運(yùn)行異常時(shí)觸發(fā)MCU復(fù)位，使其重新運(yùn)行并恢復(fù)正常狀態(tài)。
但這種監(jiān)控方式監(jiān)控的對(duì)象是MCU，且MCU復(fù)位后無(wú)法判斷ECU復(fù)位前的狀態(tài)，外部看門(mén)狗本身的故障則無(wú)法診斷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種更加合理的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使用能分辨出不同復(fù)位源的MCU實(shí)現(xiàn)對(duì)外部看門(mén)狗功能的診斷，彌補(bǔ)看門(mén)狗監(jiān)控系統(tǒng)的不足。
本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于外部看門(mén)狗的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，含有電機(jī)和MCU模塊，所述MCU模塊輸出PWM信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述MCU模塊通過(guò)繼電器對(duì)所述電機(jī)進(jìn)行開(kāi)?？刂?，所述電機(jī)的供電端和繼電器的輸出回路相連，所述MCU模塊的第一IO輸出端和繼電器的輸入回路相連，第二IO輸出端和外部看門(mén)狗芯片的使能端相連，第三IO輸出端和外部看門(mén)狗芯片的喂狗輸出端相連，所述MCU模塊的復(fù)位端和外部看門(mén)狗芯片的復(fù)位端相連。
上述的基于外部看門(mén)狗的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述繼電器為常開(kāi)繼電器，所述MCU模塊的第一IO輸出端通過(guò)下拉電阻和繼電器的輸入回路相連，所述MCU模塊的第一IO輸出端的默認(rèn)狀態(tài)為低電平，使得MCU復(fù)位和未進(jìn)入正常助力控制時(shí)，繼電器為斷開(kāi)狀態(tài)。
上述的基于外部看門(mén)狗的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述外部看門(mén)狗芯片通過(guò)外部不同容值的電容配置看門(mén)狗復(fù)位周期。
本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本實(shí)用新型提供的基于外部看門(mén)狗的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使用能分辨出不同復(fù)位源的MCU實(shí)現(xiàn)對(duì)外部看門(mén)狗功能和MCU自身的診斷，并且在看門(mén)狗故障或MCU異常時(shí)及時(shí)切斷助力，通過(guò)軟件準(zhǔn)確診斷并記錄當(dāng)前故障，彌補(bǔ)看門(mén)狗監(jiān)控系統(tǒng)的不足。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的看門(mén)狗監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；
圖2為本實(shí)用新型看門(mén)狗復(fù)位各信號(hào)關(guān)系示意圖；
圖3為本實(shí)用新型看門(mén)狗診斷的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；
圖4為本實(shí)用新型看門(mén)狗診斷實(shí)現(xiàn)方案示意圖；
圖5為本實(shí)用新型看門(mén)狗診斷流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的看門(mén)狗監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本發(fā)明使用的繼電器為常開(kāi)繼電器，其開(kāi)關(guān)狀態(tài)由MCU控制，信號(hào)①為其控制信號(hào)，高電平有效。當(dāng)MCU輸出高電平時(shí)，繼電器閉合，母線電流可輸入電機(jī)為EPS提供助力。當(dāng)MCU輸出低電平或輸出三態(tài)時(shí)，繼電器斷開(kāi)，切斷母線電流，EPS轉(zhuǎn)為機(jī)械助力狀態(tài)。當(dāng)ECU診斷出故障時(shí)，為保證EPS的安全性，MCU切斷繼電器，使EPS進(jìn)入安全狀態(tài)。
信號(hào)①的默認(rèn)狀態(tài)為低電平，在硬件上由一下拉電阻拉低，這樣就保證在MCU復(fù)位和未進(jìn)入正常助力控制時(shí)，繼電器為斷開(kāi)狀態(tài)，防止這時(shí)EPS不受控出現(xiàn)異常助力。
看門(mén)狗的復(fù)位周期一般由硬件充放電電路配置，例如可配置為30ms。信號(hào)②為看門(mén)狗使能信號(hào)，高有效，默認(rèn)為低，禁止看門(mén)狗輸出復(fù)位信號(hào)。為高時(shí)，則在看門(mén)狗溢出時(shí)輸出復(fù)位信號(hào)。信號(hào)③為喂狗信號(hào)，一般為低脈沖信號(hào)，相鄰脈沖的間隔若超出看門(mén)狗復(fù)位周期，則看門(mén)狗溢出，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。所以，當(dāng)看門(mén)狗使能時(shí)，MCU必須保證喂狗信號(hào)的輸出周期小于看門(mén)狗的復(fù)位周期。信號(hào)④為看門(mén)狗溢出時(shí)的復(fù)位輸出信號(hào)，低電平將導(dǎo)致MCU進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，上升沿使MCU重新運(yùn)行。
看門(mén)狗復(fù)位時(shí)各信號(hào)的關(guān)系如圖2所示。
在ECU上電診斷階段，MCU可對(duì)外部看門(mén)狗的復(fù)位功能進(jìn)行診斷，診斷策略如圖5所示：
1.在RAM中分配空間定義外部看門(mén)狗診斷狀態(tài)機(jī)EWDT_DiagState,且禁止復(fù)位時(shí)對(duì)其初始化；
2.當(dāng)前復(fù)位源為上電復(fù)位時(shí)，清除看門(mén)狗故障標(biāo)志EWDT_FaultFlag＝FALSE和故障類(lèi)型EWDT_ResetErrorCode＝EWDT_OK，設(shè)置EWDT_DiagState為DIAG_EWDT_NO_RESET，使能看門(mén)狗，同時(shí)MCU在看門(mén)狗復(fù)位周期內(nèi)喂狗，連續(xù)3個(gè)周期，正常情況下不應(yīng)產(chǎn)生看門(mén)狗復(fù)位；
3.若這時(shí)異常產(chǎn)生了看門(mén)狗復(fù)位，則MCU將會(huì)檢測(cè)到看門(mén)狗復(fù)位源。同時(shí)判斷EWDT_DiagState狀態(tài)，若仍為DIAG_EWDT_NO_RESET，表復(fù)位前MCU并未使看門(mén)狗溢出，則診斷為看門(mén)狗故障EWDT_FaultFlag＝TRUE,且故障類(lèi)型為異常復(fù)位EWDT_ResetErrorCode＝EWDT_ERR_RESET，退出看門(mén)狗診斷；
4.若這時(shí)未產(chǎn)生了看門(mén)狗復(fù)位，則設(shè)置EWDT_DiagState為DIAG_EWDT_RESET，并且MCU停止喂狗，并等待2個(gè)看門(mén)狗復(fù)位周期，正常情況下應(yīng)觸發(fā)看門(mén)狗復(fù)位；
5.若這時(shí)仍未產(chǎn)生了看門(mén)狗復(fù)位，則診斷為看門(mén)狗故障EWDT_FaultFlag＝TRUE,且故障類(lèi)型為看門(mén)狗復(fù)位無(wú)效EWDT_ResetErrorCode＝EWDT_RESET_INVALID，退出看門(mén)狗診斷；
6.若這時(shí)正常產(chǎn)生了看門(mén)狗復(fù)位，則MCU將會(huì)檢測(cè)到看門(mén)狗復(fù)位源。同時(shí)判斷EWDT_DiagState狀態(tài)，若仍為DIAG_EWDT_RESET，表復(fù)位前MCU使看門(mén)狗溢出，則診斷為看門(mén)狗無(wú)故障EWDT_ResetErrorCode＝EWDT_OK，清看門(mén)狗故障標(biāo)志EWDT_FaultFlag＝FALSE，退出看門(mén)狗診斷；
7.看門(mén)狗診斷完畢，設(shè)置EWDT_DiagState為DIAG_EWDT_FINISH，禁止看門(mén)狗，繼續(xù)診斷ECU其它功能。
若未診斷出故障，則系統(tǒng)進(jìn)入正常助力控制，MCU閉合繼電器，同時(shí)控制看門(mén)狗使能，并對(duì)看門(mén)狗芯片進(jìn)行周期性喂狗操作。
可根據(jù)復(fù)位源類(lèi)型和EWDT_DiagState狀態(tài)，判斷當(dāng)前的復(fù)位是否為MCU異常導(dǎo)致：復(fù)位源為外部看門(mén)狗復(fù)位且EWDT_DiagState為DIAG_EWDT_FINISH時(shí)，則可診斷為MCU異常。這時(shí)，信號(hào)①自動(dòng)進(jìn)入默認(rèn)狀態(tài)，斷開(kāi)繼電器，使EPS及時(shí)進(jìn)入安全狀態(tài)，防止異常助力的產(chǎn)生。
看門(mén)狗診斷的狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖3所示。
該系統(tǒng)彌補(bǔ)了EPS系統(tǒng)中外部看門(mén)狗監(jiān)控的不足，達(dá)到雙MCU監(jiān)控的效果，并節(jié)約了成本。
一具體實(shí)施電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。
其中CD為看門(mén)狗充電電容，它的容量決定看門(mén)狗復(fù)位周期：
TWO＝2.976*106*CD s
在本方案中，CD＝10nF，故看門(mén)狗復(fù)位周期TWO約為30ms。
另外，WDT的復(fù)位輸出腳RESET輸入MCU的ESR1腳，作為MCU的一個(gè)外部復(fù)位源使用。
在上電初始化時(shí)，將ESR1配置為復(fù)位輸入。在MCU復(fù)位時(shí)，則可通過(guò)相關(guān)寄存器判斷最近的復(fù)位源。
看門(mén)狗診斷的處理流程圖如圖5所示。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。