揭秘如何保證EPS穩定可靠

一、汽車(chē)助力轉向系統發(fā)展歷程

汽車(chē)助力轉向系統從最早操作費力的傳統機械轉向系統，發(fā)展到機械液壓助力轉向系統，到當下普遍的電子液壓助力轉向系統，已經(jīng)是在助力轉向系統的發(fā)展歷程中有了質(zhì)的飛躍?，F如今隨著(zhù)節能環(huán)保與智慧安全已成為時(shí)代發(fā)展的主題，電子助力轉向系統（Electronic Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）隨之誕生。在電子液壓助力轉向系統的基礎上去除了液壓助力系統，使得汽車(chē)助力轉向系統變得更環(huán)保，更節能，更人性化，更安全可靠。

二、如何保證EPS工作穩定可靠

為了保證EPS電控系統工作穩定可靠，在整個(gè)核心控制單元的前端到后端的所有行為應得到相應的監控，并且采用的IC都應符合ISO 26262標準安全要求，應對在汽車(chē)內部惡劣的環(huán)境。本文介紹方案采用集成CAN/LIN收發(fā)器，功能安全等級ASIL D的電源SBC芯片負責互聯(lián)互通和電源監控管理，配合功能安全等級ASIL D的主控MCU SPC5744P，主控中集成獨立于MCU的FCCU錯誤檢測控制單元，結合SBC對FCCU的監視，來(lái)提高系統的魯棒性及穩定可靠。

圖1 功能安全等級故障、失效率指標

圖2  EPS控制方案介紹

主控MCU：SPC5744P除了滿(mǎn)足安全等級ASIL D以外，還帶有相對于A(yíng)RM框架更豐富的外設資源，以及最高能達到384K RAM空間和2.5M的Flash空間，在主頻200MHz的鎖步雙核下，提供了更高的系統靈活性，輕松應對各種汽車(chē)電子控制應用需求。鎖步雙核的校驗核執行和主核相同的指令，校驗運行的指令是否正確。如果出現不匹配，則觸發(fā)FCCU故障進(jìn)行錯誤處理。且FCCU模塊支持高達74個(gè)錯誤源，對應不同的錯誤源做出不同的響應，提高整個(gè)系統控制的穩定可靠性。

系統基礎芯片:使用FS6500家族的芯片，提供穩定可靠的電流電壓給系統正常運行工作，還集成了CAN/LIN收發(fā)器，簡(jiǎn)化設計，減少系統PCB的大小。在主控FCCU監控系統的所有行為的同時(shí)，SBC提供監視主控的高級看門(mén)狗、電壓水平檢測、FCCU監視等功能。

預驅?zhuān)篏D3000三相預驅?zhuān)扇齻€(gè)半橋預驅和一個(gè)電荷泵，門(mén)極驅動(dòng)能力可以達到2.5 A，可以靈活的配置驅動(dòng)輸出能力，同時(shí)滿(mǎn)足AEC-Q100標準。

圖3  GD3000框圖

磁性旋轉位置傳感器：AS5147支持DAEC動(dòng)態(tài)角度誤差補償，11位二進(jìn)制增量脈沖計數，可編程的零位位置，支持14位分辨率，滿(mǎn)足AEC-Q100 0級標準。

場(chǎng)效應晶體管：車(chē)規級的MOSFET，使用電荷平衡技術(shù)，具有低導通電阻和較小的柵極電荷性能。以最小化傳導損耗，提供優(yōu)異的開(kāi)關(guān)性能，并能承受極端的dv/dt率。

EEPROM：在EPS系統中，針對重要的數據，配備車(chē)規級的EEPROM存儲，存儲重要的數據以及備份。