一种具有软件集成监控功能的电动助力转向系统

摘要

本发明公开了一种具有软件集成监控功能的电动助力转向系统，其电子控制单元采用了双MCU，其中，主MCU内置控制算法，用于根据传感器信号，计算目标助力矩，控制电机输出相应的助力，完成电子控制单元的基本功能；辅助MCU内置监控算法，用于实时监控主MCU关键算法的运行情况。该电动助力转向系统安全、可靠，并具有较高的性价比。工作时，辅助MCU对电子控制单元中各关键算法模块的运行情况进行实时监控，在关键算法或相关硬件发生故障时，通知主MCU切断助力或关闭发生故障的算法模块，如此，实现了对电子控制单元软件部分的检测和故障保护，从而大大提升了电动助力转向系统的安全性和可靠性。

主权项

一种具有软件集成监控功能的电动助力转向系统，包括电动助力装置和机械转向装置，其中，电动助力装置包括扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、电机位置传感器、电子控制单元、电机和减速机构；所述电子控制单元包含一主MCU，该主MCU内置有控制算法，用于根据前述各传感器的信号，计算系统目标助力矩，并控制电机输出相应助力；其特征在于：所述电子控制单元还包含一辅助MCU，该辅助MCU内置有监控算法，用于实时监控主MCU的控制算法是否出现故障，并在出现故障时，通知主MCU切断电机助力或终止发生故障的算法；所述辅助MCU进一步包括：扭矩信号处理算法监控模块，用于监控主MCU控制算法中的扭矩信号处理算法是否出现故障；所述扭矩信号处理算法监控模块进一步包括扭矩信号估算模块、扭矩信号解码模块和扭矩信号比较模块，扭矩信号估算模块用于根据主MCU计算出的操纵扭矩，反算出初始扭矩信号的估算值；扭矩信号解码模块用于对扭矩传感器的信号进行解码，获得初始扭矩信号的实际值；扭矩信号比较模块用于计算扭矩信号的实际值和估算值的差值，并与预先设定的扭矩偏差阈值进行比较，判断主MCU的扭矩信号处理算法是否发生故障；转角信号处理算法监控模块，用于监控主MCU控制算法中的转角信号处理算法是否出现故障；所述转角信号处理算法监控模块进一步包括转角信号估算模块、转角信号解码模块以及转角信号比较模块，所述转角信号估算模块用于根据主MCU计算出的转向盘绝对位置角度，反算得到初始转角信号的估算值；所述转角信号解码模块用于对转角传感器信号进行解码，得到初始转角信号的实际值；所述转角信号比较模块用于计算初始转角信号的估算值和实际值的差值，并与预先设定的转角偏差阈值进行比较，判断主MCU的转角信号处理算法是否发生故障；目标助力矩决策算法监控模块，用于监控主MCU控制算法中的目标助力矩决策算法是否出现故障；所述目标助力矩决策算法监控模块进一步包括助力特 性查表模块、主动回正控制模块、主动阻尼控制模块、目标助力矩决策模块以及目标助力矩决策比较模块，所述助力特性查表模块用于根据车速传感器和扭矩传感器信号，以及预先设计的助力特性曲线，确定助力特性；主动回正控制模块和主动阻尼控制模块用于根据车速传感器、扭矩传感器和转角传感器的信号，分别计算回正控制力矩和阻尼控制力矩；目标助力矩决策模块用于根据获得的助力特性、回正控制力矩和阻尼控制力矩，计算出目标助力矩；目标助力矩决策比较模块用于计算主MCU和辅助MCU各自计算出的目标助力矩的差值，并与预先设定的目标助力矩偏差阈值进行比较，判断主MCU的目标助力矩决策算法是否发生故障；电机电流控制算法监控模块，用于监控主MCU控制算法中的电机电流控制算法是否出现故障；所述电机电流控制算法监控模块进一步包括电机目标电流计算模块和电机电流比较模块，电机目标电流计算模块用于根据目标助力矩指令和电机位置传感器信号，计算电机目标电流，并将其转换为目标电流指令，传送给电机电流比较模块；电机电流比较模块用于计算该电机目标电流与电机电流检测值的差值，并与预先设定的电机电流偏差阈值进行比较，判断主MCU的电机电流控制算法是否发生故障。