本實用新型屬于汽車制造領域，尤其涉及一種用于汽車上的EPS控制器電源冗余保持電路。

背景技術：

智能化時代的整車電氣系統(tǒng)復雜程度越來越高，作為轉向執(zhí)行機構的電動轉向系統(tǒng)，其安全性至關重要，現(xiàn)階段各類汽車上使用的有刷或無刷電機助力轉向系統(tǒng)(EPS)對控制器的電源冗余設計不足，存在安全性較差的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決原有汽車電機助力轉向系統(tǒng)對控制器的電源冗余設計不足，安全性較差的技術問題；提供一種EPS控制器電源冗余保持電路，其可以在車輛高速行駛過程中，在汽車點火開關信號丟失的情況下，繼續(xù)保持EPS控制模塊工作電源，EPS可以持續(xù)提供助力讓車輛安全行駛，提高安全性。

本實用新型另一目的是提供一種EPS控制器電源冗余保持電路，其可以保證當傳感器電路或外圍電路出現(xiàn)短路時，仍然能保證控制電機的單片機及控制通訊的單片機中至少有一個正確運行，并能記錄相應的故障存儲于單片機中供售后服務人員識別。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本實用新型包括電源冗余保持模塊和第一直流轉換器、第二直流轉換器，電源冗余保持模塊的輸入端和汽車點火開關信號VIGN相連，電源冗余保持模塊的控制信號輸出端ENA1分別和第一直流轉換器、第二直流轉換器的使能端相連，第一直流轉換器輸出電壓信號V5D1給第一單片機，第二直流轉換器輸出電壓信號V5T1給汽車的力矩和角度信號傳感器及電機位置傳感器，電源冗余保持模塊的點火信號采集輸出端VIGN-SEN和第一單片機相連，第一單片機的電源保持信號輸出端PSU-Hold-ON和電源冗余保持模塊相連，第一單片機為控制電機的單片機。

當汽車點火開關信號VIGN為ON時，電源冗余保持模塊的控制信號輸出端ENA1輸出一個高電平，則第一直流轉換器輸出電壓信號V5D1給第一單片機，第二直流轉換器輸出電壓信號V5T1給汽車的力矩和角度信號傳感器及電機位置傳感器，第一單片機上電初始化，當?shù)谝粏纹瑱C檢測到點火信號采集輸出端VIGN-SEN電壓超過標定值時，設置內(nèi)部點火開關信號變量，此后第一單片機的電源保持信號輸出端PSU-Hold-ON輸出高電平信號。汽車點火開關信號VIGN與電源保持信號PSU-Hold-ON并聯(lián)輸入給電源冗余保持模塊，以保持第一、第二直流轉換器的正常輸出。車輛行駛中如因震動或線束接觸不良等緣故發(fā)生點火開關信號丟失時，因第一單片機的電源保持信號PSU-Hold-ON為高電平，故電源冗余保持模塊的控制信號輸出端ENA1可持續(xù)輸出高電平信號使第一、第二直流轉換器正常供電，以保證EPS控制器不會突然失電停機。第一單片機由電壓信號V5D1供電，力矩和角度信號傳感器及電機位置傳感器由電壓信號V5T1供電，實現(xiàn)電源隔離，以保證上述傳感器在出現(xiàn)短路的情況下不會影響第一單片機的運行，從而提高系統(tǒng)安全性。

作為優(yōu)選，所述的EPS控制器電源冗余保持電路包括第三直流轉換器，所述的第一直流轉換器輸出電壓信號V5D1給第三直流轉換器，所述的第一單片機的控制信號輸出端ENA2和第三直流轉換器的使能端相連，第三直流轉換器輸出電壓信號V5D2給第二單片機，第二單片機為控制通訊的單片機。當?shù)谝粏纹瑱C和第二單片機上電初始化檢測完成，并且交互校驗無故障后，第一單片機的控制信號輸出端ENA2為高電平保持第三直流轉換器的使能信號。如果在初始化檢驗中第一單片機發(fā)現(xiàn)第二單片機有助力故障時，則第一單片機的控制信號輸出端ENA2輸出低電平以禁止第三直流轉換器的電源輸出，則第二單片機失電而停止工作，以提高系統(tǒng)的安全性。通過三個直流轉換器組成電源隔離電路，保證當傳感器電路或外圍電路出現(xiàn)短路時，仍然能保證控制電機的單片機及控制通訊的單片機中至少有一個正確運行，并能記錄相應的故障存儲于單片機中供售后服務人員識別，便于維修和維護。

作為優(yōu)選，所述的電源冗余保持模塊包括三極管Q1A、三極管Q1B和三極管Q2B，所述的第一直流轉換器、第二直流轉換器分別為直流轉換芯片U1、直流轉換芯片U2，直流轉換芯片U1采用TLS850F芯片，直流轉換芯片U2采用TLE715B0芯片；汽車點火開關信號VIGN和電感L1的一端相連，電感L1的另一端經(jīng)電阻R6和三極管Q1B的基極相連，三極管Q1B的發(fā)射極接地，電感L1和電阻R6的連接點與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端既經(jīng)電阻R10接地又經(jīng)電阻R9成為點火信號采集輸出端VIGN-SEN和所述的第一單片機相連，點火信號采集輸出端VIGN-SEN經(jīng)電容C9接地，三極管Q1B的集電極經(jīng)電阻R3和三極管Q2B的基極相連，三極管Q2B的基極和三極管Q2B的集電極之間連接有電容C4，三極管Q2B的集電極，一路和直流轉換芯片U1的2腳相連，另一路經(jīng)電容C6和電阻R7的并聯(lián)電路接地，三極管Q2B的基極和穩(wěn)壓管D2的正極相連，穩(wěn)壓管D2的負極及三極管Q2B的發(fā)射極均接+12V電壓，+12V電壓和接地端之間連接有電容C1和電容C2的并聯(lián)電路，第一單片機的電源保持信號輸出端PSU-Hold-ON和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端和三極管Q1A的基極相連，三極管Q1A的發(fā)射極接地，三極管Q1A的集電極、三極管Q1B的集電極均經(jīng)電阻R1接+12V電壓；直流轉換芯片U1的1腳、直流轉換芯片U2的1腳均接+12V電壓，直流轉換芯片U2的2腳和直流轉換芯片U1的2腳相連，直流轉換芯片U1的4腳和5腳之間連接有電阻R5，直流轉換芯片U1的4腳接地，直流轉換芯片U1的5腳經(jīng)電阻R4和直流轉換芯片U1的7腳相連，直流轉換芯片U1的7腳和接地端之間連接有電容C5和電容C3的并聯(lián)電路，直流轉換芯片U1的7腳輸出電壓信號V5D1給所述的第一單片機；直流轉換芯片U2的3腳和8腳之間連接有電容C8和電容C7，直流轉換芯片U2的3腳接地，直流轉換芯片U2的8腳輸出電壓信號V5T1給汽車的力矩和角度信號傳感器及電機位置傳感器。

作為優(yōu)選，所述的EPS控制器電源冗余保持電路包括第三直流轉換器，第三直流轉換器為直流轉換芯片U3，直流轉換芯片U3采用TLE4251D芯片；直流轉換芯片U3的1腳既接+12V電壓又經(jīng)電容C10接地，直流轉換芯片U3的2腳既和所述的第一單片機的控制信號輸出端ENA2相連又經(jīng)電阻R11和直流轉換芯片U1的7腳相連，直流轉換芯片U3的4腳也和直流轉換芯片U1的7腳相連，直流轉換芯片U3的3腳接地，直流轉換芯片U3的3腳和5腳之間連接有電容C12和電容C11，直流轉換芯片U3的5腳輸出電壓信號V5D2給第二單片機，第二單片機為控制通訊的單片機。

本實用新型的有益效果是：通過電源冗余保持模塊，可以在車輛高速行駛過程中，在汽車點火開關信號丟失的情況下，繼續(xù)保持EPS控制模塊工作電源，EPS可以持續(xù)提供助力讓車輛安全行駛，提高安全性；通過三個直流轉換芯片組成電源隔離電路，保證當傳感器電路或外圍電路出現(xiàn)短路時，仍然能保證控制電機的單片機及控制通訊的單片機中至少有一個正確運行，并能記錄相應的故障存儲于單片機中供售后服務人員識別，便于維修和維護。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構框圖。

圖2是本實用新型的一種電路原理圖。

圖中1.電源冗余保持模塊，2.第一直流轉換器，3.第二直流轉換器，4.第一單片機，5.力矩和角度信號傳感器，6.電機位置傳感器，7.第三直流轉換器，8.第二單片機。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：本實施例的一種EPS控制器電源冗余保持電路，如圖1所示，包括電源冗余保持模塊1和第一直流轉換器2、第二直流轉換器3、第三直流轉換器7。電源冗余保持模塊1的輸入端和汽車點火開關信號VIGN相連，電源冗余保持模塊1的控制信號輸出端ENA1分別和第一直流轉換器2、第二直流轉換器3的使能端相連，第一直流轉換器2輸出電壓信號V5D1給第一單片機4，第一單片機4為汽車上控制電機的單片機，第二直流轉換器3輸出電壓信號V5T1給汽車的力矩和角度信號傳感器5及電機位置傳感器6，電源冗余保持模塊1的點火信號采集輸出端VIGN-SEN和第一單片機4相連，第一單片機4的電源保持信號輸出端PSU-Hold-0N和電源冗余保持模塊1相連。同時，第一直流轉換器2輸出電壓信號V5D1給第三直流轉換器7，第一單片機4的控制信號輸出端ENA2和第三直流轉換器7的使能端相連，第三直流轉換器7輸出電壓信號V5D2給第二單片機8，第二單片機8為汽車上控制通訊的單片機。

如圖2所示，電源冗余保持模塊1包括三極管Q1A、三極管Q1B和三極管Q2B，第一直流轉換器2、第二直流轉換器3、第三直流轉換器7分別為直流轉換芯片U1、直流轉換芯片U2、直流轉換芯片U3，直流轉換芯片U1采用TLS850F芯片，直流轉換芯片U2采用TLE715B0芯片，直流轉換芯片U3采用TLE4251D芯片。汽車蓄電池輸出的12V電壓VBAT和穩(wěn)壓管D1的正極相連，穩(wěn)壓管D1的負極輸出+12V電壓。電壓汽車點火開關信號VIGN和電感L1的一端相連，電感L1的另一端經(jīng)電阻R6和三極管Q1B的基極相連，三極管Q1B的發(fā)射極接地，電感L1和電阻R6的連接點與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端既經(jīng)電阻R10接地又經(jīng)電阻R9成為點火信號采集輸出端VIGN-SEN和第一單片機4相連，點火信號采集輸出端VIGN-SEN經(jīng)電容C9接地，三極管Q1B的集電極經(jīng)電阻R3和三極管Q2B的基極相連，三極管Q2B的基極和三極管Q2B的集電極之間連接有電容C4，三極管Q2B的集電極，一路和直流轉換芯片U1的2腳(使能端)相連，另一路經(jīng)電容C6和電阻R7的并聯(lián)電路接地，三極管Q2B的基極和穩(wěn)壓管D2的正極相連，穩(wěn)壓管D2的負極及三極管Q2B的發(fā)射極均接+12V電壓，+12V電壓和接地端之間連接有電容C1和電容C2的并聯(lián)電路，第一單片機4的電源保持信號輸出端PSU-Hold-ON和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端和三極管Q1A的基極相連，三極管Q1A的發(fā)射極接地，三極管Q1A的集電極、三極管Q1B的集電極均經(jīng)電阻R1接+12V電壓；直流轉換芯片U1的1腳、直流轉換芯片U2的1腳均接+12V電壓，直流轉換芯片U2的2腳(使能端)和直流轉換芯片U1的2腳相連，直流轉換芯片U1的4腳和5腳之間連接有電阻R5，直流轉換芯片U1的4腳接地，直流轉換芯片U1的5腳經(jīng)電阻R4和直流轉換芯片U1的7腳相連，直流轉換芯片U1的7腳和接地端之間連接有電容C5和電容C3的并聯(lián)電路，直流轉換芯片U1的7腳輸出電壓信號V5D1給第一單片機4供電，直流轉換芯片U1的6腳和第一單片機的看門狗信號WATCHDOG相連，直流轉換芯片U1的3腳輸出RESET信號給第一單片機；直流轉換芯片U2的3腳和8腳之間連接有電容C8和電容C7，直流轉換芯片U2的3腳接地，直流轉換芯片U2的8腳輸出電壓信號V5T1給汽車的力矩和角度信號傳感器5及電機位置傳感器6供電。直流轉換芯片U3的1腳既接+12V電壓又經(jīng)電容C10接地，直流轉換芯片U3的2腳(使能端)既和第一單片機4的控制信號輸出端ENA2相連又經(jīng)電阻R11和直流轉換芯片U1的7腳相連，直流轉換芯片U3的4腳也和直流轉換芯片U1的7腳(電壓信號V5D1)相連，直流轉換芯片U3的3腳接地，直流轉換芯片U3的3腳和5腳之間連接有電容C12和電容C11，直流轉換芯片U3的5腳輸出電壓信號V5D2給第二單片機8供電。

1、電源冗余保持模塊工作原理：當汽車點火開關信號VIGN為ON時，電源冗余保持模塊的控制信號輸出端ENA1輸出一個高電平，則直流轉換芯片U1的7腳輸出電壓信號V5D1，直流轉換芯片U2輸出電壓信號V5T1，則第一單片機上電初始化，當?shù)谝粏纹瑱C檢測到點火信號采集輸出端VIGN-SEN電壓超過標定值時，設置內(nèi)部點火開關信號IG ON變量，此后第一單片機的電源保持信號輸出端PSU-Hold-ON輸出高電平信號。汽車點火開關信號VIGN與電源保持信號PSU-Hold-ON并聯(lián)輸入給電源冗余保持模塊，以保持直流轉換芯片U1及直流轉換芯片U2的正常輸出。車輛行駛中如因震動或線束接觸不良等緣故發(fā)生硬線IG信號或CAN總線IG信號(點火開關信號)丟失時，因第一單片機的電源保持信號PSU-Hold-ON為高電平，故電源冗余保持模塊的控制信號輸出端ENA1可持續(xù)輸出高電平信號使直流轉換芯片U1及直流轉換芯片U2正常供電，以保證EPS控制器不會突然失電停機，從而提高系統(tǒng)安全性。

2、電源隔離電路工作原理：直流轉換芯片U1的7腳輸出電壓信號V5D1(電源5V)給第一單片機供電，直流轉換芯片U2的8腳輸出電壓信號V5T1(電源5V)給汽車的力矩和角度信號傳感器及電機位置傳感器供電，實現(xiàn)電源隔離，以保證上述傳感器在出現(xiàn)短路的情況下不會影響第一單片機的運行。同時直流轉換芯片U1的7腳輸出電壓信號V5D1經(jīng)電阻R11連接至直流轉換芯片U3的使能引腳，當直流轉換芯片U1輸出電壓信號V5D1時即使能直流轉換芯片U3輸出電壓信號V5D2給第二單片機，則第二單片機進行上電初始化檢測，當?shù)谝粏纹瑱C和第二單片機上電初始化檢測完成，并且交互校驗無故障后，第一單片機的控制信號輸出端ENA2為高電平保持直流轉換芯片U3的使能信號。如果在初始化檢驗中第一單片機發(fā)現(xiàn)第二單片機有助力故障時，則第一單片機的控制信號輸出端ENA2輸出低電平以禁止直流轉換芯片U3的5V電源輸出，則第二單片機失電而停止工作，以提高系統(tǒng)的安全性。

本實用新型通過電源冗余保持模塊，可以在車輛高速行駛過程中，在汽車點火開關信號丟失的情況下，繼續(xù)保持EPS控制模塊工作電源，EPS可以持續(xù)提供助力讓車輛安全行駛，提高安全性；通過三個直流轉換芯片組成電源隔離電路，保證當傳感器電路或外圍電路出現(xiàn)短路時，仍然能保證控制電機的單片機及控制通訊的單片機中至少有一個正確運行，并能記錄相應的故障存儲于單片機中供售后服務人員識別，便于維修和維護。