摘要：汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，駕駛汽車的人越來越多，操作汽車方向盤也變得尤為熟悉和重要，其穩(wěn)定可靠直接影響駕駛員的駕駛體驗，而助力轉向系統起到關鍵的作用，本文我們來聊聊當今主流的電子助力轉向系統如何保證穩(wěn)定可靠。

　　一、汽車助力轉向系統發(fā)展歷程

　　汽車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，已經是在助力轉向系統的發(fā)展歷程中有了質的飛躍?，F如今隨著節(jié)能環(huán)保與智慧安全已成為時代發(fā)展的主題，電子助力轉向系統（Electronic Power Steering，簡稱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，使得汽車助力轉向系統變得更環(huán)保，更節(jié)能，更人性化，更安全可靠。

　　二、如何保證EPS工作穩(wěn)定可靠

　　為了保證EPS電控系統工作穩(wěn)定可靠，在整個核心控制單元的前端到后端的所有行為應得到相應的監(jiān)控，并且采用的IC都應符合ISO 26262標準安全要求，應對在汽車內部惡劣的環(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芯片負責互聯互通和電源監(jiān)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(jiān)視，來提高系統的魯棒性及穩(wěn)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除了滿足安全等級ASIL D以外，還帶有相對于ARM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，輕松應對各種汽車電子控制應用需求。鎖步雙核的校驗核執(zhí)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故障進行錯誤處理。且FCCU模塊支持高達74個錯誤源，對應不同的錯誤源做出不同的響應，提高整個系統控制的穩(wěn)定可靠性。

　　系統基礎芯片:使用FS6500家族的芯片，提供穩(wěn)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，簡化設計，減少系統PCB的大小。在主控FCCU監(jiān)控系統的所有行為的同時，SBC提供監(jiān)視主控的高級看門狗、電壓水平檢測、FCCU監(jiān)視等功能。

　　預驅：GD3000三相預驅，集成三個半橋預驅和一個電荷泵，門極驅動能力可以達到2.5 A，可以靈活的配置驅動輸出能力，同時滿足AEC-Q100標準。

　　圖3  GD3000框圖

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

　　場效應晶體管：車規(guī)級的MOSFET，使用電荷平衡技術，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)異的開關性能，并能承受極端的dv/dt率。

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