[发明专利]一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统

说明书

本发明涉及汽车转向助力技术领域，公开了一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统。包括逻辑控制单元、驱动桥管理单元、驱动桥、EPS电机以及电流采样单元；所述逻辑控制单元包括逻辑控制模块、通讯模块一以及AD采样模块；驱动管理单元包括逻辑信号接收模块、逻辑信号放大模块、通讯模块二、电流采集处理模块、电机相位采集处理模块、电压采集处理模块以及故障诊断模块。本发明在电压低时保证一定的驱动能力，使EPS能够有效运行，受电源电压波动小；并且对电机三相电路进行电流采样，通过对电流值的诊断实现对电机相开路、短路、过流等故障的诊断，且能进行驱动桥各场效应管门极驱动关断检测、驱动桥各场效应管VDS监控，及驱动桥对电源短路的诊断。

技术领域

本发明涉及汽车转向助力技术领域，更具体地，涉及一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统。

背景技术

EPS系统中电动机及其控制单元，作为人车交互界面的执行单元，对其的保护和防患设计尤为重要。目前国内外市场上的电机及其控制单元融入了对电机的过流、H桥短路、H桥开路等故障机制。

目前的电流检测方式为电机相电流检测、母线低端电流检测和母线高端电流检测等单一方式，不能及时发现H桥场效应管的开路、短路、过流。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种在电压低时能驱动EPS，并且能对EPS的电机进行相开路、短路、过流故障诊断的基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统，包括依次连接的逻辑控制单元、驱动桥管理单元、驱动桥以及EPS电机；还包括电流采样单元；所述逻辑控制单元包括逻辑控制模块、通讯模块一以及AD采样模块；所述驱动管理单元包括逻辑信号接收模块、逻辑信号放大模块、通讯模块二、电流采集处理模块、电机相位采集处理模块、电压采集处理模块以及故障诊断模块；所述逻辑信号接收模块接收逻辑控制模块的控制信号并通过逻辑信号放大模块进行信号放大后接入驱动桥的输入端；所述电流采样单元采集驱动桥中的电机电流，并通过电流采集处理模块进行处理后传送给故障诊断模块进行故障诊断，同时通过AD采样模块传送至逻辑控制单元；所述电压采集处理模块采集驱动桥的电压信号，所述电机相位采集处理模块采集电机相位信号，所述电压信号、电机相位信号以及逻辑信号接收模块的逻辑信号均传送至故障诊断模块进行故障诊断；故障诊断模块将诊断结果通过通讯模块一和通讯模块二反馈至逻辑控制单元。

进一步地，还包括电流采样单元；所述驱动管理单元还包括电流采集处理模块；所述电流采样单元采集驱动桥中的电机电流，并通过电流采集处理模块进行处理后传送给故障诊断模块进行故障诊断，同时通过AD采样模块传送至逻辑控制单元。

进一步地，所述驱动管理单元还包括电荷泵自举电路；所述电荷泵自举电路的输入端与逻辑信号接收模块连接，其输出端与驱动桥连接。

进一步地，所述驱动桥包括场效应管或三极管。

所述驱动桥包括三对场效应管，分别驱动电机的三相；每个场效应管的G极通过TVS管与自身的S极连接，TVS管并联有电阻；每个场效应管的D极和S极之间设有阻容吸收电路；每对场效应管中，均包括高边场效应管和低边场效应管，高边场效应管的D极与电源正极连接，低边场效应管的S极与电源负极连接；高边场效应管S极与低边场效应管的D极连接。

进一步地，所述电压采集处理模块包括运算器和比较器；所述运算器的正极与驱动桥的场效应管的D极连接，所述运算器的负极与同一场效应管的S极连接；所述运算器的输出端连接比较器的负极，所述比较器的正极输入端输入设定阈值VDS；所述比较器的输出端作为电压采集处理模块的输出端。

进一步地，所述电压采集处理模块包括三组运算器和比较器，每组包括两个运算器和两个比较器，三组运算器和比较器分别连接三对场效应管。