一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置及方法

摘要

本发明提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置及方法，所述检测装置能够通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2检测电机相电流和母线电流，有效防止电机同向瞬间抱死和非计划助力，实现了事故预防和事故回避，提高系统的安全性和操作性。本发明能够实时采集驱动电路在电机运行状态和续流状态的电流值，提高测量和控制精度，使电动机在不同工况下提供平稳、有效的助力，保证汽车在低速时转向轻便、灵活，高速时转向有足够的路感，良好的跟踪性能和操作稳定性。本发明还基于上述H桥驱动电路检测装置，提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测方法，所述装置与方法相结合实现了H桥驱动电路的检测。

权利要求

1.一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置的检测方法，所述EPS系统中的H桥驱动电路检测装置包括驱动管理模块和H桥驱动电路，所述驱动管理模块提供H桥驱动电路的工作电压，驱动管理模块还对H桥驱动电路进行实时的过压、低压、过流的诊断和监测；H桥驱动电路驱动电机运行，H桥驱动电路包括4个三极管或场效应管，通过对角三极管或场效应管的导通实现电机正向或反向运转的目的，其特征在于，所述H桥驱动电路还包括与电机串联的第一电流传感器S1，以及串联在H桥驱动电路的工作电路和接地端之间的第二电流传感器S2，第一电流传感器S1和第二电流传感器S2与驱动管理模块电连接；所述H桥驱动电路的4个三极管或场效应管分别记为Q1、Q2、Q3和Q4，Q1和Q4为H桥驱动电路的一组对角的三极管或场效应管，Q1和Q4导通时，电机M1正向运转；Q2和Q3为H桥驱动电路的另一组对角的三极管或场效应管，Q2和Q3导通时，电机M1反向运转；

其特征在于，所述检测方法包括：在Q1和Q4导通时，如果Q2因器件本身故障或软件逻辑错误而导通，则导致H桥驱动电路的左边线路直通；或者因电机突然抱死导致第二电流传感器S2检测到电流突然变大，此时驱动管理模块通过检测第一电流传感器S1和第二电流传感器S2的电流值，诊断故障并关断H桥驱动电路，从而EPS系统助力失效，保护驾驶员安全行驶；

所述检测方法还包括：在Q4导通，Q1 关断时，电机回路通过电机M1、Q4、Q2、第一电流传感器S1续流，如果此时驱动管理模块检测到第一电流传感器S1无电流或过低电流值，则诊断为电机回路故障，诊断故障并关断H桥驱动电路，保障驾驶员安全。

2.根据权利要求1所述的H桥驱动电路检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：在Q1和Q4导通时，Q2为断开状态，如果此时Q2已经损坏，无法开启，那么在电机换向时，手感会有波动和顿挫感，驱动管理模块通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2进行电流检测，对Q2提前诊断，一旦发现故障并及时做出相应措施，保障驾驶员安全。

说明书

一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车电动助力转向器领域，更具体地，涉及一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置及方法。

背景技术

[0002] 随着汽车行业的发展，人们对汽车安全性的要求越来越高，汽车安全相关的系统越来越多的在汽车上得到应用。汽车的安全性包括主动安全性和被动安全性两大类。主动安全性是指实现事故预防和事故回避，防止事故发生。因其防患于未然，所以越来越受到人们重视。

[0003]  EPS的市场分析显示，目前市场上对具备众多附加功能尤其是对具有主动安全功能的EPS系统有强烈的需求。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，但对电流的检测以及驾驶员操作过程中可能产生的电机抱死等现象重视不够。

[0004] 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，其对于及时发现H桥MOS的开路、电机瞬间抱死等方面的设计还存在一定的不足。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

[0006] 本发明的首要目的是克服现有技术的不能及时发现H桥MOS的开路、电机瞬间抱死的缺陷，提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置。

[0007] 本发明的进一步目的是提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测方法。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

[0009] 一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置，包括驱动管理模块和H桥驱动电路，所述驱动管理模块提供H桥驱动电路的驱动电压，驱动管理模块还对H桥驱动电路进行实时的过压、低压、过流的诊断和监测；H桥驱动电路驱动电机运行，H桥驱动电路包括4个三极管或场效应管，通过对角三极管或场效应管的导通实现电机正向或反向运转的目的，所述H桥驱动电路还包括与电机串联的第一电流传感器S1，以及串联在H桥驱动电路的工作电路和接地端之间的第二电流传感器S2，第一电流传感器S1和第二电流传感器S2与驱动管理模块电连接。

[0010] 在一种优选的方案中，所述H桥驱动电路的4个三极管或场效应管分别记为Q1、Q2、Q3和Q4，Q1和Q4为H桥驱动电路的一组对角的三极管或场效应管，Q1和Q4导通时，电机M1正向运转；Q2和Q3为H桥驱动电路的另一组对角的三极管或场效应管，Q2和Q3导通时，电机M1反向运转。

[0011] 一种上述H桥驱动电路检测装置的检测方法，所述检测方法包括：在Q1和Q4导通时，如果Q2因器件本身故障或软件逻辑错误而导通，则导致H桥驱动电路的左边线路直通；或者因电机突然抱死导致第二电流传感器S2检测到电流突然变大，此时驱动管理模块通过检测第一电流传感器S1和第二电流传感器S2的电流值，诊断故障并关断H桥驱动电路，从而EPS系统助力失效，或开启小助力模式，以保护驾驶员安全行驶。

[0012] 在一种优选的方案中，所述检测方法还包括：在Q4导通，Q1 关断时，电机回路通过电机M1、Q4、Q2、第一电流传感器S1续流，如果此时驱动管理模块检测到第一电流传感器S1无电流或过低电流值，则诊断为电机回路故障，诊断故障并关断H桥驱动电路，保障驾驶员安全。

[0013] 在一种优选的方案中，所述检测方法还包括：在Q1和Q4导通时，Q2为断开状态，如果此时Q2已经损坏，无法开启，那么在电机换向时，手感会有很强的波动感和顿挫感，驱动管理模块通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2进行冗余的电流检测，对Q2提前诊断，一旦发现故障并及时做出相应措施，保障驾驶员安全。

[0014] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置，能够通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2检测电机相电流和母线电流，有效防止电机同向瞬间抱死和非计划助力，实现了事故预防和事故回避，提高系统的安全性和操作性。本发明能够实时采集驱动电路在电机运行状态和续流状态的电流值，提高测量和控制精度，使电动机在不同工况下提供平稳、有效的助力，保证汽车在低速时转向轻便、灵活，高速时转向有足够的路感，良好的跟踪性能和操作稳定性。本发明还基于上述H桥驱动电路检测装置，提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测方法，所述装置与方法相结合实现了H桥驱动电路的检测。

附图说明

[0015] 图1为本发明EPS系统中的H桥驱动电路检测装置电路图。

[0016] 图2为H桥驱动电路的示意图。

[0017] 图3为H桥驱动电路在Q1和Q4导通时的状态图。

[0018] 图4为H桥驱动电路在在Q4导通、Q1 关断时的续流状态图。

具体实施方式

[0019] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

[0020] 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

[0021] 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

[0023] 实施例1

[0024] 如图1-4所示，一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置，包括驱动管理模块和H桥驱动电路，所述驱动管理模块提供H桥驱动电路的工作电压，驱动管理模块还对H桥驱动电路进行实时的过压、低压、过流的诊断和监测；H桥驱动电路驱动电机运行，H桥驱动电路包括4个三极管或场效应管，通过对角三极管或场效应管的导通实现电机正向或反向运转的目的，所述H桥驱动电路还包括与电机串联的第一电流传感器S1，以及串联在H桥驱动电路的工作电路和接地端之间的第二电流传感器S2，第一电流传感器S1和第二电流传感器S2与驱动管理模块电连接。

[0025] 在具体实施过程中，所述H桥驱动电路的4个三极管或场效应管分别记为Q1、Q2、Q3和Q4，Q1和Q4为H桥驱动电路的一组对角的三极管或场效应管，Q1和Q4导通时，电机M1正向运转；Q2和Q3为H桥驱动电路的另一组对角的三极管或场效应管，Q2和Q3导通时，电机M1反向运转。

[0026] 一种上述H桥驱动电路检测装置的检测方法，所述检测方法包括：在Q1和Q4导通时，如果Q2因器件本身故障或软件逻辑错误而导通，则导致H桥驱动电路的左边线路直通；或者因电机突然抱死导致第二电流传感器S2检测到电流突然变大，此时驱动管理模块通过检测第一电流传感器S1和第二电流传感器S2的电流值，诊断故障并关断H桥驱动电路，从而EPS系统助力失效，或开启小助力模式，以保护驾驶员安全行驶。

[0027] 在具体实施过程中，所述检测方法还包括：在Q4导通，Q1 关断时，电机回路通过电机M1、Q4、Q2、第一电流传感器S1续流，如果此时驱动管理模块检测到第一电流传感器S1无电流或过低电流值，则诊断为电机回路故障，诊断故障并关断H桥驱动电路，保障驾驶员安全。

[0028] 在具体实施过程中，所述检测方法还包括：在Q1和Q4导通时，Q2为断开状态，如果此时Q2已经损坏，无法开启，那么在电机换向时，手感会有很强的波动感和顿挫感，驱动管理模块通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2进行冗余电流检测，对Q2提前诊断，一旦发现故障并及时做出相应措施，保障驾驶员安全。

[0029] 本发明提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测装置，能够通过第一电流传感器S1和第二电流传感器S2检测电机相电流和母线电流，有效防止电机同向瞬间抱死和非计划助力，实现了事故预防和事故回避，提高系统的安全性和操作性。本发明能够实时采集驱动电路在电机运行状态和续流状态的电流值，提高测量和控制精度，使电动机在不同工况下提供平稳、有效的助力，保证汽车在低速时转向轻便、灵活，高速时转向有足够的路感，良好的跟踪性能和操作稳定性。本发明还基于上述H桥驱动电路检测装置，提供一种EPS系统中的H桥驱动电路检测方法，所述装置与方法相结合实现了H桥驱动电路的检测。

[0030] 相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

[0031] 附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

[0032] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。