汽車電子領(lǐng)域的如火如荼的迅猛發(fā)展中，從物聯(lián)網(wǎng)的問世，再到車聯(lián)網(wǎng)的落地，可以說是無縫銜接。但是對于汽車而言，安全駕駛最重要的因素還是穩(wěn)定性和可靠性，才能讓駕駛員有完美的駕駛感。本文會闡述關(guān)于提高EPS的穩(wěn)定性、可靠性，看看是哪些因素在作怪？

一、汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展歷程

汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從最早操作費力的傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，發(fā)展到機械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，到當下普遍的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，已經(jīng)是在助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程中有了質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electronic Power Steering，簡稱 EPS）隨之誕生。在電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上去除了液壓助力系統(tǒng)，使得汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)得到相應(yīng)的監(jiān)控，并且采用的 IC 都應(yīng)符合 ISO 26262 標準安全要求，應(yīng)對在汽車內(nèi)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(zé)互聯(lián)互通和電源監(jiān)控管理，配合功能安全等級 ASIL D 的主控 MCUSPC5744P，主控中集成獨立于 MCU 的 FCCU 錯誤檢測控制單元，結(jié)合 SBC 對 FCCU 的監(jiān)視，來提高系統(tǒng)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(shè)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(tǒng)靈活性，輕松應(yīng)對各種汽車電子控制應(yīng)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(xiàn)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(yīng)不同的錯誤源做出不同的響應(yīng)，提高整個系統(tǒng)控制的穩(wěn)定可靠性。

系統(tǒng)基礎(chǔ)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(tǒng)正常運行工作，還集成了 CAN/LIN 收發(fā)器，簡化設(shè)計，減少系統(tǒng) PCB 的大小。在主控 FCCU 監(jiān)控系統(tǒng)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(yù)驅(qū)：GD3000 三相預(yù)驅(qū)，集成三個半橋預(yù)驅(qū)和一個電荷泵，門極驅(qū)動能力可以達到 2.5 A，可以靈活的配置驅(qū)動輸出能力，同時滿足 AEC-Q100 標準。

圖 3  GD3000 框圖

磁性旋轉(zhuǎn)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(shù)，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(yīng)晶體管：車規(guī)級的 MOSFET，使用電荷平衡技術(shù)，具有低導(dǎo)通電阻和較小的柵極電荷性能。以最小化傳導(dǎo)損耗，提供優(yōu)異的開關(guān)性能，并能承受極端的 dv/dt 率。

EEPROM：在 EPS 系統(tǒng)中，針對重要的數(shù)據(jù)，配備車規(guī)級的 EEPROM 存儲，存儲重要的數(shù)據(jù)以及備份。