摘要：汽車行業蓬勃發展，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定可靠。
一、汽車助力轉向系統發展歷程
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展歷程中有了質的飛躍。現如今隨著節能環保與智慧安全已成為時代發展的主題，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保，更節能，更人性化，更安全可靠。
二、如何保證EPS工作穩定可靠
為了保證EPS電控系統工作穩定可靠，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境。本文介紹方案采用集成CAN/LIN收發器，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的監視，來提高系統的魯棒性及穩定可靠。
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定可靠性。
系統基礎芯片:使用FS6500家族的芯片，提供穩定可靠的電流電壓給系統正常運行工作，還集成了CAN/LIN收發器，簡化設計，減少系統PCB的大小。在主控FCCU監控系統的所有行為的同時，SBC提供監視主控的高級看門狗、電壓水平檢測、FCCU監視等功能。
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，配備車規級的EEPROM存儲，存儲重要的數據以及備份。