kaiyun因为东说念主们愈加怜爱提升车辆安全-kaiyun网页登陆入口

本文就咱们在野着半自动驾驶和全自动驾驶发展时分出现的汽车电气化趋势，尤其是，为了让电子转向助力(EPS)和电子制动系统满足必要的安全范例，以确保无东说念主驾驶汽车的安全性和可靠截止时需要作出的改换提供一些主张。

ADI公司(ADI)提供磁阻(MR)位置传感器居品和基于分流器的电流检测放大器居品，它们可使EPS和电子制动系统中使用的无刷电机结束高性能换相和安全运行。

简介

比年来，因为东说念主们愈加怜爱提升车辆安全，是以主动高等驾驶员援手系统(ADAS)握住得到发展和现实，它是对依赖安全气囊来保护驾驶员和乘客安全的传统被迫系统的一种补充。这些新出现的系统当先是为了匡助驾驶员在安全危机情况下作念出正确决策，从经久而言，则是替代驾驶员作念出决策。这些技巧逾越也引颈着汽车朝向半自动和全自动驾驶回荡。让电子截止单位(ECU)代替驾驶员作念出决策，让履行器肃肃进行车辆转向和制动操作，如斯，将驾驶车辆的任务嘱咐给传感器、ECU和电子履行器。这一趋势推进咱们开动诞生更可靠、更智能、性能更高的冗余电子履行器搞定决策，这些搞定决策需要合适ISO 26262功能安全范例。这是一项基于风险的安全范例，对危险操作情况的风险进行定性评估，并在组件和系统策动中融入安全步履，以幸免或管控系统故障，以及检测或截止随即出现的硬件故障或舒缓其影响。这些履行器系统经常使用无刷直流(BLDC)电机驱动，由于这些系统对安全性至关遑急，策动东说念主员在策动搞定决策的硬件和软件时，必须保证系统大概满足汽车安全完竣性等第(ASIL) D级的高范例。

BLDC电机换相和截止

顾名想义，无刷直流电机莫得电刷触点，需要使用电机位置传感器(MPS)来测量定子与转子之间的相对位置，以确保定子线圈按正确律例通电。电机位置传感器在启动时至关遑急，因为此时微截止器莫得可用的反电动势来细则转子和定子的相对位置。

传统上，侵犯换相（见图1a）由三个霍尔开关构成，用于提示无刷直流电机中转子的位置。由于东说念主们要求提升BLDC电机驱动器（包括EPS系统）的性能，尤其是缩小其噪声、振动和不屈顺性(NVH)，以及提升其运行效果，是以侵犯换相迟缓被正弦换相截止取代。霍尔开关则可由安设在电机轴终局的双极磁铁前边的MR角度传感器代替（见图1b）。在典型的运用中MPS也被安设在ECU总成上，ECU则被集成到电机外壳中，况且安设在电机轴的终局。

图1 (a) BLDC侵犯换相截止和(b) BLDC正弦换相截止

图2 ISO 26262 ASIL评级矩阵

安全关节运用的功能安全（示例EPS）

ISO 26262于2011年引入，行动一种安全范例，用于搞定与电气安全关联的系统故障可能酿成的危害，之后被2018年版取代。

必须对系统实施安全和风险分析，以细则系统的ASIL等第。ASIL等第是通过审查系统在运行时分潜在危险的严重进程、涌现进程和可控性来细则的（见图2）。

举例，如若咱们对EPS系统实施风险和危害分析，可能会得出以下论断：基于这些事件（举例转向卡滞和自动转向等）的严重进程、可控性和涌现性，将这些严重事件评定为ASIL D等第。相似，关于行将推出的电子制动系统，不错弃取相似的逻辑细则弗成控事件的严重进程，如制动卡滞或自动制动。凭据EPS或制动系统示例，ASIL D系统的评级不错通过认识子系统来结束，如图3a、图3b和图3c所示。

图3 针对ASIL D系统的ASIL认识决策

并不要求每个系统组件齐按照ASIL D范例和进程进行诞生，以使ASIL D系统合规；然而，在进行系统级别的审核时，要求通盘系统必须满足要求，况且不错集成QM、ASIL A、B、C、D级别的子组件行动系统的构成部分。

系统认识还应该确保充分的独处性，并洽商到依赖或共因故障的可能性。

EPS系统拓扑

典型的EPS系统拓扑结构如图4所示。EPS ECU凭据驾驶员施加到标的盘上的转向扭矩、标的盘的位置和车辆的速率来揣摸所需的援手功率。EPS电机通过施加力来动弹标的盘，减少驾驶员主宰标的盘所需的扭矩。

图4 典型的EPS拓扑

电机轴位置(MSP)角相连相电流测量信息，用于对EPS电机驱动器实施换相和截止。基本的典型EPS电机截止环路如图5所示。所需的扭矩援手等第因驾驶要求而异，由车轮速率传感器和扭矩传感器决定，扭矩传感器测量驾驶员或无东说念主驾驶汽车中的电机履行器施加到标的盘上的扭矩。然后，微截止器使用MSP数据和相电流数据来截止提供给电机（提供所需的援手）的电流负载。

图5 典型的EPS电机截止环路

EPS电机位置和相电流传感器

MPS传感器故障可能导致或加剧系统故障，举例转向锁止或自动转向，因此MPS是EPS系统中的关节组件。是以，遑急的是，系统要大概抽象全面地会诊传感器故障和冗余，以确保在MPS传感器出错或发生故障时大概确保陆续普通运行，确保不会发生严重的系统故障，或者在出错时，系统能以安全地样式罢手运行。

电流检测放大器经常用于盘曲精准测量电机负载，一般运用于三个电机相位中的两个相位，提供绝顶的会诊信息（不错行动举座系统安全保险步履的一部分）。

此外，高度准确的电机位置和相电流测量不错从系统层面改善EPS电机的截止性能，结束特出高效、称心、稳固的转向，从而改善通盘驾驶体验，因此它是系统中的关节组件。

EPS电机截止的功能安全http://w4i.boruihx.cn/

在EPS或其他安全性关节电机截止运用中，咱们不错弃取不同的步地来结束ASIL D合规性。以下示例施展：不错将双重各向异性磁阻(AMR)电机位置传感器和ADI的电流检测放大器集成到这么的系统中，提供所需的性能等第和冗余，从系统级别结束ISO 26262 ASIL D合规性。

在图6所示的框图中，用基于不同技巧（举例霍尔、GMR或TMR）的另一个传感器对双AMR传感器进行了完善和补充。双AMR传感用具作东（高精度）传感通说念，第二个不同传感器技巧通说念有三个用途：

► 启用“三选二”（2oo3）比拟，以考证当与其他系统输入组合时，其中一个传感器通说念是否出现故障。

► 在发生可能性极低的两个AMR通说念齐出故障情况下，提供位置响应。

► 在电机极数为奇数的情况下，为微截止器提供360˚象限信息，用于电机换相。准确的角度测量将陆续由双AMR传感器的两个通说念提供。绝顶的系统会诊，举例电机负载和轴的位置，不错从准确相位电流检测放大器的动刻画态（反电动势）盘曲推断得出。

图6 适用于安全性至关遑急的运用的电机位置和相电流检测结构示例

如若咱们稽察这个传感器架构示例中统共可能的传感器故障气象，不错看出，应该恒久有两个位置传感器输入可用于进行可靠性查验。即使在两个AMR通说念齐由于常见的故障原因导致同期故障这种极弗成能的顶点示例中，仍然不错使用来自援手传感器通说念的左迁位置检测信息和电流传感器在动刻画态下提供的反电动势信息进行交叉比对，以确保系统的基本功能陆续普通运行。

这种系统级别的会诊功能将确保不会发生严重的故障气象，况且保证系统结束ISO 26262 ASIL D合规性。之后，不错安全关闭系统的电源，或者转入跛行回家气象，以复返经销商处进行维修。

追忆

跟着用于提升汽车安全性的ADAS推出，以及全自动和半自动驾驶车辆的出现，东说念主们开动要求得回更可靠、更智能、性能更高的冗余电子履行器搞定决策，且要求该决策合适ISO 26262功能安全范例。ADI公司提供的电机轴位置和相电流查验居品不仅能满足提升性能，结束更顺畅、更高效的电机截止的要求，还提供了在EPS或制动系统等安全性至关遑急的运用中结束高ASIL要求所需的冗余。

ADI提供的ADA4571-2双AMR传感器专为需要冗余和独处检测通说念的这类安全性至关遑急的运用而策动。它是一款双通说念AMR传感器，集成了信号爱护放大器和ADC驱动器。该居品包括两个AMR (Sensitec AA745)传感器和两个放大器信号爱护ASIC。该传感器提供特出低的角度缺陷信号，经常在0.1度鸿沟内，具备可忽略的邋遢、高带宽、低延长和细致无比的线性度。这些特质大概匡助减少转矩波动和可听到的噪声，匡助结束顺畅、高效的BLDC电机截止。此外，AMR传感器在鼓胀>30 mT要求下责任，莫得磁场窗口上限，而且传感器在高磁场要求下运行，因此搞定决策大概摄取严苛环境下的杂散磁场。

ADI提供的AD8410电流检测放大器大概在EPS和其他BLDC电机截止系统中的分流电阻上进行双向电流测量。这是一个高电压、高辩别率和高带宽的分充军大器，用于在严苛环境下提供所需的准确测量，在安全性至关遑急的运用中提供会诊，匡助减少转矩波动和可听到的噪声，结束顺畅、高效的BLDC电机截止（举例EPS或制动），并改善通盘驾驶体验。

电流故障电机系统传感器发布于：广东省声明：该文不雅点仅代表作家本东说念主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间办事。