#车与生活#适用于安全关键应用，双AMR电机位置传感器( 二 ) 本文就我们在朝着半自动驾驶和全自动驾

图3.针对ASILD系统的ASIL分解方案。
并不要求每个系统组件都按照ASILD标准和流程进行开发，以使ASILD系统合规；但是，在进行系统级别的审核时，要求整个系统必须满足要求，并且可以集成QM、ASILA、B、C、D级别的子组件作为系统的组成部分。
系统分解还应该确保充分的独立性，并考虑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。 EPSECU根据驾驶员施加到方向盘上的转向扭矩、方向盘的位置和车辆的速度来计算所需的辅助功率。 EPS电机通过施加力来转动方向盘，减少驾驶员操纵方向盘所需的扭矩。

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图4.典型的EPS拓扑。
电机轴位置(MSP)角结合相电流测量信息，用于对EPS电机驱动器实施换相和控制。基本的典型EPS电机控制环路如图5所示。所需的扭矩辅助等级因驾驶条件而异，由车轮速度传感器和扭矩传感器决定，扭矩传感器测量驾驶员或无人驾驶汽车中的电机执行器施加到方向盘上的扭矩。然后，微控制器使用MSP数据和相电流数据来控制提供给电机（提供所需的辅助）的电流负载。

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图5.典型的EPS电机控制环路。
EPS电机位置和相电流传感器
MPS传感器故障可能导致或加重系统故障，例如转向锁止或自动转向，因此MPS是EPS系统中的关键组件。所以，重要的是，系统要能够综合全面地诊断传感器故障和冗余，以确保在MPS传感器出错或发生故障时能够确保继续正常运行，确保不会发生严重的系统故障，或者在出错时，系统能以安全地方式停止运行。
电流检测放大器通常用于间接精确测量电机负载，一般应用于三个电机相位中的两个相位，提供额外的诊断信息（可以作为整体系统安全保障措施的一部分）。
此外，高度准确的电机位置和相电流测量可以从系统层面改善EPS电机的控制性能，实现非常高效、安静、平稳的转向，从而改善整个驾驶体验，因此它是系统中的关键组件。
EPS电机控制的功能安全
在EPS或其他安全性关键电机控制应用中，我们可以采用不同的方法来实现ASILD合规性。以下示例说明：可以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样的系统中，提供所需的性能等级和冗余，从系统级别实现ISO26262ASILD合规性。
在图6所示的框图中，用基于不同技术（例如霍尔、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传感器用作主（高精度）传感通道，第二个不同传感器技术通道有三个用途：
启用“三选二”(2oo3)比较，以验证当与其他系统输入组合时，其中一个传感器通道是否出现故障。
在发生可能性极低的两个AMR通道都出故障情况下，提供位置反馈。
在电机极数为奇数的情况下，为微控制器提供360?象限信息，用于电机换相。
准确的角度测量将继续由双AMR传感器的两个通道提供。额外的系统诊断，例如电机负载和轴的位置，可以从准确相位电流检测放大器的动态状态（反电动势）间接推断得出。

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图6.适用于安全性至关重要的应用的电机位置和相电流检测结构示例。
如果我们查看这个传感器架构示例中所有可能的传感器故障模式，可以看出，应该始终有两个位置传感器输入可用于进行可靠性检查。即使在两个AMR通道都由于常见的故障原因导致同时故障这种极不可能的极端示例中，仍然可以使用来自辅助传感器通道的降级位置检测信息和电流传感器在动态状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继续正常运行。