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双重各向异性磁阻电机位置传感器

发布时间:2020/4/2 20:49:37 访问次数:2564

UWX0J220MCR2GB磁阻(MR)位置传感器产品和基于分流器的电流检测放大器产品,它们可使EPS和电子制动系统中使用的无刷电机实现高性能换相和安全运行。

高级驾驶员辅助系统(ADAS)不断得到发展和推广,它是对依赖安全气囊来保护驾驶员和乘客安全的传统被动系统的一种补充。技术进步也引领着汽车朝向半自动和全自动驾驶转变。让电子控制单元(ECU)代替驾驶员做出决策,让执行器负责进行车辆转向和制动操作,将驾驶车辆的任务移交给传感器、ECU和电子执行器。这一趋势推动我们开始开发更可靠、更智能、性能更高的冗余电子执行器解决方案,这些解决方案需要符合ISO 26262功能安全标准。这是一项基于风险的安全标准,对危险操作情况的风险进行定性评估,并在组件和系统设计中融入安全措施,以避免或管控系统故障,以及检测或控制随机出现的硬件故障或减轻其影响。执行器系统通常使用无刷直流(BLDC)电机驱动,由于这些系统对安全性至关重要,设计人员在设计解决方案的硬件和软件时,必须保证系统能够满足汽车安全完整性等级(ASIL) D级的高标准。

BLDC电机换相和控——无刷直流电机没有电刷触点,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顺序通电。电机位置传感器在启动时至关重要,因为此时微控制器没有可用的反电动势来确定转子和定子的相对位置。

必须对系统实施安全和风险分析,以确定系统的ASIL等级。ASIL等级是通过审查系统在运行期间潜在危险的严重程度、暴露程度和可控性来确定的。我们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。

典型的EPS系统拓扑结构,EPS ECU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。

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。

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)。

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。

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ASIL D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ISO 26262 ASIL D合规性。

传感器架构示例中所有可能的传感器故障模式,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。

这种系统级别的诊断功能将确保不会发生严重的故障模式,并且保证系统实现ISO 26262 ASIL D合规性。之后,可以安全关闭系统的电源,或者转入跛行回家模式,以返回经销商处进行维修。

深圳市永拓丰科技有限公司http://ytf01.51dzw.com/

(素材来源:eepw.如涉版权请联系删除。特别感谢)

UWX0J220MCR2GB磁阻(MR)位置传感器产品和基于分流器的电流检测放大器产品,它们可使EPS和电子制动系统中使用的无刷电机实现高性能换相和安全运行。

高级驾驶员辅助系统(ADAS)不断得到发展和推广,它是对依赖安全气囊来保护驾驶员和乘客安全的传统被动系统的一种补充。技术进步也引领着汽车朝向半自动和全自动驾驶转变。让电子控制单元(ECU)代替驾驶员做出决策,让执行器负责进行车辆转向和制动操作,将驾驶车辆的任务移交给传感器、ECU和电子执行器。这一趋势推动我们开始开发更可靠、更智能、性能更高的冗余电子执行器解决方案,这些解决方案需要符合ISO 26262功能安全标准。这是一项基于风险的安全标准,对危险操作情况的风险进行定性评估,并在组件和系统设计中融入安全措施,以避免或管控系统故障,以及检测或控制随机出现的硬件故障或减轻其影响。执行器系统通常使用无刷直流(BLDC)电机驱动,由于这些系统对安全性至关重要,设计人员在设计解决方案的硬件和软件时,必须保证系统能够满足汽车安全完整性等级(ASIL) D级的高标准。

BLDC电机换相和控——无刷直流电机没有电刷触点,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顺序通电。电机位置传感器在启动时至关重要,因为此时微控制器没有可用的反电动势来确定转子和定子的相对位置。

必须对系统实施安全和风险分析,以确定系统的ASIL等级。ASIL等级是通过审查系统在运行期间潜在危险的严重程度、暴露程度和可控性来确定的。我们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。

典型的EPS系统拓扑结构,EPS ECU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。

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。

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)。

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。

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ASIL D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ISO 26262 ASIL D合规性。

传感器架构示例中所有可能的传感器故障模式,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。

这种系统级别的诊断功能将确保不会发生严重的故障模式,并且保证系统实现ISO 26262 ASIL D合规性。之后,可以安全关闭系统的电源,或者转入跛行回家模式,以返回经销商处进行维修。

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