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在自动驾驶汽车快速发展的今天,汽车电气化趋势渐渐朝着半自动驾驶和全自动驾驶发展,尤其是,为了让电子转向助力(EPS)和电子制动系统餍足必要的安全圭臬,以确保无东谈主驾驶汽车的安全性和可靠贬抑时需要作出的篡改提供一些视力。
ADI提供磁阻(MR)位置传感器产物和基于分流器的电流检测放大器产物,它们可使EPS和电子制动系统中使用的无刷电机竣事高性能换相和安全运行。
连年来,因为东谈主们愈加青睐提升车辆安全,是以主动高档驾驶员缓助系统(ADAS)接续获得发展和延伸,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。这些新出现的系统首先是为了匡助驾驶员在安全危险情况下作念出正确决策,从遥远而言,则是替代驾驶员作念出决策。
这些时期跨越也引颈着汽车朝向半自动和全自动驾驶滚动。让电子贬抑单位(ECU)代替驾驶员作念出决策,让延伸器讲求进行车辆转向和制动操作,如斯,将驾驶车辆的任务叮咛给传感器、ECU和电子延伸器。
这一趋势鼓励咱们初始成就更可靠、更智能、性能更高的冗余电子延伸器处理决策,这些处理决策需要允洽ISO 26262功能安全圭臬。这是一项基于风险的安全圭臬,对危险操作情况的风险进行定性评估,并在组件和系统想象中融入安全步伐,以幸免或管控系统故障,以及检测或贬抑赶紧出现的硬件故障或松开其影响。这些延伸器系统频频使用无刷直流(BLDC)电机驱动,由于这些系统对安全性至关垂死,想象东谈主员在想象处理决策的硬件和软件时,必须保证系统好像餍足汽车安全完满性等第(ASIL) D级的高圭臬。
BLDC电机换相和贬抑
传统上,阻塞换相(见图1a)由三个霍尔开关构成,用于设备无刷直流电机中转子的位置。由于东谈主们条件提升BLDC电机驱动器(包括EPS系统)的性能,尤其是裁汰其噪声、振动和造反顺性(NVH),以及提升其运行效果,是以阻塞换相迟缓被正弦换相贬抑取代。霍尔开关则可由安设在电机轴结尾的双极磁铁前边 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结尾。
图1. (a) BLDC阻塞换相贬抑和(b) BLDC正弦换相贬抑
安全要津运用的功能安全(示例EPS)scy.fudanedu1.cn
ISO 26262于2011年引入,算作一种安全圭臬,用于处理与电气安全联系的系统故障可能形成的危害,之后被2018年版取代。
必须对系统实施安全和风险分析,以敬佩系统的ASIL等第。ASIL等第是通过审查系统在运行时代潜在危险的严重进度、线路进度和可控性来敬佩的(见图2)。
图2. ISO 26262 ASIL评级矩阵
举例,淌若咱们对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)的严重进度、可控性和线路性,将这些严重事件评定为ASIL D等第。
不异,关于行将推出的电子制动系统,不错继承不异的逻辑敬佩不能控事件的严重进度,如制动卡滞或自动制动。
左证EPS或制动系统示例,ASIL D系统的评级不错通过明白子系统来竣事,如图3a、图3b和图3c所示。
图3. 针对ASIL D系统的ASIL明白决策
并不条件每个系统组件齐按照ASIL D圭臬和进程进行成就,以使ASIL D系统合规;可是,在进行系统级别的审核时,条件总共系统必须餍足条件,况且不错集成QM、ASIL A、B、C、D级别的子组件算作系统的构成部分。
系统明白还应该确保充分的零丁性,并辩论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左证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经营所需的缓助功率。EPS电机通过施加力来动弹标的盘,减少驾驶员操纵标的盘所需的扭矩。
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