2.2扭矩传感器设计
    在满足L3等级的冗余EPS中，至少需要3路扭矩信号（图6），有4路信号更好，以确保在其中一路信号发生故障时可以被精确监控并识别。传统的L2等级的EPS中，多使用2路扭矩信号的扭矩传感器（图7），这类传感器只能通过相互校验确定信号是否有问题，当其中一路信号发生故障时，系统能关闭助力，将EPS由电动助力模式切换到纯机械模式。



    为提升扭矩信号的可靠性，推荐在L3及以上等级的EPS中采用独立的双2路信号的扭矩传感器。

    2.3控制器及电气系统设计
      对于永磁同步电机驱动的EPS，安全等级L2及以下等级的E PS控制器电路原理框图如图8所示。

      传统L2以下的控制器，当任何一个元器件发生问题，基于安全考虑，EPS都会采取降低助力输出或关闭助力的措施，如电机位置传感器发生问题，采取的是关闭助力策略。这种策略在L3的安全等级要求下，需要进行相应的修改。
    根据SAE L3的安全等级要求，在车辆检测到系统发生故障后，会立即通知驾驶员接管车辆。从发生问题到驾驶员接管，期间需要耗费一定的时间，且越长越好。在车辆处于自动驾驶状态下，需要转换为驾驶员接管，一方面车辆需要有足够的措施让驾驶员从“沉睡”中惊醒，同时需要时间让驾驶员恢复到清醒状态，确保车辆安全；另一方面，在这段时间里，系统仍有足够的能力，确保车辆处于安全状态。
    为了满足安全要求，对控制器也进行冗余设计，简单来说，是将控制系统进行双份设计，即主芯片、电源芯片、预驱电路、CAN收发器、电机驱动桥等均用两套零件，满足L3的EPS控制电气原理图如图9所示。其中，主芯片1和主芯片2需要运行不同的算法，且运算后的扭矩指令需要进行比较，同时需要进行时钟的同步性校验，以及电机位置解算、扭矩和转角信号解算后的校核，这样才能确保在单点失效或有限多点同时失效后，系统仍然能提供一定的助力需求，确保系统有足够的时间，唤醒驾驶员接管车辆。

    3 结束语
    车辆自动驾驶是未来的发展方向，作为执行机构的转向系统，必须确保系统足够的安全，在发生单点失效或有限多点失效时，系统能控制车辆正常行驶，并有足够的时间提醒驾驶员接管车辆。本文提出的“冗余”设计概念，不仅适用于EPS，同时也可被车辆上其余需要满足L3安全等级的电气部件借鉴；再将电机拓展为9相或12相，同时拓展预驱芯片和电源芯片，能满足更高的L4或L5的等级要求，以迎接全自动驾驶时代的到来。
 

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