用于电动转向系统的电机传感器冗余系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及汽车领域，特别涉及一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统及其控制方法。


背景技术：

2.电动转向系统(electrical power steering system，电动转向系统)经过了多年的发展，已经取得了非常大的进步。电动转向系统不仅能够在不同车速下给车辆提供最佳的转向助力，而且在辅助驾驶方面，也提供了例如自动泊车、驾驶模式切换、转向力矩补偿等诸多功能。
3.但是，现有的电动转向系统安全性较低，这是因为如果在转向的过程中电动转向系统的某个部件发生了故障而不能得到及时有效的处理，将会给转向造成困难甚至失灵，这无疑会导致严重的安全事故。
4.为了确保电动转向系统在发生单点失效或有限多点失效时仍是安全的，想到了在电动转向系统上装两套电机传感器系统，当一套系统失效后，立即切换到另一套系统。虽然能够提高电动转向系统的安全性，但同时也存在一些缺陷：第一，成本较高；第二，两套系统在整车布置上存在困难，具体表现为占空间大、接线复杂；第三，两套系统就需要设置至少四个通道与控制器连接，由此，需要设置更多的接插件，这会增大由于制造因素引起失效的风险；第四，两个传感器芯片和电机反电势之间存在相位差，为了克服相位差的影响，控制电机的算法会设计的非常复杂。
5.具体的，现有的一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，如图1所示，包括一个第一控制器1、一个第二控制器2、一个驱动电机3以及一个电机传感器模块5。驱动电机3一般为6相、9相或12相电机。电机传感器模块5与第一控制器1双通道连接，同时与第二控制器2双通道连接。
6.虽然采用上述用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，能够保证在发生单点失效时，有备份系统以保证电动转向系统的安全，但是该电机传感器冗余系统必须同时连接两个高精度的控制器芯片，即第一控制器1和第二控制器2，这会不仅会使得系统的设计变得复杂，过多的线束和接插件还会增加设计成本。而同时连接两个控制器，会需要较多的接插件，这实际上增加了由于制造因素引起失效的风险。此外，两个控制器和驱动电机反电势之间会存在不同的相位差，为了克服相位差的影响，驱动电机3的控制算法会非常复杂。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于解决现有技术中电动转向系统为避免单点失效而采用两个传感器芯片，进而导致系统成本较高、设计复杂、插件较多易造成失效，以及控制电机的算法较为复杂的问题。因此，本发明提供一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统及其控制方法，仅需一个控制器就能够实现对整个系统的控制，简化了系统的结构，也可以有效地降低成本。进一步地，也能够避免因设置多个通道而使用较多的接插件而导致的失效风险
增大的问题。更进一步，能够降低电机控制算法的设计难度。
8.为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述电机传感器冗余系统包括控制器模块、驱动电机、切换电路模块和电机传感器模块；
9.所述控制器模块包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器通信连接，且所述第一控制器和所述第二控制器能够分别单独控制所述电动转向系统的所述驱动电机；所述驱动电机至少包括两套三相绕组，其中，其中一套三相绕组经由所述切换电路模块连接至所述第二控制器；
10.所述切换电路模块与所述第二控制器连接，以控制所述第二控制器采集所述其中一套三相绕组的反电势，并根据所述其中一套三相绕组的反电势获取所述驱动电机的位置信息；
11.所述电机传感器模块与所述第一控制器和所述第二控制器连接，以将所述驱动电机的位置信息传递至所述第一控制器和/或所述第二控制器；
12.所述电机传感器模块检测所述驱动电机的位置信息，并将所述驱动电机的位置信息传递至所述第一控制器和/或所述第二控制器，所述第一控制器根据所述驱动电机的位置信息控制所述驱动电机的另外一套三相绕组；所述第二控制器根据所述驱动电机的位置信息控制所述驱动电机的所述其中一套三相绕组；
13.所述第二控制器根据所述电机传感器模块的失效信息控制所述切换电路模块采集所述驱动电机的所述其中一套三相绕组的反电势，所述第二控制器根据所述其中一套三相绕组的反电势获取所述驱动电机的位置信息，并将所述驱动电机的位置信息传递至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述驱动电机的位置信息控制所述驱动电机的所述另外一套三相绕组。
14.采用上述方案，通过设置两个可以分别对电动转向系统进行控制的控制器，当一个控制器所在的电路出现故障时，可以迅速切换至另一个控制器所在的电路，提高了电动转向系统的安全性。且仅需一个控制器就能够实现对整个系统的控制，简化了系统的结构，也可以有效地降低成本，还能够节约车内的空间。并且，用切换控制电路代替两个连接第二控制器的通道，也能够避免因设置多个通道而使用较多的接插件而导致的失效风险增大的问题。进一步地，在设计电机算法时，无需考虑多个控制器与电机反电势之间存在的相位差，控制电机的算法可以变得更加简单。
15.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述切换电路模块包括切换控制电路和采样电路；
16.所述驱动电机的所述其中一套三相绕组依次与所述切换控制电路、所述采样电路连接后，连接至所述第二控制器；
17.所述采样电路对所述驱动电机的所述其中一套三相绕组的反电势进行采样，并将所述其中一套三相绕组的反电势发送至所述第二控制器，所述第二控制器根据所述其中一套三相绕组的反电势获取所述驱动电机的位置信息，并将所述驱动电机的位置信息传递至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述驱动电机的位置信息控制所述驱动电机的所述另外一套三相绕组。
18.采用上述方案，通过切换控制电路与采样电路配合，能够实时采集其中一套三相
绕组的电压信息，在发生单点失效的时候，能够快速地切换到另一个控制器进行信息采集并对系统进行控制。
19.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述切换控制电路包括与所述其中一套三相绕组的每一相绕组分别连接的控制子单元；
20.所述控制子单元包括两个呈镜像设置的金属氧化物半导体场效应晶体管。
21.采用上述方案，仅通过金属氧化物半导体场效应晶体管的组合就可以实现对电压信息的采样，电路结构更简单，系统的设计成本更低。
22.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述电机传感器模块与所述第一控制器和所述第二控制器双通道连接；
23.所述采样电路与所述第二控制器双通道连接。
24.采用上述方案，采用双通道连接的方式，信息传输的速度更快也更稳定，在一条通道损坏的时候，还能够进行信息传输，提高了系统的可靠性。
25.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，还包括电机驱动模块；
26.所述电机驱动模块包括与所述第一控制器连接的第一电机驱动模块和与所述第二控制器连接的第二电机驱动模块。
27.采用上述方案，设置两个电机驱动模块对电机进行驱动，两个驱动模块互不干扰，能够提高系统的可靠性。
28.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述驱动电机的所述其中一套三相绕组还连接至所述第二电机驱动模块；
29.所述驱动电机的另外一套三相绕组连接至所述第一电机驱动模块。
30.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述驱动电机的所述另外一套三相绕组与所述第一电机驱动模块之间还设置有第一相线分离电路，所述第一相线分离电路用于切断所述驱动电机的所述另外一套三相绕组与所述第一电机驱动模块的连接；
31.所述第一相线分离电路包括与所述另外一套三相绕组的每一相绕组分别连接的三个第一相线分离子单元，所述第一电机驱动模块包括三个电机驱动子单元，所述第一相线分离子单元与所述电机驱动子单元分别对应连接；
32.所述驱动电机的所述其中一套三相绕组与所述第二电机驱动模块之间还设置有第二相线分离电路，所述第二相线分离电路用于切断所述驱动电机的所述其中一套三相绕组与所述第二电机驱动模块的连接；
33.所述第二相线分离电路包括与所述其中一套三相绕组的每一相绕组分别连接的三个第二相线分离子单元，所述第二电机驱动模块包括三个电机驱动子单元，所述第二相线分离子单元与所述电机驱动子单元分别对应连接；
34.所述第二相线分离电路切断所述其中一套三相绕组与所述第二电机驱动模块的连接后，所述切换控制电路闭合，以使所述采样电路经由所述切换控制电路对所述其中一
套三相绕组的电压信息进行采样。
35.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，还包括电源控制器模块，所述电源控制器模块包括第一电源控制器模块和第二电源控制器模块；
36.所述第一电源控制器模块包括第一低压电源、第一滤波单元和第一电源芯片，所述第一电源芯片连接至所述第一控制器，所述第一滤波单元与所述第一电源芯片连接；
37.所述第二电源控制器模块包括第二低压电源、第二滤波单元和第二电源芯片，所述第二电源芯片连接至所述第二控制器，所述第二滤波单元与所述第二电源芯片连接。
38.采用上述方案，设置两组能够分别单独工作电源控制器模块，能够对两个控制器单独进行电能供应，提高了系统的可靠性，降低了系统的设计难度。
39.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，还包括与所述第一控制器连接的第一扭矩传感器模块和/或第一角度传感器模块，所述第一扭矩传感器模块、所述第一角度传感器模块分别与所述第一电源芯片连接；以及
40.与所述第二控制器连接的第二扭矩传感器模块和/或第二角度传感器模块，所述第二扭矩传感器模块、所述第二角度传感器模块分别与所述第二电源芯片连接。
41.采用上述方案，设置两组能够分别单独工作的扭矩传感器模块和角度传感器模块，分别受两个控制器的控制，提高了系统的可靠性，降低了系统的设计难度。
42.本发明的实施方式还公开了一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法，适用于如上任意实施方式所述的电动转向系统的电机传感器冗余系统，所述电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法包括：
43.判断电机传感器冗余系统的电气部件是否失效；
44.若是，则判断电机传感器模块是否失效；
45.若否，则第一控制器和第二控制器共同控制驱动电机；
46.若电机传感器模块未失效，则断开失效的电气部件所在的支路的三相绕组；
47.若电机传感器模块失效，则断开第二相线分离电路，闭合切换控制电路和采样电路；
48.所述第二控制器根据所述采样电路采集的所述驱动电机的其中一套三相绕组的电压信息获取所述驱动电机的位置信息，并将所述驱动电机的位置信息传递至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述驱动电机的位置信息控制所述驱动电机的另外一套三相绕组。
49.本发明的有益效果是：
50.本发明通过设置两个可以分别对电动转向系统进行控制的控制器，当第一控制器所在的电路出现故障时，或者当电机传感器模块失效时，则断开第二控制器与驱动电机的其中一套三相绕组的连接，从而使得第二控制器采集该其中一套三相绕组的反电势，并根据该反电势获取电机转子位置信息，然后将该位置信息传递至第一控制器。由此，即使是电机传感器模块发生失效，第一控制器也能够对驱动电机进行控制，提高了电动转向系统的安全性。且相比于现有技术中，对两个控制器分别设置两个信号通道，两个控制器同时使用的方式，本发明仅仅通过采用电机传感器模块的两个信号通道分别与第一控制器和第二控
制器连接，且第二控制器通过切换控制电路连接至驱动电机的方式，仅需一个控制器就能够实现对整个系统的控制，简化了系统的结构，也可以有效地降低成本。此外，仅仅设置一个控制器还能够节约车内的空间，并且，用切换控制电路代替两个连接驱动电机和第二控制器的通道，也能够避免因设置多个通道而使用较多的接插件而导致的失效风险增大的问题。进一步地，在设计电机算法时，无需考虑多个控制器与电机反电势之间存在的相位差，控制电机的算法可以变得更加简单。
附图说明
51.图1是现有的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的电路结构示意图；
52.图2是本发明实施例提供的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的电路结构示意图；
53.图3是本发明实施例提供的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的局部电路结构示意图；
54.图4是本发明实施例提供的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的另一局部电路结构示意图；
55.图5是本发明实施例提供的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法的流程图。
56.附图标记说明：
57.现有技术：
58.1.第一控制器；2.第二控制器；3.驱动电机；5.电机传感器模块。
59.本发明：
60.1.第一控制器；2.第二控制器；3.驱动电机；4.切换电路模块；41.切换控制电路；42.采样电路；5.电机传感器模块；6.第一电机驱动模块；7.第二电机驱动模块；8.第一相线分离电路；9.第二相线分离电路；abc、uvw.三相绕组；da1、da2.电机驱动桥；hpf1.第一滤波单元；hpf2.第二滤波单元；ic1.第一电源芯片；ic2.第二电源芯片；ir1.第一预驱芯片；ir2.第二预驱芯片；t1、t2.第一扭矩传感器模块；t3、t4.第二扭矩传感器模块；a1、a2.第一角度传感器模块；a3、a4.第二角度传感器模块；can1.第一通讯模块；can2.第二通讯模块；rs1.第一收发电路；rs2.第二收发电路。
具体实施方式
61.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
62.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解
释。
63.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
64.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
66.为解决现有技术中电动转向系统为避免单点失效而采用两个传感器芯片，进而导致系统成本较高、设计复杂、插件较多易造成失效，以及控制电机的算法较为复杂的问题，本发明实施例提供了一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，仅需一个控制器就能够实现对整个系统的控制，简化了系统的结构，也可以有效地降低成本。进一步地，也能够避免因设置多个通道而使用较多的接插件而导致的失效风险增大的问题。更进一步，能够降低电机控制算法的设计难度。
67.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
68.参考图2示出的本发明实施例提供的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的电路结构示意图，本发明实施例提供的电机传感器冗余系统包括控制器模块、切换电路模块4、驱动电机3和电机传感器模块5。
69.控制器模块包括第一控制器1和第二控制器2，第一控制器1和第二控制器2能够分别单独控制电动转向系统的驱动电机3。
70.需要说明的是，本实施例中，第一控制器1和第二控制器2通信连接，且第一控制器1可以将电机传感器模块5采集到的位置信息传递至第二控制器2，第二控制器2可以将电机传感器模块5采集到的位置信息传递至第一控制器1，第二控制器2也可以将其中一套三相绕组(uvw三相绕组)的反电势传递至第一控制器1。
71.具体地，本实施例中第一控制器1和第二控制器2均采用芯片。但需要说明的是，本实施例中的第一控制器1和第二控制器2包括但不限于单片机、集成电路等通过硬件、软件或者软硬件结合的方式实现控制功能的器件，本实施例对此不做具体限定。
72.而第一控制器1和第二控制器2能够分别单独控制电动转向系统的驱动电机3是指，任意一个控制器都能够实现对驱动电机3的控制，这使得当一个控制器发生故障时，另一个控制器也能够实现对驱动电机3的控制。但是当仅有一个控制器对驱动电机3进行控制的时候，驱动电机3提供最大助力的50％。
73.切换电路模块4与第二控制器2连接，以控制第二控制器2采集其中一套三相绕组(uvw三相绕组)的反电势，并根据其中一套三相绕组(uvw三相绕组)的反电势获取驱动电机3的位置信息。
74.需要说明的是，本实施例中，其中一套三相绕组特指uvw三相绕组，而另外一套三
相绕组特指abc三相绕组。
75.具体地，参考图2和图3，本实施例提供的电机传感器冗余系统切换电路模块4包括切换控制电路41和采样电路42。
76.驱动电机3的其中一套三相绕组(uvw三相绕组)依次与切换控制电路41、采样电路42连接后，连接至第二控制器2。
77.采样电路42对驱动电机3的其中一套三相绕组的反电势进行采样，并将其中一套三相绕组的反电势发送至第二控制器2，第二控制器2根据其中一套三相绕组的反电势获取驱动电机3的位置信息，并将驱动电机3的位置信息传递至第一控制器1，第一控制器1根据驱动电机3的位置信息控制驱动电机3的另外一套三相绕组。
78.下面结合图3对切换控制电路41的具体结构做出说明。
79.切换控制电路41包括与其中一套三相绕组的每一相绕组分别连接的控制子单元。且每个控制子单元包括两个呈镜像设置的金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)。也就是说，两个金属氧化物半导体场效应晶体管背靠背设置。
80.具体地，本实施例中，驱动电机3的其中一套三相绕组(uvw三相绕组)的端子通过切换控制电路41，即两个背靠背的金属氧化物半导体场效应晶体管连接至采样电路42，第二控制器2通过采样电路42检测驱动电机3的uvw三相绕组的反电势获取电机转子位置(即驱动电机3的位置信息)，然后，第二控制器2将该位置信息传递至第一控制器1，第一控制器1根据该驱动电机3的位置信息控制驱动电机3的abc三相绕组。
81.本实施例中，采样电路42的结构与现有技术中的采样电路没有本质区别，在此不再赘述。
82.驱动电机3至少包括两套三相绕组，其中，其中一套三相绕组经由切换电路模块4连接至第二控制器2。
83.也就是说，驱动电机3可以包括两套三相绕组，还可以包括三套三相绕组，或者四套三相绕组甚至更多，这也就是我们常说的双三相或者十二相电机。本实施例以驱动电机3包括两套三相绕组为例，但本发明的其他实施例并不仅限于此。
84.参考图2，本实施例中，电机传感器模块5与第一控制器1和所述第二控制器连接，以控制第二控制器2采集其中一套三相绕组的反电势，并根据其中一套三相绕组的反电势获取驱动电机的位置信息。
85.也就是说，电机传感器模块5与第一控制器1和第二控制器2连接。在电动转向系统正常工作的时候，电机传感器模块5可以将其采集到的驱动电机3的位置信息传递至第一控制器1，然后由第一控制器1传递至第二控制器2；还可以是电机传感器模块5将其采集到的驱动电机3的位置信息传递至第二控制器2，然后由第二控制器2传递至第一控制器1；当然也可以是电机传感器模块5将其采集到的驱动电机3的位置信息分别传递至第一控制器1和第二控制器2。本实施例对此不做具体限定。
86.具体地，本实施例中的电机传感器模块5为电机位置传感器，且优选为高精度的电机位置传感器芯片。其主要是为了采集驱动电机3的位置信息，并将该位置信息传输至第一控制器1。因此，本领域技术人员还可以根据实际需要选择其他能够采集驱动电机3的位置信息的传感器，本实施例对此不做具体限定。
87.需要说明的是，本实施例中，电机传感器模块5与第一控制器1和第二控制器2双通道连接；采样电路42与第二控制器2双通道连接。
88.本实施例中，在系统未发生单点失效的情况下，系统的工作过程如下：
89.电机传感器模块5检测驱动电机3的位置信息，并将驱动电机3的位置信息传递至第一控制器1和/或第二控制器2。第一控制器1根据驱动电机3的位置信息控制驱动电机3的另外一套三相绕组。且第二控制器2根据驱动电机3的位置信息控制驱动电机3的其中一套三相绕组。具体的驱动电机3的位置信息传递过程在前述内容中已经有详细描述，在此不再赘述。
90.也就是说，在未发生单点失效的情况下，第一控制器1和第二控制器2可分别且同时控制驱动电机3的abc和uvw三相绕组。而电机传感器模块5即使是仅仅将驱动电机3的位置信息传递至第一控制器1或者第二控制器2，但由于第一控制器1与第二控制器2是通信连接的，第一控制器1就可以将电机传感器模块5采集的驱动电机3的位置信息传递给第二控制器2，第二控制器2也可以将电机传感器模块5采集的驱动电机3的位置信息传递给第一控制器1。
91.当系统发生单点失效时，工作过程如下：
92.第二控制器2根据电机传感器模块5的失效信息控制切换电路模块4采集驱动电机3的其中一套三相绕组的反电势，第二控制器2根据其中一套三相绕组的反电势获取驱动电机3的位置信息，并将驱动电机3的位置信息传递至第一控制器1，第一控制器1根据驱动电机3的位置信息控制驱动电机3的另外一套三相绕组。
93.需要说明的是，第一控制器1和第二控制器2不能够同时进行对任意一套三相绕组的控制和电压的采集。因此，当与第一控制器1相连的电机位置传感器失效时，为了采集uvw三相绕组的反电势，就需要断开第二控制器2对uvw三相绕组的控制。然后，再通过第二控制器2采集uvw三相绕组的反电势，然后根据该反电势获得驱动电机3的位置信息，然后将该位置信息传递至第一控制器1，以使第一控制器1对abc三相绕组进行控制。由此，即使是电机位置传感器不能够正常采集驱动电机3的位置信息，第一控制器1也能够正常对abc三相绕组进行控制。
94.此外，当第一控制器1或者第二控制器2失效时，由于第一控制器1和第二控制器2均与电机传感器模块5连接，驱动电机3的位置信息还是可以传递至第一控制器1或者第二控制器2，然后仅通过第一控制器1或第二控制器2对驱动电机3进行控制，并不影响电动转向系统的正常工作。
95.继续参考图2，本实施例提供的电机传感器冗余系统还包括电机驱动模块；电机驱动模块包括与第一控制器1连接的第一电机驱动模块6和与第二控制器2连接的第二电机驱动模块7。
96.需要理解的是，本实施例仅仅是示意性地设置了一个第一电机驱动模块6和一个第二电机驱动模块7，事实上，与每个控制器分别连接的电机驱动模块可以不仅仅是一个，还可以是两个、三个甚至更多。
97.具体地，本实施例中第一电机驱动模块6包括一个预驱芯片ir1(integrated circuit，ir)和一个电机驱动桥da1(driving axle，da)，第二电机驱动模块6包括一个预驱芯片ir2(integrated circuit，ir)和一个电机驱动桥da2(driving axle，da)。本领域技术
人员还可以根据实际需要增加或者删减电机驱动模块包含的各个电路结构，以完成相应的功能。
98.需要说明的是，本实施例中，驱动电机3的其中一套三相绕组还连接至第二电机驱动模块7；驱动电机3的另外一套三相绕组连接至第一电机驱动模块6。
99.参考图3示出的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的局部电路结构示意图，以及图4示出的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的另一局部电路结构示意图。本实施例中，驱动电机3的另外一套三相绕组与第一电机驱动模块6之间还设置有第一相线分离电路ptr1(phase separate circuit，ptr)，第一相线分离电路ptr1(phase separate circuit，ptr)用于切断驱动电机3的另外一套三相绕组与第一电机驱动模块6的连接。
100.参考图3，第一相线分离电路ptr1(phase separate circuit，ptr)包括与另外一套三相绕组的每一相绕组分别连接的三个第一相线分离子单元，第一电机驱动模块6包括三个电机驱动子单元，第一相线分离子单元与电机驱动子单元分别对应连接。
101.参考图4，驱动电机3的其中一套三相绕组与第二电机驱动模块7之间还设置有第二相线分离电路ptr2(phase separate circuit，ptr)，第二相线分离电路ptr2(phase separate circuit，ptr)用于切断驱动电机3的其中一套三相绕组与第二电机驱动模块7的连接。
102.第二相线分离电路ptr2(phase separate circuit，ptr)包括与其中一套三相绕组的每一相绕组分别连接的三个第二相线分离子单元，第二电机驱动模块7包括三个电机驱动子单元，第二相线分离子单元与电机驱动子单元分别对应连接。
103.参考图2和图4，第二相线分离电路ptr2(phase separate circuit，ptr)切断其中一套三相绕组与第二电机驱动模块7的连接后，意味着第二控制器2从控制uvw三相绕组的模式转变为采集uvw三相绕组的反电势的模式。此时，切换控制电路41闭合，以使采样电路42经由切换控制电路41对另外一套三相绕组的电压信息进行采样。
104.具体地，每一个相线分离子单元包括两个背靠背金属氧化物半导体场效应晶体管。
105.参考图2，本实施例提供的电机传感器冗余系统，还包括电源控制器模块，电源控制器模块包括第一电源控制器模块和第二电源控制器模块；第一电源控制器模块包括第一低压电源(12v)、第一滤波单元hpf1(high pass filter，hpf)和第一电源芯片ic1(integrated circuit,ic)，第一电源芯片ic1(integrated circuit,ic)连接至第一控制器1，第一滤波单元hpf1(high pass filter，hpf)与第一电源芯片连接ic1(integrated circuit,ic)；第二电源控制器模块包括第二低压电源(12v)、第二滤波单元hpf2(high pass filter，hpf)和第二电源芯片ic2(integrated circuit,ic)，第二电源芯片ic2(integrated circuit,ic)连接至第二控制器2，第二滤波单元hpf2(high pass filter，hpf)与第二电源芯片连接ic2(integrated circuit,ic)。
106.此外，本实施例中第一滤波单元hpf1(high pass filter，hpf)还可以与第一预驱芯片连接ir1(integrated circuit，ir)，第二滤波单元hpf2(high pass filter，hpf)还可以与第二预驱芯片ir2(integrated circuit，ir)连接。且本实施例中的第一电源芯片ic1(integrated circuit,ic)与电机传感器模块5连接。
107.具体地，本实施例中，滤波单元的作用主要是将12v的低压电源进行滤波，以传递
至电源芯片5v的电压。且滤波单元进行滤波后的电压还会传递至预驱芯片ir1、ir2；电机驱动桥da1、da2，以及第一相线分离电路ptr1和第二相线分离电路ptr2，以为上述器件提供5v电压。
108.更具体地，参考图2，本实施例中，第一电源芯片ic1(integrated circuit,ic)还会和电机传感器模块5进行连接，以为其提供5v的电压。
109.进一步地，参考图2，本实施例提供的电机传感器冗余系统，还包括与第一控制器1连接的第一扭矩传感器模块t1、t2和/或第一角度传感器模块a1、a2，第一扭矩传感器模块t1、t2、第一角度传感器模块a1、a2分别与第一电源芯片ic1(integrated circuit,ic)连接；以及与第二控制器2连接的第二扭矩传感器模块t3、t4和/或第二角度传感器模块a3、a4，第二扭矩传感器模块t3、t4、第二角度传感器模块a3、a4分别与第二电源芯片ic2(integrated circuit,ic)连接。电源芯片与对应的扭矩传感器模块和角度传感器模块连接的目的也是为了提供5v电压。
110.本实施例提供的电机传感器冗余系统，还包括与第一控制器1连接的第一收发电路rs1和第一通讯模块can1，以及与第二控制器2连接的第二收发电路rs2和第二通讯模块can2。通讯模块和收发电路用于进行外部通讯。主要是通讯模块与外部设备连接，然后通讯模块将采集到的外部设备的信号传递至收发电路，收发电路再将信号传递至对应的控制器。
111.需要说明的是，本实施例中，仅仅是示意性的以电机传感器模块与第一控制器连接，事实上，电机传感器模块还可以与第二控制器模块进行连接，然后切换电路模块与第一控制器连接。具体的控制原理在此不再赘述。
112.本发明通过设置两个可以分别对电动转向系统进行控制的控制器，当第一控制器所在的电路出现故障时，或者当电机传感器模块失效时，则断开第二控制器与驱动电机的其中一套三相绕组的连接，从而使得第二控制器采集该其中一套三相绕组的反电势，并根据该反电势获取电机转子位置信息，然后将该位置信息传递至第一控制器。由此，即使是电机传感器模块发生失效，第一控制器也能够对驱动电机进行控制，提高了电动转向系统的安全性。
113.且采用上述方案，仅仅通过采用电机传感器模块的两个信号通道分别与第一控制器和第二控制器连接，且第二控制器通过切换控制电路连接至驱动电机的方式，仅需一个控制器就能够实现对整个系统的控制，简化了系统的结构，也可以有效地降低成本。此外，仅仅设置一个控制器还能够节约车内的空间，并且，用切换控制电路代替两个连接驱动电机和第二控制器的通道，也能够避免因设置多个通道而使用较多的接插件而导致的失效风险增大的问题。进一步地，在设计电机算法时，无需考虑多个控制器与电机反电势之间存在的相位差，控制电机的算法可以变得更加简单。
114.基于上述用于电动转向系统的电机传感器冗余系统，本发明实施例还提供了一种用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法。该用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法适用于如上任意实施方式所描述的电机传感器冗余系统。如图5示出的用于电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法的流程图，电动转向系统的电机传感器冗余系统的控制方法包括：
115.步骤s1：判断电机传感器冗余系统的电气部件是否失效；
116.若是，则执行步骤s2：判断电机传感器模块是否失效；
117.若否，则执行步骤s3：第一控制器和第二控制器共同控制驱动电机；
118.若电机传感器模块未失效，则执行步骤s4：断开失效的电气部件所在的支路的三相绕组；
119.若电机传感器模块失效，则执行步骤s5：断开第二相线分离电路，闭合切换控制电路和采样电路；
120.步骤s6：第二控制器根据采样电路采集的驱动电机的其中一套三相绕组的电压信息获取驱动电机的位置信息，并将驱动电机的位置信息传递至第一控制器，第一控制器根据驱动电机的位置信息控制驱动电机的另外一套三相绕组。
121.具体的控制方法在上述电机传感器冗余系统中已经有详细描述，本实施例在此不再赘述。
122.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。