本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车助力油泵的位置检测系统、方法和汽车，尤其涉及一种用于抗内置杂散场干扰的汽车助力油泵位置检测系统、方法和汽车。
背景技术：
电动汽车普遍采用电动助力油泵作为车辆的转向助力。《电动客车安全技术条件》中指出，车辆在行驶过程中，出现需要整车主动断b级高压电(即大于60伏的高压电)的车辆异常情况时，在车速大于5km/h时应保持转向系统维持助力状态或至少保持转向助力状态30s后再断b级高压电。针对此项要求，单源电动助力油泵电机改为双源电动助力油泵电机，可由低压蓄电池作为母线进行驱动。
多合一控制器集成低压助力油泵控制器，由整车控制器(vcu)切换使能，使低压助力油泵控制器工作，故需检测助力油泵实时绝对位置以实现精准控制，完成正常切换。但检测助力油泵实时绝对位置的难度较大，若检测助力油泵实时绝对位置的精准性不够，则会影响对助力油泵切换控制的可靠性。
上述内容仅用于辅助力解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种汽车助力油泵的位置检测系统、方法和汽车，以解决对汽车助力油泵的实时绝对位置的检测难度较大，若检测精准性不够则会影响对汽车助力油泵切换控制的可靠性的问题，达到通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，能够降低对汽车助力油泵的实时绝对位置的检测难度，有利于提升对汽车助力油泵切换控制的可靠性的效果。
本发明提供一种汽车助力油泵的位置检测系统中，所述汽车助力油泵，包括：低压助力油泵；所述汽车助力油泵的位置检测系统，包括：磁性位置采集单元和角度位置检测单元；其中，所述磁性位置采集单元，被配置为采集所述低压助力油泵的电机位置信号；所述角度位置检测单元，被配置为对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。
在一些实施方式中，所述低压助力油泵的电机位置信号，包括：四路差分位置信号；所述四路差分位置信号，包括：正弦差分信号和余弦差分信号；所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：第一角度位置和第二角度位置；所述角度位置检测单元，包括：第一检测模块和第二检测模块；其中，所述角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：所述第一检测模块，被配置为对所述正弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的正弦角度位置，作为第一角度位置；所述第二检测模块，被配置为对所述余弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的余弦角度位置，作为第二角度位置。
在一些实施方式中，所述第一检测模块和所述第二检测模块的结构相同。
在一些实施方式中，所述正弦差分信号，包括：sin+信号和sin-信号；所述第一检测模块，包括：第一负反馈放大模块、第一巴特沃兹低通滤波模块、第二负反馈放大模块、第二巴特沃兹低通滤波模块和差分放大模块；其中，所述第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理，包括：所述第一负反馈放大模块，被配置为对所述sin+信号进行负反馈放大处理，得到第一放大信号；所述第一巴特沃兹低通滤波模块，被配置为对所述第一放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第一滤波信号；所述第二负反馈放大模块，被配置为对所述sin-信号进行负反馈放大处理，得到第二放大信号；所述第二巴特沃兹低通滤波模块，被配置为对所述第二放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第二滤波信号；所述差分放大模块，被配置为将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号，由差分信号，转换为单一的正弦信号。
在一些实施方式中，所述第一负反馈放大模块和所述第二负反馈放大模块的结构相同，所述第一负反馈放大模块，包括：负反馈放大电路；所述第一巴特沃兹低通滤波模块和所述第二巴特沃兹低通滤波模块的结构相同，所述第一巴特沃兹低通滤波模块，包括：巴特沃兹低通滤波器；所述差分放大模块，包括：差分放大电路。
在一些实施方式中，还包括：初级滤波模块和共模干扰处理模块中的至少之一；其中，所述初级滤波模块，包括：第一滤波模块和第二滤波模块；所述第一滤波模块，被配置为对所述sin+信号进行初级滤波之后，再输出至第一负反馈放大模块；所述第二滤波模块，被配置为对所述sin-信号进行初级滤波之后，再输出至第二负反馈放大模块；所述共模干扰处理模块，被配置为对所述sin+信号和所述sin-信号之间的功率干扰信号进行滤除后，再分别输出至第一负反馈放大模块和第二负反馈放大模块。
在一些实施方式中，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块的结构相同，所述第一滤波模块，包括：滤波电容模块；所述共模干扰处理模块，包括：共模电容模块。
在一些实施方式中，所述第一检测模块，还包括：rc低通滤波模块和钳位模块中的至少之一；所述第一检测模块，还包括：模数转换模块；其中，所述rc低通滤波模块，被配置为对所述单一的正弦信号进行rc低通滤波处理，得到低通滤波处理后的正弦信号；所述钳位模块，被配置为对所述单一的正弦信号进行钳位处理，得到幅值满足设定阈值的正弦信号；所述模数转换模块，被配置为对所述低通滤波处理后的正弦信号、所述幅值满足设定阈值的正弦信号中的至少之一，进行模数转换处理，得到正弦数字信号。
在一些实施方式中，所述rc低通滤波模块，包括：rc低通滤波器；所述钳位模块，包括：二极管钳位电路；所述模数转换模块，包括：dsp模块或adc模块。
在一些实施方式中，所述汽车的低压助理油泵控制器，集成设置在所述汽车的多合一控制器中。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种汽车，包括：以上所述的汽车助力油泵的位置检测系统。
与上述汽车相匹配，本发明再一方面提供一种汽车助力油泵的位置检测方法中，所述汽车助力油泵，包括：低压助力油泵；所述汽车助力油泵的位置检测方法，包括：通过磁性位置采集单元，采集所述低压助力油泵的电机位置信号；通过角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。
在一些实施方式中，所述低压助力油泵的电机位置信号，包括：四路差分位置信号；所述四路差分位置信号，包括：正弦差分信号和余弦差分信号；所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：第一角度位置和第二角度位置；通过角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：通过第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的正弦角度位置，作为第一角度位置；通过第二检测模块，对所述余弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的余弦角度位置，作为第二角度位置。
在一些实施方式中，所述正弦差分信号，包括：sin+信号和sin-信号；通过第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理，包括：通过第一负反馈放大模块，对所述sin+信号进行负反馈放大处理，得到第一放大信号；通过第一巴特沃兹低通滤波模块，对所述第一放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第一滤波信号；通过第二负反馈放大模块，对所述sin-信号进行负反馈放大处理，得到第二放大信号；通过第二巴特沃兹低通滤波模块，对所述第二放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第二滤波信号；通过差分放大模块，将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号，由差分信号，转换为单一的正弦信号。
在一些实施方式中，还包括：通过第一滤波模块，对所述sin+信号进行初级滤波之后，再输出至第一负反馈放大模块；和/或，通过第二滤波模块，对所述sin-信号进行初级滤波之后，再输出至第二负反馈放大模块；以及，通过共模干扰处理模块，对所述sin+信号和所述sin-信号之间的功率干扰信号进行滤除后，再分别输出至第一负反馈放大模块和第二负反馈放大模块。
在一些实施方式中，还包括：通过rc低通滤波模块，对所述单一的正弦信号进行rc低通滤波处理，得到低通滤波处理后的正弦信号；和/或，通过钳位模块，对所述单一的正弦信号进行钳位处理，得到幅值满足设定阈值的正弦信号；以及，通过模数转换模块，对所述低通滤波处理后的正弦信号、所述幅值满足设定阈值的正弦信号中的至少之一，进行模数转换处理，得到正弦数字信号。
由此，本发明的方案，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，并采用角度位置检测电路对采集到的实时绝对位置进行抗电磁干扰处理之后，再反馈至低压助力油泵控制器，以控制低压助力转向泵工作；从而，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，能够降低对汽车助力油泵的实时绝对位置的检测难度，有利于提升对汽车助力油泵切换控制的可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的汽车助力油泵的位置检测系统的一实施例的结构示意图；
图2为汽车助力油泵的位置检测系统的一实施例的结构示意图；
图3为汽车助力油泵的角度位置检测电路中第一部分的一实施例的结构示意图；
图4为汽车助力油泵的角度位置检测电路中第二部分的一实施例的结构示意图；
图5为本发明的汽车助力油泵的位置检测方法的一实施例的流程示意图；
图6为本发明的方法中对所述正弦差分信号进行角度位置处理的一实施例的流程示意图；
图7为本发明的方法中基于初级滤波模块和共模干扰处理模块的处理过程的一实施例的流程示意图；
图8为本发明的方法中基于rc低通滤波模块、钳位模块和模数转换模块的处理过程的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了实现对助力油泵的切换控制，需要由旋转位置传感组件对角度进行检测。该旋转位置传感组件，即磁性位置传感器，由一个固定的传感器板，垂直于装在助力油泵转子轴上的旋转磁体安装构成。该磁性位置传感器，不仅寿命长、体积小、重量轻，而且与电位器、光电编码器、旋转变压器相比，还具有明显的系统成本优势。该磁性位置传感器输出的信号(即角度位置信号)为正弦曲线及余弦曲线，因此，在磁性位置传感器输出的信号(即角度位置信号)输入到dsp(数字信号处理器)/adc(模数转换模块)之前，需要对磁性位置传感器输出的信号(即角度位置信号)进行放大及滤波。
另外，电动汽车运行中，电机、螺线管和高压电缆之类的汽车元器件，会产生强磁场，物理位置距磁性位置传感器较近，强电磁干扰会对磁性位置传感器输出的信号(即角度位置信号)产生严重影响，导致电机位置检测精度较差，甚至会导致高低压助力转向泵切换失败，存在安全隐患。所以，磁性位置传感器输出的信号(即角度位置信号)的放大电路，必须具有足够强的抗干扰能力和高的可靠性，才能精确地检测到电机角度位置。
一些方案中，采用旋转变压器检测电机位置，包含一阶滤波电路、差分放大电路及二阶滤波电路等，其传感器成本较高，体积较大，不利于系统紧凑结构设计。另一些方案中，采用带有spi(即串行外设接口)通信功能的磁性传感器芯片解码，其芯片价格昂贵，抗电磁干扰能力差，因传感器距汽车电机的定子和转子的位置较近，易受内置杂散场干扰，导致电机位置偏差。
根据本发明的实施例，提供了一种汽车助力油泵的位置检测系统。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述汽车助力油泵，包括：低压助力油泵。所述汽车助力油泵的位置检测系统，包括：磁性位置采集单元和角度位置检测单元。磁性位置采集单元，如磁性位置传感器。角度位置检测单元，如角度位置检测电路。
其中，所述磁性位置采集单元，被配置为采集所述低压助力油泵的电机位置信号。
所述角度位置检测单元，被配置为对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。具体地，所述角度位置检测单元，被配置为对所述低压助力油泵的电机位置信号至少进行抗电磁干扰处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。
图2为汽车助力油泵的位置检测系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，汽车助力油泵的位置检测系统，包括：整车控制器，多合一控制器，高压助力油泵控制器，低压助力油泵控制器，主驱控制器和pdu(电源分配单元)等，磁性位置传感器，角度位置检测电路。在图2所示的例子中，多合一控制器，分别连接至高压助力油泵控制器、低压助力油泵控制器、以及主驱控制器和pdu等。整车控制器，能够输出切换指令至高压助力油泵控制器与低压助力油泵控制器之间的切换线路处。
相关方案中，磁性位置传感器分为两种，一种为集成adc，信号处理电路等功能的传感器芯片，其价格较高。而本发明的方案，位置传感器选择磁性角度位置传感器，且磁性位置传感器的采用霍尔线性传感器，搭配信号处理电路，增加抗电磁干扰设计，利用控制器内dsp本身adc功能，节约成本，电路简单易实现。
在一些实施方式中，所述低压助力油泵的电机位置信号，包括：四路差分位置信号。所述四路差分位置信号，包括：正弦差分信号和余弦差分信号。所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：第一角度位置和第二角度位置。
所述角度位置检测单元，包括：第一检测模块和第二检测模块。
其中，所述角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：
所述第一检测模块，被配置为对所述正弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的正弦角度位置，作为第一角度位置。
所述第二检测模块，被配置为对所述余弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的余弦角度位置，作为第二角度位置。
参见图2所示的例子，磁性位置传感器产生的四路差分信号，能够输出至角度位置检测电路，经角度位置检测电路处理后，输出位置信息至低压助力油泵控制器。
在一些实施方式中，所述第一检测模块和所述第二检测模块的结构相同。
图3为汽车助力油泵的角度位置检测电路中第一部分(即sin差分信号处理电路)的一实施例的结构示意图，图4为汽车助力油泵的角度位置检测电路中第二部分(即cos差分信号处理电路)的一实施例的结构示意图。如图3和图4所示，在汽车助力油泵的角度位置检测电路中，磁性位置传感器产生四路差分位置信号，分别是正弦信号如sin+信号、sin-信号，以及余弦信号如cos+信号、cos-信号。sin+信号、sin-信号构成差分信号，其幅值相同、相位相反。sin+信号及cos+信号幅值相同、相位相差90°。
如图3所示，sin差分信号处理电路，包括：电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15，运算放大器a1、运算放大器a2、运算放大器a3、运算放大器a4、运算放大器a5，二极管d1、二极管d2。sin+信号的输入端，经电阻r1后接运算放大器a1的反相输入端，还经电容c1后接地。运算放大器a1的反相输入端，经电容c5后接地，还经电容c3后接运算放大器a2的反相输入端。运算放大器a1的反相输入端，还经并联的电阻r3和电容c6后接运算放大器a1的输出端。运算放大器a1的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a1的输出端，经电阻r5后，一方面经电容c8后接地，另一方面经电阻r7后接运算放大器a3的反相输入端，再一方面经电阻r8后接运算放大器a3的输出端。电容c10设置在运算放大器a3的反相输入端与运算放大器a3的输出端之间。运算放大器a3的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a3的输出端，经电阻r11后接运算放大器a5的同相输入端。运算放大器a5的同相输入端，经电阻r13后接参考电压信号vref。运算放大器a5的反相输入端，经电阻r14后接运算放大器a5的输出端。运算放大器a5的输出端，经电阻r15后接dsp/adc的输入端。电阻r15与dsp/adc的公共端，经电容c12后接地，还连接至二极管d1的阴极，还连接至二极管d2的阳极，还作为sin信号的输出端，如图3中网络符号为“0.sin”的信号端子。二极管d1的阳极接地，二极管d2的阴极接电源v1。
sin-信号的输入端，经电阻r2后接运算放大器a2的反相输入端，还经电容c2后接地。运算放大器a2的反相输入端，经电容c4后接地，还经并联的电阻r4和电容c7后接运算放大器a2的输出端。运算放大器a2的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a2的输出端，经电阻r6后，一方面经电容c9后接地，另一方面经电阻r9后接运算放大器a4的反相输入端，再一方面经电阻r10后接运算放大器a4的输出端。电容c11设置在运算放大器a4的反相输入端与运算放大器a4的输出端之间。运算放大器a4的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a4的输出端，经电阻r12后接运算放大器a5的反相输入端。
如图4所示，cos差分信号处理电路，包括：电容c13、电容c14、电容c16、电容c17、电容c15、电容c18、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24，电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30，运算放大器a6、运算放大器a7、运算放大器a8、运算放大器a9、运算放大器a10，二极管d3、二极管d4。cos+信号的输入端，经电阻r16后接运算放大器a6的反相输入端，还经电容c13后接地。运算放大器a6的反相输入端，经电容c15后接地，还经电容c16后接运算放大器a7的反相输入端。运算放大器a6的反相输入端，还经并联的电阻r18和电容c18后接运算放大器a6的输出端。运算放大器a6的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a6的输出端，经电阻r20后，一方面经电容c20后接地，另一方面经电阻r22后接运算放大器a8的反相输入端，再一方面经电阻r23后接运算放大器a8的输出端。电容c22设置在运算放大器a8的反相输入端与运算放大器a8的输出端之间。运算放大器a8的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a8的输出端，经电阻r26后接运算放大器a10的同相输入端。运算放大器a10的同相输入端，经电阻r28后接参考电压信号vref。运算放大器a10的反相输入端，经电阻r29后接运算放大器a10的输出端。运算放大器a10的输出端，经电阻r30后接dsp/adc的输入端。电阻r30与dsp/adc的公共端，经电容c24后接地，还连接至二极管d3的阴极，还连接至二极管d4的阳极，还作为cos信号的输出端，如图3中网络符号为“0.cos”的信号端子。二极管d3的阳极接地，二极管d4的阴极接电源v1。
cos-信号的输入端，经电阻r17后接运算放大器a7的反相输入端，还经电容c14后接地。运算放大器a7的反相输入端，经电容c17后接地，还经并联的电阻r19和电容c19后接运算放大器a7的输出端。运算放大器a7的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a7的输出端，经电阻r21后，一方面经电容c21后接地，另一方面经电阻r24后接运算放大器a9的反相输入端，再一方面经电阻r25后接运算放大器a9的输出端。电容c23设置在运算放大器a9的反相输入端与运算放大器a9的输出端之间。运算放大器a9的同相输入端，接参考电压信号vref。运算放大器a9的输出端，经电阻r27后接运算放大器a10的反相输入端。
考虑到cos差分信号的处理电路和实施过程，与sin差分信号的处理电路和实施过程相同。下面以sin差分信号的处理电路和实施过程，对四路差分信号的处理电路和实施过程进行示例性说明。
在一些实施方式中，所述正弦差分信号，包括：sin+信号和sin-信号。
所述第一检测模块，包括：第一负反馈放大模块、第一巴特沃兹低通滤波模块、第二负反馈放大模块、第二巴特沃兹低通滤波模块和差分放大模块。第一负反馈放大模块、第二负反馈放大模块，如负反馈放大电路。第一巴特沃兹低通滤波模块、第二巴特沃兹低通滤波模块，如巴特沃兹低通滤波器。差分放大模块，如差分放大电路。
其中，所述第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理，包括：
所述第一负反馈放大模块，被配置为对所述sin+信号进行负反馈放大处理，得到第一放大信号。
所述第一巴特沃兹低通滤波模块，被配置为对所述第一放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第一滤波信号。
所述第二负反馈放大模块，被配置为对所述sin-信号进行负反馈放大处理，得到第二放大信号。
所述第二巴特沃兹低通滤波模块，被配置为对所述第二放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第二滤波信号。
所述差分放大模块，被配置为将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号，由差分信号，转换为单一的正弦信号。
参见图2所示的例子，角度位置检测电路，包括：依次连接的负反馈放大电路，巴特沃兹低通滤波器，差分放大电路。相关方案中，磁性位置传感器无抗电磁干扰设计，本发明的方案中增加了巴特沃兹滤波器等滤波电路，能够有效地抑制强电磁环境及电机运行时由载波引起的高频干扰，位置传感器及信号处理电路结构简单、体积小、重量轻，易于实现、可靠性高且成本低，便于对助力油泵位置的实时监测及反馈，提高高低压助力油泵控制器切换效率。
在一些实施方式中，所述第一负反馈放大模块和所述第二负反馈放大模块的结构相同，所述第一负反馈放大模块，包括：负反馈放大电路。参见图3所示的例子，sin+信号侧的负反馈放大电路，包括：运算放大器a1、电阻r1、电阻r3、电容c5、电容c6，电阻r1、电容c5构成低通滤波器。电阻r3、电容c6并联构成滤波器，连接运算放大器a1的反相输入端，形成负反馈回路。运算放大器a1的同相输入端接正电平的参考电压vref。负反馈放大电路的负反馈放大增益b1，由电阻r3和电阻r1的阻值的比值的负值得到，即由-r3/r1得到。同理，sin-信号侧的负反馈放大电路，由运算放大器a2、电阻r2、电容c4、电阻r4、电容c7构成，取电阻r1与电阻r2的阻值相等、且电阻r3与电阻r4的阻值相等，即r1＝r2、r3＝r4。
所述第一巴特沃兹低通滤波模块和所述第二巴特沃兹低通滤波模块的结构相同，所述第一巴特沃兹低通滤波模块，包括：巴特沃兹低通滤波器。参见图3所示的例子，sin+信号经负反馈放大电路放大后，连接巴特沃兹低通滤波器。巴特沃兹低通滤波器，由运算放大器a3、电阻r5、电阻r7、电阻r8、电容c8、电容c10构成。电阻r5、电容c8及电阻r7、电容c10，构成二阶rc低通滤波电路，连接运算放大器a3的反相输入端，使滤波器过渡带变窄，衰减斜率的值增大。巴特沃兹低通滤波器的通带放大倍数b2＝-r8/r5。运算放大器a3的同相输入端接正电平的参考电压vref，巴特沃兹低通滤波器的截止频率f为：
以12m新能源商用车为例，电动汽车运行时，主驱电机载波频率一般为3.5khz，助力油泵电机载波频率一般为5khz。磁性位置传感器输出的角度位置信号与电机转速有关，助力油泵电机峰值转速一般为几千转，故磁性位置传感器角度位置信号频率一般小于150hz。对磁性位置传感器输出的角度位置信号产生的最大电磁干扰频率为载波的二倍频，即7khz和10khz，故可将巴特沃兹低通滤波器截止频率设置为6khz，以滤除电机运行时由载波频率引起的高频干扰。
同理，sin-信号侧的巴特沃兹低通滤波器，由运算放大器a4、电阻r6、电阻r9、电阻r10、电容c9、电容c11构成，r5＝r6＝r8＝r10、r7＝r9、c8＝c9、c10＝c11，巴特沃兹低通滤波器的通带放大倍数b2设置为-1。sin+、sin-侧的信号，经巴特沃兹低通滤波器输出连接差分放大电路。差分放大电路，由运算放大器a5、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14构成，sin+侧的信号连接运算放大器a5的同相输入端，sin-侧的信号连接运算放大器a5的反相输入端，r11＝r12＝r13＝r14。
所述差分放大模块，包括：差分放大电路。参见图3所示的例子，差分放大电路将sin+、sin-的差分信号转换成单一sin信号输出，有效的抑制了sin+、sin-的差分信号中的共模干扰。
在一些实施方式中，还包括：初级滤波模块和共模干扰处理模块中的至少之一。初级滤波模块，如电容c1和电容c2。共模干扰处理模块，如电容c3。
其中，所述初级滤波模块，包括：第一滤波模块和第二滤波模块。
所述第一滤波模块，被配置为对所述sin+信号进行初级滤波之后，再输出至第一负反馈放大模块。
所述第二滤波模块，被配置为对所述sin-信号进行初级滤波之后，再输出至第二负反馈放大模块。
所述共模干扰处理模块，被配置为对所述sin+信号和所述sin-信号之间的功率干扰信号进行滤除后，再分别输出至第一负反馈放大模块和第二负反馈放大模块。
在一些实施方式中，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块的结构相同，所述第一滤波模块，包括：滤波电容模块。参见图3所示的例子，sin+信号的输入端、sin-信号的输入端，经支撑电容c1、支撑电容c2后，连接负反馈放大部分。
所述共模干扰处理模块，包括：共模电容模块。参见图3所示的例子，sin+信号、sin-信号之间连接电容c3，消除差分信号间的共模干扰。
在一些实施方式中，所述第一检测模块，还包括：rc低通滤波模块和钳位模块中的至少之一。所述第一检测模块，还包括：模数转换模块。rc低通滤波模块，如rc低通滤波电路。钳位模块，如二极管d1和二极管d2构成的二极管钳位电路。模数转换模块，如dsp/adc。
其中，所述rc低通滤波模块，被配置为对所述单一的正弦信号进行rc低通滤波处理，得到低通滤波处理后的正弦信号。
所述钳位模块，被配置为对所述单一的正弦信号进行钳位处理，得到幅值满足设定阈值的正弦信号。
所述模数转换模块，被配置为对所述低通滤波处理后的正弦信号、所述幅值满足设定阈值的正弦信号中的至少之一，进行模数转换处理，得到正弦数字信号，作为第一角度位置。
参见图2所示的例子，角度位置检测电路，包括：依次连接的负反馈放大电路，巴特沃兹低通滤波器，差分放大电路，以及rc低通滤波电路及钳位电路。负反馈放大电路、巴特沃兹低通滤波器、差分放大电路、rc滤波及钳位电路，能够形成抗电磁干扰电路。rc低通滤波电路及钳位电路，能够反馈位置信息至dsp/adc(即低压助力油泵控制器)。
这样，磁性位置传感器输出的差分位置信号，进入负反馈放大电路前，先经过由电容和电阻构成的滤波电路滤波，负反馈电路输出端经巴特沃兹低通滤波器后连接差分放大电路、rc低通滤波器及钳位电路到dsp/adc处理。该方案通过角度位置信号差分输入有效地消除了信号内的共模干扰，经过巴特沃兹低通滤波器有效地解决了因电机运行时由载波频率引起的高频干扰。经滤波的角度位置信号输入dsp或adc中，转换为数字信号并换算为角度位置信息，用于实时角度位置监测、控制及高低压助力油泵切换功能。该汽车助力油泵位置检测方法抗强电磁干扰性能好、结构简单、体积小、重量轻、易于实现且成本低，能够有效地确保位置检测的可靠性。
在一些实施方式中，所述rc低通滤波模块，包括：rc低通滤波器。所述钳位模块，包括：二极管钳位电路。所述模数转换模块，包括：dsp模块或adc模块。
参见图3所示的例子，输出的单一sin信号，经电阻r15、电容c12构成的无源低通滤波器、以及二极管d1、二极管d2构成的钳位电路后，输入至dsp/adc中，由adc将模拟信号转换为数字信号，用于角度位置信息检测及解码。无源低通滤波器能够滤除由运算放大器a5引入的高频干扰，钳位电路可防止因角度位置信号幅值过高引起的dsp/adc损坏的问题。
dsp除了实时监测助力油泵角度位置外，还要将角度位置信息用于驱动控制策略中实现对助力油泵的控制。当出现需要整车主动断b级高压电的车辆异常情况时，整车控制器通过can通信网络将切换指令发给低压助力油泵控制器，低压助力油泵控制器dsp将根据检测到的角度位置信息实施相应驱动策略，完成高低压切换功能。
上述电路中，电容c1、电容c2、电容c4、电容c5的值相同，电容c3、电容c6、电容c7、电容c12的值相同。电阻r1、电阻r2、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15的阻值相同。负反馈放大回路中电阻r3和电阻r4的取值相同。巴特沃兹低通滤波器内电阻r5、电阻r8、电阻r6、电阻r10的阻值相同。电容c8、电容c9、电容c10、电容c11的取值根据滤波截止频率需要确定。运算放大器a1～a5为同一型号，且为单电源供电。二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4为同一型号二极管。它们的具体值以及直流参考电平vref需要根据实际角度位置信号的放大倍数进行选取。cos+、cos-角度位置信号电路与sin+、sin-信号相同，且相同器件位置取值及选型相同。本发明的方案提供的驱动电机位置检测方案，抗强电磁干扰能力强、成本低，使用磁性位置传感器的结构简单、体积小、重量轻，并且，驱动电机位置检测方案中的滤波部分结构简单、易于实现。
这样，本发明的方案，提供了一种用于抗内置杂散场干扰的汽车助力油泵电机位置检测方案，采用磁性位置传感器输出差分信号，经负反馈放大电路进行处理，即经负反馈放大电路进行信号放大后，经巴特沃兹低通滤波器滤除电机运行时由载波频率引起的高频干扰。巴特沃兹低通滤波器的输出经差分放大电路、rc低通滤波器及钳位电路到dsp/adc处理，消除了位置信号的共模干扰，保证两路位置信号对称且无明显相移，实现了助力油泵角度位置实时监测。该助力油泵位置检测方法能够有效地抑制强电磁环境及电机运行时由载波引起的高频干扰，位置传感器及信号处理电路结构简单、体积小、重量轻，易于实现、可靠性高且成本低。多合一控制器内集成低压助力油泵控制器，便于对助力油泵位置的实时监测及反馈，提高高低压助力油泵控制器切换效率。
需要说明的是，本发明的方案中的汽车助力油泵位置检测方案，也适合其它应用磁性位置传感器的场合。例如：可应用于工业或汽车等领域的电机，应用磁性位置传感器检测角度即可。
在一些实施方式中，所述汽车的低压助理油泵控制器，集成设置在所述汽车的多合一控制器中。
相关方案中，多合一控制器内无低压助力油泵控制器设计，在车速大于5km/h时应保持转向系统维持助力状态无法保持转向助力状态30s后再断b级电，如需此功能，则需要通过外接低压助力油泵控制器。而本发明的方案中，系统化集成设置，将低压助力油泵控制器集成至多合一控制器中，在整车控制器发送切换指令及高低压助力转向泵相互切换过程中更加高效。无需外接控制器，使汽车助力油泵的位置检测系统的结构更简单。多合一控制器内集成低压助力油泵控制器，便于对助力油泵位置的实时监测及反馈，提高高低压助力油泵控制器切换效率。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，并采用角度位置检测电路对采集到的实时绝对位置进行抗电磁干扰处理之后，再反馈至低压助力油泵控制器，以控制低压助力转向泵工作。从而，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，能够降低对汽车助力油泵的实时绝对位置的检测难度，有利于提升对汽车助力油泵切换控制的可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车助力油泵的位置检测系统的一种汽车。该汽车可以包括：以上所述的汽车助力油泵的位置检测系统。
由于本实施例的汽车所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，并采用角度位置检测电路对采集到的实时绝对位置进行抗电磁干扰处理之后，再反馈至低压助力油泵控制器，以控制低压助力转向泵工作，有利于提高高低压助力油泵控制器切换效率。
根据本发明的实施例，还提供了对应于汽车的一种汽车助力油泵的位置检测方法，如图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述汽车助力油泵，包括：低压助力油泵。所述汽车助力油泵的位置检测方法，包括：步骤s110和步骤s120。
在步骤s110处，通过磁性位置采集单元，采集所述低压助力油泵的电机位置信号。
在步骤s120处，通过角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。具体地，所述角度位置检测单元，被配置为对所述低压助力油泵的电机位置信号至少进行抗电磁干扰处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，并将所述低压助力油泵的电机角度位置，反馈至所述汽车的低压助力油泵控制器。
磁性位置采集单元，如磁性位置传感器。角度位置检测单元，如角度位置检测电路。图2为汽车助力油泵的位置检测方法的一实施例的结构示意图。如图2所示，汽车助力油泵的位置检测方法，包括：整车控制器，多合一控制器，高压助力油泵控制器，低压助力油泵控制器，主驱控制器和pdu(电源分配单元)等，磁性位置传感器，角度位置检测电路。在图2所示的例子中，多合一控制器，分别连接至高压助力油泵控制器、低压助力油泵控制器、以及主驱控制器和pdu等。整车控制器，能够输出切换指令至高压助力油泵控制器与低压助力油泵控制器之间的切换线路处。
相关方案中，磁性位置传感器分为两种，一种为集成adc，信号处理电路等功能的传感器芯片，其价格较高。而本发明的方案，位置传感器选择磁性角度位置传感器，且磁性位置传感器的采用霍尔线性传感器，搭配信号处理电路，增加抗电磁干扰设计，利用控制器内dsp本身adc功能，节约成本，电路简单易实现。
在一些实施方式中，所述低压助力油泵的电机位置信号，包括：四路差分位置信号。所述四路差分位置信号，包括：正弦差分信号和余弦差分信号。所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：第一角度位置和第二角度位置。
所述角度位置检测单元，包括：第一检测模块和第二检测模块。
其中，步骤s120中通过角度位置检测单元，对所述低压助力油泵的电机位置信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的电机角度位置，包括：
通过第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的正弦角度位置，作为第一角度位置。
通过第二检测模块，对所述余弦差分信号进行角度位置处理，得到所述低压助力油泵的余弦角度位置，作为第二角度位置。
参见图2所示的例子，磁性位置传感器产生的四路差分信号，能够输出至角度位置检测电路，经角度位置检测电路处理后，输出位置信息至低压助力油泵控制器。
考虑到cos差分信号的处理电路和实施过程，与sin差分信号的处理电路和实施过程相同。下面以sin差分信号的处理电路和实施过程，对四路差分信号的处理电路和实施过程进行示例性说明。
在一些实施方式中，所述正弦差分信号，包括：sin+信号和sin-信号。
所述第一检测模块，包括：第一负反馈放大模块、第一巴特沃兹低通滤波模块、第二负反馈放大模块、第二巴特沃兹低通滤波模块和差分放大模块。第一负反馈放大模块、第二负反馈放大模块，如负反馈放大电路。第一巴特沃兹低通滤波模块、第二巴特沃兹低通滤波模块，如巴特沃兹低通滤波器。差分放大模块，如差分放大电路。
其中，通过第一检测模块，对所述正弦差分信号进行角度位置处理的具体过程，参见以下示例性说明。
下面结合图6所示本发明的方法中对所述正弦差分信号进行角度位置处理的一实施例流程示意图，进一步说明步对所述正弦差分信号进行角度位置处理的具体过程，包括：步骤s210至步骤s250。
步骤s210，通过第一负反馈放大模块，对所述sin+信号进行负反馈放大处理，得到第一放大信号。
步骤s220，通过第一巴特沃兹低通滤波模块，对所述第一放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第一滤波信号。
步骤s230，通过第二负反馈放大模块，对所述sin-信号进行负反馈放大处理，得到第二放大信号。
步骤s240，通过第二巴特沃兹低通滤波模块，对所述第二放大信号进行巴特沃兹低通滤波，得到第二滤波信号。
步骤s250，通过差分放大模块，将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号，由差分信号，转换为单一的正弦信号。
参见图2所示的例子，角度位置检测电路，包括：依次连接的负反馈放大电路，巴特沃兹低通滤波器，差分放大电路。相关方案中，磁性位置传感器无抗电磁干扰设计，本发明的方案中增加了巴特沃兹滤波器等滤波电路，能够有效地抑制强电磁环境及电机运行时由载波引起的高频干扰，位置传感器及信号处理电路结构简单、体积小、重量轻，易于实现、可靠性高且成本低，便于对助力油泵位置的实时监测及反馈，提高高低压助力油泵控制器切换效率。
在一些实施方式中，还包括：初级滤波模块和共模干扰处理模块中的至少之一。初级滤波模块，如电容c1和电容c2。共模干扰处理模块，如电容c3。其中，所述初级滤波模块，包括：第一滤波模块和第二滤波模块。
下面结合图7所示本发明的方法中基于初级滤波模块和共模干扰处理模块的处理过程的一实施例流程示意图，进一步说明基于初级滤波模块和共模干扰处理模块的处理过程的具体过程，包括：步骤s310至步骤s330。
步骤s310，通过第一滤波模块，对所述sin+信号进行初级滤波之后，再输出至第一负反馈放大模块。
步骤s320，通过第二滤波模块，对所述sin-信号进行初级滤波之后，再输出至第二负反馈放大模块。
步骤s330，通过共模干扰处理模块，对所述sin+信号和所述sin-信号之间的功率干扰信号进行滤除后，再分别输出至第一负反馈放大模块和第二负反馈放大模块。
在一些实施方式中，所述第一检测模块，还包括：rc低通滤波模块和钳位模块中的至少之一。所述第一检测模块，还包括：模数转换模块。rc低通滤波模块，如rc低通滤波电路。钳位模块，如二极管d1和二极管d2构成的二极管钳位电路。模数转换模块，如dsp/adc。其中，
下面结合图8所示本发明的方法中基于rc低通滤波模块、钳位模块和模数转换模块的处理过程的一实施例流程示意图，进一步说明基于rc低通滤波模块、钳位模块和模数转换模块的处理过程的具体过程，包括：步骤s410至步骤s430。
步骤s410，通过rc低通滤波模块，对所述单一的正弦信号进行rc低通滤波处理，得到低通滤波处理后的正弦信号。
步骤s420，通过钳位模块，对所述单一的正弦信号进行钳位处理，得到幅值满足设定阈值的正弦信号。
步骤s430，通过模数转换模块，对所述低通滤波处理后的正弦信号、所述幅值满足设定阈值的正弦信号中的至少之一，进行模数转换处理，得到正弦数字信号，作为第一角度位置。
参见图2所示的例子，角度位置检测电路，包括：依次连接的负反馈放大电路，巴特沃兹低通滤波器，差分放大电路，以及rc低通滤波电路及钳位电路。负反馈放大电路、巴特沃兹低通滤波器、差分放大电路、rc滤波及钳位电路，能够形成抗电磁干扰电路。rc低通滤波电路及钳位电路，能够反馈位置信息至dsp/adc(即低压助力油泵控制器)。
这样，磁性位置传感器输出的差分位置信号，进入负反馈放大电路前，先经过由电容和电阻构成的滤波电路滤波，负反馈电路输出端经巴特沃兹低通滤波器后连接差分放大电路、rc低通滤波器及钳位电路到dsp/adc处理。该方案通过角度位置信号差分输入有效地消除了信号内的共模干扰，经过巴特沃兹低通滤波器有效地解决了因电机运行时由载波频率引起的高频干扰。经滤波的角度位置信号输入dsp或adc中，转换为数字信号并换算为角度位置信息，用于实时角度位置监测、控制及高低压助力油泵切换功能。该汽车助力油泵位置检测方法抗强电磁干扰性能好、结构简单、体积小、重量轻、易于实现且成本低，能够有效地确保位置检测的可靠性。
也就是说，本发明的方案，提供了一种用于抗内置杂散场干扰的汽车助力油泵电机位置检测方案，采用磁性位置传感器输出差分信号，经负反馈放大电路进行处理，即经负反馈放大电路进行信号放大后，经巴特沃兹低通滤波器滤除电机运行时由载波频率引起的高频干扰。巴特沃兹低通滤波器的输出经差分放大电路、rc低通滤波器及钳位电路到dsp/adc处理，消除了位置信号的共模干扰，保证两路位置信号对称且无明显相移，实现了助力油泵角度位置实时监测。该助力油泵位置检测方法能够有效地抑制强电磁环境及电机运行时由载波引起的高频干扰，位置传感器及信号处理电路结构简单、体积小、重量轻，易于实现、可靠性高且成本低。多合一控制器内集成低压助力油泵控制器，便于对助力油泵位置的实时监测及反馈，提高高低压助力油泵控制器切换效率。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述汽车的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过采用磁性位置传感器采集汽车助力油泵的实时绝对位置，并采用角度位置检测电路对采集到的实时绝对位置进行抗电磁干扰处理之后，再反馈至低压助力油泵控制器，以控制低压助力转向泵工作，抗强电磁干扰性能好，能够有效地确保位置检测的可靠性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。