具有两个控制器和闭环积分作用的电动助力转向

摘要

本技术方案描述了一种马达控制系统，例如用于转向系统的马达控制系统，马达控制系统包括多个控制器。在一个示例中，马达控制系统包括与第一控制器相关联的第一仲裁模块和与第二控制器相关联的第二仲裁模块。第一仲裁模块基于送入第一控制器的第一输入信号和送入第二控制器的第二输入信号生成第一仲裁输入信号。第二仲裁模块基于第一输入信号和第二输入信号生成第二仲裁输入信号。第一控制器使用第一仲裁输入信号生成第一控制输出，第二控制器使用第二仲裁输入信号生成第二控制输出。

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2011年6月17日提交的序列号为62/351,498的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请一般性地涉及电动助力转向(EPS)系统，并且特别涉及具有两个控制器和包括积分作用的闭环控制的EPS系统。

背景技术

通常，为了可靠性，EPS系统可以使用两个独立的控制器来计算冗余马达控制指令。每个指令依次驱动公共轴上的马达，例如双马达/绕线马达。虽然意图是两个控制器中的每一个计算相同的控制指令，但是传感器读数的差异和控制器操作时间之间的延迟导致计算出的指令的差异。此外，当执行闭环控制(例如将测量的马达位置控制到所命令的马达位置)时，两个控制器可能关于积分器状态最终得到不同的值，导致大的控制指令，从而导致低效率。

发明内容

根据一个或多个实施例，马达控制系统包括向轴提供转矩的第一控制器和第二控制器。马达控制系统还包括与第一控制器相关联的第一仲裁模块和与第二控制器相关联的第二仲裁模块。第一仲裁模块基于送入第一控制器的第一输入信号和送入第二控制器的第二输入信号生成第一仲裁输入信号。第二仲裁模块基于第一输入信号和第二输入信号生成第二仲裁输入信号。第一控制器使用第一仲裁输入信号生成第一控制输出，第二控制器使用第二仲裁输入信号生成第二控制输出。

根据一个或多个实施例，一种用于操作包括两个或更多个控制器的马达控制系统的方法包括：由与第一控制器相关联的第一仲裁模块基于送入第一控制器的第一输入信号以及送入第二控制器的第二输入信号计算第一仲裁输入信号。该方法还包括由第一控制器使用第一仲裁输入信号生成第一控制输出。该方法还包括通过与第二控制器相关联的第二仲裁模块，基于送入第一控制器的第一输入信号和送入第二控制器的第二输入信号来计算第二仲裁输入信号。该方法还包括由第二控制器使用第二仲裁输入信号生成第二控制输出。

根据一个或多个实施例，一种电动助力转向系统包括生成第一辅助转矩的第一马达和生成第二辅助转矩的第二马达。电动助力转向系统还包括第一控制器，用于使用闭环控制回路生成用于第一马达的第一控制输出，以生成第一辅助转矩。电动助力转向系统还包括第二控制器，用于使用闭环控制回路生成用于第二马达的第二控制输出，以生成第二辅助转矩。电动助力转向系统还包括与第一控制器相关联的第一仲裁模块，第一仲裁模块被配置为基于送入第一控制器的第一输入信号以及送入第二控制器的第二输入信号生成第一仲裁输入信号，由第一控制器使用第一仲裁输入信号生成第一控制输出。电动助力转向系统还包括与第二控制器相关联的第二仲裁模块，第二仲裁模块被配置为基于送入第一控制器的第一输入信号以及送入第二控制器的第二输入信号生成第二仲裁输入信号，由第二控制器使用第二仲裁输入信号生成第二控制输出。

从以下结合附图的描述中，这些和其它优点和特征将变得更加明显。

附图说明

被认为是技术方案的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别指出并明确地要求保护。从以下结合附图的详细描述中，技术方案的前述和其它特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1示出了根据一个或多个示例的马达控制系统的示例布局；

图2示出了根据一个或多个示例的具有两个控制器的马达控制系统的另一示例布局；

图3示出了根据一个或多个示例用于仲裁多个控制器的输入信号的示例框图；

图4描绘了根据一个或多个示例的具有积分状态的示例控制器的数据流；

图5示出了根据一个或多个示例的用于仲裁两个信号的示例仲裁模块的数据流；

图6描绘了根据一个或多个实施例的马达控制系统；以及

图7描绘了根据一个或多个实施例的包括转向系统的车辆。

具体实施方式

现在参考附图，将参考具体示例描述技术方案，而不限于此。本文描述的技术方案包括用于优化具有用于执行闭环控制的两个控制器的马达控制系统(例如电动助力转向(EPS)系统或任何其它马达控制系统)的性能的架构和方法。

图1示出了根据一个或多个实施例的具有两个控制器的马达控制系统100的示例布局。应当注意，尽管图1和本文所述的其它示例使用两个控制器，但是本文描述的技术方案可应用于具有两个以上控制器的其它实施例。控制器可以是诸如比例积分微分(PID)控制器、PI控制器、微处理器或具有积分状态的任何其它处理单元的过程控制器。

马达控制系统100可以是以下系统的一部分，诸如EPS系统，或者包括独立地执行闭环过程控制的两个控制器的任何其它系统，例如泵、加热器等。使用双马达系统(例如，具有提供辅助转矩的两个马达的EPS系统)的示例来描述本文的技术方案。然而，本文描述的技术方案适用于其它应用，其中两个独立的控制器用于连续测量过程变量(诸如温度、压力、液位、流量和浓度)，并采取措施(诸如打开阀门、减慢泵和开大加热器)，使得测量的过程变量保持在指定的设定点值(诸如预定值或操作员提供的输入值)。在一个或多个示例中，两个控制器可以用于提供冗余。

参考图1，控制器-A 110独立于控制器-B 120运行。指令-A 112是从外部系统接收的信号，以使马达控制系统100控制以执行操作。例如，在EPS系统的情形下，外部系统可以是可请求所指令的马达位置、马达速度、转矩等的车辆控制器单元。指令(图1中标记为指令-B 122)的冗余版本和独立版本也被发送到控制器-B 120。为了执行闭环控制，控制器-A110接收与指令-A 112对应的测量值，称为测量值-A 114。独立地，为了执行闭环控制，控制器-B 120接收冗余测量值和独立测量值，称为测量值-B 124。影响系统行为的其它冗余信号和独立信号也被识别为作为其它-A 116和其它-B 126的一部分发送到两个控制器。

在一个或多个示例中，虽然指令-A 112和指令-B 122旨在是相同的，但它们可能是不同的。例如，指令-A 112是将马达-A 150轴角度控制为10度，并且指令-B 122将马达-B160轴角度控制为12度。可替代地或另外地，测量值-A 114和测量值-B 124可以具有彼此不同的值。例如，测量值-A 114可以是马达角度或由第一传感器测量的任何其它测量值，而测量值-B 124可以是由第二传感器测量的马达角度(或任何其它测量值)。例如由于生产误差、传感器的使用年限或导致测量值-A 114和测量值-B 124的值不同的任何其它原因，用于测量的两个传感器可以具有较大的差异。在另一示例中，单个传感器捕捉测量值-A 114和测量值-B 124的值，但是在不同的时间点进行捕捉。例如，在时间T1捕捉测量值-A 114，并且在时间T2捕捉测量值-B(或反之亦然)。在不同时间捕捉测量值会在测量到的值中引入较大差异。应当注意，在其它示例中，指令和测量值可以不同于本文示例中列出的那些。

在一个或多个示例中，基于各自的输入信号，控制器-A 110生成输出控制指令-A130，并且控制器-B 120生成输出控制指令-B 140。考虑EPS系统的情形，其中控制器-A 110向马达-A 150提供控制指令-A 130，并且控制器-B 120向马达-B 160提供控制指令-B140。来自马达-A的最终输出转矩-A 155和来自马达-B的最终输出转矩-B 165操作轴170。例如，轴170可以是将EPS系统的方向盘与车辆的齿条或车轮相连接的转向轴，输出转矩为EPS系统的操作者提供辅助转矩。辅助转矩便于配备有EPS系统的车辆的操作者操纵车辆。施加到轴170的总转矩175是输出转矩-A 155和转矩-B 165的总和。

假定发送到控制器-A 110和控制器-B 120的输入信号分别具有基本相同的值，这使得两个控制器具有基本相似的输出，从而获得由EPS系统生成的辅助转矩的平衡控制。然而，可以理解，发送到两个控制器的输入信号之间存在较大的差异，和/或两个控制器之间存在较大的处理时间差异。这些差异导致两个控制器的输出不平衡。本文的技术方案解决了由两个控制器的两组输入信号和/或处理时间之间的较大差异引起的技术难题。相对于控制器的运行速率，作为本文技术方案的主题的信号差异的类型不变或随时间缓慢变化。

例如，为了补偿诸如信号之间的恒定或缓慢变化的差异，在一个或多个示例中，技术方案便于在两个控制器(控制器-A 110和控制器-B 120)之间共享输入信号。此外，在一个或多个示例中，控制器仲裁(arbitrate)由相应控制器接收到的两个输入信号。可替代地，在将信号输入到控制器之前对输入信号进行仲裁。参考图1，信号-A 118描绘了从控制器-A 110发送到控制器-B 120的信号的集合。在一个或多个示例中，信号-A 118包括信号指令-A 112、测量值-A 114和其它-A 116以及控制器-A 110与控制器-B 120共享的任何其它内部计算值。类似地，信号-B 128是从控制器-B 120发送到控制器-A 110的信号的集合。在一个或多个示例中，信号-B 128包括信号指令-B 122、测量值-B 124和其它-B 126以及控制器-B 120与控制器-A 110共享的任何其它内部计算值。

图2描绘了根据一个或多个实施例的用于在两个控制器之间共享信号的示例框图。控制器-A 110包括从控制器-B 120接收共享信号-B 128的集合的解复用器(demultiplexer或demux)212。共享信号-B 128由控制器-B 120的多路复用器224复用。解复用器212将来自控制器-B 120的多路复用的共享信号-B 128分离成单独的分量，例如指令-B、测量值-B、积分状态-B等。以类似的方式，控制器-A 110包括多路复用器214，其将由控制器-A 110接收的输入信号和控制器-A 110的积分状态A复用到共享信号A-118的集合中。然后将多路复用的共享信号A 118发送到分离和使用共享信号-A 118的分量的控制器-B 120的解复用器222。应当注意，共享信号可以包括更少的、额外的和/或与上述示例中所列出的那些不同的多路复用信号。

图2还描绘了分别由控制器-A 110和控制器-B 120执行的过程-A210和过程-B220。所描绘的两个过程包括由相应控制器中的每一个执行的闭环控制操作。例如，过程-A210控制诸如EPS的系统，使得输出跟随参考控制信号(其可以是固定的或变化的值)，并且基于输入信号修改系统的行为。例如，在EPS的情形下，控制器-A 110根据基于指令A 112和测量值-A 114的参考控制信号来修改轴170的位置。以类似的方式，控制器-B 120执行过程-B220，以根据指令-B 122和测量值-B 124来控制轴的位置。在一个或多个示例中，其它-A 116和其它-B 126可以包括控制器接收的并用于闭环控制的反馈/前馈信号。在一个或多个示例中，过程-A210和过程-B220包括执行输入信号的仲裁。可替代地，这些过程接收仲裁信号。

应当注意，另外在其它示例中，以与图2不同的方式共享控制器之间的信号。例如，在一个或多个实施例中，控制器-A 110的输入信号也被直接发送到控制器-B 120，并且送入控制器-B 120的输入信号也被发送到控制器-A 110。

在马达控制系统100的另一示例布局中，两个控制器接收直接发送到两个控制器的两组输入信号。在该布局中，控制器-A 110接收指令-A 112、测量值-A 114和其它-A 116信号，并且另外，直接接收指令-B 122、测量值-B 124和其它-B 126信号，作为输入。除了由控制器-B 120共享的信号-B 128信号之外，上述信号也从外部系统、测量传感器和其它设备直接输入到控制器-A 110中。以类似的方式，除了指令-B 122、测量值-B 124和其它-B126信号之外，控制器-B 120还直接接收指令-A 112、测量值-A 114和其它-A 116信号作为输入。此外，控制器-A 110与控制器-B 120共享信号-A 118。

在一个或多个示例中，在控制器之间共享的信号的集合(信号-A 118和信号-B128)不包括直接发送到控制器的输入信号，而是仅包括由控制器之一计算的将与其它控制器共享的一个或多个值。例如，信号-A 118仅包括由控制器-A 110生成的将与控制器-B120共享的内部计算值，而不包括已经直接发送到控制器-B 120的指令-A 112。类似地，在一个或多个示例中，信号-B 128仅包括由控制器-B 120生成的将与控制器-A 110共享的内部计算值，而不包括已经直接发送到控制器-A 110的测量值-B 124。在其它示例中，其它组合也是可能的。

图3示出了根据一个或多个实施例的用于仲裁多个控制器的输入信号的示例框图。为了简单起见，图3描绘了仅在控制器-A 110上执行的过程-A210的情形下的仲裁信号；然而，对控制器-B 120上的过程-B220的输入信号执行类似的仲裁。此外，在所示的示例中，控制器-A 110(和控制器-B 120)是包括积分作用的控制器(PI或PID控制器)，其用于马达控制系统100的闭环控制逻辑。例如，控制器可以用于执行EPS系统的位置控制操作，控制器-A 110(和控制器-B 120)是具有积分作用的调节器。

参考图3，用于执行具有积分作用的闭环控制的输入信号是仲裁信号，指令-Arb312、测量值-Arb 314和其它-Arb 316。由对应的仲裁模块、指令仲裁模块310、测量值仲裁模块320以及任何其它输入仲裁模块330计算这些仲裁信号。应当注意，虽然图3描绘了用于不同输入信号的单独的仲裁模块，但是在一个或多个示例中，单个仲裁模块可以对不同的输入信号进行仲裁。

指令仲裁模块310对直接发送到控制器-A 110的信号指令-A 112与首先被直接发送到控制器-B 120的指令-B 122进行仲裁。在一个或多个示例中，由指令仲裁模块310从控制器-B接收指令-B 122，作为共享信号-B 128(图1)的一部分。可替代地或另外地，在其它示例中，除了指令-A 112之外，指令仲裁模块310还直接接收指令-B 122。

测量值仲裁模块320对直接发送到控制器-A 110的信号测量值-A 114与首先直接发送到控制器-B 120的测量值-B 124进行仲裁。在一个或多个示例中，由测量值仲裁模块320从控制器-B接收测量值-B 124，作为共享信号-B 128(图1)的一部分。可替代地或另外地，在其它示例中，除了测量值-A 114之外，测量值仲裁模块320还直接接收测量值-B 124。

以类似的方式，其它输入仲裁模块330对直接发送到控制器-A 110的信号(其它-A116)与首先被直接发送到控制器-B的其它-B 126进行仲裁。在一个或多个示例中，由其它输入仲裁模块330从控制器-B接收其它-B 126，作为共享信号-B 128(图1)的一部分。可替代地或另外地，在其它示例中，除了其它-A 116之外，其它仲裁模块330还直接接收其它-B126。应当注意，其它信号(其它-A 116和其它-B 126)可以包括相应控制器接收以执行指令操作的任何其它参数，例如查找表访问值、预定阈值或任何其它此类数据。

控制器-A 110还从控制器-B 120接收积分状态-B 328作为输入信号。积分状态-B328是控制器-B 120用于计算控制-B 140输出的中间值。以类似的方式，控制器-B 120接收控制器-A 110计算的并用于计算控制-A 130输出的积分状态-A 318。在一个或多个示例中，积分状态由一个控制器发送给另一个控制器，作为共享信号(共享-A 118和/或共享-B128)的一部分。

图4描绘了根据一个或多个实施例的示例PID控制器的数据流。虽然图图4显示控制器-A 110的数据流，但是控制器-B 120也类似地操作。通常，PID控制器根据以下表达式进行操作。

其中，CO为控制器-A输出；e(t)是电流控制器误差，定义为SP-PV；SP是设定点，在此示例中是指令-Arb 112；PV是测量过程变量，在此示例中是测量值-Arb 114；Kp是控制器增益(也称为比例增益)，它是调谐参数；Ki是积分增益，调谐参数；Kd是微分增益，调谐参数；以及Ti是复位时间，调谐参数。在一个或多个示例中，控制器还可以添加例如由无扰动传输设定的作为预定值的控制器偏置项(CO_bias)。此外，在一个或多个示例中，控制器可以提供与上述示例等式(1)中的那些调谐参数不同的调谐参数，例如微分时间(Td)。调谐参数可以是在运行时间期间调谐的预定值和/或可配置值。该等式中的控制器-A>

控制器-B 120的积分状态-B 328也使用控制器-B 120的值由该项表示。还应注意，积分状态-A 318作为输入提供给控制器-B 120，如图2所示。

参考图4，控制器-A 110对控制器-A 110计算的积分状态-A 318与控制器-A 110从控制器-B 120接收的积分状态-B 328进行仲裁。在一个或多个示例中，控制器-A 110使用积分状态仲裁模块410来执行两个积分状态之间的仲裁。因此，控制器的方程可以表示为

其中，IS_Arb是仲裁的积分状态。例如，对于控制器-A>Arb是基于积分状态-A318和积分状态-B>Arb也是基于积分状态-A>

应当注意，虽然上述示例使用PID控制器，但是在其它实施例中，技术方案可以使用PI控制器或具有积分状态的任何其它控制器。

积分状态仲裁模块410有助于两个控制器的积分状态之间的仲裁，这防止积分状态之间的积分器终结(windup)。积分状态仲裁模块410使用不同的方法来仲裁来自两个控制器的信号，例如直通(pass-through)、平均、加权平均等。仲裁有助于采用本应相同但是具有使信号相似但不完全相同的较大差异的两个信号，并有助于生成将由两个控制器使用的公共值。但是，可以选择在两个控制器中使用相同的信号，例如在图1和图2中，控制器-A110和控制器-B 120都接收相同的指令-A 112(并且指令-B 122不存在)。可替代地或另外地，相应输入信号的平均值被用作公共信号。例如，指令仲裁模块310基于以下等式生成指令-Arb(图3)：

前述示例存在技术难题，例如当通过对两个输入信号进行平均来计算仲裁信号时，由于两个控制器不同时执行逻辑，所以在仲裁信号中引入滞后。此外，从一个控制器向另一个控制器传送信号也需要时间并引入滞后。这种滞后降低了闭环控制方案的有效性，因此希望最小化这种滞后。增加从一个控制器到另一个控制器的信号传输速率降低了延迟，但是以更昂贵的通信协议和需要更快的控制器速度为代价。在未解决这些技术难题的情形下，对多个控制器的积分作用导致积分器终结。本文描述的技术方案解决了这样的技术难题。

图5示出了根据一个或多个实施例的用于仲裁两个信号的示例仲裁模块500的数据流。由本文描述的技术方案提供的仲裁方案将可能被引入仲裁信号的滞后最小化，而不需要控制器之间的高信号传输速率。图5所示的仲裁模块500可以是由两个控制器使用的仲裁模块中的任何一个，诸如指令仲裁模块310、测量值仲裁模块320、其它输入仲裁模块330和积分状态仲裁模块410。仲裁模块500接收第一信号510和第二信号520作为输入，并且生成信号-Arb 530作为输出仲裁信号。输入信号可以是在本文描述的示例中被仲裁的任何信号，诸如指令信号、测量值信号、其它输入信号和积分状态信号。

在图5所示示例中，假设仲裁的信号(信号-Arb 530)正被用于替换过程-1的第一信号510，并且第二信号520是来自过程-2的输入/计算信号。例如，考虑到过程1是由控制器-A 110执行的闭环控制，并且过程-2是由控制器-B 120执行的闭环控制。在这种情形下，第一信号510是提供给控制器-A 110的输入信号中的任何一个，并且第二信号520是来自控制器-B 120的对应信号。另外，在过程-2的输入处(即控制器-B 120)执行类似的仲裁，其中与上述示例相比，第一信号510和第二信号520调换。

返回参考图5，仲裁模块500从第一信号510中减去计算出的第一信号510与第二信号520之间的差的偏移515。由于偏移515是恒定的或缓慢移动的(例如1Hz或更慢)，所以偏移515的计算可以以相当慢的速率(例如10Hz或更快)发生。本文中，“缓慢移动”表示处于或低于预定阈值(例如1Hz示例)的频率，然而，应当注意，在不同示例中，预定阈值可以不同。

仲裁模块500还包括低通滤波器525，以确保在偏移515的计算中仅使用恒定或慢移信号差，从而使偏移计算能够处于慢速率。低通滤波器525对第一信号510与第二信号520之间的差进行滤波，使得只有当差的变化率为(处于或)低于预定频率时，才计算偏移515。在一个或多个示例中，如果该差高于预定阈值，则随着频率增加，低通滤波器525传递小于接近零的差的值。因此，低通滤波器525有助于在校正信号510与信号520之间的偏移时，使第一信号510与仲裁信号530之间的滞后或延迟最小化。

在一个或多个示例中，低通滤波器525输出作为输入值的缩放版本的信号，输入是第一信号510与第二信号520之间的差。低通滤波器525基于输入值的频率缩放输入值。例如，低通滤波器525通过范围[0,1]中的缩放因子来缩放输入值，并且输入值的频率越慢，缩放因子越高。例如，随着输入值的频率变低，缩放因子接近1，随着频率变高，缩放因子接近零。数学上，缩放因子达不到1或0；然而，直到“转折频率”，缩放因子基本上是1。在该频率之后，随着频率增加，缩放因子基本上变为零。因此，低通滤波器525基于差的频率来缩放计算出的第一信号510与第二信号520之间的差。在一个或多个示例中，低通滤波器525使用查找表，该查找表基于差的频率提供要使用的缩放因子的值。缩放因子在诸如[0,1]或任何其它范围的预定范围内。

在一个或多个示例中，例如通过用预定的常数标量值(例如0.5)缩放该差来计算偏移515。从第一信号510中减去偏移515，并且将差作为信号-Arb 530输出。

通过从两个控制器生成一致的信号，计算偏移515改善了马达控制系统100。此外，EPS系统可以使用控制器之间信号的较慢通信，以及较慢的偏移计算。此外，仲裁有助于最小化引入信号的滞后。

图6描绘了根据一个或多个实施例的马达控制系统100。在图6所示的实施例中，对于两个控制器的每个输入信号和积分状态，独立地执行仲裁。每个控制器具有用于仲裁相应信号/计算状态的对应的一组仲裁模块。例如，控制器-A 110具有对应的一组指令仲裁模块310A、测量值仲裁模块320A、其它输入仲裁模块330A和积分状态仲裁模块410A；并且控制器-B 120具有对应的一组指令仲裁模块310B、测量值仲裁模块320B、其它输入仲裁模块330B和积分状态仲裁模块410B。仲裁模块每个各生成对应的仲裁信号，控制器使用该对应的仲裁信号生成输出。例如，指令仲裁模块310A生成仲裁指令-Arb 312A，并且指令仲裁模块310B生成仲裁指令-Arb 312B。类似地，对应的仲裁模块生成仲裁信号测量值-Arb 314A-B、以及其它-Arb 316A-B。此外，积分状态仲裁模块410A和410B使用积分状态-A 318和积分状态-B 328生成对应的仲裁积分状态。过程-A 610和过程-B 620是图3中描绘的过程210和220，在这个例子中没有仲裁和闭环控制元件(在图3中示出)。

现在参考图7，根据一个或多个实施例描绘了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括耦接到转向轴系统16的方向盘14，转向轴系统16包括转向柱、中间轴和必要的接头。在一个示例性实施例中，转向系统12是还包括转向辅助单元18的EPS系统，该转向辅助单元18耦接到转向系统12的转向轴系统16，并且耦接到车辆10的拉杆20、22。可替代地，转向辅助单元18可以将转向轴系统16的上部与该系统的下部耦接。转向辅助单元18包括例如可以通过转向轴系统16耦接到转向致动器马达19和齿轮传动装置的齿条和小齿轮转向机构(未示出)。在操作期间，当车辆操作者转动方向盘14时，转向致动器马达19提供辅助以移动拉杆20、22，拉杆20、22进而又分别移动分别耦接到车辆10的道路车轮28、30的转向节24、26。

如图7所示，车辆10还包括检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观察状况的各种传感器31、32、33。传感器31、32、33基于可观察状况生成传感器信号。在一个示例中，传感器31是感测由车辆10的操作者施加到方向盘14的输入驱动器方向盘转矩(handwheeltorque，HWT)的转矩传感器。转矩传感器基于此生成驱动器转矩信号。在另一示例中，传感器32是感测转向致动器马达19的旋转角度以及转速的马达角度和速度传感器。在又一示例中，传感器32是感测方向盘14的位置的方向盘位置传感器。传感器33基于此产生方向盘位置信号。

控制模块40接收从传感器31、32、33输入的一个或多个传感器信号，并且可以接收诸如车速信号34的其它输入。控制模块40基于一个或多个输入并且还基于本公开的转向控制系统和方法生成指令信号，以控制转向系统12的转向致动器马达19。本公开的转向控制系统和方法应用信号调节作为控制信号，其可以用于通过转向辅助单元18来控制转向系统12的各个方面。

马达控制系统100可以是转向系统12的一部分，例如由转向辅助单元18、控制模块40或任何其它模块实现。

本文描述的技术方案提供了一种为使用多个控制器的EPS系统中的闭环系统控制提供对输入和积分器状态进行仲裁的架构。技术方案还促进了对多个控制器的输入信号的仲裁以保持一致的信号，同时最小化输入信号之间的滞后。为马达控制系统中的多个控制器的输入信号和积分器状态使用例如平均、加权平均、直通等仲裁方案。仲裁有助于在相对较慢的过程中计算偏移。

本文描述的技术方案有助于改善电动助力转向系统的可靠性，其中该电动助力转向系统使用用于冗余目的的两个或更多个控制器和闭环积分作用。本文描述的技术方案有助于生成输入到多个控制器的一致的信号，以及仲裁中间计算值(例如多个控制器之间的积分状态)，从而便于来自控制器的一致的输出。技术方案通过使用控制器之间的较慢的信号通信和较慢的偏移计算，以低于典型方法的成本来促成此类结果。示例方法包括对闭环积分作用的输入信号和积分器状态进行仲裁。此外，技术方案有助于最小化由于仲裁引入到输入信号的滞后。

本技术方案可以是在任何可能的集成技术细节级别的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多种介质)，用于使处理器执行本技术方案的各个方面。

计算机可读存储介质可以是可保留和存储由指令执行装置使用的指令的有形装置。计算机可读存储介质可以是例如，但不限于电子存储设备、磁存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或上述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下：便携式计算机软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、在凹槽中具有在其上记录的指令的诸如穿孔卡或凸起结构的机械编码设备、以及上述的任何合适的组合。如本文所使用的，计算机可读存储介质不应被解释为暂态信号本身，例如无线电波或其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。

本文描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备或外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并将计算机可读程序指令转发以存储在相应的计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本技术方案的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、用于集成电路的配置数据、或用一种或多种编程语言(包括例如Smalltalk、C++等面向对象的编程语言，以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的过程编程语言)编写的源代码或目标代码。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行，作为独立的软件包部分地在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本技术方案的各个方面。

本文参照根据技术方案的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本技术方案的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中的块的组合可以由计算机可读程序指令来实现。

可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以生成机器，使得经由计算机的处理器或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，计算机可读存储介质可以引导计算机、可编程数据处理设备和/或其它设备以特定方式工作，使得具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括制品，所述制品包括执行在流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的方面的指令。

计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上，以使得在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现过程，使得在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行的指令实现流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作。

附图中的流程图和框图示出了根据本技术方案的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个块可以表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方案中，块中记载的功能可以不以图中所示的顺序发生。例如，实际上，连续示出的两个块可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序来执行这些块，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图的各个块以及框图和/或流程图中的块的组合可以由特殊目的的基于硬件的系统来实现，该特殊目的的基于硬件的系统执行指定的功能或动作，或者实施专用硬件和计算机指令的组合。

可以说第二动作是“响应于”第一动作，而不管第二动作是否直接或间接地由第一动作生成。第二动作可以在比第一动作大幅推迟的时间发生，并且仍然是响应于第一动作。类似地，即使在第一动作与第二动作之间发生中间动作，并且即使一个或多个中间动作直接导致执行第二动作，也可以将第二动作视为响应于第一动作。例如，如果第一动作设置标志，则第二动作可以响应于第一动作，并且每当设置标志时，第三动作随后启动第二动作。

为了澄清使用并因此向公众提供启示，短语“<A>、<B>、...和<N>”中的至少一个或“<A>、<B>中...<N>的至少一个、或其组合”或“<A>、<B>、...和/或<N>”应以最广泛的含义来解释，取代上文或下文中的任何其它隐含定义，除非明确声明是相反的，指从包括A、B、...和N的群组中选择的一种或多种元素。换句话说，短语指元素A、B、...或N中的一个或多个的任何组合，包括单独的任一个元素，或与一个或多个其它元素(其还可以包括组合的、未列出的附加元素)组合的一个元素。

还将理解，执行指令的本文示例的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其它方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储装置(可移动和/或不可移动)，例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息。这样的计算机存储介质可以是设备的一部分或可访问的或可连接到其上。可以使用可由这种计算机可读介质存储或以其它方式保持的计算机可读/可执行指令来实现本文描述的任何应用或模块。

虽然已经结合仅仅有限数量的示例详细描述了本技术方案，但是应当容易地理解，本技术方案不限于这些公开的示例。相反，本技术方案可以被修改为包括迄今为止未描述但与本技术方案的精神和范围相称的任何数量的变化、变更、替代或等同布置。另外，虽然已经描述了本技术方案的各种示例，但是应当理解，本技术方案的各方面可以仅仅包括所描述示例中的一些。因此，本技术方案不被视为受前述描述所限制。