汽车电动助力转向系统霍尔转角传感器

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1、第24卷第2期重庆理工大学学报(自然科学)2010年2月Vo1．24N0．2JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)Feb．2010汽车电动助力转向系统霍尔转角传感器周波(重庆交通大学，重庆400074)摘要：采用开关型霍尔传感器和数字信号处理器相结合的方法计了方向盘转角传感器，实现了对汽车方向盘角度信号的高精度测量。为了验证所设计电路的正确性，在Muhisiml0软件中进行了仿真。仿真结果显示：该芯片成功地完成了对霍尔开关传感器输出信号的处理。性能稳定可靠；该系统具有线路简单、实时性好、成本低、抗

2、干扰能力强等优点。关键词：EPS；开关型霍尔传感器；DSP；QEP中图分类号：U270文献标识码：A文章编号：1674—8425(2010)02—0021—03AnalysisonHallAngleSensorUsedinAutomotiveEPSZHOUBo(ChongqingJiaotongUniversity，China400074，China)Abstract：BycombiningHall—effectswitchsensoranddigitalsignalprocessor，thispaperdesignsasteeringwheelanglesensor，

3、whichachieveshigh—precisionmeasurementatautomotivesteeringwheelangle．Toverifythecorrectnessofthedesignedcircuits，simulationsaredonewithMuhisiml0．ThesimulationresultsshowthatthischipprocessestheoutputsignalfromHall——effectswitchessuccessfullywithreliableperformance，andthesystempossessessu

4、chmeritsassimplewiring，betterreal—time，lowcostandstronganti—interferenceability，etc．Keywords：EPS；Hall—effectswitches；DSP；QEP近年来，随着电子控制技术的发展及其在汽信号，通过分析、判断并与给定的助力特性曲线进车领域的广泛应用，电动助力转向系统(electric行比较，从而产生合适的助力信号来控制助力电powersteering，EPS)已经成为一些轿车的标准设机。在EPS系统中，转向角传感器是最重要的器备。由于安装了这一系统，使得汽车的操控性、经件之

5、一，其稳定性、准确性以及抗干扰能力对整个济性和动力性都有了很大提高。EPS系统是目前EPS系统起着关键作用。目前，用于EPS系统的汽车电子研究的热点之一。EPS系统主要由机械转向角传感器有多种类型J：①电阻式转向传感转向系统、转角传感器、扭矩传感器、控制器器。电阻式转向传感器属于接触式传感器，在早(ECU)、助力电机和电磁离合器等组成。控制器期的EPS系统中应用较多，这种传感器体积大、滑根据接收到的方向盘转向角、扭矩信号以及车速头触点存在磨损，工作时易产生噪声，因此降低了收稿日期：2009—11～09基金项目：重庆交通大学博士基金资助项目作者简介：周波(1985一)，男

6、，宁夏人，硕士研究生，主要从事汽车电子方面的研究。22重庆理工大学学报其性能。②光电感应式传感器。光电感应式转角期，既90。)的脉冲序列，通过检测2个脉冲序列中传感器需要光源，安装要求较高，并且存在温度漂的哪一个序列先到，就可测出方向盘的旋转方向，移和绕线问题。③电子式转角传感器。这种传感而转过的角度可以通过对脉冲进行计数得到。器没有利用永磁体，完全由电子线路产生需要的信号，缺点在于大量电子部件的存在，容易受到电田圈顺时针方向磁干扰。本文中采用霍尔效应原理测量方向盘转角。基于霍尔效应的转角传感器在许多方面优于传统的转角传感器，具有对磁场敏感、结构简单、体积(a)齿轮信号

7、盘(b)脉冲序列小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长、成本低等特性。图1安装结构1开关型霍尔传感器原理及安装结构2信号调理电路设计及角度计算所谓霍尔效应，是指当电流垂直于外磁场通根据转角装置设计方案，本文中设计了一套过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的2转角测量的硬件调理电路，如图2所示。个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效2．1霍尔传感器应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。霍尔传感采用AllegroMicroSystems公司生产的开关型器便是利用这种效应把磁场的变化转变为电压的霍尔传感器A3144。它由稳压电路、霍尔元件