汽车助力转向专用角度传感器设计.pdf

2013年 第32卷 第 l1期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 121 汽车助力转向专用角度传感器设计 潘 峰，杨其华 ，刘钢海 (中国计量学院质量与安全工程学院，浙江 杭州310018) 摘 要 ：针对小型汽车电动助力转向(EPS)中的扭矩传感器进行研究设计，并制作了一种角度传感器，分 辨率可达到0．08789。，具有低功耗、工作温度宽的特点。对设计制作出来的角度传感器进行了调试测量， 由误差分析结果对角度传感器系统进行了改进，经改进后的角度传感器线性度 良好，输出示值误差范围达 到了所要求的精度。 关键词：电动助力转向；霍尔效应；传感器 中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1000--9787(2013)11-0121-04 Design ofspecialanglesensorforvehiclepowersteering PANFeng，YANGQi—hua，LIUGang-hai (CollegeofQualityandSafetyEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China) Abstract：Aimingattorquesensorinsmallcarelectricpowersteering(EPS)，researchanddesignarecarriedout andakindofangularsensorisfabricated，andresolutionrateCna reach0．08789。，hascharacteristicsoflowpower consumption，wideoperatingtemperature．Debugmeasurementsarecarriedoutonthedesignednagularsensor，the anglesensorsystem isimprovedbyerroranalysisresultsandtheimprovedangularsensorhasgoodlinearity，output indicationvalueerrorrnageachievestherequiredprecision． Keywords：electricpowersteering；Halleffect；sensor 0 引 言 和磁场强度 曰，与半导体片厚度呈反比。 现如今在利用霍尔效应来检测转向角度 已经很普 本文采用TI公司的一种低功耗微控制器 MSP430作 遍…，霍尔传感器利用半导体材料的霍尔效应进行测量的 为电动助力转向(EPS)系统控制器的控制核心，采用奥地 一 种传感器，它可以实现非接触测量，因其具有频响宽、动 利微电子公司的霍尔集成 ASS055D角度传感器芯片来测 态范围大、小型集成化和使用方便等优点，在检测、自动控 量汽车转轴转过的角度。扭矩传感器的设计是在汽车转 制以及信息处理等领域获得广泛应用 。霍尔效应可通 轴上安装2个大齿轮，汽车转轴转过的角度经过大齿轮的 过Ic模块的处理，将角度值以线性电压输 出，制成角度传 转动带动2个小齿轮的转动 ，安装示意图如图l，2个小齿 感器，如加速踏板位置传感器、节气门位置传感器、车身高 轮的转轴顶端分别安装 2个磁铁，磁铁正对 AS5055角度 度传感器 等。 传感器顶端。在角度测量过程中，汽车转轴的转动，带动 本文基于霍尔效应原理采用集成角度传感器芯片 大齿轮的转动，经齿轮传动，将汽车转轴的转动角度传递 AS5055测量小齿轮旋转角度 ，霍尔效应的角度传