三峡大学计算机与信息学院 肖 敏

宜昌东方微磁科技有限责任公司 于晓东

基于巨磁电阻的高精度方向盘转角传感器研究

三峡大学计算机与信息学院 肖 敏

宜昌东方微磁科技有限责任公司 于晓东

使用巨磁电阻(GMR)传感器，设计了一种测量精确、成本低廉的非接触式方向盘转角传感器。给出了汽车方向盘传感器的具体设计方案，包括硬件电路设计、软件设计以及方向盘绝对转角的计算公式，并运用MATLAB仿真验证了算法的可行性。所设计的传感器可为电动转向系统(EPS)和车身电子稳定系统(ESP)提供精确的方向盘角度位置信息。

转角传感器；巨磁电阻；磁环；方向盘转角；齿轮

0 引言

电动助力转向系统（EPS）是当前汽车电控系统中研究的热点，在控制过程中方向盘转角传感器则是其最重要的部分。通过计算方向盘转角的位置和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图，而为车身电子稳定系统(ESP)控制单元提供控制动作的依据。方向盘转角传感器基于多种原理，如光电效应、霍尔效应、电阻分压效应、磁阻效应等。这些传感器普遍存在测量精度不高、抗干扰性能差等缺点，且结构复杂，成本也较高。本文提出了一种利用巨磁电阻传感器的高灵敏度特性，基于磁环位置检测的方法，能够高精度计算出多圈情况下方向盘的转动角度，并利用理论分析和MATLAB仿真，验证系统的可靠性及精确性。

图1 传感器整体结构示意图

1 系统的整体结构及工作原理

该研究设计的汽车方向盘转角传感器系统安装于汽车的方向盘转向管柱上，结构如图1所示。……