[发明专利]一种汽车方向盘转动角度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别涉及汽车方向盘转动角度的测量方法，该方法利用巨磁阻传感器的测量结果来计算汽车方向盘转动的角度。

背景技术

汽车方向盘中有主旋转轴、大齿轮和小齿轮，主旋转轴带动主齿轮旋转，主齿轮通过耦合结构带动大齿轮和小齿轮的转动。主齿轮与大齿轮和小齿轮的转动比为：L∶M∶N，在检测汽车方向盘转动角度时，有两种方法，一种是增量计数式，通过记录齿数的增减来判断角度的增减，另一种是直接得到绝对位置。增量计数式角度传感器由于通电之后需要判断中间位置，计数存在出错的概率较大，角度分辨率受限等原因，市场应用逐渐被绝对位置角度传感器挤占。

绝对位置角度传感器通常采用GMR原理，GMR是指巨磁效应电阻，由巨磁效应电阻制成的芯片在磁场中时，芯片的输出随磁场方向的变化而变化。GMR原理的绝对位置角度传感器，分辨率可以比传统的增量计数式角度传感器提高一个数量级，并且体积小巧，安装方便。通电就能得到绝对位置。

汽车方向盘角度传感器用于检测汽车方向盘转动的角度，在采用GMR原理进行角度检测时，在测量小于360度的角度时，单个GMR芯片即可实现绝对角度的测量，但当测量的角度大于360度时，就会遇到确定转动圈数的问题，专利200810126440的处理方法是：大齿轮和小齿轮的转动比为m∶n；获得大齿轮旋转的角度θ₁，获得小齿轮旋转的角度θ₂，由此获得实际的截矩K，由实际的截矩K获得理论的截矩L，再由理论的截矩L获得大齿轮旋转的圈数P。具体流程如下：

通过GMR传感器获得大齿轮旋转的相对转动角度θ₁，小齿轮旋转的角度θ₂。

以相对转动角度θ₁为横坐标，以相对转动角度θ₂为纵坐标，获得实际截矩K。

由实际截矩K算出理论截矩L。

通过对理论截矩L的处理，获得大齿轮旋转的圈数P。

经过(θ₁，θ₂)，且斜率为1的直线与纵轴相交获得实际的截矩K。

实际的截矩K为(θ₂-θ₁)；理论截矩L为int(k+1/2)；

大齿轮旋转的圈数P判断如下：

for x＝0：1：m-1；

if(x*n-1)/m＝int((x*n-1)/m)

p＝x；

但这种计算方法不直观，且在正反方向转动时不能判断方向，会产生误判。

发明内容

本发明为了解决目前利用巨磁电阻测量汽车方向盘角度不直观且在正反方向转动时不能判断方向而产生误判的不足，本发明提供一种汽车方向盘转动角度的测量方法。

本发明为了实现其技术目的所采用的技术方案是：一种汽车方向盘转动角度测量方法，该方向盘中主齿轮与大齿轮和小齿轮的转动比为L∶M∶N是已知的，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采用巨磁电阻传感器分别获得小齿轮旋转的角度α和大齿轮旋转的角度β；

步骤2：算出α，β在相图上对应的坐标α_ideal，β_ideal；

步骤3：由α_ideal，β_ideal算出大齿轮转动的圈数P；

步骤4：由β_ideal，P，L，M算出主齿轮旋转的绝对角度θ，输出主齿轮旋转的绝对角度θ，主齿轮的旋转角度即为方向盘旋转角度。

进一步的，上述的一种汽车方向盘转动角度测量方法中：在所述的步骤2中：所述的相图是根据理想的大齿轮和小齿轮的转动情况，以小齿轮的旋转的相对角度α为横轴，大齿轮旋转的相对角度β为纵轴算出的。

更进一步的，上述的一种汽车方向盘转动角度测量方法中：所述的步骤2中：所述的α，β在相图上对应的坐标α_ideal，β_ideal是按下列算式计算的：

α_ideal＝(α+(β-Y_INC*ee)*N/M)/(N*N/(M*M))；

β_ideal＝α_ideal*N/M+Y_INC*ee，

式中其中ee为相图上的直线编号。