[发明专利]一种基于功能安全设计的线性位移传感器及信号处理方法

说明书

本发明公开了一种基于功能安全设计的线性位移传感器及信号处理方法，包括磁体、PCBA板和控制器；磁体通过连接件固定在汽车后轮转向系统丝杆上，磁体正上方安装有PCBA板，PCBA板上沿磁体运动方向按一定间隔布置有两个磁阻传感器，两个磁阻传感器均可对磁体的运动位移进行检测；两个磁阻传感器均与控制器连接，控制器根据两个磁阻传感器的检测信号计算汽车后轮转向偏移量。本发明结构简单，可以当任一磁阻传感器出现故障时，另外一路磁阻传感器仍然可以检测磁体位置，此时传感器输出一路位移信号波形，保证车辆行驶的安全，同时多个磁阻传感器输出的多路位移信号可以供后轮转向控制器校验使用，保证位移信号的输入可靠性，实现对后轮转向系统位移检测。

技术领域

本发明涉及传感器信号处理技术领域，具体涉及一种基于功能安全设计的线性位移传感器及信号处理方法。

背景技术

对于乘用车来说，前轮转向特性可以保证车辆行驶的稳定性，但在车辆高速转弯时往往会产生过度转向，具备后轮转向系统的车辆，可以弥补这种过度转向带来的行车危险，同时后轮转向系统可以使车辆在低速时更加灵活，高速过弯时也更加稳定，让驾驶同样充满乐趣。

因后轮转向系统与前轮转向和方向盘机构无直接机械性物理连接，属于线控转向类别，在乘用车对后轮转向的应用时，线性位移传感器的安全性就越来越突出了，因此急需一种响应速度快、分辨力高、高线性度的线性位移传感器。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于功能安全设计的线性位移传感器及信号处理方法。

本发明公开了一种基于功能安全设计的线性位移传感器，包括磁体、PCBA板和控制器；

所述磁体通过连接件固定在汽车后轮转向系统丝杆上，所述磁体正上方安装有所述PCBA板，所述PCBA板上沿所述磁体运动方向按一定间隔布置有两个磁阻传感器，两个所述磁阻传感器均可对所述磁体的运动位移进行检测，每个所述磁阻传感器均对应一个电源；

两个所述磁阻传感器均与所述控制器连接，所述控制器根据两个所述磁阻传感器的检测信号计算汽车后轮转向偏移量。

作为本发明的进一步改进，所述连接件包括卡扣和磁体支撑座，所述磁体通过所述卡扣固定在所述磁体支撑座上，所述磁体支撑座可拆卸式安装在所述汽车后轮转向系统丝杆上。

作为本发明的进一步改进，两个所述磁阻传感器包括A芯片和B芯片，所述磁体的运动行程为2x+2y，其中x、y为常数；

所述A芯片和所述B芯片对称安装在距磁体运动行程中心线距离为x的位置处，所述A芯片和所述B芯片的检测范围为2x+2y。

作为本发明的进一步改进，所述磁体在所述A芯片和所述B芯片的最大有效检测距离内往复运动时，所述A芯片和所述B芯片向所述控制器输出0％-100％的占空比PWM信号。

作为本发明的进一步改进，所述A芯片和所述B芯片均为A31315LLUBTR-XY-S-SE-10芯片，所述磁体与所述A芯片和所述B芯片的间隙不大于3.5mm。

本发明公开了一种基于功能安全设计的线性位移传感器的信号处理方法，步骤一、所述控制器获取所述A芯片和所述B芯片的占空比PWM输出值；

步骤二、根据所述A芯片和所述B芯片的占空比PWM输出值计算所述磁体相对于所述A芯片和所述B芯片的位移值；

步骤三、对所述磁体相对于所述A芯片和所述B芯片的位移值进行平均值计算；

步骤四、利用插值矫正函数对所求得的位移平均值进行数值校正，具体为

f(x)＝ax³+bx²-cx+x-d