[發(fā)明專利]一種基于功能安全設(shè)計(jì)的線性位移傳感器及信號處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110314622.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112918559A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建宇;曹魯松
• 申請（專利權(quán)）人: 山東凌暢汽車科技有限公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 盧亮輝

1.一種基于功能安全設(shè)計(jì)的線性位移傳感器，其特征在于，包括磁體、PCBA板和控制器；

所述磁體通過連接件固定在汽車后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)絲桿上，所述磁體正上方安裝有所述PCBA板，所述PCBA板上沿所述磁體運(yùn)動方向按一定間隔布置有兩個(gè)磁阻傳感器，兩個(gè)所述磁阻傳感器均可對所述磁體的運(yùn)動位移進(jìn)行檢測，每個(gè)所述磁阻傳感器均對應(yīng)一個(gè)電源；

兩個(gè)所述磁阻傳感器均與所述控制器連接，所述控制器根據(jù)兩個(gè)所述磁阻傳感器的檢測信號計(jì)算汽車后輪轉(zhuǎn)向偏移量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性位移傳感器，其特征在于，所述連接件包括卡扣和磁體支撐座，所述磁體通過所述卡扣固定在所述磁體支撐座上，所述磁體支撐座可拆卸式安裝在所述汽車后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)絲桿上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性位移傳感器，其特征在于，兩個(gè)所述磁阻傳感器包括A芯片和B芯片，所述磁體的運(yùn)動行程為2x+2y，其中x、y為常數(shù)；

所述A芯片和所述B芯片對稱安裝在距磁體運(yùn)動行程中心線距離為x的位置處，所述A芯片和所述B芯片的檢測范圍為2x+2y。

所述A芯片和所述B芯片對稱安裝在所述PCBA板上，所述A芯片的中心線和所述B芯片的中心線與對稱線距離均為x；

所述A芯片和所述B芯片的最大有效檢測距離與對稱線的距離均為x+y。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性位移傳感器，其特征在于，所述磁體在所述A芯片和所述B芯片的最大有效檢測距離內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，所述A芯片和所述B芯片向所述控制器輸出0％-100％的占空比PWM信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性位移傳感器，其特征在于，所述A芯片和所述B芯片均為A31315LLUBTR-XY-S-SE-10芯片，所述磁體與所述A芯片和所述B芯片的間隙不大于3.5mm。

6.一種如權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的線性位移傳感器的信號處理方法，其特征在于，包括：

步驟一、所述控制器獲取所述A芯片和所述B芯片的占空比PWM輸出值；

步驟二、根據(jù)所述A芯片和所述B芯片的占空比PWM輸出值計(jì)算所述磁體相對于所述A芯片和所述B芯片的位移值；

步驟三、對所述磁體相對于所述A芯片和所述B芯片的位移值進(jìn)行平均值計(jì)算；

步驟四、利用插值矯正函數(shù)對所求得的位移平均值進(jìn)行數(shù)值校正，具體為

f(x)＝ax³+bx²-cx+x-d

其中x為磁體相對于A芯片和B芯片的位移平均值；a、b、c、d為四個(gè)在生產(chǎn)線產(chǎn)品下線時(shí)通過實(shí)際測量值標(biāo)定的常數(shù)值；

步驟五、利用軟件限制換算函數(shù)對矯正后的數(shù)值進(jìn)行限制換算，具體為LIMIT(X，y，-y)

其中X為矯正后的位移數(shù)值，y為A芯片和B芯片疊加后能夠測量的距離/2，-y為A芯片和B芯片疊加后能夠測量的距離/2。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性位移傳感器的信號處理方法，其特征在于，所述磁體相對于所述A芯片的位移值為：

DIS_A＝(100％-S1-M)*(D1/D2)

所述磁體相對于所述B芯片的位移值為：

DIS_B＝(S2-M)*(D1/D2)

其中S1為A芯片輸出占空比PWM值；

S2為B芯片輸出占空比PWM值；

M為磁體在后輪轉(zhuǎn)向零位處A芯片或B芯片的占空比PWM值與50％占空比PWM值的差值；

D1為A芯片或B芯片單獨(dú)能夠測量的距離；

D2為常數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線性位移傳感器的信號處理方法，其特征在于，所述后輪轉(zhuǎn)向零位的確定包括：

所述控制器獲取所述A芯片的占空比PWM輸出值；

對所述A芯片的占空比PWM輸出值進(jìn)行(100-S1)％處理；

對處理后的所述A芯片的占空比PWM輸出值連成的輸出曲線與所述B芯片的占空比PWM輸出值連成的輸出曲線求取交點(diǎn)，所述交點(diǎn)即后輪轉(zhuǎn)向零位。