基于EPS系统传感器角度信号的游标算法研究

宋昌平 侯训波 孑L飞 李峰 郭力铭

摘要：EPS系统传感器输出的角度信号为PWM形式，可被ECU采样识别，按基本算法来测量角度，将耗费大量ECU运算资源，影响运算效率。针对传感器所输出的角度信号开展研究，经分析信号特性、角差规律等，总结角度测量的游标算法和游标可信度的评价方法，其优势较为明显。以仿真验证方式，发现当方向盘角速度较高时，游标算法所测量角度结果不可信，甚至错误。据此，提出附加角速度判断条件，确定游标算法所测量角度结果是否有效，为另一种跟随算法提供正确且有效的角度基准。

关键词：EPS系统;角度传感器;角度测量;游标算法;游标可信度;角速度

中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（ 2021） 06-0061-07 Research of Vernier Algorithm Based on Sensor Angle Signal in

EPS System

SONG Chang-ping 1， HOU Xun_b0 2， KONG Fei 3， 11 Feng 4， GUO Li-ming 2 （1. Dalian Vocational Technical College， Dalian 116037， China; 2. Dalian Innovation PartsManufacturing Company， Dalian 116620， China; 3.Jiangxi ISUZU Motors Co.，Ltd. Nanchang

330103， China; 4. Foshan Factory Beiqi Foton Motor Co.，Ltd. Foshan 528137， China）

Abstract： The angle signal output by the sensor of EPS system is in the PWM form， whichcan be sampled and identified by ECU. To measure the angle according to the basic algorithmwill consume a lot of ECU computing resources and affect the computing efficiency. The anglesignal output by the sensor is studied. By analyzing the signal characteristics and the law ofangle difference， the vernier algorithm of angle measurement and the evaluation method ofthe vernier reserve are summarized， which have obvious advantages. It is found that when thesteering wheel angular velocity is high， the angle measured by the vermer algorithm is notcredible， or even wrong. On this basis， additional angular velocity judgment conditions areproposed to determine whether the angle measured by the vernier algorithm is valid or not，and to provide a correct and effective angle reference for another following algorithm.

Key Words： Electric Power Steering System（EPS）; Angle Sensor; Angle Measurement;Vernier Algorithm; Vernier Reserve; Angular Velocity

1 前言

現代汽车配装电动助力转向系统（简称：EPS系统）已非常普及。角度传感器作为EPS系统的核心部件之一，直接影响系统性能，其角度信号对于实现主动回正等功能又是必不可少的[1]，甚至高端车辆的线控转向系统采用了双转角传感器[2-3]，可见其重要程度。此外ESP等底盘电控系统也需要与EPS共享角度信号，实现底盘一体化控制，转角传感器也是关键[4]。目前EPS系统传感器较多地采用了非接触式，其输出角度信号也采用了占空比PWM形式，具有较强抗干扰能力，被广泛应用。鉴于此，本文针对Hella传感器的角度信号，开展角度测量的算法研究，并分析游标算法的角差规律及游标可信度与角速度的关联性。

2 传感器工作原理和角度信号基本特性

本……