霍尔元件在ESP位置传感器中的应用

随着汽车工业和电子工业的不断发展,汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化方向发展，电动助力式转向系统(electric power steering, EPS)已成为汽车动力转向系统的发展方向。

EPS的优点

EPS用一部直流电机代替系统的液压泵，和传统的液压助力系统相比，这种由微电机控制的转向助力系统具有部件少、体积小。重量轻的特点，最优化的转向作用力和转向回正性提供了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶的稳定性。

EPS的结构

EPS一般由位置传感器、电子控制单元、电机驱动、助力电动机，电磁离合器以及减速机构组成。

EPS的工作原理

EPS利用电动机作为助力源,根据车速和转向参数等,由电子控制单元完成助力控制。其工作原理是:当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭矩短信号,该信号与车速信号同时输人到电子控制单元,电控单元根据这些输人信号,确定助力扭矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。电动机的扭矩由电磁离合器通过域速机构减速增扭后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力,完成转向助力控制器的研究发展趋势从提供单一扭距信号向提供复合扭距信号方向发展,或从接触式向非接触式方向发展。

传统电子接触时位置传感器的缺点

传统的电阻接触式位置传感器主要由电刷在电阻基片上滑动引起电阻的阻值变化，从而引起输出电压的变化,感知角度和扭矩的大小。由于电刷和电阻基片长期的滑动接触,这些机械部件易产生磨损,而这种磨损会产生接触不良或输出阻值的改变。此外,汽车的震动会导致滑动触片瞬间脱开,电刷和电阻基片的氧化等也会导致接触不良或输出阻值的改变,从而导致信号失真,影响了EPS 的可靠使用，且使用寿命受到限制。

EPS位置传感器

EPS位置传感器用来检测转向盘扭矩的大小和方向,并将检测信号传输给ECU，这是EPS关键的控制信号。EPS位置传感器目前主要有电阻接触式传感器、电磁非接触式传感器、光电非接触式传感器几种。EPS位置传感器是EPS系统中的关键部件，国内外对其进行了较多的研究。按工作原理可分为以下几类:

(1) 磁场检测原理的传感器

(2) 电磁感应原理的传感器，主要由励磁线圈和检测线圈组成

(3) 光电式扭距传感器

霍尔式EPS位置传感器

基于霍尔元件设计的一种非接触式EPS 位置传感器,通过输出电压的变化，反映转向盘扭矩和转向角的变化。该传感器克服了传统的电阻接触式位置传感器有触点、可靠性差、寿命短的缺点,使可靠性和使用寿命得到加强，而且其性价比高、互换性强,可直接替换目前使用较多的同样式的电阻接触式位置传感器。