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磁阻式EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器
目前,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)在汽車上的應(yīng)用十分廣泛。而轉(zhuǎn)矩E+E傳感器性能的好壞對整個(gè)EPS系統(tǒng)來說至關(guān)重要。在汽車電子集成控制的大勢所趨下,將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩,角度以及方向三者的測量集成到單一E+E傳感器上進(jìn)行是汽車發(fā)展必然的選擇,同時(shí)非接觸的測量方式也必然將取代傳統(tǒng)的接觸式測量方式。降低轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器的成本以及使其測量更易于實(shí)現(xiàn),也將促進(jìn)EPS的快速發(fā)展。因此,為EPS提出一個(gè)符合要求的結(jié)構(gòu)并做出研究是非常必要的。

磁阻式EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器
汽車市場是E+E傳感器市場中zui大的一個(gè)。同時(shí)E+E傳感器在汽車現(xiàn)代化系統(tǒng)中扮演著重要的角色。隨著社會對安全、節(jié)能環(huán)保汽車的需求的提高。更多的汽車裝備了電動轉(zhuǎn)向器(EPS)和電子穩(wěn)定程序(ESP)以及其他智能控制系統(tǒng)。這些汽車電控系統(tǒng)的有效運(yùn)行,不僅需要轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號,而且需要轉(zhuǎn)向角度信號。目前EPS轉(zhuǎn)矩E+E傳感器或ESP的轉(zhuǎn)角E+E傳感器是兩種獨(dú)立的且應(yīng)用不同原理的傳感裝置。研究一種安裝于轉(zhuǎn)向柱的非接觸式轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)向角集成轉(zhuǎn)向E+E傳感器,通過對信號變換方法的創(chuàng)新研究和信號變換裝置的設(shè)計(jì),將轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)角兩種E+E傳感器集成為一個(gè)E+E傳感器,實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)角的同時(shí)測量。 文章介紹了當(dāng)前用于電動助力轉(zhuǎn)向器的各種轉(zhuǎn)矩E+E傳感器。對目前所采用的各種類型的轉(zhuǎn)矩E+E傳感器和轉(zhuǎn)角E+E傳感器進(jìn)行了介紹,并對他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合對比分析。提出了一種新型的非接觸式轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)角E+E傳感器。設(shè)計(jì)出該E+E傳感器關(guān)鍵部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)。采用磁阻(MR)器件作為敏感元件,結(jié)合一定的放大電路和濾波電路,使用角度相位差信號處理芯片UZZ9000。應(yīng)用EDA工具軟件Cadence作為電路設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)了信號調(diào)理的硬件電路。使用Matlab軟件對轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)角E+E傳感器系統(tǒng)功能進(jìn)行了驗(yàn)證。得出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角度之間的關(guān)系。zui后運(yùn)用Matlab中的Simulink工具箱對整個(gè)E+E傳感器的信號處理系統(tǒng)進(jìn)行仿真,并生成仿真波形。結(jié)合仿真波形,分析得出電動轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角之間的關(guān)系。重點(diǎn)研究該E+E傳感器的扭矩到磁電信號、轉(zhuǎn)向角信號到磁電信號的非接觸式信號獲取變換方法和信號變換裝置的結(jié)構(gòu)要求;信號調(diào)理電路的構(gòu)成;E+E傳感器信號與EPS電控單元之間電信號的匹配關(guān)系和E+E傳感器的特性等關(guān)鍵技術(shù)。首先,介紹了半導(dǎo)體元件的磁阻效應(yīng)及其基本原理,并以此作為橋梁,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩E+E傳感器和轉(zhuǎn)角E+E傳感器。然后根據(jù)目前市場上現(xiàn)有的集成轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器的產(chǎn)品或者研發(fā)機(jī)構(gòu)提出的設(shè)想,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),提出自己的測量方法以及結(jié)構(gòu)。其次,對EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器信號的調(diào)理電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了單片機(jī)外的差動放大電路和RC濾波電路,基于LPC2129芯片設(shè)計(jì)了zui小系統(tǒng),并基于ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對E+E傳感器信號的進(jìn)一步的軟件濾波和故障診斷。zui后,對自行開發(fā)的EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器在專門的汽車電動助力轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)臺上進(jìn)行了臺架試驗(yàn)。并將其試驗(yàn)結(jié)果和國內(nèi)外成熟產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果做對比,分析自行開發(fā)的EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器的各項(xiàng)性能是否能夠滿足裝備EPS的基本要求。

磁阻式EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器
把轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角信號集成到一個(gè)E+E傳感器中測量是的創(chuàng)新點(diǎn)之一,它可以減少汽車中E+E傳感器的數(shù)量但又能提供汽車其他智能單元所需的轉(zhuǎn)向角信號。另一創(chuàng)新點(diǎn)是將角度處理芯片UZZ9000引用到轉(zhuǎn)矩E+E傳感器中,它使電路的分離元件大大減少。從而簡化了整個(gè)E+E傳感器的信號處理電路。