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

磁阻式EPS轉矩轉角E+E傳感器
汽車市場是E+E傳感器市場中zui大的一個。同時E+E傳感器在汽車現代化系統中扮演著重要的角色。隨著社會對安全、節能環保汽車的需求的提高。更多的汽車裝備了電動轉向器(EPS)和電子穩定程序(ESP)以及其他智能控制系統。這些汽車電控系統的有效運行,不僅需要轉向轉矩信號,而且需要轉向角度信號。目前EPS轉矩E+E傳感器或ESP的轉角E+E傳感器是兩種獨立的且應用不同原理的傳感裝置。研究一種安裝于轉向柱的非接觸式轉矩/轉向角集成轉向E+E傳感器,通過對信號變換方法的創新研究和信號變換裝置的設計,將轉矩/轉角兩種E+E傳感器集成為一個E+E傳感器,實現對轉矩/轉角的同時測量。 文章介紹了當前用于電動助力轉向器的各種轉矩E+E傳感器。對目前所采用的各種類型的轉矩E+E傳感器和轉角E+E傳感器進行了介紹,并對他們的優缺點進行綜合對比分析。提出了一種新型的非接觸式轉矩/轉角E+E傳感器。設計出該E+E傳感器關鍵部件的機械結構。采用磁阻(MR)器件作為敏感元件,結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。應用EDA工具軟件Cadence作為電路設計工具設計了信號調理的硬件電路。使用Matlab軟件對轉矩/轉角E+E傳感器系統功能進行了驗證。得出轉矩和轉向角度之間的關系。zui后運用Matlab中的Simulink工具箱對整個E+E傳感器的信號處理系統進行仿真,并生成仿真波形。結合仿真波形,分析得出電動轉向器轉矩和轉向角之間的關系。重點研究該E+E傳感器的扭矩到磁電信號、轉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構要求;信號調理電路的構成;E+E傳感器信號與EPS電控單元之間電信號的匹配關系和E+E傳感器的特性等關鍵技術。首先,介紹了半導體元件的磁阻效應及其基本原理,并以此作為橋梁,設計轉矩E+E傳感器和轉角E+E傳感器。然后根據目前市場上現有的集成轉矩轉角E+E傳感器的產品或者研發機構提出的設想,分析了它們的優缺點,提出自己的測量方法以及結構。其次,對EPS轉矩轉角E+E傳感器信號的調理電路進行設計。設計了單片機外的差動放大電路和RC濾波電路,基于LPC2129芯片設計了zui小系統,并基于ADS1.2集成開發環境進行軟件設計,實現了對E+E傳感器信號的進一步的軟件濾波和故障診斷。zui后,對自行開發的EPS轉矩轉角E+E傳感器在專門的汽車電動助力轉向實驗臺上進行了臺架試驗。并將其試驗結果和國內外成熟產品的試驗結果做對比,分析自行開發的EPS轉矩轉角E+E傳感器的各項性能是否能夠滿足裝備EPS的基本要求。

磁阻式EPS轉矩轉角E+E傳感器
把轉矩和轉角信號集成到一個E+E傳感器中測量是的創新點之一,它可以減少汽車中E+E傳感器的數量但又能提供汽車其他智能單元所需的轉向角信號。另一創新點是將角度處理芯片UZZ9000引用到轉矩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E+E傳感器的信號處理電路。