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EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化E+E傳感器研究
隨著能源問題的日益突出，汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）得到了越來越廣泛的關(guān)注。EPS以其節(jié)能、環(huán)保和助力隨車速變化的優(yōu)勢，逐漸呈現(xiàn)出替代傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）的趨勢。轉(zhuǎn)向E+E傳感器作為EPS中的關(guān)鍵部件之一，影響著整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。鑒于以往的轉(zhuǎn)向E+E傳感器器只能單一測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)角，研究了一種可以同時測量轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角的一體化E+E傳感器。

EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化E+E傳感器研究
方向盤的轉(zhuǎn)矩E+E傳感器、轉(zhuǎn)角E+E傳感器是汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成部分，其輸出信號的品質(zhì)直接影響電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。為了滿足電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對方向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角的測量要求，研究了一種同時輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角信號的非接觸式智能E+E傳感器。 首先，對國內(nèi)外現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩E+E傳感器、轉(zhuǎn)角E+E傳感器進行了分析，并對能夠同時提供復(fù)合信號的轉(zhuǎn)矩、方向盤位置E+E傳感器進行了重點討論。然后介紹了巨磁電阻的基本理論，并對轉(zhuǎn)矩的常用測量方法進行了歸納總結(jié)。根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向特性及巨磁電阻芯片的性能，提出了一種全新的測量方法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩的同時測量。其次，通過對齒輪傳動的推導(dǎo)分析，確定了齒輪的基本參數(shù)要求，并對E+E傳感器總成中的各傳動齒輪、扭桿等關(guān)鍵部件進行了詳細的設(shè)計。再次，對E+E傳感器的電路進行了模塊化的設(shè)計。將E+E傳感器的測量電路分為角度E+E傳感器電路芯片模塊、電源管理模塊、JTAG接口模塊、CAN通信模塊，并分別對各測量電路進行了選材和設(shè)計。首先在現(xiàn)有對轉(zhuǎn)矩E+E傳感器和轉(zhuǎn)角E+E傳感器進行分析研究的基礎(chǔ)上，并對其優(yōu)缺點進行了說明。選取了磁阻效應(yīng)中的各向異性磁阻效應(yīng)(AMR)作為E+E傳感器測量的基本原理，探討了磁場變化對輸出角度信號的影響，研究了磁阻式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化測量E+E傳感器的工作原理。其次，研究開發(fā)了一種全新的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化E+E傳感器。在此基礎(chǔ)上，包括對E+E傳感器各部分結(jié)構(gòu)進行了理論分析和設(shè)計，并對傳動齒輪組的設(shè)計和齒輪回差的消除問題作了分析，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角的非接觸同時檢測。開發(fā)了一體化E+E傳感器的硬件電路，對該電路中的微控制器MCU，角度芯片電路和電源電路進行了設(shè)計。為了提高角度的精度，采用了CORDIC算法。

EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化E+E傳感器研究
開發(fā)了E+E傳感器的靜態(tài)標(biāo)定裝置，對E+E傳感器的輸出進行了靜態(tài)標(biāo)定。對標(biāo)定結(jié)果進行了處理分析，得到了E+E傳感器的相關(guān)指標(biāo)。試驗結(jié)果表明研究的非接觸式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角E+E傳感器基本滿足電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角測量的要求。設(shè)計了一體化E+E傳感器的靜態(tài)標(biāo)定裝置進行了該E+E傳感器的標(biāo)定，并采用了多種實驗方案測量轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩。實驗結(jié)果表明，設(shè)計的一體化E+E傳感器轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角的精度都達到了相關(guān)指標(biāo)，基本滿足電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中E+E傳感器的性能要求。