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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(dòng)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(gè)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(shí)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(dòng)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(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。為了滿足電動(dòng)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(shí)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(jìn)行了分析，并對能夠同時(shí)提供復(fù)合信號的轉(zhuǎn)矩、方向盤位置E+E傳感器進(jìn)行了重點(diǎn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩的同時(shí)測量。其次，通過對齒輪傳動(dòng)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(dòng)齒輪、扭桿等關(guān)鍵部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。再次，對E+E傳感器的電路進(jìn)行了模塊化的設(shè)計(jì)。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(jìn)行了選材和設(shè)計(jì)。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(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，并對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)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(jìn)行了理論分析和設(shè)計(jì)，并對傳動(dòng)齒輪組的設(shè)計(jì)和齒輪回差的消除問題作了分析，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角的非接觸同時(shí)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(jìn)行了設(shè)計(jì)。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(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)定。對標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行了處理分析，得到了E+E傳感器的相關(guān)指標(biāo)。試驗(yàn)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(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角測量的要求。設(shè)計(jì)了一體化E+E傳感器的靜態(tài)標(biāo)定裝置進(jìn)行了該E+E傳感器的標(biāo)定，并采用了多種實(shí)驗(yàn)方案測量轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的一體化E+E傳感器轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角的精度都達(dá)到了相關(guān)指標(biāo)，基本滿足電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中E+E傳感器的性能要求。