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《電動助力轉向系統(tǒng)電感式轉矩傳惑器的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.comResearch&Development電感或轉矩傳惑器的研究摘要：轉矩傳感器是汽車電動助力轉向(EPS)系統(tǒng)的關鍵部件之一，其輸出特性直接影響到EPS系統(tǒng)的控制性能．本文介紹了一種電感式轉向盤轉矩傳感器原理，采用Ansoft對其磁場進行了分析，設計了傳感器的信號調理電路，并通過實驗對傳感器的輸出進行了標定，給出了傳感器的輸出特性曲線。實驗結果表明，傳感器各項性能滿足EPS系統(tǒng)的要求．關鍵詞：電動助力轉向系統(tǒng)；電感式；轉矩傳感器中圖分類號：TP212．1文獻標識碼：A文章編號：1006—883X(
2、2007D2—0011—-o4季學武劉學孫凌玉．．一一、引言汽車電動助力轉向(ElectricPowerSteering，EPS)系統(tǒng)成為國內轉向行業(yè)研究的熱點。EPS系統(tǒng)主要由機械轉向系統(tǒng)、轉向傳感器、控制器(ECU)、電機及減速器等組成。ECU根據(jù)接收到的轉向盤轉矩信號和車速信號，通過分析、判斷及查表計算，控制電機電流，從而產(chǎn)生合適的助力。由此可以看出，轉向盤轉矩傳感器是汽車EPS系統(tǒng)中的主要組成部件之一。目前，國內外現(xiàn)有的EPS系統(tǒng)采用的轉矩傳感主要有以下形式：①光電式，LUCAS~有該類型的產(chǎn)”，清華大學也進行了這方面的研究【2】、并做
3、出了樣件，前者結構比較復雜，對加工工藝要求較高，后者對前者進行了改進，但是存在溫度漂移和繞線的問題。②電位計式，BI公司和NSK公司都有該類型的產(chǎn)品【，前者集成了轉矩、轉角測量，后者采用滑套機構將轉角差變換為電位計擺臂擺動，實現(xiàn)轉矩測量。該類型的傳感器都屬于接觸式，存在磨損，降低了其性能【4】。③電感式，KOYO公司和NSK公司都有該類型的產(chǎn)，該類型傳感器具有較高的精度，很好地實現(xiàn)了非接觸測量，非常適合EPS系統(tǒng)使用。本文介紹了電感式轉矩傳感器原理，對其磁場進行了分析，設計了傳感器的信號調理電路，并進行了轉矩信號的輸出標定。二、傳慰器的原理電感
4、式轉矩傳感器的結構如圖l(a)所示，傳感器存在兩個磁路：由檢測環(huán)l、2與檢測線圈殼體等構成的檢測磁路和由檢測環(huán)2、3與補償線圈殼體等構成的補償磁路。其中線圈殼體和檢測環(huán)l、2、3由高導磁材料制成。傳感器的信號變換與傳遞過程如圖1Co)所示，當在轉矩傳感器扭桿兩端施加轉矩時，扭桿發(fā)生扭轉變形，產(chǎn)生轉角差AO。由材料力學可知：△：：(1)維普資訊http://www.cqvip.com分析方法會帶來很大的誤差，本文利用Ansofi軟件對傳感器進行了三維靜磁場分析，得到傳感器1／8模型的磁感應強度云圖，如圖2(a)所示。改變檢測環(huán)l、2間相對轉角A0
5、，得到電感與AO的關系曲線如圖2(b)所示。從圖2(b)可以看出，曲線中間部分與檢測環(huán)l、2端面齒重疊角存在很好的線性關系，結合式(1)可知，和M存在很好的線降，這是由于磁通—扭桿材料剪切模量；飽和引起的。為了保護扭桿，傳感器中設計了機械限位機一扭桿軸有效直徑；構使扭轉角保證在±5。的范圍內，所以在傳感器正常工作七一扭桿剛度。的情況下，是隨△線性變化的。另一方面，補償線圈電由于扭桿的變形，使得與扭桿輸出端連接的檢測環(huán)l感基本保持為常數(shù)，不隨△師變化，同時，檢測線圈和和與扭桿輸入端連接的檢測環(huán)2之間產(chǎn)生相對轉動，檢測補償線圈之間的互感在整個區(qū)間都
6、有<7、所示。傳感器的信號調理電路有由于檢測環(huán)2、3都與扭桿輸入端連接，施加轉矩時，檢測兩個通道分別輸出主、副轉矩信號，以便ECU根據(jù)這兩個環(huán)2、3間沒有相對轉動，即檢測環(huán)2、3端面正對面積不信號對傳感器進行故障診斷。主、副轉矩的信號處理電路發(fā)生變化，所以補償磁路的兩部分磁阻都不隨轉矩變化，基本相同，僅差動輸入端反相，使得輸出信號正好反相。即補償線圈的自感不隨轉矩變化。傳感器調幅處理采用RL單臂電橋，其中補償磁路電感由于傳感器所采用的導磁材料的相對磁導率不是很高，不隨轉矩變化。調幅的載波信號由振蕩器提供，并經(jīng)過電并且其結構比較復雜，使得漏磁通不能忽視，
8、簡單的磁路流放大器進行功率放大。由此，單臂電橋的輸出曲為：圈慰維普資訊http://www.cqvip.comResearch＆Development
