电动转向器转矩转角传感器研究（可复制论文）.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
电动转向器转矩转角传感器研究
姓名:明星
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:赵燕
20080501
摘要汽车市场是传感器市场中最大的一个。同时传感器在汽车现代化系统中扮演着重要的角色。随着社会对安全、节能环保汽车的需求的提高。更多的汽车装备了电动转向器偷缱游榷ǔ绦以及其他智能控制系统。这些汽车电控系统的有效运行,不仅需要转向转矩信号,而且需要转向角度信号。目前>卮ǜ衅骰駿的转角传感器是两种独立的且应用不同原理的传感装置。本文研究一种安装于转向柱的非接触式转矩/转向角集成转向传感器,通过对信号变换方法的创新研究和信号变换装置的设计,将转矩/转角两种传感器集成为一个传感器,实现对转矩/转角的同时测量。文章介绍了当前用于电动助力转向器的各种转矩传感器。对目前所采用的各种类型的转矩传感器和转角传感器进行了介绍,并对他们的优缺点进行综合对比分析。提出了一种新型的非接触式转矩/转角传感器。设计出该传感器关键部件的机械结构。采用磁阻器件作为敏感元件,结合一定的放大电路和滤波电路,使用专用角度相位差信号处理芯片#τ肊工具软件魑5缏飞杓乒ぞ呱杓屏诵藕诺骼淼挠布缏贰J褂肕砑宰矩/转角传感器系统功能进行了验证。得出转矩和转向角度之间的关系。最后运用中的工具箱对整个传感器的信号处理系统进行仿真,并生成仿真波形。结合仿真波形,分析得出电动转向器转矩和转向角之间的关系。本文重点研究该传感器的扭矩到磁电信号、转向角信号到磁电信号的非接触式信号获取变换方法和信号变换装置的结构要求;信号调理电路的构成;传感器信号与缈氐ピV涞缧藕诺钠ヅ涔叵岛痛ǜ衅鞯奶匦缘裙丶际酢0转矩和转角信号集成到一个传感器中测量是本文的创新点之一,它可以减少汽车中传感器的数量但又能提供汽车其他智能单元所需的转向角信号。本文的另一创新点是将角度专用处理芯片玫阶>卮ǜ衅髦校沟缏返姆离元件大大减少。从而简化了整个传感器的信号处理电路。关键字:电动助力转向器转矩传感器转角传感器磁阻效应武汉理工大学硕士学位论文
..内甋,.,,甅,武汉理一【,.瑃琺甌,,.,//瑄...甀猚’
;;
独创性声明关于论文使用授权的说明据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑武汉理工大学硕士学位论文本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中明确的说明并表示了谢意。研究生签名:
电动转向器转矩转角传感器研究第滦髀汽车转向系统是控制其行驶路线和方向的重要装置,它直接影响汽车的操纵性和稳定性【¨。为使转向操纵轻便,早在世纪年代,美国公司率先开发出液压动力转向低常⒂τ迷谠揭俺瞪稀=改辏孀潘俣敏感型电控低车奈适溃貉苟ψO蛳低骋讶涨鞒墒旌屯晟啤S氪送保也使得该系统结构更复杂、价格更昂贵,而且仍然不能克服液压动力转向系统的一些固有缺点,如效率低、能耗大、路感差等。为此,世界各国的专家学者们正在大力研究开发一种新型的动力转向系统,即电动转向低场牡缍O蛳低持饕S伤牟糠止钩桑夯底O蜃爸方向盘、转向柱等转矩传感器、转向助力机构Φ缁⒗牒掀鳌⒓跛俅ǘ及电子控制单元,简称。助力电机仅在需要转向助力的情况下工作,当驾驶员操纵方向盘进行转向时,转矩传感器根据转向转矩的大小产生相应的电压信号,荽ǜ衅骷觳獾降淖>氐缪剐藕藕统邓傩藕牛鲋噶罾纯制输入电机的电流,从而产生所需的转向助力转矩】。图且桓鲎O蛑街ψO蛳低车慕峁鼓P汀K饕S蒃、助力电机、减速机构、车速传感器、转矩传感器等组成。控制单元根据各传感器的输入信号确定电机的助力转矩,并驱动控制电路控制电机【武汉理工大学硕士学位论文
汽车转向传感器的研发现状根据图,电动助力转向系统工作时,转向传感装置检测到转向轴上的转动力矩及其转动方向,与车速传感器检测得到的车速信号一起不断地被输送到微控制单元,该控制器通过对数据进行分析,以决定转向方向和所需要的最佳助力值,然后发出相应的指令给驱动电路,从而驱动助力电机通过助力装置实现转向。通过精确的控制算法,可以任意改变电机转矩大小,使转向机构获得所需要的助力值。车速信号可通过芟叽幼K倮锍瘫砘竦谩6>卮ǜ衅的功能是测量驾驶员作用在转向盘上的转矩与方向,转矩测量系统比较复杂且成本较高,所以精确、可靠、低成本的转矩传感器是决定欠裾剂焓谐〉要研究