角转向器扭矩角传感器的研究

2022-08-18 17:06:33 128

  汽车市场是传感器市场中非常大的市场。同时,传感器在汽车现代化系统中发挥着重要的作用。随着社会对安全、节能、环保汽车的需求越来越大。更多的车配备了角转向器(EPS)、电子稳定程序(ESP)等智能控制系统。这些汽车电子控制系统的有效运行不仅需要转向扭矩信号,还需要转向角度信号。目前EPS扭矩传感器或ESP角度传感器是两个独立的传感器装置,原理不同。

  本文研究了一种安装在转向管柱上的非接触式扭矩/转向角集成转向传感器。通过信号转换方法的创新研究和信号转换装置的设计,将两种扭矩/转向角传感器集成为一个传感器,实现扭矩/转向角的同时测量。介绍了目前电动助力转向器中使用的各种扭矩传感器。介绍了目前使用的各种类型的扭矩传感器和角度传感器,并对其优缺点进行了全面的对比分析。提出了一种新型非接触式扭矩/角度传感器。设计传感器关键部件的机械结构。采用磁阻(MR)器件作为敏感元件,结合一定的放大电路和滤波电路,使用专用的角相位差信号处理芯片UZZ9000。EDA工具软件Cadence作为电路设计工具,设计信号调理的硬件电路。通过Matlab软件验证了扭矩/角度传感器系统的功能。得到了扭矩与转向角的关系。然后,利用Matlab中的Simulink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,分析了角转向器扭矩与转向角的关系。本文重点介绍了传感器扭矩到磁电信号、转向角信号到磁电信号的非接触信号采集和转换方法以及信号转换装置的结构要求。信号调理电路的组成;传感器与EPS电控单元的信号匹配关系、传感器的特性等关键技术。本文的创新点之一是将扭矩和角度信号集成到一个传感器中,既可以减少车内传感器的数量,又可以提供汽车其他智能单元所需的转向角度信号。本文的另一个创新点是在扭矩传感器中引入了特殊的角度处理芯片UZZ9000,大大减少了电路中的分立元件数量。从而简化了整个传感器的信号处理电路。


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