EPS转矩转角一体化传感器的研究

发布时间：2017-10-02 14:26

  本文关键词：EPS转矩转角一体化传感器的研究

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【摘要】：方向盘的转矩传感器、转角传感器是汽车电动助力转向系统的重要组成部分,其输出信号的品质直接影响电动助力转向系统的性能。为了满足电动助力转向系统对方向盘转矩、转角的测量要求,本文研究了一种同时输出转矩、转角信号的非接触式智能传感器。首先,本文对国内外现有的转矩传感器、转角传感器进行了分析,并对能够同时提供复合信号的转矩、转角传感器进行了重点讨论。然后介绍了霍尔效应的基本理论,并对转矩的常用测量方法进行了归纳总结。根据汽车转向特性及霍尔芯片的性能,提出了一种全新的测量方法,实现转角、转矩的同时测量。其次,通过对齿轮传动的推导分析,确定了齿轮的基本参数要求,并对传感器总成中的各传动齿轮进行了详细的设计。再次,对传感器的电路进行了模块化的设计。本文将传感器的测量电路分为单片机管理模块、转矩传感器芯片模块、角度传感器电路芯片模块,并分别对各测量电路进行了选材和设计。最后,对传感器的输出进行了静态标定。对标定结果进行了处理分析,得到了传感器的相关指标。试验结果表明本文研究的非接触式转矩转角传感器基本满足电动助力转向系统对转矩、转角测量的要求。
【关键词】：EPS 转矩/转角传感器 霍尔效应 一体化设计
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.1.1 课题的研究背景7-8
• 1.1.2 课题的研究意义8
• 1.2 转矩/转角一体化传感器的国内外研究现状8-13
• 1.2.1 转角传感器的研究现状8-9
• 1.2.2 转矩传感器的研究现状9-11
• 1.2.3 转矩/转角一体化传感器研究现状11-13
• 1.3 传感器发展趋势13
• 1.4 论文研究思路及主要研究内容13-14
• 2 转矩/转角一体化传感器的理论研究及原理14-21
• 2.1 霍尔效应和霍尔器件14-16
• 2.1.1 霍尔效应理论14-15
• 2.1.2 霍尔器件15-16
• 2.2 转矩/转角测量方法16-20
• 2.2.1 转角传感器测量原理16-18
• 2.2.2 转矩传感器测量原理18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 转矩/转角一体化传感器结构设计21-29
• 3.1 传感器总体结构21-22
• 3.2 转角测量模块的结构设计22-23
• 3.3 磁环磁场仿真23-28
• 3.3.1 Ansoft介绍及静磁场的有限元算法23-25
• 3.3.2 多极磁环建模及仿真25-26
• 3.3.3 集磁环尺寸的选型26-28
• 3.4 本章小结28-29
• 4 转矩/转角一体化传感器的硬件与程序设计29-41
• 4.1 传感器硬件设计29-34
• 4.1.1 电路的硬件选型29-31
• 4.1.2 电路设计31-34
• 4.2 传感器程序设计34-40
• 4.2.1 主程序流程35-36
• 4.2.2 转矩/转角信号处理程序36-37
• 4.2.3 传感器底层软件模块化设计37-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 转矩/转角一体化传感器性能测试41-53
• 5.1 输入/输出信号关系测试41-44
• 5.1.1 输入转角/输出PWM对应关系测试41-43
• 5.1.2 输入转矩/输出PWM对应关系测试43-44
• 5.2 传感器的标定44-49
• 5.2.1 灵敏度检测44-45
• 5.2.2 线性度检测45-46
• 5.2.3 迟滞性检测46-48
• 5.2.4 重复性检测48-49
• 5.2.5 静态误差检测49
• 5.3 温度特性试验49-52
• 5.4 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-57
• 攻读学位期间发表的学术论文57-58
• 致谢58-59

【参考文献】

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本文编号：960093