EPS传感器系列(一):EPS传感器分类及介绍

EPS传感器系列(一):EPS传感器分类及介绍

电动助力转向系统EPS的基本工作原理为:EPS控制器根据传感器采集的方向盘转矩、方向盘转角和车速等信号,控制电机产生转向助力。

采集车速信号的轮速传感器通常由ESC系统供货,采集方向盘转矩的传感器由EPS系统供货,采集方向盘转角的传感器可单独供货或由EPS系统供货,本系列将主要介绍方向盘转矩传感器和方向盘转角传感器

一、EPS传感器分类

EPS传感器可分别按照功能、结构、原理及输出信号四种分类方法进行分类,具体见下表1。

表 1 EPS传感器分类

二、转矩测量原理

如下图1所示,EPS的上下助力轴通过扭杆连接,驾驶员施加在方向盘上的转矩会转换为上下助力轴的相对转动。而上转子和下转子分别安装在上下助力轴上,因此上下助力轴之间的相对扭转角度会转换为上下转子之间的相对扭转。

图 1 角度差分结构

基于不同的测量原理,不同类型传感器可将扭杆上下角度差转换为响应的变量,即磁通量B、感应系数L/M、电容量C等,随后对该变量进行检测和计算转换,最终输出转矩信号。相关检测机制见下图2。

图 2 角度查分检测机制

三、转角测量原理

1.相对位置角度信号

TOS传感器可直接输出方向盘转角信号,但其测量范围只有0°~360°(不同产品,测量范围甚至更小),无法识别方向盘转过的圈数,只是一个相对位置的角度信号,见下图3。

图 3 相对位置角度信号

2.绝对位置角度信号

在TOS传感器基础上增加对比信号,主信号与对比信号存在一定的相位差(可通过设置主副信号传递结构的传动比实现),对主副信号进行处理后即可获取测量范围大于360°的绝对位置角度信号,通常处理后的信号测量范围时主副信号周期的最小公倍数,见下图4。

图 4 绝对位置角度信号

根据对比信号的不同可将绝对位置转角传感器分为以下两种:

(1)单副齿轮式

在TOS主齿轮旁增加一个副齿轮,主副齿轮输出的角度信号经MCU处理后转换为绝对位置角度信号,见下图5。

图 5 单副齿轮式

(2)双副齿轮式

在TOS主齿轮旁边增加一组副齿轮,两个副齿轮输出的角度信号经MCU处理后获取一组绝对位置角度信号,见下图6。

图 6 双副齿轮式

需要进C-V2X社群的,请加微信:13636581676,备注C-V2X

加入“智能网联汽车前沿技术”探讨

识别文中二维码 免费报名参会!

发布于 2019-08-15