EPS扭矩转角传感器及EPS控制器的研制

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1、硕士学位论文EPS扭矩转角传感器及EPS控制器的研制DEVELOPMENTONEPSTORQUEANGLESENSORANDEPSCONTROLLER梁东东哈尔滨工业大学2017年7月国内图书分类号：TG661学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文EPS扭矩转角传感器及EPS控制器的研制硕士研究生：梁东东导师：郭永丰教授申请学位：工程硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2017年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG661U.D.C:621DissertationfortheMaster

2、DegreeinEngineeringDEVELOPMENTONEPSTORQUEANGLESENSORANDEPSCONTROLLERCandidate：LiangDongdongSupervisor：Prof.GuoYongfengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2017Degree-Confer

3、ring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要电动助力转向系统（ElectricPowerSteering）因其具有效率高、污染小、功耗低和灵活性好等优点而逐渐取代液压助力系统，具有极广阔的应用前景。EPS控制器和扭矩传感器作为EPS系统的两大核心部件，直接决定了EPS系统的性能，因此对其研究具有十分重要的意义。本文在阅读国内外有关文献的基础上，分析了EPS扭矩转角传感器和EPS控制器的研究现状，针对国产EPS扭矩传感器存在精度较低、寿命短，国外传感器虽精度和稳定性较高但价格较贵的问题，研制了一

4、款非接触式扭矩转角传感器，设计了硬件电路和软件程序，传感器精度能够满足汽车使用要求。长久以来，EPS控制器不需要方向盘转角信号，但随着发展，先进的EPS控制策略也将转角信号作为一种输入信号。本文所开发的扭矩转角传感器能够实现方向盘扭矩信号和转角信号的同时测量。为解决传统EPS控制器只凭借计算助力电机转速来估计方向盘转角而导致助力控制精度不高的问题提供了条件。传感器具有CAN通讯接口和PWM接口，输出数字信号，抗干扰能力强。基于汽车级芯片MC9S12设计研制了一款EPS控制器。分析汽车转向工况对EPS控制器的技术要求，控制器从EPS扭矩转角传感器获得方向盘扭矩、转角信号，

5、结合车速信号判断汽车当前行驶工况，采取合适的助力策略控制助力电机输出相适应的扭矩。设计EPS控制器与其他电子设备之间的总线通讯接口，便于对控制器进行多元化拓展。对EPS进行了故障检测设计，提高了EPS控制器的安全性和可靠性。对EPS扭矩转角传感器和EPS控制器进行了测试试验。对传感器扭矩信号和转角信号进行标定，测试的传感器非线性误差为±1.3%，引用误差为1.5%，灵敏度为0.62s/°，分辨率为0.9°，分析了传感器误差主要来源；对EPS系统助力特性曲线和输入输出转矩曲线进行测试。试验结果表明所开发的EPS扭矩转角传感器和控制器能够满足设计要求。关键词：电动助力；控

6、制器；扭矩传感器；转角传感器；故障检测I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractElectricpowersteeringsystemistheworld'smostadvancedcarsteeringdevice.Ithasverybroadapplicationprospects,becauseofitshighefficiency,lowpollution,lowpowerconsumptionandgoodflexibilityandisgraduallyreplacingtheadvantagesofhydraulicpowersystem.EPSco

7、ntrollerandtorquesensoraretwocorecomponentsfortheEPSsystem,determiningtheperformanceoftheentireEPSsteeringsystem.Soithasveryimportantresearchsignificance.Inthisdissertation,EPScontrollerandtorquesensordevelopmentstatusofacomprehensiveandin-depthanalysis.ThedomesticEPStorq