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一种用于EPS的转矩传感器设计
资料介绍
随着清洁能源步入居民生活的舞台，汽车的动力结构也在发生巨大的变化，由于人们对驾驶过程中方向盘操作的舒适度，以及路况感知体验的要求，助力系统自上个世纪以来就在汽车结构中得以应用并不断完善。如今，电动助力转向系统的推出，改变了依靠传统机械液压助力转向系统和电子液压助力转向系统，所带来的高能耗、占用空间大以及响应灵敏度不够高等缺点，同时由于其节能环保，安装方便，效率高，回正性好等特点而逐步成为未来汽车动力结构中的一个应用趋势。
作为电动助力转向系统中，转向检测的核心器件转矩传感器，种类也有很多：接触式转矩传感器主要有电位计式、金属电阻应变片式等等；非接触式转矩传感器主要有光栅式、电感式、电容式等等。本文将介绍一种闭合磁路非接触式转矩传感器的结构，同时对设计时所参考的国内外专利进行介绍，并对他们的优缺点进行综合对比分析。
在本设计中，采用3D静磁仿真软件CSTEM Studio对该磁路结构在主从级相对旋转不同角度时进行磁场环境仿真，并在传感器的固定检测级经霍尔传感器TLE4998P4，将检测到的磁场信息转换为占空比不同的 PWM波形，利用单片机STM8S103F3P6对该PWM波形进行信号处理，得出实时磁场强度大小、当前主从级相对旋转角度，确定从动级跟踪转动方向以及计算输入扭矩大小，并通过控制输出信号占空比，从而带动从动电机实现快速稳定的跟踪，即采用杠杆方式达到助力效果。整个系统硬件控制部分已初步完成，调试结果显示从动电机能够保持跟踪效果。但由于机械结构未及时加工出来，因此电机控制仅属于开环控制。
本设计的创新点在于该磁路转矩传感器的结构，采用主动、从动以及场强采集三级结构，其具有取磁强度较高、结构简单、快速成型、安装简便、寿命长等优点。
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