傳感器附件主要是轉(zhuǎn)向扭矩角度傳感器,一般我們有如下的分類:
TAS(Torque and Angle Sensor)扭矩轉(zhuǎn)角傳感器可以直接提供方向盤力矩和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào);
TIS(Torque+Index Sensor)只能提供扭矩信號(hào)和絕對(duì)轉(zhuǎn)角的過零信號(hào)脈沖,系統(tǒng)可以結(jié)合電機(jī)角度來得到方向盤角度;
TOS(Torque Only Sensor)只能提供扭矩信號(hào);
分類 | 類型 | 說明 |
按功能 | TOS | 轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)角單信號(hào)輸出 |
? | TAS | 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角雙信號(hào)輸出 |
按結(jié)構(gòu) | 接觸式 | 傳感器全工作行程,獲取信號(hào)的敏感部件存在機(jī)械摩擦 |
? | 非接觸式 | 傳感器全工作行程中,信號(hào)通過磁耦合、電耦合、光耦合等方式獲取 |
按原理 | 電阻式 | ? |
? | 磁場(chǎng)檢測(cè)式 | 扭桿變形量轉(zhuǎn)換為磁通 |
? | 電磁感性式 | 扭桿變形量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)系數(shù) |
? | 電容感應(yīng)式 | 扭桿變形量轉(zhuǎn)換為電容量 |
? | 光電式 | ? |
按輸出信號(hào) | Anglog | 模擬信號(hào) |
? | PWM | 脈沖寬度調(diào)制 |
? | SPC | 短脈寬調(diào)制編碼 |
? | SENT | 單邊沿半字節(jié)輸出 |
現(xiàn)階段的車型一般已經(jīng)標(biāo)配了TAS傳感器 EPS系統(tǒng)的TAS傳感器最為普遍的是非接觸式的霍爾式扭矩傳感器:TAS傳感器與扭桿組裝在一起構(gòu)成扭矩傳感器總成,方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),扭桿與TAS傳感器的上半部分和下半部分存在一個(gè)相對(duì)偏轉(zhuǎn)角,TAS傳感器就是通過檢測(cè)這個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)角來測(cè)量方向盤力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 扭矩傳感器的輸出量是一個(gè)模擬量(電壓信號(hào)),通過前期的標(biāo)定,我們的EPS控制器可以將該電壓值換算成對(duì)應(yīng)的扭矩值,對(duì)于扭矩傳感器而言有幾個(gè)重要的參數(shù)需要特別的注意:
直線度:傳感器輸出量(電壓)與輸入量(扭矩)之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離理想直線的程度,一般要求:≤ ±2%,這個(gè)精度直接由前期的標(biāo)定來保證精度;
遲滯:在測(cè)試行程內(nèi)所有測(cè)試位置來回電壓的差值。一般要求:≤ 1%,這個(gè)精度本身是由傳感器本身的性能決定的;
電壓波動(dòng):安裝完成的 EPS 產(chǎn)品,360°旋轉(zhuǎn)輸出軸,傳感器信號(hào)的電壓變化,一般要求:0.08V(max),電壓波動(dòng)本身也是傳感器本身的性能決定的;
中位電壓 :判斷轉(zhuǎn)向管柱是否受到轉(zhuǎn)向力的作用,也就是方向盤回正后狀態(tài)的電壓值,中位電壓一般是2.50V,可以根據(jù)不同的廠家進(jìn)行調(diào)整;
TAS傳感器與EPS系統(tǒng)進(jìn)行匹配調(diào)參,主要是需要考慮:機(jī)械限位角度,機(jī)械限位角度>傳感器有效角度; EPS的系統(tǒng)對(duì)于駕駛員的方向盤的操作意圖采集是依靠扭矩轉(zhuǎn)角傳感器提供的方向盤扭矩,方向盤轉(zhuǎn)角,EPS中應(yīng)用是兩個(gè)扭矩信號(hào)和兩個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)(一般是為了冗余安全);轉(zhuǎn)向管柱連接在扭矩傳感器上,轉(zhuǎn)向器通過扭矩桿連接在扭矩傳感器上。
EPS的控制器是整個(gè)EPS的大腦,主要的組成部分:
用于監(jiān)測(cè)的集成電路(一般情況下會(huì)集成到ECU中);
電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)電路和轉(zhuǎn)換電路直流轉(zhuǎn)交流),電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的作用是對(duì)功率元件MOSFET實(shí)施通斷的PWM控制;
電源路徑的繼電器、電機(jī)路徑的通斷繼電器;
接收外部信號(hào)的接口(CAN 或者CANFD接口)構(gòu)成;
由排除電源線路中干擾所需的線圈、吸收電流變動(dòng)所需的電解電容器等構(gòu)成。由于要求印制電路板的體積不能太大,有些類型的印制電路板搭載半導(dǎo)體繼電器。
EPS系統(tǒng)的控制策略主要有三種形式,對(duì)應(yīng)為基本助力控制、回正控制、阻尼控制。基本助力控制主要是為了降低轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員所需提供的方向盤力矩;回正控制主要是為了改善裝載有 EPS 系統(tǒng)汽車的回正性能;阻尼控制主要是為了提高汽車高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性。由于 EPS 系統(tǒng)在汽車行駛時(shí)處于基本助力控制的時(shí)間最長(zhǎng)、最能影響駕駛體驗(yàn),因此它是 EPS 系統(tǒng)中最主要、最關(guān)鍵的控制模式。
功能名稱 | 功能描述 |
隨速助力 | 根據(jù)駕駛員施加在方向盤上的扭矩、車速、以及控制單元中的助力特性曲線,來計(jì)算電機(jī)應(yīng)該輸出的助力扭矩 |
回正控制 | 低車速情況下:回正控制起作用,提供一個(gè)額外的力矩幫助方向盤回到中位 |
阻尼控制 | 高車速情況下:阻尼控制起作用,提供一個(gè)反向的力矩,防止方向盤搖頭 |
路面干擾抑制 | 通過檢測(cè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受到的路面干擾力矩,利用電機(jī)適當(dāng)?shù)窒?,減弱來自路面的干擾,緩解對(duì)方向盤的沖擊 |
系統(tǒng)自保護(hù) | 當(dāng)ECU或電機(jī)溫度過高,電壓過大或過小,助力輸出過載的情況下,系統(tǒng)減小輸出電流,防止損壞 |
跑偏補(bǔ)償 | 針對(duì)因懸架及路面引起的車輛跑偏,EPS提供一定的補(bǔ)償力矩協(xié)助駕駛員保持直線行駛 |
扭矩轉(zhuǎn)向補(bǔ)償 | 車輛急加速,由于左右輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不對(duì)稱,導(dǎo)致車輛會(huì)偏移直線行駛方向。扭矩補(bǔ)償功能可適當(dāng)緩解此現(xiàn)象 |
ADAS上層應(yīng)用功能的支持 | |
DSR | DSR功能中EPS主要是作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),ESC檢測(cè)到抱死或側(cè)滑即將發(fā)生時(shí),通知EPS施加一個(gè)力,在ESC動(dòng)作的同時(shí)幫助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作,在對(duì)開路面上可以有效的降低剎車距離,在過彎過程中可以防止或減弱甩尾現(xiàn)象。 |
LDW(Lane Departure Waning) | 是當(dāng)檢測(cè)到車輛即將偏出車道時(shí),在方向盤上給出一個(gè)震動(dòng)的信號(hào)對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒。 |
LKA(Lane Keeping Assist) | ADAS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車輛有偏移車道的風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候,通知EPS提供一個(gè)反向力矩,作用時(shí)間為比較短 |
LCA(Lane Centering Assist) | 車輛維持在車道中央行駛,一旦有偏離中線的跡象,則馬上進(jìn)行調(diào)整,持續(xù)起作用 |
APA | EPS 控制器接收自動(dòng)泊車系統(tǒng)上位機(jī)的角度指令,EPS作為執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)功能。 |
審核編輯:劉清
評(píng)論
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