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汽车EPS传感器动态标定试验方法

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  目前,小型乘用汽车转向助力转向器主要分为两大类即:液压助力方式、电助力方式。液压助力方式由于助力值大小难以控制、全时消耗发动机功率等缺点,正逐渐被市场淘汰.电助力转向器正在规模化、大批量生产、其核心部件扭矩\角度传感器(如图1所示)的装配质量与标定质量直接影响到整个电助力转向系统(图2)的性能以及品质,目前转向器传感器种类主要有占空比式输出、电压式输出、两个种类。

  在生产检测线上,需要高精度地对电助力转向器中的传感器进行零扭矩零位置烧写\标定,也是EPS转向器生产中的核心问题之一,按照HELLA公司的要求需要对标定完成后每一件转向器总成进行在线检测,而转向器总成自身存在很小的空载转动扭矩,如果台架(图3)自身空载扭矩过大,会导致后期转向器总成检测合格率低下。

  试件传感器烧写标定过程

  如图3所示,通过上图的试验台,对占空比式传感器进行烧写与检测。检测台架由夹头,伺服电机、上下夹头、标定扭矩传感器等元器件组成,该试验台由双工位组成,采用合理的工作流程如图4所示,极大提高了试件的烧写\检测节拍数。

  试件的检测项目为:

  1)、0N.m滞后值:计算四次加载力矩为0N.m时T1\T2(主辅路信号)的最大差异值。

  2)、特征点计算:计算要求特征N.m值T1\T2占空比情况。

  3)、对称性: 在范围内0~6N.m、0~-6N.m分别平均采集100个点,并且先将对应点求和后与100做差的最大差异值;

  4)、线性度误差

  规定条件下,传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差(?Ymax)与满量程输出(Y)的百分比,称为线性度,该值越小,表明线性特性越好。

  空载扭矩的动态标定

  台架的旋转机构的空载扭矩是机械结构固有的,无法彻底消除的干扰因素,会根据试验台工作时间的长短,气温湿度而,变化幅度在0.5~1N?m之间。已经占到检测工艺加载最大力矩±15N?m的6%,占到起始特征点扭矩±6N?m的16%。如果通过上位机对检测程序进行静态补偿,会出现如下图5所示的状况,会使得在测试中一个方向上进程曲线与回程曲线之间产生滞环,而试件总成的空载扭矩值也会是非恒定的。台架试验的空载扭矩

  T总=TA+TB

  TA::试验台架空载扭矩;

  TB::试件总成空载扭矩。

  如上图5所示,如果试件出现此种现象,上位机程序会因为两种判断要求判定为不合格,第一种是线性度判定,根据公式计算公式:δ=ΔYmax/ Y*100%,T1、T2信号中δ大于一定值之后,系统会误判断该试件传感器在各个扭矩环境下线性度不一致,从而导致误判试件不合格。第二种判定是通过对P、S信号的游标算法,得出一个可信度百分比,也就是VRES,如果P和S信号相位有偏差,那么迭代算出的可信度VRES值就会降低,也会导致误判试件不合格。

  为了排除上诉故障因素,动态标定的步骤是:

  1、将试件总成在图4中的第三步,计算ROC值的时候将试件总成的空载扭矩与台架结合时的各个对应角度的扭矩测出dT,存入上位机RAM中;

  2、在检测环节之前先将试件进行逆向旋转预加载,加载值需要T预=2×T总;

  3、dT预与RAM中dT的改点扭矩值进行比较,算得差值dT’(如图7所示);

  4、正向方向预加载同理;

  5、对试件进行正反方向扭矩加载;

  6、回程时候扣除差值得到得到真实扭矩曲线。

  经过修正过的加载幅值可以很好的杜绝系统误判断的发生,也可以有效的避免静态标定所带来的不足。预加载需要占用标定检测线一定的节拍数,所占用的时间以及幅值取决于在计算ROC值中所获取到的试验台架和试件总成的空载扭矩,可以根据检测精度以及适应节拍数进行相应调整。同时可以通过检测台架轴承单元布置优化、改善试件总成装配工艺以提高烧写\检测节拍数。

  总结

  动态标定空载扭矩可以高精度的完成对EPS试件传感器精度的检测,有效的克服了,试验台架、试件总成在不同温度、不同装配手段导致的空载扭矩不一致现象,最大限度的降低了误判断率,提高了产品的合格率。此方法也有很强的通用性,对于高精度、低量程的扭矩测试应用场合有很强的通用性,其他类似场合也可以参照此方案的检测结构执行。


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