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汽車EPS傳感器動態標定試驗方法

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  目前,小型乘用汽車轉向助力轉向器主要分為兩大類即:液壓助力方式、電助力方式。液壓助力方式由于助力值大小難以控制、全時消耗發動機功率等缺點,正逐漸被市場淘汰.電助力轉向器正在規?;?、大批量生產、其核心部件扭矩\角度傳感器(如圖1所示)的裝配質量與標定質量直接影響到整個電助力轉向系統(圖2)的性能以及品質,目前轉向器傳感器種類主要有占空比式輸出、電壓式輸出、兩個種類。

  在生產檢測線上,需要高精度地對電助力轉向器中的傳感器進行零扭矩零位置燒寫\標定,也是EPS轉向器生產中的核心問題之一,按照HELLA公司的要求需要對標定完成后每一件轉向器總成進行在線檢測,而轉向器總成自身存在很小的空載轉動扭矩,如果臺架(圖3)自身空載扭矩過大,會導致后期轉向器總成檢測合格率低下。

  試件傳感器燒寫標定過程

  如圖3所示,通過上圖的試驗臺,對占空比式傳感器進行燒寫與檢測。檢測臺架由夾頭,伺服電機、上下夾頭、標定扭矩傳感器等元器件組成,該試驗臺由雙工位組成,采用合理的工作流程如圖4所示,極大提高了試件的燒寫\檢測節拍數。

  試件的檢測項目為:

  1)、0N.m滯后值:計算四次加載力矩為0N.m時T1\T2(主輔路信號)的最大差異值。

  2)、特征點計算:計算要求特征N.m值T1\T2占空比情況。

  3)、對稱性: 在范圍內0~6N.m、0~-6N.m分別平均采集100個點,并且先將對應點求和后與100做差的最大差異值;

  4)、線性度誤差

  規定條件下,傳感器校準曲線與擬合直線間的最大偏差(?Ymax)與滿量程輸出(Y)的百分比,稱為線性度,該值越小,表明線性特性越好。

  空載扭矩的動態標定

  臺架的旋轉機構的空載扭矩是機械結構固有的,無法徹底消除的干擾因素,會根據試驗臺工作時間的長短,氣溫濕度而,變化幅度在0.5~1N?m之間。已經占到檢測工藝加載最大力矩±15N?m的6%,占到起始特征點扭矩±6N?m的16%。如果通過上位機對檢測程序進行靜態補償,會出現如下圖5所示的狀況,會使得在測試中一個方向上進程曲線與回程曲線之間產生滯環,而試件總成的空載扭矩值也會是非恒定的。臺架試驗的空載扭矩

  T總=TA+TB

  TA::試驗臺架空載扭矩;

  TB::試件總成空載扭矩。

  如上圖5所示,如果試件出現此種現象,上位機程序會因為兩種判斷要求判定為不合格,第一種是線性度判定,根據公式計算公式:δ=ΔYmax/ Y*100%,T1、T2信號中δ大于一定值之后,系統會誤判斷該試件傳感器在各個扭矩環境下線性度不一致,從而導致誤判試件不合格。第二種判定是通過對P、S信號的游標算法,得出一個可信度百分比,也就是VRES,如果P和S信號相位有偏差,那么迭代算出的可信度VRES值就會降低,也會導致誤判試件不合格。

  為了排除上訴故障因素,動態標定的步驟是:

  1、將試件總成在圖4中的第三步,計算ROC值的時候將試件總成的空載扭矩與臺架結合時的各個對應角度的扭矩測出dT,存入上位機RAM中;

  2、在檢測環節之前先將試件進行逆向旋轉預加載,加載值需要T預=2×T總;

  3、dT預與RAM中dT的改點扭矩值進行比較,算得差值dT’(如圖7所示);

  4、正向方向預加載同理;

  5、對試件進行正反方向扭矩加載;

  6、回程時候扣除差值得到得到真實扭矩曲線。

  經過修正過的加載幅值可以很好的杜絕系統誤判斷的發生,也可以有效的避免靜態標定所帶來的不足。預加載需要占用標定檢測線一定的節拍數,所占用的時間以及幅值取決于在計算ROC值中所獲取到的試驗臺架和試件總成的空載扭矩,可以根據檢測精度以及適應節拍數進行相應調整。同時可以通過檢測臺架軸承單元布置優化、改善試件總成裝配工藝以提高燒寫\檢測節拍數。

  總結

  動態標定空載扭矩可以高精度的完成對EPS試件傳感器精度的檢測,有效的克服了,試驗臺架、試件總成在不同溫度、不同裝配手段導致的空載扭矩不一致現象,最大限度的降低了誤判斷率,提高了產品的合格率。此方法也有很強的通用性,對于高精度、低量程的扭矩測試應用場合有很強的通用性,其他類似場合也可以參照此方案的檢測結構執行。


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