转向扭矩传感器.ppt

扭矩传感器零点校正方向机扭矩传感器校正一、扭矩传感器简介扭矩传感器是电控动力转向系统的重要组成元件之一。

用来测量驾驶员作用在方向盘上力矩的大小和方向，并将其转换为电信号，动力转向ECU接收此信号及车速信号，决定辅助动力的方向和大小，从而在低速行驶时控制转向力矩变小。

在高速行驶时控制转向力矩适度增大。

有的扭矩传感器还能够测量方向盘转角的大小和方向。

扭矩测量系统比较复杂且成本高，很多元件都是集成在一起的，如丰田车系就把转向电动机、扭矩传感器和转向柱集成到一起构成转向柱总成，这样使转向控制更精确、更可靠。

扭矩传感器目前可分为接触式和非接触式两种，非接触式扭矩传感器又叫滑动可变电阻式扭矩传感器，接触式扭矩传感器是在转向轴与转向小齿轮之间安装了一个扭杆，当转向系统工作时利用滑环和电位计测量扭杆的变形量并转化为电压信号。

非接触式扭矩传感器中有两对磁极环，当输入轴和输出轴之间发生相对转动时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应系数的变化，在线圈中产生感应电压，并将电压信号转化为扭矩信号。

非接触式扭矩传感器的优点是体积小精度高。

如丰田卡罗拉轿车就采用了非接触式扭矩传感器。

一般情况下，当扭矩传感器损坏或性能不佳时会导致转向系统出现以下故障：1 转向困难；2 左右转向力矩不同或转向力矩不均；3 行驶时转向力矩不随车速改变或方向盘不能正确回正；4 组合仪表上P／S警告灯亮起；5，产生故障码C1511、C1512、C1513、C1514、C1515、C1516。

由于扭矩传感器装于转向柱总成内，所以如果扭矩传感器损坏。

只能更换转向柱总成，因为扭矩传感器是一个精密元件，当更换了扭矩传感器后，要对其进行零点校正，如果未对其零点校正，即使更换了完好的扭矩传感器，转向系统仍会故障依旧，所以，更换扭矩传感器后进行扭矩传感器的零点校正就像组装发动机时要对正时一样重要。

二、扭矩传感器零点校正本文以丰田车系为例，讲解一下扭矩传感器零点校正的方法。

北斗星转向助力是现代汽车上常见的辅助驾驶系统，它通过车辆的电子控制单元（ECU）和转向电动助力器（EPS）的协同工作，帮助驾驶员实现轻松转向操作。

而在这一过程中，扭矩传感器作为转向助力系统的重要组成部分，起着至关重要的作用。

它可以实时监测并测量转向助力系统中的扭矩，为车辆提供更加智能、精准的转向助力。

对扭矩传感器的测量方法进行深入研究和优化，对提高汽车驾驶安全性和舒适性具有重要意义。

一、扭矩传感器的重要性1. 扭矩传感器的作用扭矩传感器是车辆转向助力系统中的关键部件，它通过实时监测和测量转向助力系统中的扭矩情况，将这些数据传输给ECU，以便及时调整转向助力器的输出力度，帮助驾驶员实现精准、平稳的转向操作。

扭矩传感器的准确性和稳定性对于整个转向助力系统的性能至关重要。

2. 扭矩传感器的发展现状随着汽车制造技术的不断发展和升级，扭矩传感器的测量方法也在不断创新和完善。

目前市场上常见的扭矩传感器主要有电阻式、电容式、电感式和表面声波式等多种类型，它们在实际应用中都各有优缺点。

如何选择合适的扭矩传感器测量方法，成为汽车制造商和研发人员面临的重要课题。

二、北斗星转向助力对扭矩传感器的测量方法的影响1. 北斗星转向助力的原理与特点北斗星转向助力系统是一种利用北斗卫星导航系统和车辆CAN总线进行信息通信的智能辅助驾驶系统。

它通过接收北斗卫星信号，实时获取车辆所处位置、车速、方向等信息，辅助车辆实现精准导航和转向操控。

这一系统的特点是具有高精度、高可靠性和跨地域性，能够在复杂的交通环境和天气条件下实现精准导航和转向。

2. 北斗星转向助力对扭矩传感器的要求由于北斗星转向助力系统需要实时获取车辆的位置和方向信息，并对车辆的转向操作进行精准辅助，因此对扭矩传感器的要求也更加严格。

扭矩传感器需要具备高精度和高稳定性，能够实时准确地监测和测量转向助力系统中的扭矩情况。

扭矩传感器需要具备良好的抗干扰能力，能够在复杂的车辆工况下稳定工作，确保转向助力系统的可靠性和安全性。

电动助力转向系统用扭矩传感器综述摘要：扭矩传感器是汽车电动助力转向系统（EPS）的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到EPS系统性能的优劣。

本文介绍了目前具有代表性的几种扭矩传感器，同时预测了电动助力转向系统用扭矩传感器的发展趋势。

关键词：电动助力转向系统；扭矩传感器；电位计式；霍尔式；电感耦合式；光电式1 概述随着人们对环保问题的日益重视以及汽车电子的迅猛发展，电动助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）这个集环保、节能、安全、舒适为一体的产品正越来越受到汽车厂商的重视。

EPS与技术成熟的HPS 相比，市场份额已初具规模。

目前全球汽车工业发展势头良好，尤其是在中国市场。

汽车电子能够极大提升汽车性能，多数汽车部件已经实现了电子化。

转向系统作为汽车的重要组成部件，电子化也必将成为今后的必然趋势。

目前，在全世界汽车行业中，EPS系统每年正以9%-10%的增长速度发展。

国家发展改革委新修订的《产业结构调整指导目录（2011年本）》于2011年6月1日起开始实施。

与上一版（2005年本）相比，新目录在汽车产业相关部分做了较大调整。

其中，汽车业的政策优待程度“鼓励类”中新增加了电动转向系统，这表明未来EPS将得到国家相关政策的大力扶持。

[1]电动助力转向系统中，通过扭矩传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元，再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩，最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。

因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。

2 电动助力转向系统用扭矩传感器分类按传感器的敏感元件来分类，扭矩传感器主要有接触式和非接触式两大类。

其中接触式扭矩传感器应用较广泛的主要有两种，一种是新跃仪表厂生产的悬臂梁式传感器，一种是美国BI公司生产的双圆盘式传感器。

非接触式传感器主要有基于MMT公司技术的霍尔式传感器，代表性的公司有BOSCH公司、LG公司、BI公司、Valeo公司，另外还有Hella公司设计的电感耦合式传感器，Methode electronics公司设计的电容式传感器，Lucas公司设计的光电式传感器。

计算。

当其受到扭矩Ｔ的时候，其扭转的切应力τ和变形角φ分别为：其扭转刚度为：其中d-扭杆直径，有效长度，Ip惯性矩，Zi抗扭截面系数如图3为某扭矩传感器扭杆的试验曲线，曲线的斜率即为扭转刚度k。

扭杆式扭矩传感器在早期的EPS 中应用比较多，但由于是接触式的，工作时产生的摩擦使其易磨损，影响其精度，将会被逐步淘汰。

３金属电阻应变片的扭矩传感器传感器扭矩测量采用应变电测技术。

在弹性轴上粘贴应变计组成测量电桥，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。

传感器就完成如下的信息转换：传感器由弹性轴、测量电桥、仪器用放大器、接口电路组成。

弹性轴是敏感元件，在45度和135度的方向上产生最大压应力和拉应力，这个时候承受的主应力和剪应力相等，其计算公式为：式中τ—主应力，此时与σ相等Ｗp—轴截面极矩测量电桥可以采用半导体电阻应变片，并将它们接成差动全桥,其输出电压正比于扭转轴所受的扭矩。

应变片的电阻R1=R2=R3=R4＝R0,可以得到下面的式子：式中，Ｅ－轴材料的弹性模量u－电桥的供电电压S－电阻应变片的灵敏度系数放大电路采用仪器用放大电路，它由专用仪器用放大电路构成，也有三只单运放电路组合而成，放大倍数为K，放大后的电压Ｖ为：为了使一起具有高精度，必须使灵敏度系数为常数。

在金属电阻应变片的扭矩传感器中，需要解决的技术关键是：(1)、弹性轴的工作区域不应该大于弹性区域的1/3，且取初始段。

为了将迟滞误差减低到最底，按照超载能力指数选取最大的轴径。

(2)、采用LM型硅扩散力敏全桥应变片，较好的敏感性，很小的非线形度(3)、采用高精度的稳压电源。

４非接触式扭矩传感器如图4所示为非接触式扭矩传感器的典型结构。

输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。

当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对位置就被改变了。