摩托车霍尔效应节气门位置传感器和转速传感器研发

论文摘要

为了满足越来越严格的排放法规,摩托车电喷控制势在必行,传感器是发动机电控系统中的关键元器件,将发动机瞬态工况精确反映到ECU,ECU根据传感器反馈回来的信号确定点火时刻﹑喷油时刻和喷油量等控制参数。所以传感器的精度﹑稳定性对于摩托车电喷控制至关重要。传统节气门位置传感器存在以下缺点:1接头锈蚀,接触不良,电压偏低或不导通,导致发动机容易熄火或启动困难。2容易镀膜失效,阻值变化造成输出电压失准,车辆起步发闯,加速不良。3节气门处积炭过多,关闭不严,影响输出电压值和流量值,造成空燃比失准,怠速不稳。本文研究的霍尔效应节气门位置传感器采用非接触式测量,不会发生锈蚀接触不良,积碳等问题,而且其输出电压线性稳定,可以解决上述问题。本文采用了新的磁铁方案,并且利用MAXWELL三维有限元分析软件确定了新的磁铁形状,改善了原设计方案磁铁两端输出电压线性度差,磁铁过长的问题。新的磁铁长度由原来的35mm降为28mm,同样可以满足工作要求。进行了传感器与磁铁的批量稳定性电压测量试验。并针对主要影响节气门位置传感器测量精度的环境温度因素做了批量对比试验。以及导磁组件对节气门传感器测量精度影响的专项试验。本文同时对原转速传感器设计方案进行了改进,主要解决了原设计方案轴向安装距离短(仅为0.53mm),摩托车高速运转情况下震动剧烈导致转速传感器工作不稳定的问题。并且对转速传感器不同工作间隙下触发信号相位角的测量,进行了高转速整车轮毂倒拖试验,验证了转速传感器高转速下的工作稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 车用传感器技术的现状与发展趋势
• 1.2.1 发动机控制用传感器
• 1.2.2 车用传感器研究开发趋势
• 1.3 霍尔传感器国内外研究现状及应用
• 1.4 摩托车节气门位置传感器应用现状
• 1.5 摩托车转速传感器的应用现状
• 1.6 本课题的意义和主要工作
• 1.6.1 本课题的意义
• 1.6.2 本课题的主要工作内容
• 第二章 霍尔传感器及封装材料
• 2.1 霍尔传感器
• 2.2 霍尔效应传感器的特性及种类
• 2.2.1 开关型霍尔效应传感器
• 2.2.2 线性霍尔效应传感器
• 2.3 HAL825 可编程线性霍尔芯片
• 2.3.1 霍尔825 主要特点
• 2.3.2 霍尔825 主要应用
• 2.4 HAL504 开关型霍尔芯片
• 2.4.1 霍耳504 的主要特性
• 2.5 封装材料
• 2.5.1 EMC 的主要组分
• 第三章 霍尔效应节气门位置传感器的开发
• 3.1 霍尔传感器标定
• 3.2 磁路设计方案
• 3.2.1 三维有限元分析软件 MAXWELL
• 3.2.2 改进方案 MAXWELL 模拟
• 3.3 实验设备
• 3.3.1 3D 实验台
• 3.3.2 HT201 数字便携式高斯计
• 3.3.3 示波器
• 3.3.4 加热及温控装置
• 3.4 改进方案台架实验测量
• 3.4.1 磁感应强度测量
• 3.4.2 电压测量
• 3.5 节气门位置传感器的应用实验
• 3.5.1 节气门位置传感器在节气门体上的安装组件及封装材料
• 3.5.2 节气门位置传感器温度稳定性试验
• 3.5.3 节气门体导磁组件影响
• 3.5.4 在整车上安装确认
• 第四章 霍尔效应转速传感器的改进
• 4.1 转速传感器改进方案
• 4.2 霍尔效应转速传感器台架实验
• 4.2.1 转速传感器触发信号前后沿角度测量
• 4.2.2 转速传感器触发相位的确定
• 4.2.3 低转速下转速传感器测量瞬时速度试验
• 4.2.4 转速传感器高转速整车轮毂倒拖试验
• 第五章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢