- 圖解新款汽車傳感器結構、原理與檢修
- 劉強
- 2367字
- 2020-11-24 11:18:52
六、轉向盤轉角傳感器
1. 轉向盤轉角傳感器作用
ESP(Electronic Stability Program)系統根據轉向盤轉角傳感器和輪速傳感器判斷駕駛員想往什么方向行駛,同時ECU根據橫擺率傳感器和橫向加速傳感器判斷車輛實際行駛方向。如果車輛實際行駛方向與駕駛員的意圖相同,則ESP系統不工作;如果車輛發生跑偏或甩尾,導致車輛實際行駛方向與駕駛員的駕駛意圖不同時,則ESP系統工作,調節車輛實際行駛方向,防止發生事故。當車輛轉向不足時,通過對內側后輪施加相應的制動,并控制發動機和變速器管理系統,減小動力輸出,ESP在一定程度內阻止車輛向外駛出彎道;當車輛出現過度轉向時,通過對外側前輪施加制動,并對發動機和變速器管理系統施加控制,ESP在一定程度內可以阻止車輛向內過度轉向。轉向盤轉角傳感器向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞轉向盤轉角信號,測量范圍為±720°,4圈,測量精度:1.5°,分辨速度:1~2000°/s。
2. 安裝位置、結構
轉向盤轉角傳感器安裝在轉向柱上,轉向開關與方向盤之間,與安全氣囊時鐘彈簧集成為一體,如圖4-76所示。安裝時,要保證轉向盤轉角傳感器G85在正中位置,觀察孔內黃色標記可見,進行標定,如圖4-77所示。

圖4-76 轉向盤轉角傳感器G85

圖4-77 拆裝傳感器G85注意標定
轉向盤轉角傳感器G85測量出當前的轉向角值并把該值發送到CAN總線上(它是個獨立的驅動CAN總線用戶)。駐車轉向系統控制單元就可以從轉向角實際值與規定值的對比中確定出實際駐車路線與理想駐車路線之間的偏差。根據這個偏差信息計算出新的轉向角規定值并把該值發送到CAN總線上。打開點火開關后,方向盤被轉動4.5°,傳感器進行初始化操作。
3. 轉向盤轉角傳感器工作原理
大眾轉向角傳感器G85的結構如圖4-78所示。
傳感器的結構為帶有兩只密碼環的編碼盤以及各有一光源和一只光學傳感器的光柵對。
編碼盤由兩只環組成,如圖4-79所示,外面的一只叫作絕對環,里面的一只叫作增量環。增量環被分為5個扇區,每個扇區72°,它由一只光柵對讀取,如圖4-80所示。該環在扇區有開口,同一扇區內的開口是相同的,但不同扇區之間的開口則不同,從而實現了各扇區之間的設碼。

圖4-78 傳感器G85的結構
絕對環確定精度,它被6只光柵對讀取。傳感器可以識別1044°的轉向角,整圈計數器對角度進行累加。由此當超出360°標記時,能夠識別轉向盤完全轉動了一圈。轉向器的這種設計結構可以使轉向盤轉動2.76圈。
將傳感器結構簡化一下,如圖4-81所示,包括帶孔模板1和模板2,光源在兩板之間,光學傳感器在兩板之外。
如圖4-82所示,光束通過孔隙照到傳感器上,產生電壓信號。如果光線被擋住,電壓消失。

圖4-79 編碼盤組成

圖4-80 光電編碼器

圖4-81 光柵原理結構

圖4-82 光柵工作原理一
如圖4-83所示,移動模板產生2個不同的電壓序列。其中一個模板因孔隙間隔一致,產生的電壓信號也是規則信號。另一塊模板因不規則間隙生成不規則信號。比較2個信號,系統可以計算出模板移動的距離,由不規則板確定運動的起始點。

圖4-83 光柵工作原理二
當傳感器失靈,緊急運行程序起動。缺損的信號被設置成替代值,完全保持轉向助力。該故障將通過指示燈的亮起顯示。
4. 轉向盤轉角傳感器設定
1)零位設定
(1)前輪保持直線行駛狀態,用VAS 5051輸入地址碼44后,轉向盤左轉4°~5°(一般在10°之內),回正轉向盤。
(2)再向右轉4°~5°,將轉向盤回正,雙手離開轉向盤。
(3)輸入31875,按返回鍵。
(4)輸入功能04-06,按激活鍵。
(5)退出VAS 5051,斷開點火開關6S即可。
注意:在做零位設定時,發動機不能運行。轉向盤左、右轉動后再回正,雙手必須離開轉向盤,使轉向盤靜止不動,以便讓控制單元對零位進行確認。
2)轉向極限位置的設定方法
如果在更換了轉向盤轉角傳感器、轉向機總成(含轉向控制單元)、轉向柱開關總成(含控制單元)或做過一次四輪定位,做過轉向零位(中間位)設定后出現故障碼02546,則需要做轉向極限位置的設定,具體方法如下:
① 將前輪保持在直線行駛狀態,起動發動機,將轉向盤向左轉動10°左右,停頓1~2s,回正。
② 將轉向盤向右轉動10°,停頓1~2s,回正。
③ 將雙手離開轉向盤,停頓1~2s。
④ 將轉向盤向左轉到底,停頓1~2s。
⑤ 將轉向盤向右轉到底,停頓1~2s。
⑥ 將轉向盤回正,斷開點火開關6s,設定完成。
如果出現轉向角傳感器的相關故障,一定要先做零位(中間位)設定和轉向極限位置設定,然后才能清除故障。用VAS 5051進入44-10-01,在VAS 5051屏幕內的條形塊上選擇某個合適的助力數值(1~16擋),按保存鍵,然后再按接收鍵。此時屏幕就會顯示新設定助力大小的名稱,然后再按返回鍵,退出即可。
注意:由中間位置向左或向右最大的旋轉角度為90°。
5. 斯柯達車系轉角傳感器基本設定方法
斯柯達車系所有PQ35及PQ46平臺上的車輛全部運用電子精確控制動力轉向EPS,其中關鍵元件轉向盤轉角(轉向角)傳感器G85在維修中需要基本設定時可采用以下2種方法完成。
(1)起動發動機并將轉向盤保持在車輛直行位置→通過VAS 6150B的自診斷功能進入44—助力轉向系統(如果ABS含ESP電子穩定功能也可以在ABS內進入)→進入015—訪問許可輸入40168并確認→顯示成功執行該功能后退出→進入006—基本設置,輸入通道號060并確認→故障檢測儀界面會顯示“激活”字樣→點擊“激活”,故障檢測儀即會顯示“轉向角傳感器已校準”→退出故障檢測儀,將轉向盤向左轉到極限位置后再向右轉到極限位置即可。
(2)連接VAS 6150B引導性功能→選擇“功能”→進入車輛系統或功能選擇,選擇“防抱死系統”→選擇“轉向角傳感器基礎設定”(前提條件:起動發動機→向左和向右轉動轉向盤→在平地上直線行駛汽車,車速不要超過20km/h→把轉向盤轉到直線行駛位置→汽車由直線行駛狀態停車,注意不要再調整轉向盤)→確認在試駕時轉向盤和前輪在正前方位置→導入基本設置→成功后對零位進行測試,基本設定完成。
注意:一般在更換相關配件后只要通過簡單地輸入通道號并激活即可完成對G85的基本設定,但如果系統內由于接收到錯誤的數據而存儲了故障代碼,只有通過引導性功能做動態的基本設定才可排除。