新能源汽车底盘电控系统检修成果

1.转角传感器G85

转角传感器G85 位于安全气囊回位环（带有滑环）的后面（见图1－13），在转向柱开关和转向盘之间的转向柱上。该传感器通过CAN 数据总线将用于计算转向角的信号传送给转向柱电控单元J527，在J527 单元内有用于分析这个信号的电子装置。

图1－13　转向盘转角传感器的位置

1—转向柱电控单元；2—安全气囊的螺旋弹簧；3—转角传感器

信号中断的影响：如果这个传感器出现故障的话，就会启动一个应急程序，用一个替代值来取代这个信号，转向助力功能仍保持完全正常状态。指示灯K161 亮起表示发生了这个故障。

如图1－14所示，转角传感器的基本部件包括带有两个编码环的编码盘和光耦元件（各有一个光源和一个光电传感器）。编码盘由两个环组成，外面的是绝对环，里面的是增量环。增量环划分成5 个扇区，每个扇区为72°，光电装置对会读取增量环的信息。环的扇区内部穿有孔，在一个扇区内孔距是相等的，但是不同扇区的孔距是不相等的，这就构成了扇区编码。绝对环用于确定角度，角度由6 个光电装置对来读出。转角传感器能识别1 044°的转向角。转角传感器可将角度累加起来，当超过了360°标记时，它就能识别出转向盘已经转了整整一圈了。转向机的结构可使转向盘转动2.76 圈。

图1－14　转向盘转角传感器

如图1－15所示的角度的测量采用的是光栅原理。为了简单起见，我们只考虑增量环。在扇环的一侧放一个光源，另一侧放一个光电传感器，如果光通过缝隙照到传感器上，那么就会产生一个电压信号；如果光源被遮挡了，那么电压就中断了。如果转动增量环的话，就会产生一系列信号电压，与此完全相同，在绝对环上的各光电装置对也产生一系列信号电压，所有的这些信号电压都由转向柱电控单元来进行处理，系统通过比较这些信号即可计算出环已经转动了多少，也就确定了绝对环的起始点。

图1－15　转向盘转角传感器的工作原理示意图

2.转向力矩传感器G269

图1－16所示为磁阻效应式力矩传感器G269，转向盘上作用的力矩是由转向力矩传感器G269 直接在转向小齿轮上测得的。这个传感器是根据磁阻效应来工作的，其采用双体（超静定）结构，以最大限度地保证其可靠性；转向柱和转向机在力矩传感器处通过一个扭力杆连在一起；与转向柱相连接的部件上有一个磁电极感应转子，其周围有24 个不同的磁极区在交替转换，每次用两个极来估算力矩；对应件是一个磁阻传感元件，它固定在转向机的连接件上，如果转动了转向盘，那么这两个连接件就会按照作用的力矩相对运动。因为磁电极感应转子也会相对于传感元件发生扭转，于是就测量到了转向力矩，并将该信号发送给控制单元。

图1－16　磁阻效应式力矩传感器G269

1—转向机连接件；2—扭力杆；3—转向柱连接件；4—磁电机感应转子；5—磁阻感应元件

信号中断的影响：如果转向力矩传感器出现故障的话，则必须更换转向机。当识别处有故障时，转向助力功能就被关闭了，这个关闭过程不是突然的，而是“柔和的”。为了实现“柔和”关闭，控制单元使用电动机的转向角和转子角计算出了一个转向力矩的替代信号。当指示灯K161 呈红色亮起时就表示有这个故障。

3.转子转速传感器

转子转速传感器是电动机械式助力转向装置电动机V187 的一个组件，从外面是看不见的。

信号作用：转子转速传感器是根据磁阻效应来工作的，其结构与转向力矩传感器G269是一样的，该传感器传送的是电动机械式助力转向装置电动机V187 转子的转速，该转速信号是精确控制该电动机所必需的。

信号中断的影响：该传感器出现故障时，就使用转向角速度来作为替代信号。当转向助力功能被安全关闭时，可防止转向助力功能在这个传感器失灵时突然关闭。当指示灯K161呈红色亮起时就表示有这个故障。(www.xing528.com)

4.车速

车速信号由ABS 控制单元来提供。

信号中断的影响：车速信号出现故障时会启动一个应急程序，这时驾驶员仍可使用转向助力功能，但随速助力转向（Servotronic）功能便无法使用了。当指示灯K161 呈黄色亮起时就表示有这个故障。

5.发动机转速传感器G28

如图1－17所示，发动机转速传感器是一个霍尔传感器，它拧在曲轴密封法兰的壳体上。

图1－17　发动机转速传感器位置

信号应用：发动机控制单元根据发动机转速传感器的信号来获知发动机的转速和曲轴的位置信息。

信号中断的影响：如果发动机转速传感器出现故障，则转向系统通过15 号接线柱来工作。该故障不用指示灯K161 来显示，如图1－18所示。

图1－18　仪表动力转向故障灯K161 符号

6.电动机械式助力转向装置电动机V187

V187 是一个无炭刷式异步电动机，它可以产生最大4.1 N·m 的力矩用于转向助力。异步电动机无永久磁场或电励磁。异步电动机输入电压的频率与电动机转动频率是不同的，这就是“异步”这个名称的由来。

异步电动机结构简单（无炭刷），所以工作非常可靠；反应快，因此符合快速转向反应的要求。该电动机装在一个铝制壳体内，通过一个蜗轮蜗杆机构和一个传动小齿轮与齿条啮合，从而传递用于转向助力的力矩。在轴的控制端有一个磁铁，控制单元使用这个磁铁来获知转子的转速，并使用这个信号来确定转向速度。

信号中断的影响：异步电动机的一个优点是，在不通电的情况下，转向机仍可使电动机转动。这就是说，即使该电动机出现故障（也就是无转向助力了），那么只需稍微再多用点力仍可转动转向装置，即使短路，该电动机也不会锁止。当指示灯K161 呈红色亮起时就表示电动机有故障。

7.助力转向控制单元J500

助力转向控制单元J500 直接固定在电动机上，这就可省去助力转向装置复杂的管路布置。控制单元根据相应的输入信号——转角传感器G85 传来的转向角信号、发动机转速传感器G28 传来的发动机转速信号、转向力矩和转子转速以及车速信号和点火钥匙识别信号（来自组合仪表内的控制单元J285）就可以确定出需要多大的转向助力，并计算出励磁电流的强度，以起动电动机V187 来工作。

信号中断的影响：该控制单元内集成了一个温度传感器，该温度传感器用于确定转向系统的温度。如果这个温度超过了100℃，那么助力转向功能就逐渐减弱。如果转向助力低于60%了，那么指示灯K161 就呈黄色亮起，故障存储器内也会记录下一个故障。如果控制单元J500 出现故障，则必须整体更换，然后使用VAS5051 来激活控制单元永久存储器内相应的特性曲线簇。

8.指示灯K161

该指示灯位于组合仪表的显示屏上，用于指示电动机械式助力转向装置的故障。在出现故障时，该指示灯会以两种颜色亮起。如果该灯呈黄色亮起，则表示一个不严重的警告；如果该灯呈红色亮起，则必须立即去服务站检查，且当该灯呈红色亮起时还会响起三声锣音。

在接通点火开关后，该灯呈红色亮起，因为此时电动机械式助力转向装置要进行自检。当助力转向控制单元确定系统工作正常时，该指示灯就熄灭了。这个自检过程持续大约2s，在发动机起动后该指示灯会立即熄灭。

牵引：如果牵引车辆，在车速大于7 km/h 且点火开关接通时转向助力也会起作用。转向系统会识别出电压过低并对此做出反应。但如果蓄电池电压低于9V，那么转向助力就会减至关闭状态，且指示灯呈红色亮起；如果电压只是短时降到9V 以下，那么指示灯呈黄色亮起。