汽车转向盘转角传感器：1044°转向角，累加设计

1.传感器的作用

ESP ECU根据转向盘转角传感器和轮速传感器的信号判断驾驶人想往什么方向行驶，同时ECU根据横摆率传感器和横向加速度传感器的信号判断车辆实际行驶方向。如果车辆实际行驶方向与驾驶人的意图一致，则ESP系统不工作，如果车辆发生跑偏或甩尾，导致车辆实际行驶方向与驾驶人意图不符时，则ESP系统工作，调节车辆实际行驶方向，防止事故发生。当车辆转向不足时，通过对内侧后轮施加相应的制动，并控制发动机和变速器管理系统，减小动力输出，ESP在一定程度内阻止车辆向外驶出弯道。当车辆出现过度转向时，通过对外侧前轮施加制动，并对发动机和变速器管理系统施加控制，ESP在一定程度内可以阻止车辆向内过度转向。向带有EDL/TCS/ESP的ABS ECU传递转向盘转角信号。测量范围：±720°，4圈；测量精度：1.5°；分辨速度：1～2000°/s。

2.传感器的安装位置、结构

转向柱上，转向开关与转向盘之间，转向盘转角传感器与安全气囊时钟弹簧集成为一体，如图5-69所示。拆装注意事项：安装时，要保证G85在正中位置，观察孔内黄色标记可见，进行标定如图5-70所示。

图5-69 转向盘转角传感器G85

图5-70 拆装转向盘转角传感器G85注意标定

转向盘转角传感器G85（它是独立的驱动CAN总线用户）测量出当前的转向角值并把该值发送到CAN总线上。驻车转向系统ECU现在就可以从转向角实际值与规定值的对比中确定出实际驻车路线与理想驻车路线之间的偏差。根据这个偏差信息计算出新的转向角规定值并把该值发送到CAN总线上。打开点火开关后，转向盘被转动4.5°（相当于1.5cm），传感器进行初始化。

大众轿车转向盘转角传感器G85的结构如图5-71所示。

3.传感器的工作原理

1）带有两个密码环的密码盘。

2）各有一个光源和一个光学传感器的光栅对。

图5-71 大众轿车转向盘转角传感器G85的结构

a—光源 b—编码盘 c、d—光学传感器 e—整圈计数器

密码盘由两个环组成，如图5-72所示，在外面的一个称为绝对环，里面的一个称为增量环。增量环被分为5个扇区，每个扇区72°，由一对光栅对读取，如图5-73所示。该环在扇区有开口，同一扇区内的开口顺序是相同的，但不同扇区之间的开口顺序则不同，从而实现了各扇区之间的设码。

图5-72 密码盘组成

图5-73 光电编码器

绝对环确定精度，它被6个光栅对读取。转向盘转角传感器可以识别1044°的转向角，它对角度进行累加。由此当超出360°标记时，能够识别转向盘完全转动了一圈。转向盘转角传感器的这种设计结构可以使转向盘转动2.76圈。

利用光栅原理测量角度，则传感器的结构如图5-74所示。现将该传感器简化为如图5-75所示的结构，包括带孔模板1和带孔模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。

图5-74 光栅原理的结构

图5-75 光栅原理的简化结构

如图5-76所示，光束通过孔隙照到传感器上，产生电压信号。如果光线被挡住，则电压消失。(https://www.xing528.com)

如图5-77所示，移动模板产生两个不同的电压信号。其中一个模板因孔隙间隔一致，产生的电压信号也是规则信号，另一块模板因不规则间隙生成不规则信号。比较两个信号，系统可以计算出模板移动的距离，由不规则板确定运动的起始点。

当传感器失灵、紧急运行程序启动时，缺损的信号被设置成某个替代值，完全保持转向助力。该故障将通过指示灯K161点亮显示出来。

图5-76 光栅工作原理（一）

图5-77 光栅工作原理（二）

4.G85零点平衡

1）前轮保持直线行驶状态，用VAS 5051输入地址码44后，转向盘左转4°～5°（一般在10°之内），回正转向盘。

2）再向右转4°～5°，将转向盘回正，双手离开转向盘。

①连接VAS 5051或VAS 1551进入03地址。

②登录11Q、40168Q（作多项调整时，只需登录一次）。

③起动车辆，在平坦路面试车，以不超过20km/h的车速行驶。

④如果转向盘是正中位置（若不在正中位置应进行调整），停车即可，不要再调整转向盘，不要关闭点火开关。

⑤检查08功能下004通道第一显示区0°。

⑥04Q、060Q、ABS警告灯闪亮。

⑦06退出，ABS和ESP警告灯点亮约2s。

⑧结束。

注意：在做转向零位设定时，发动机不能运行。转向盘左、右转动后再回正，双手必须离开转向盘，使转向盘静止不动，以便让ECU对零位进行确认。

3）转向极限位置的设定方法。如果在更换了转向盘转角传感器、转向器总成（含转向控制单元）、转向柱开关总成（含控制单元）或做过一次四轮定位，做过转向零位（中间）设定后出现故障码02546，则需要做转向极限位置的设定，具体方法如下。

①将前轮保持在直线行驶状态，起动发动机，将转向盘向左转动10°左右，停顿1～2s，回正。

②将转向盘向右转动10°，停顿1～2s，回正。

③将双手离开转向盘，停顿1～2s。

④将转向盘向左转到底，停顿1～2s。

⑤将转向盘向右转到底，停顿1～2s。

⑥将转向盘回正，断开点火开关6s，设定完成。

如果出现转向盘转角传感器的相关故障，一定要先做零位（中间）设定和转向极限位置设定，然后才能清除，故用VAS 5051进入44-10-01，在VAS 5051屏幕内的条形块上选择某个合适的助力数值（1～16档），按保存键，然后再按接收键。此时，屏幕就会显示新设定助力大小的名称，然后再按返回键，退出即可。

注意：由中间位置向左或向右最大的旋转角度为90°。