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大众轿车磁阻式转矩传感器结构及应用探析

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:辅助配合件是一个磁阻传感器,它固定在连接转向器的连接件上。由于此时磁极性轮也相对于传感器旋转,因此可以测量施加的转向力矩,并将信号发送给ECU。当转向力矩传感器发生故障时,必须更换转向器。转子转速传感器根据磁阻功能原理工作,在结构上与转向力矩传感器G269相同。2)发动机转速传感器的发动机转速信号。ECU中集成了一个温度传感器探测转向装置的温度,当温度上升到100℃以上时,将持续降低转向助力。

大众轿车磁阻式转矩传感器结构及应用探析

利用转向力矩传感器直接在转向小齿轮上计算转向盘转矩,该传感器基于磁阻功能原理工作,它被设计成双保险(备用),以保证最高的安全性。

在转矩传感器上,转向柱和转向器通过一根扭转杆相互连接。连接转向柱的连接件上有一个磁极性轮,上面被交替划分出24个不同的极性区,如图9-34所示。每次分析转矩时使用两根磁极。

辅助配合件是一个磁阻传感器,它固定在连接转向器的连接件上。当操作时,两个连接件根据施加的转矩作相对转动。由于此时磁极性轮也相对于传感器旋转,因此可以测量施加的转向力矩,并将信号发送给ECU。

当转向力矩传感器发生故障时,必须更换转向器。识别到故障时,将关闭转向助力。关闭过程不是突然进行的,而是缓慢地进行。为了实现缓慢关闭,控制单元根据转向角和电动机的转子角度计算出转向力矩替代信号。故障将通过指示灯K161亮起红灯来显示。

(1)转子转速传感器 转子转速传感器是电动机械转向助力器电动机V187的一个组成部件,从外部无法接触到它。转子转速传感器根据磁阻功能原理工作,在结构上与转向力矩传感器G269相同。它探测电动机械转向助力器电动机V187的转子转速,来精确控制电动机。

当传感器失灵时,将把转向角速度用作替代信号。转向助力将安全地缓慢降低,从而避免由于传感器的失灵而突然关闭转向助力。故障将通过指示灯K161亮起红灯来显示。

(2)车速 车速信号由ABS ECU提供。当车速信号失灵时,紧急运行程序被起动。驾驶人获得完全的转向助力,但是没有电控转向助力系统功能。故障将通过指示灯K161亮起黄灯来显示。

(3)发动机转速传感器G28 发动机ECU根据发动机转速传感器的信号,探测到发动机转速和曲轴的准确位置。当发动机转速传感器失灵时,转向系统通过总线端15运行。故障将不会通过指示灯K161亮起来显示。

1.电动机V187

电动机V187是无电刷异步电动机,它能够产生最大转矩为4.1N·m的转向助力。异步电动机没有永磁场或电磁激励,如名称所述,异步电动机在所施加的电压频率和电动机旋转频率之间有一个偏差,这两个频率不相同,因此叫做异步。异步电动机结构简单(无电刷),因此运行非常安全,外形如图9-35所示,电路如图9-36所示。

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图9-34 转向力矩传感器结构

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图9-35 异步电动机外形

异步电动机的优点在于,它可以在无电压状态下通过转向器运转。这说明,即使当电动机发生故障,也不会因此而引起转向助力失灵,并且只需用少量力来运转转向系统,甚至当短路时电动机也不会被锁止。出现故障将通过指示灯K161亮起红灯来显示。

2.转向辅助控制单元J500

转向辅助控制单元(图9-37)直接固定在电动机上,因此无需铺设连接转向助力器部件的管路。

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图9-36 大众CC轿车转矩传感器与控制单元之间的电路连接(www.xing528.com)

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图9-37 转向辅助控制单元

G85—转向角传感器 G269—转向转矩传感器 J500—转向辅助控制单元 SC2—熔丝架C上的熔丝2 SA2—熔丝架A上的熔丝2 T2fn—2芯FN插头连接 T3dt—3芯DT插头连接 T5z—5芯Z插头连接 T6e—6芯E插头连接 V187—电控机械式伺服转向电动机 672—接地点2(左前纵梁上) B287—正极连接11(15a),在主导线束中∗—适配导线

sw—黑色 br—棕色 rt—红色 ge—黄色 or—橘黄色

根据如下输入信号:

1)转向角传感器的转向角信号。

2)发动机转速传感器的发动机转速信号。

3)转向力矩和转子转速,以及车速信号。

4)组合仪表中带显示的J285用于识别点火钥匙的信号。

ECU探测到当前的转向助力需要的信号,计算励磁电流的电流强度并控制电动机。ECU中集成了一个温度传感器探测转向装置的温度,当温度上升到100℃以上时,将持续降低转向助力。当转向助力低于60%以下时,电动机械转向助力器指示灯K161亮起黄灯,并在故障存储器中留下记录。当转向辅助ECU损坏时应整套更换。ECU永久程序存储器中相关的特性曲线组必须用汽车诊断、测量和信息系统VAS 5051激活。

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图9-38 电动助力转向故障指示灯

(1)指示灯K161 指示灯位于组合仪表内的显示单元内,如图9-38所示,它用于显示电动机械转向助力器的功能失灵或故障。

指示灯在功能失灵时可亮起两种颜色:黄灯亮起说明是一种轻量警告;红灯亮起时必须立刻前往维修站查询故障。当指示灯亮起红灯时,同时还会发出3声报警声作为声音警告信号。接通点火开关时,指示灯亮起红灯,因为电动机械转向助力器系统在进行自检。只有当转向辅助ECU收到系统工作正常的信号时,指示灯才会熄灭。这种自检过程大约为2s,发动机起动时指示灯立刻熄灭。

(2)特点

1)牵引。车速大于7km/h,且点火开关接通在牵引时也会提供转向助力。

2)电池用尽。转向系统会识别低电压,并对此作出反应。当电池电压低于9V时,会降低转向助力直至关闭,指示灯亮起红灯。如果电压暂时低于9V,则指示灯亮起黄灯。

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