转向角度感器又称转向传感器或转向盘位置传感器,它主要用于车辆稳定控制系统、电子助力转向系统和电子悬挂系统中,用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度等转向信息,从而使相关控制单元实施不同的控制策略。转向盘转角传感器主要有滑动电阻式、磁感应式、霍尔式、光电式、各向异性磁阻式,应用最广泛的是光电式转角传感器。 1.光电式转角传感器(1)光电式转角传感器的结构。光电式转角传感器的结构与安装位置如图4-52所示。 转向圆盘(透光盘)安装在转向轴上,圆盘的圆周上均匀地开有很多小槽,圆盘随着转向主轴的旋转而旋转。加在圆盘两侧的是两组光电元件(由发光二极管和光电晶体管组成),光电元件套在转向柱管上。用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度,即转向轮的偏转方向和偏转角度,并将所检测的信号输入电子悬架控制系统ECU,使电子悬架控制系统ECU根据转角传感器输入的信号和车速传感器输入的车速信号判断汽车转向时侧向力的大小,从而对车身的侧倾进行控制。
⑦转角传感器的连接器如图4-53所示,端子1和端子2之间的电压应为3.5~4.2V,否则应修理或更换。
⑧缓慢转动转向盘,用电压表检查连接器端子3、端子4与端子2之间的电压,应在5~10V变化(正极接端子3、端子4);否则,应修理或更换控制装置到转角传感器之间的电路。
⑨检查转角传感器的窄槽圆盘是否弯曲变形或表面上是否有杂质。
(3)光电式转角传感器检测示例雷克萨斯LS400轿车装用的光电式转角传感器检测方法如下。
①输出信号检测。接通点火开关,用跨接线SST连接诊断连接器上的TS与E1端子,如图4-54(a)所示,转动转向盘,若转角小于45°,仪表板上的NORM灯亮,说明转向信号输出正常。
转角传感器信号是否输入悬架ECU的检查方法:接通点火开关,慢慢转动转向盘,如图4-54(b)所示,在转动的同时分别用万用表测量ECU的SS1、SS2端子与搭铁间的电压,应为0~5V,否则说明转角传感器信号未输入悬架ECU或转角传感器信号出现故障②转角传感器故障诊断与排除。对于转角传感器未输入信号故障,诊断方法为:拆下传感器连接器,接通点火开关,测量连接器1号端子和2号端子间的电压,如图4-54(c)所示,正常值应为蓄电池电压,否则应检查悬架ECU的IG熔丝是否良好,转角传感器与熔丝盒之间的连线是否存在断路、短路。
(2)转矩传感器检测①本田EPS电感式转矩传感器的结构。广州本田飞度轿车EPS系统采用电感式转矩传感器,其安装在转向器小齿轮轴上,用来检测转向盘操作力矩的大小和方向,并把它转换为电压值传给ECU。助力电动机的助力大小与转矩传感器的转矩大小成正比,即转矩传感器转矩越大,助力电动机助力作用越大。该传感器的结构如图4-57所示,扭杆2穿在中空的输入轴1内,扭杆的输入端通过固定销钉3和输入轴固连在一起,扭杆的另一端和输出轴8固连在一起。在输入和输出轴的外面套有阀芯4,阀芯为中空结构,通过其下端内部的滑动平键12和输出轴连在一起,阀芯相对于输出轴可沿轴向上下移动。在阀芯的表面上开有斜槽5(上、下各一个),与输入轴固连在一起的固定销13穿在斜槽中。弹簧11通过其弹力将阀芯向上推,用来消除固定销13和斜槽之间的间隙②本田转矩传感器的检测。
a.电压检测。在点火开关打开、 EPS ECU的接线端进行电压测量、插头连接的情况下,利用数字式万用表,采用背插法对广州本田飞度轿车进行检测,转矩传感器与 EPS ECU的线路连接如图4-58所示。
b.广州本田飞度轿车转矩传感器标准电压值见表4-10。
3.各向异性磁阻式转向盘转角传感器磁性薄膜在平行于膜面的外磁场作用下达到饱和磁化时,薄膜的电阻率将随外磁场方向和电流方向的变化而变化,这种效应就是各向异性磁阻( anisotropic magneto resistance,AMR)效应。
(1)结构。别克荣御ESP系统中使用了各向异性磁阻式转向盘转角传感器,转向盘转角传感器位于转向盘下面,其内部结构如图4-59所示,传感器框图如图4-60所示。
(2)检测。别克荣御转向盘转角传感器的线路连接和各端子功用如图4-61所示。
检测方法如下。
①检测供电电压。关闭点火开关,脱开传感器插头,再将点火开关置于“ON”位置，使用万用表检测5号与6号端子电压,应该为12V,否则应检查线路。
②解码器读取故障码。由于传感器信号通过CAN总线输出,因此通过解码器的自诊断检测是比较准确和快捷的方法。转向盘转角传感器出现故障,则会显示故障码C0460。
③校准转向盘转角传感器。电子控制单元监测并判断转向盘转角传感器的输出信号,当车辆沿直线行驶了15min或以上时,电子控制单元将该行驶方向设定为正前方向。可使用Tech2进行转向盘转角传感器校准,初始化传感器的具体操作步骤如下。
a.将转向盘置于车辆笔直向前的正中位置。
b.将Tech2连接到车辆上,执行“Tech2转向盘转角传感器校准程序”即可。
