第三节 转向盘转矩传感器

第三节 转向盘转矩传感器

转向盘转矩传感器将转向轴的转矩大小转换为相应的电信号，电动式动力转向ECU通过转向盘转矩传感器的信号判断驾驶人作用在转向盘上力的大小，用以及时调整电动机的电流，改变助力大小。转向盘转矩传感器主要有电感式和电位计式两种。

一、电感式转向盘转矩传感器

1.电感式转向盘转矩传感器的组成

电感式转向盘转矩传感器的基本组成与原理如图10-25所示。输入轴与输出轴之间用扭力杆连接，在输出轴的4个极靴上各绕有相同的线圈，并连接成电感电桥。扭力杆是电感式转向盘转矩传感器的感受元件，将驾驶人作用在转向盘上的力矩转换为相应的扭转角位移，再通过电感电桥转换为相应的电信号。

图10-25 电感式转向盘转矩传感器

a)结构简图 b）原理图

1—输出轴 2—扭力杆 3—输入轴

2.电感式转向盘转矩传感器的工作原理

在无转向力矩时，扭力杆没有扭转变形，输出轴（定子）与输入轴（转子）的相对转角为0，每个极靴上的磁通量均相等，电桥处于平衡状态，V、W两端的电位差Uo为0。转向时，驾驶人作用于转向盘的力矩使扭力杆扭转变形，定子与转子之间产生角位移θ。这时，极靴A、D间的磁阻增大，B、C间的磁阻减小，各极靴的磁通量产生了差别，电桥失去平衡而输出电压Uo。Uo与扭力杆的扭转角θ成正比（Uo=kθUi，k为比例系数），而扭转角θ与作用于扭力杆的转矩又成比例，因此，Uo值就反映了转向盘的转矩大小。

由于是电感电桥，输入的电桥电源为脉冲形式，输出的信号也是脉冲式，由电压幅值反映转向盘转矩的大小。

3.电感式转向盘转矩传感器的常见故障及影响

电感式转向盘转矩传感器的可能故障有：电感线圈有短路或断路、传感器内部电路有接触不良或断路等。这些故障致使传感器无信号输出，导致电动式动力转向系统工作失常，转向盘转向沉重。

二、电位计式转向盘转矩传感器

1.电位计式转向盘转矩传感器组成

电位计式转向盘转矩传感器的结构如图10-26所示，其核心部件是扭力杆和电位计。转向轴中间也是连接着扭力杆，其作用是将驾驶人作用在转向盘上的转矩转换为扭转角位移，再由电位计将角位移转换为相应的电压输出。

2.电位计式转向盘转矩传感器的工作原理

汽车转向时，扭力杆的扭转变形使电位计滑片与电阻有相对的转动，电位计的电阻相应改变，通过集电环输出相应的电压信号。

3.电位计式转向盘转矩传感器的检测方法

电位计式转向盘转矩传感器的常见故障是：电位计电阻失效、滑片与集电环接触不良、内部电路接触不良等。这些故障会导致传感器信号不准确或无信号输出，引起转向沉重。传感器检测内容与方法如下：

检测传感器电源

1）直观检查。首先检查传感器和ECU的插接器有无松动，线路有无破损。

2）检测传感器的电源电压。检测方法如下：

①关闭点火开关，断开传感器插接器。

②接通点火开关（ON），测量传感器插头（线束侧）电源端子与搭铁之间的电压，应为5V左右。

图10-26 电位计式转向盘转矩传感器

1—转向轴 2—扭力杆 3—输出轴 4—外壳 5—电位计 6—转向器主动小齿轮 7—集电环

如果电压异常，检修传感器至ECU之间的电源线路。

3）检测传感器电阻。检测方法如下：

①断开传感器插接器后，测量传感器电源端子与搭铁端子之间的电阻，应与规定值相符。如果电阻不正常，更换传感器。

②测量传感器信号端子与搭铁端子之间的电阻，在逐渐增大转向盘上的作用力时，电阻应有连续改变。如果电阻不变或电阻值忽大忽小波动，更换传感器。