第四节 转向盘转角传感器

第四节 转向盘转角传感器

转向盘转角传感器将转向盘的转动的角度和方向转换为相应的电信号，悬架ECU根据转向盘转角传感器的输入信号判断汽车的转向情况，并根据当前的车速计算车身可能出现的侧倾程度。转向盘转角传感器有光电式、磁电式、霍尔效应式等多种类型，其中光电式转向盘转角传感器使用最为广泛。

一、光电式转向盘转角传感器

1.光电式转向盘转角传感器的组成

光电式转向盘转角传感器的组成与内部电路如图10-27所示，其核心部件是两对光电耦合器和遮光盘，遮光盘上有尺寸相同且均布的透光槽，随转向轴一起转动。

2.光电式转向盘转角传感器角度信号产生原理

当驾驶人转动转向盘时，通过转向轴带动传感器内遮光盘转动，遮光盘上透光槽的转动，使发光元件发出的光线间歇性地照射到光敏元件上，光电耦合器便产生脉冲电压。ECU根据传感器输出的脉冲个数就可确定转向盘转过的角度。

图10-27 光电式转向盘转角传感器的组成

a）结构简图 b）电路原理

1—遮光盘 2—光电耦合元件 3—转向盘转角传感器 4—转向器轴 5—转向柱

采用两个光电耦合器是为了能辨别转动方向，ECU根据传感器的信号判断转动方向，转向盘转动方向判断原理如图10-28所示。A、B两个光电耦合器产生的信号脉冲其脉宽相同，但相位上相差90°，ECU根据A信号从高电平转为低电平（下降沿）时，B信号的电平高低来判断转向。如果A信号在下降沿时，B信号是高电平，则为右转向；如果A信号在下降沿时，B信号为低电平，则为左转向。

图10-28 转向盘转动方向判断原理

3.光电式转向盘转角传感器的检测方法

光电式转向盘转角传感器的可能故障有：传感器内部发光元件或光敏元件烧坏、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，导致悬架电子控制系统工作失常，车辆转向时容易出现车身侧倾。

光电式转向盘转角传感器的检测内容及方法与光电式曲轴位置传感器相似，主要检测内容有：

1）检测传感器电源电压。断开传感器插接器后，通过测量传感器插头的电源端子与搭铁端子之间的电压，以确定传感器电源正常与否。

2）检测传感器输出信号。在连接电源的情况下，测量传感器输出电压，以确定传感器输出信号正常与否，正常信号电压是脉冲电压。

3）检测传感器与ECU的连接线路。传感器输出信号电压正常，但自诊断系统有故障码显示，则需断开传感器和ECU的插接器，通过线束两端的插头相关端子测量每根导线的电阻，以确定连接导线是否有断路或接触不良。如果线路良好，则需检修或更换ECU。

4.转向盘转角传感器检测实例

以丰田雷克萨斯LS400轿车转向盘转角传感器为例，进一步了解此类传感器故障的检测基本思路。丰田雷克萨斯LS400轿车转向盘转角传感器电路如图10-29所示，故障检测方法如下。

图10-29 丰田雷克萨斯LS400轿车转向盘转角传感器电路

（1）检查转向盘转角传感器信号输入

连接插接器的TS和E1端子，然后接通点火开关，在不转动和转动转向盘角度大于45°时，观察高度控制“NORM”指示灯的情况。正常情况应为：转向盘转角小于45°时，高度控制“NORM”指示灯常亮，转向盘转角大于45°时，高度控制“NORM”指示灯闪亮。

如果高度控制“NORM”指示灯点亮状况正常，说明转向盘转角传感器电路无故障；如果高度控制“NORM”指示灯一直闪亮，则转至（3）步；如果高度控制“NORM”指示灯常亮，则进行下一步检查。

（2）检查悬架ECU的SS1、SS2端子对搭铁电压

拆下行李舱右侧盖后接通点火开关（ON），在慢慢转动转向盘时，测量悬架ECU的29号（SS1）、28号（SS2）端子与搭铁之间的电压。正常电压应在0～5V之间变化。

如果电压正常，说明转向盘转角传感器电路无故障；如果电压不正常，则进行下一步检查。

（3）检查转向盘转角传感器电源电压

按以下方法与步骤进行检查：

①拆下转向盘后，断开转向盘转角传感器的插接器。

②接通点火开关，测量转向盘转角传感器插接器（线束侧）1号端子和2号端子之间的电压（图10-30），应为蓄电池电压。

如果电压不正常，检修蓄电池至转向盘转角传感器、转向盘转角传感器至搭铁之间的线路和插接器；如果电压正常，则进行下一步检查。

图10-30 检测转向传感器电源电压

（4）检查转向盘转角传感器

检查方法与步骤如下：

①拆下转向盘后，断开转向盘转角传感器插接器。

②将转向盘转角传感器的1号端子、2号端子之间加上蓄电池电压（1号端子接+，2号端子接-），然后在慢慢转动转向传感器的旋转件时，测量转向传感器的10号端子、11号端子与2号端子之间的电阻（图10-31）。电阻值应在0～∞（通与断）之间变化。

如果不正常，更换转向盘转角传感器；如果正常，检修转向盘转角传感器与悬架ECU之间的线路和插接器，若线路连接均良好，则需检查或更换悬架ECU。

图10-31 检测转向传感器

二、磁感应式转向盘转角传感器

1.磁感应式转向盘转角传感器组成

磁感应式转向盘转角传感器主要由齿盘、永久磁铁、感应线圈及信号处理电路等组成，如图10-32所示。齿盘随转向盘转动，通过传感器铁心处的气隙（磁路磁阻）变化，使感应线圈产生感应电动势。设置两个感应线圈也是为了使ECU能辨别转向盘转动的方向。

2.磁感应式转向盘转角传感器工作原理

汽车转向时，齿盘随转向盘转动，感应线圈就会产生感应电压，感应电压的脉冲数与转过齿数一致，此交变电压经信号处理电路放大、整流及整形后输出。ECU根据传感器输出信号脉冲的个数可确定转向盘转动的角度，转动方向的判断原理与光电式转向盘转角传感器一样。

图10-32 磁感应式转向盘转角传感器

1—齿盘 2—感应线圈 3—永久磁铁 4—信号处理电路 5—输出信号 6—铁心