一、故障現象
????????一輛2017款東風本田XR-V車，搭載R18ZA發動機，累計行駛里程約為4萬km。車主反映，車輛行駛或靜止時，向右側轉向比向左側轉向沉重。
二、故障診斷
????????接車后試車，起動發動機，組合儀表上無故障燈點亮；原地左右來回轉動轉向盤，確實向左側轉向時較輕，向右側轉向時較沉；進行路試，也是如此，但車輛無跑偏現象。詢問車輛的使用狀況，得知車32輛左前側被碰撞過，當時更換了支臂、減振器、轉向管柱總成等配件，但事故維修后轉向助力左右不一致的故障就一直存在。
????????該車采用電動助力轉向系統（EPS），駕駛人的轉向力受到轉向柱上EPS電動機的輔助。如圖1所示，EPS電動機、EPS控制單元及轉矩傳感器均安裝在轉向柱上。
????????低速時，EPS提供較大的轉向助力，易于操控；隨著車速的提高，EPS提供的轉向助力逐漸減小，駕駛人需要提供的轉向力逐漸增大，這樣駕駛人就能感受到明顯的“路感”，提高了車輛穩定性。
用故障檢測儀檢測，EPS控制單元中無故障代碼存儲。接通點火開關，不起動發動機，原地左右轉動轉向盤，此時EPS不工作，左右轉向輕重相同；舉升車輛，使車輪離地，左右轉動轉向盤，左右轉向輕重也相同。
????????由此可知，故障是在EPS介入工作后才出現的。EPS通過車速、轉向轉矩、轉向盤角度及防側滑數據等信號進行轉向助力大小的控制。起動發動機，讀取ABS數據流（圖2），轉向角為0°，轉向診斷為正常，側滑率傳感器為0°，縱向加速度傳感器為-0.2m/s2，正常。
????????讀取EPS數據流（圖3），EPS電動機電流為1A，轉向轉矩為1.3N·m，主轉矩傳感器信號電壓為2.321V，副轉矩傳感器信號電壓為2.373V；左右轉動轉向盤，EPS電動機電流和轉向轉矩均會隨之變化；輕微向右轉動轉向盤，轉向轉矩變為0N·m，EPS電動機電流也隨之降為0A；松開轉向盤，EPS數據流隨之恢復至圖3所示的情況。
????????轉矩傳感器采用霍爾芯片測量施加到轉向柱軸的力與路面摩擦產生車輪轉動阻力之間的差異，并將其轉換成電壓信號發送給EPS控制單元，EPS控制單元根據此信號控制EPS電動機的電流。如圖4所示，轉矩傳感器由中間軸、輸入軸、下軸、扭桿、磁軛及多極磁鐵等部件組成。
????????轉向盤的輸入傳輸至中間軸，中間軸和下軸由扭桿連接，多極磁鐵連接到中間軸，磁軛連接到下軸；當路面阻力大且下軸轉動困難時，中間軸和下軸以不同的方式旋轉，導致扭桿扭曲，同時多極磁鐵和磁軛也發生相對旋轉，通過霍爾芯片的磁通量發生變化，以此檢測轉矩變化；扭桿扭曲程度越大，對應的轉矩越大。
????????轉矩傳感器的輸出特性曲線如圖5所示，靜止時，主、副轉矩信號電壓均為2.5V；向右施加轉向力矩時，主轉矩信號電壓升高至2.5V以上，副轉矩信號電壓降低至2.5V以下；向左施加轉向力矩時，主轉矩信號電壓降低至2.5V以下，副轉矩信號電壓升高至2.5V以上。
????????結合轉矩傳感器工作原理及EPS數據流進行分析，推斷主、副轉矩信號電壓異常，導致輔助轉矩異常。如圖6所示，轉矩傳感器上的4根導線直接連接至EPS控制單元，其中端子A4為5V供電端子，端子A2為搭鐵端子，端子A1為主轉矩信號端子和A3為副轉矩信號端子。
????????用pico示波器同時測量主、副轉矩信號電壓（圖7），發現向左或向右施加轉矩時，主、副轉矩信號電壓均會發生變化，但靜止時，主轉矩信號電壓約為2.25V，副轉矩信號電壓約為2.79V，像是一直向左施加了轉矩一樣，異常（正常應均約為2.5V）。診斷至此，推斷轉矩傳感器損壞。
????????從轉向軸上拆下轉矩傳感器的霍爾芯片，使其脫離磁場，發現主、副轉矩信號電壓均恢復至2.5V，說明霍爾芯片正常，推斷轉向軸內部磁芯故障。拆解轉向軸，發現轉向軸的磁芯發生相對移動（圖8）。
三、故障排除
????????更換轉向管柱總成（包括轉向軸、EPS控制單元、EPS電動機及轉矩傳感器等）后試車，EPS數據流恢復正常（圖9），轉向助力也恢復正常，故障排除。
作者：中鑫之寶鶴壁店 趙玉賓
趙玉賓，從事汽車維修工作10年，現任中鑫之寶汽車服務有限公司鶴壁分公司高級維修技師。
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