信息技术与机电化工
156
实际生产工作中的应用
王洪广，杨玲玲
（柳州铁道职业技术学院）
摘要：本文详细介绍了使用汽车方向盘转角传感器零位标定仪发现 EPS零位标定偏差后的原因排查过程及采取的改善措施，并
总结了表差偏差的原因，最终解决该故障问题。
关键词：转角传感器；零位标定仪；应用
引言
汽车方向跑偏
汽车方向盘转角传感器零位标定仪是一种质量轻、体积小，可快速对EPS零位标定的设备，通过CAN总线向EPS发送零位标定的诊断代码，在得到EPS 的正确响应后，可快速准确的完成零位标定。该转角传感器零位标定仪通过车辆诊断接口连接，连接后通信指示灯闪烁，CAN通信正常后，就可以进行零位标定，操作过程中，只需要按下标零按钮。系统会自动发送代码，等待2s后，标定仪的标定指示灯点亮，此时车辆仪表上的EPS故障灯熄灭，表示零位标定成功。操作简单，方便携带，应用广泛。
根据某车型制造技术部反馈该企业某款电动转向车型下线直行测试不合格率高达42%，车辆直线行驶时，驾驶员放开双手后，有抢方向现象，方向盘轻微转动，最终车辆跑偏，针对该现象，多次验证后复检跑偏车辆角度数据，发现直行时角度偏大基本在3°以上，甚至有9°和24°的偏差量，同时对大部分车型进行四轮定位，数据合格，经初步分析跑偏的直接原因是EPS零位标定偏差。
一、 EPS主动回正功能介绍
EPS指的是带有主动回正（方向盘回正）控制系统的电动助力转向系统，转角传感器集成在EPS系统内部，该控制系统的优点是能有效的缓解驾驶员驾驶车辆时的压力，提高舒适性。车辆在行驶过程中，因为方向盘的操作方向和车辆的实际行进方向不同，有时会出现车辆行驶方向与驾驶员要求方向出现偏差的现象。特别像在交叉路口行驶时需要大角度的回转方向盘，或者为保持直行过程中需要细微修正方向时，方向盘无法顺畅地回到直行状态。在这种情况下，驾驶员往往需要大幅度或频繁地修正方向，因此
无法获得舒适的操作感[1]。为了解决这一难题， 设计了EPS主动回正功能，即基于方向盘转角信号，通过电机，提供辅助回正力矩与车辆的基础回正力共同作用，改善车辆的回正性能，方向盘角度的精度对回正的效果有较大影响，在驾驶员松开方向盘工况下错误的零位，会导致EPS带动方向盘回正到错误的角度上，引起车量跑偏。
针对EPS零位标定偏差这一原因要进行转角传感器标零位，即转角传感器在整车装配中有偏差，使用前需要使用转角传感器零位标定仪标定零位，要准确标零必须满足以下条件，一是车辆处于直线行驶状态；二是车轮为零位；三是方向盘无扭矩输入；四是扭杆没有变形。
二、 EPS零位标定偏差原因排查及对策
（一）前期生产线上的标零
将车辆开到四轮定位工位，调整并固定好方向盘后马上使用转角传感器零位标定仪进行零位标定（此时四轮定位尚未完成，转向拉杆还在调整），最后解除方向盘固定架。
结果分析：
在EPS零位标定完成后，仍在调整四轮定位参数，最后导致EPS零位与车轮零位存在偏差，且偏差角度较大，引起跑偏。经改善后，调整工序流程，先对车辆进行四轮定位完成后，再进行EPS零位标定。车
间反馈不合格率有所下降，但跑偏现象依然很多。
（二）整改后的标零
因整改后仍出现大量跑偏车辆，技术中心对标零工艺进行了更深入分析，具体如下：
车辆正常开上四轮定位工位，固定好方向盘，然后开始调节转向拉杆，完成四轮定位参数后开始使用转角传感器零位标定仪标EPS零位，最后解除方向盘固定架；
结果分析：
该车型的电动转向管柱内部有扭杆，用来测扭矩，在方向盘固定条件下调整拉杆，可能会使扭杆发生弹性变形；在扭杆变形时，标定零位，解除固定后，方向盘会回弹，最终导致直行时角度不为零，存在偏差；经试验验证在扭杆变形，方向盘偏差6度时，标定零位，模拟车速70KM/H，无负载条件下，方向盘转角会自动回正到1°位置；所以在进行标定转角零位时，应该在自由状态下进行，不能受外力影响；经改善后，调整为解除方向盘固定架后，再标零位。车间反馈无明显改善，与未拆除方向盘固定架标零位基本一致。
为了确认更改标零工艺后的整改效果，技术中心到总装跟踪排查，发现完成四轮定位后，人工解除并取下方向盘固定架时，会带动方向盘转动，最后导致更大的零位偏差；经排查，发现车辆开上四轮定位后，
操作员关闭点火开关，立即将点火钥匙转到ON 档，此种工况下，EPS依然保持助力，触碰方向盘车轮会转动；操作员在完成四轮定位参数调整但未打紧扭力就把方向盘固定架取下，导致打扭力时方向盘产生微小转动，取下方向盘固定架时，四轮定位机器复位以及轮胎变形复原引起的误差。经改善，完善标零工艺流程，关闭点火钥匙，10秒后，EPS将关闭完全助力，再把钥匙转到ON，没用助力条件下，轻微触碰方向盘，仅会引起系统弹性变形，误差很小，按关闭EPS助力后进行不合格率降低到10%。
（三）标零偏差原因汇总
经试验排查，发现标零偏差原因主要包括未完成四轮定位操作时，给EPS 标零；未关闭助力时，给EPS标零；未打紧扭力，取方向盘固定架；解除四轮定位后，设备复位，引起车轮轻微转动；同时在车间现场发现仍有操作员在未打紧扭力的情况下就把方向盘固定架取下，建议总装对操作人员进行标零工艺培训，尽量减少人为因素导致的标零误差。
（四）技术对策
为彻底解决跑偏问题，与供应商探讨技术解决方案，考虑降低小角度的电流，平衡主动回正性能，经验证后，抽取试验车两台，改善前，标零偏差3度导致跑偏，刷写改善后标定数据，标零偏差8度内可保持直行，对策有效；改善前回正残余角为正负1°，改善后残余角为正负20度，回正性能有所牺牲。
三、总结
采用这种方向盘转角传感器零位标定仪，在出现EPS零位标定偏差时，可快速准确进行标定，大大缩短了等待时间，同时由于体积小，方便携带，操作简单，可将时间运用于故障原因的排查上，相对其他标定零位设备具有更加显著的优势。
参考文献：
[1]日本精工株式会社.带有主动回正控制功能的EPS使驾驶更舒适[J]，现代制造，2016年
[2]吴显智.转角传感器零位标定模块优化设计[J]，汽车零部件，2016年
作者简介：
王洪广（1980-），男，河南平顶山人，硕士，副教授。研究方向为汽车制造技术。
基金项目：2020年广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2020KY44009）
发布评论