大众电动助力转向系统-自学手册
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提供转向助力时，将根据需要控制电动马达。 该系统为驾驶员提供了由行驶条件决定的转向 助力（servotronic电控转向助力系统）。
S317_110
电动机械转向助力器在“主动回位”功能下支持 转向系统回位到正前行驶位置。这可以在任何 行驶状态下提供出色的正中感觉和格外精确的 线性导向。 S317_111
长时算法
暂时算法
长时算法的任务是，补偿长期存在的正前行驶 误差，比如从夏季轮胎更换到新使用的（旧的） 冬季轮胎时出现的误差。
利用暂时算法可以修正短时的误差。这样可以 减轻驾驶员的负担，比如当遇到持续侧风而必须 进行持续的“补偿转向”时。
回位力 助力扭矩 有效力矩
1. 持续侧面作用力，如侧风等施加在车辆上。
转向辅助控制单元 J500
S317_089
4
关于电动机械转向助力器，您需要知道：
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转向 助力系统可以被取消了。由于不再使用液压油， 所以该转向系统在环境保护方面作出了重大贡献。
S317_106
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮 方案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮） 命名。在它们的帮助下，需要的转向力被传导 到齿条上。 S317_108
9
功能
转向过程的功能
S317_030
方向盘上的扭矩 助力扭矩 有效力矩
1. 转向助力过程从驾驶员转动方向盘起开始。
2. 利用方向盘上的扭矩转动转向器上的扭转棒。 转向力矩传感器G269探测到转动，并将测得 的转向力矩发送到控制单元J500。
3. 转向角传感器G85发送当前的转向角信号， 转子转速传感器发送当前的转向速度信号。
11
功能
市区行驶时的转向过程
v=50 km/h
方向盘上的扭矩 助力扭矩 有效力矩 S317_034
1. 当在市区中转弯行驶时，驾驶员转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 中等力度的转向力矩。
5. 这样就可以在转弯行驶时通过第二只平行于 齿条发生作用小齿轮提供中等力度的转向助力。
7
系统一览
系统一览
G28 发动机转速 传感器
J104 ABS控制单元
G44-G47 转速传感器 （车速信号）
J248 柴油直接喷射 装置控制单元
J533 数据总线诊断 接口
J527 转向柱电子装置 控制单元
G85 转向角传感器
J285 组合仪表中 带显示单元 的控制单元
动力传动系统 CAN总线
总线端15
3
引言
带双小齿轮的电动机械转向助力器总体视图
转向系统的部件有：
－ 方向盘 － 带转向角传感器G85的组合开关 － 转向柱 － 转向力矩传感器J269 － 转向器 － 电动机械转向助力器马达V187 － 转向辅助控制单元J500
方向盘 转向柱
转向器
电动机械转向助力器 马达V187
十字万向轴
转向力矩传感器J269
5. 控制电动马达并使车轮回位至正前行驶位置。
3. 由于车桥的几何结构，会在转向的车轮上产生 回位力。由于转向系统和车桥内的摩擦力，此 回位力通常太小，不能使车轮回位至正前行驶 位置。
14
正前行驶修正
正前行驶修正是由主动回位形成的一种功能。这时将产生一个助力扭矩，使车辆回到无扭矩的正前 行驶位置。它分为暂时算法和长时算法。
5. 转向助力是通过第二只平行于齿条发生作用 的小齿轮完成的。该小齿轮是由电动马达驱动 的。该马达通过蜗轮传动和驱动小齿轮作用到 齿条上，从而传送助力转向力。
6. 方向盘扭矩和助力扭矩的总和是转向器上引起 齿条运动的有效扭矩。
4. 控制单元根据转向力矩、车速、内燃机发动机 转速、转向角和转向速度和控制单元中设置的 特性曲线确定需要的助力扭矩，并控制电动 马达。
12
高速公路行驶时的转向过程
1. 变换车道时，驾驶员轻微转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 少量的转向力矩。
3. 转向角传感器G85发送小转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据小转向力矩、车速100 km/h、 内燃发动机转速、小转向角、转向速度和 控制单元中设置的v=100 km/h时的特性曲线 测定需要较小的助力扭矩或无需助力扭矩， 并对电动马达进行控制。
v=100 km/h 方向盘上的扭矩
助力扭矩
有效力矩 S317_036
5. 这样就可以在高速公路转向过程中通过第二只 平行于齿条发生作用小齿轮提供少量转向助力 或不提供转向助力。
6. 方向盘扭矩和最小的助力扭矩的总和是变换 车道时转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
13
功能
主动回位
回位力 助力扭矩 有效力矩 S317_038
－ 取消了液压油， － 节省了安装空间， － 形成较小的噪音， － 节约能源， － 取消了繁琐的管路连接和线路连接。
它明显节约能源。与液压转向系统需要持续通电 不同，电动机械转向助力器仅仅在确实需要转向 的时候才消耗能源。这种根据需求用电的方式 降低了耗油量。
驾驶员在各种情况下都能有良好的驾驶感觉
－ 良好的正前行驶（转向系统回位到正前行驶 位置由电动机械转向助力器主动支持），
1. 如果驾驶员在转弯行驶中降低转向力矩，扭转 棒会自动松开。
2. 根据下降的转向力矩和转向角与转向速度之间 的关系计算出额定快退速度。然后将此速度 与转向角速度相比较。由此得出回位扭矩。
4. 控制单元通过分析转向力矩、车速、内燃 发动机转速、转向角、转向速度和控制单元 中设定的特性曲线，计算出回位所需的电动 马达扭矩。
2. 驾驶员转动方向盘，使车辆保持在正前行驶 方向上。
S317_084
3. 控制单元通过分析转向力矩、车速、内燃 发动机转速、转向角、转向速度和控制单元 中设定的特性曲线，计算出正前行驶修正 所需的电动马达扭矩。
4. 控制马达。汽车回位至正前行驶位置。驾驶员 不再需要“补偿转向”。
15
转向系统的机械机构
K161 指示灯
J500 转向辅助控制单元 G269 转向力矩传感器
V187 电动机械转向助力器马达 S317_018
8
功能
特性曲线组和特性曲线
转向助力是通过一个控制单元永久程序存储器 中的特性曲线组来进行控制的。该存储器统计 了最大16条不同的特性曲线组。比如在高尔夫 2004中从提供的特性曲线组中选择8条特性曲线 组使用。将根据要求（比如车辆重量）在出厂前 激活一条特性曲线组。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时， 正前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻 驾驶员在正前行驶时的负担。
S317_112
5
引言
电动机械转向助力器的优点
电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要 优点在于不再需要液压系统。从而形成如下优点， 如：
－ 取消了液压部件，如伺服机油泵、管路连接、 机油罐、过滤器，
该电动马达具有用于转向助力的控制单元和传感 装置，安装在第二只小齿轮上。这种结构可以使 方向盘和齿条之间形成机械连接。所以当伺服 马达失灵时，车辆还能够进行机械转向。
转向力矩传感器
控制单元
电动马达
转向小齿轮 转向柱
齿条
驱动齿轮
转向角传感器
S317_094
16
转向角传感器G85
转向系统的电气系统
转向角传感器G85在复位环的后面，和安全气囊 滑环安装在一起。它位于组合开关和方向盘之间 的转向柱上。
S317_001
新技术
本自学手册描述了新开发的结构 和功能！其内容不再更新。
2
最新的检测、调整和维修说明请参考 相关的售后服务维修手册。
注意 说明
目录
引言 .............................................................................................. 4 系统一览 ...................................................................................... 8 功能 .............................................................................................. 9 转向系统的机械机构 ................................................................... 16 转向系统的电气系统 ................................................................... 17 工作原理图 .................................................................................. 27 保养 .............................................................................................. 28
但是也可以在售后服务部通过汽车诊断、测量和 信息系统VAS 5051利用“匹配功能”和“通道1” 指令激活特性曲线组。必须在更换控制单元或 转向系统时执行此操作。
v= 0 km/h v= 15 km/h v= 50 km/h
v= 100 km/h v= 250 km/h
助力扭矩［Nm］
S317_022
10
停车时的转向过程
v=0 km/h
1. 停车时，驾驶员用力转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 大转向力矩。
方向盘上的扭矩
助力扭矩
有效力矩 S317_032 5. 这样就可以在停车时通过第二只平行于齿条 发生作用的小齿轮提供最大的转向助力。
6. 方向盘扭矩和中等助力扭矩的总和是市区内 转弯行驶时转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
3. 转向角传感器G85发送中等转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据中等力度的转向力矩、车速 50 km/h、内燃发动机转速、中等的转向角、 转向速度和控制单元中设置的v=50 km/h时 的特性曲线测定需要中等幅度的助力扭矩， 并对电动马达进行控制。
转向器
转向器由一只转向力矩传感器、一根扭转棒、 一只转向和驱动小齿轮、一只蜗轮传动装置以及 一只带控制单元的电动马达组成。电动机械转向 S317_085 助力器的核心部件是一根齿条，它有两只花键 啮合在转向器中。
在带双小齿轮的电动机械转向助力器上，需要的 转向力是通过转向小齿轮和驱动小齿轮传送到 齿条中。转向小齿轮负责传送驾驶员施加的转向 力矩，驱动小齿轮则通过一只蜗轮传动装置传送 由电动机械转向助力器马达提供的助力扭矩。
－ 直接、轻缓地对转向指令作出响应， － 路面不平整时不会产生不舒适的转向动作。
转向助力部件直接安装并在转向器上发挥作用。
每100公里最大可以节约能源0.2升。 6
电动机械转向助力器及其部件
转向小齿
源自文库
转向力矩传感器J269
转向辅助控制单元J500
电动机械转向助力器 马达V187
蜗轮传动
驱动齿轮
S317_100
转向力矩［Nm］
比如从高尔夫2004的已有的8条特性曲线组中选择一条较重车辆的特性曲线组和一条较轻车辆的特性 曲线组。
较重车辆 较轻车辆
特性曲线组中含有五条不同特性曲线用于不同的车速。（比如0 km/h、15 km/h、50 km/h、100 km/h 和250 km/h）。一条特性曲线说明了在那种车速下的方向盘扭矩下电动马达驱动扭矩应提供多少转向 助力。
自学手册 317
带双小齿轮的电动机械 转向助力器
结构和功能
电动机械转向助力器与液压转向器相比，具有 许多优点。它协助驾驶员行车，减轻身体和心理 负担。同时，它仅在需要时进行工作，也就是说 只有当驾驶员需要转向助力时才提供帮助。
同时，转向助力与车速、转向力矩和转向角有关。 在本自学手册中您将了解电动机械转向助力器 具体是如何运作的。
6. 方向盘扭矩和最大助力扭矩的总和是停车时 转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
3. 转向角传感器G85发送大转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据大转向力矩、车速0 km/h、内燃 发动机转速、大转向角、转向速度和控制单元 中设置的v=0 km/h时的特性曲线测定需要较大 的助力扭矩，并对电动马达进行控制。
S317_110
电动机械转向助力器在“主动回位”功能下支持 转向系统回位到正前行驶位置。这可以在任何 行驶状态下提供出色的正中感觉和格外精确的 线性导向。 S317_111
长时算法
暂时算法
长时算法的任务是，补偿长期存在的正前行驶 误差，比如从夏季轮胎更换到新使用的（旧的） 冬季轮胎时出现的误差。
利用暂时算法可以修正短时的误差。这样可以 减轻驾驶员的负担，比如当遇到持续侧风而必须 进行持续的“补偿转向”时。
回位力 助力扭矩 有效力矩
1. 持续侧面作用力，如侧风等施加在车辆上。
转向辅助控制单元 J500
S317_089
4
关于电动机械转向助力器，您需要知道：
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转向 助力系统可以被取消了。由于不再使用液压油， 所以该转向系统在环境保护方面作出了重大贡献。
S317_106
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮 方案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮） 命名。在它们的帮助下，需要的转向力被传导 到齿条上。 S317_108
9
功能
转向过程的功能
S317_030
方向盘上的扭矩 助力扭矩 有效力矩
1. 转向助力过程从驾驶员转动方向盘起开始。
2. 利用方向盘上的扭矩转动转向器上的扭转棒。 转向力矩传感器G269探测到转动，并将测得 的转向力矩发送到控制单元J500。
3. 转向角传感器G85发送当前的转向角信号， 转子转速传感器发送当前的转向速度信号。
11
功能
市区行驶时的转向过程
v=50 km/h
方向盘上的扭矩 助力扭矩 有效力矩 S317_034
1. 当在市区中转弯行驶时，驾驶员转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 中等力度的转向力矩。
5. 这样就可以在转弯行驶时通过第二只平行于 齿条发生作用小齿轮提供中等力度的转向助力。
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系统一览
系统一览
G28 发动机转速 传感器
J104 ABS控制单元
G44-G47 转速传感器 （车速信号）
J248 柴油直接喷射 装置控制单元
J533 数据总线诊断 接口
J527 转向柱电子装置 控制单元
G85 转向角传感器
J285 组合仪表中 带显示单元 的控制单元
动力传动系统 CAN总线
总线端15
3
引言
带双小齿轮的电动机械转向助力器总体视图
转向系统的部件有：
－ 方向盘 － 带转向角传感器G85的组合开关 － 转向柱 － 转向力矩传感器J269 － 转向器 － 电动机械转向助力器马达V187 － 转向辅助控制单元J500
方向盘 转向柱
转向器
电动机械转向助力器 马达V187
十字万向轴
转向力矩传感器J269
5. 控制电动马达并使车轮回位至正前行驶位置。
3. 由于车桥的几何结构，会在转向的车轮上产生 回位力。由于转向系统和车桥内的摩擦力，此 回位力通常太小，不能使车轮回位至正前行驶 位置。
14
正前行驶修正
正前行驶修正是由主动回位形成的一种功能。这时将产生一个助力扭矩，使车辆回到无扭矩的正前 行驶位置。它分为暂时算法和长时算法。
5. 转向助力是通过第二只平行于齿条发生作用 的小齿轮完成的。该小齿轮是由电动马达驱动 的。该马达通过蜗轮传动和驱动小齿轮作用到 齿条上，从而传送助力转向力。
6. 方向盘扭矩和助力扭矩的总和是转向器上引起 齿条运动的有效扭矩。
4. 控制单元根据转向力矩、车速、内燃机发动机 转速、转向角和转向速度和控制单元中设置的 特性曲线确定需要的助力扭矩，并控制电动 马达。
12
高速公路行驶时的转向过程
1. 变换车道时，驾驶员轻微转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 少量的转向力矩。
3. 转向角传感器G85发送小转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据小转向力矩、车速100 km/h、 内燃发动机转速、小转向角、转向速度和 控制单元中设置的v=100 km/h时的特性曲线 测定需要较小的助力扭矩或无需助力扭矩， 并对电动马达进行控制。
v=100 km/h 方向盘上的扭矩
助力扭矩
有效力矩 S317_036
5. 这样就可以在高速公路转向过程中通过第二只 平行于齿条发生作用小齿轮提供少量转向助力 或不提供转向助力。
6. 方向盘扭矩和最小的助力扭矩的总和是变换 车道时转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
13
功能
主动回位
回位力 助力扭矩 有效力矩 S317_038
－ 取消了液压油， － 节省了安装空间， － 形成较小的噪音， － 节约能源， － 取消了繁琐的管路连接和线路连接。
它明显节约能源。与液压转向系统需要持续通电 不同，电动机械转向助力器仅仅在确实需要转向 的时候才消耗能源。这种根据需求用电的方式 降低了耗油量。
驾驶员在各种情况下都能有良好的驾驶感觉
－ 良好的正前行驶（转向系统回位到正前行驶 位置由电动机械转向助力器主动支持），
1. 如果驾驶员在转弯行驶中降低转向力矩，扭转 棒会自动松开。
2. 根据下降的转向力矩和转向角与转向速度之间 的关系计算出额定快退速度。然后将此速度 与转向角速度相比较。由此得出回位扭矩。
4. 控制单元通过分析转向力矩、车速、内燃 发动机转速、转向角、转向速度和控制单元 中设定的特性曲线，计算出回位所需的电动 马达扭矩。
2. 驾驶员转动方向盘，使车辆保持在正前行驶 方向上。
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3. 控制单元通过分析转向力矩、车速、内燃 发动机转速、转向角、转向速度和控制单元 中设定的特性曲线，计算出正前行驶修正 所需的电动马达扭矩。
4. 控制马达。汽车回位至正前行驶位置。驾驶员 不再需要“补偿转向”。
15
转向系统的机械机构
K161 指示灯
J500 转向辅助控制单元 G269 转向力矩传感器
V187 电动机械转向助力器马达 S317_018
8
功能
特性曲线组和特性曲线
转向助力是通过一个控制单元永久程序存储器 中的特性曲线组来进行控制的。该存储器统计 了最大16条不同的特性曲线组。比如在高尔夫 2004中从提供的特性曲线组中选择8条特性曲线 组使用。将根据要求（比如车辆重量）在出厂前 激活一条特性曲线组。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时， 正前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻 驾驶员在正前行驶时的负担。
S317_112
5
引言
电动机械转向助力器的优点
电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要 优点在于不再需要液压系统。从而形成如下优点， 如：
－ 取消了液压部件，如伺服机油泵、管路连接、 机油罐、过滤器，
该电动马达具有用于转向助力的控制单元和传感 装置，安装在第二只小齿轮上。这种结构可以使 方向盘和齿条之间形成机械连接。所以当伺服 马达失灵时，车辆还能够进行机械转向。
转向力矩传感器
控制单元
电动马达
转向小齿轮 转向柱
齿条
驱动齿轮
转向角传感器
S317_094
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转向角传感器G85
转向系统的电气系统
转向角传感器G85在复位环的后面，和安全气囊 滑环安装在一起。它位于组合开关和方向盘之间 的转向柱上。
S317_001
新技术
本自学手册描述了新开发的结构 和功能！其内容不再更新。
2
最新的检测、调整和维修说明请参考 相关的售后服务维修手册。
注意 说明
目录
引言 .............................................................................................. 4 系统一览 ...................................................................................... 8 功能 .............................................................................................. 9 转向系统的机械机构 ................................................................... 16 转向系统的电气系统 ................................................................... 17 工作原理图 .................................................................................. 27 保养 .............................................................................................. 28
但是也可以在售后服务部通过汽车诊断、测量和 信息系统VAS 5051利用“匹配功能”和“通道1” 指令激活特性曲线组。必须在更换控制单元或 转向系统时执行此操作。
v= 0 km/h v= 15 km/h v= 50 km/h
v= 100 km/h v= 250 km/h
助力扭矩［Nm］
S317_022
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停车时的转向过程
v=0 km/h
1. 停车时，驾驶员用力转动方向盘。
2. 扭转棒被扭转。转向力矩传感器G269探测到 扭转，并通知控制单元J500方向盘上施加了 大转向力矩。
方向盘上的扭矩
助力扭矩
有效力矩 S317_032 5. 这样就可以在停车时通过第二只平行于齿条 发生作用的小齿轮提供最大的转向助力。
6. 方向盘扭矩和中等助力扭矩的总和是市区内 转弯行驶时转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
3. 转向角传感器G85发送中等转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据中等力度的转向力矩、车速 50 km/h、内燃发动机转速、中等的转向角、 转向速度和控制单元中设置的v=50 km/h时 的特性曲线测定需要中等幅度的助力扭矩， 并对电动马达进行控制。
转向器
转向器由一只转向力矩传感器、一根扭转棒、 一只转向和驱动小齿轮、一只蜗轮传动装置以及 一只带控制单元的电动马达组成。电动机械转向 S317_085 助力器的核心部件是一根齿条，它有两只花键 啮合在转向器中。
在带双小齿轮的电动机械转向助力器上，需要的 转向力是通过转向小齿轮和驱动小齿轮传送到 齿条中。转向小齿轮负责传送驾驶员施加的转向 力矩，驱动小齿轮则通过一只蜗轮传动装置传送 由电动机械转向助力器马达提供的助力扭矩。
－ 直接、轻缓地对转向指令作出响应， － 路面不平整时不会产生不舒适的转向动作。
转向助力部件直接安装并在转向器上发挥作用。
每100公里最大可以节约能源0.2升。 6
电动机械转向助力器及其部件
转向小齿
源自文库
转向力矩传感器J269
转向辅助控制单元J500
电动机械转向助力器 马达V187
蜗轮传动
驱动齿轮
S317_100
转向力矩［Nm］
比如从高尔夫2004的已有的8条特性曲线组中选择一条较重车辆的特性曲线组和一条较轻车辆的特性 曲线组。
较重车辆 较轻车辆
特性曲线组中含有五条不同特性曲线用于不同的车速。（比如0 km/h、15 km/h、50 km/h、100 km/h 和250 km/h）。一条特性曲线说明了在那种车速下的方向盘扭矩下电动马达驱动扭矩应提供多少转向 助力。
自学手册 317
带双小齿轮的电动机械 转向助力器
结构和功能
电动机械转向助力器与液压转向器相比，具有 许多优点。它协助驾驶员行车，减轻身体和心理 负担。同时，它仅在需要时进行工作，也就是说 只有当驾驶员需要转向助力时才提供帮助。
同时，转向助力与车速、转向力矩和转向角有关。 在本自学手册中您将了解电动机械转向助力器 具体是如何运作的。
6. 方向盘扭矩和最大助力扭矩的总和是停车时 转向器上引起齿条运动的有效扭矩。
3. 转向角传感器G85发送大转向角信号，转子 转速传感器发送当前的转向速度信号。
4. 控制单元根据大转向力矩、车速0 km/h、内燃 发动机转速、大转向角、转向速度和控制单元 中设置的v=0 km/h时的特性曲线测定需要较大 的助力扭矩，并对电动马达进行控制。