汽车底盘故障综合检修项目16 汽车电子助力转向系统的诊断及检修ppt课件

1、 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修工程工程16 汽车电子助力转向系统的汽车电子助力转向系统的诊断及检修诊断及检修16.1 16.1 概述概述汽车电控动力转向系统就是根据各传感器的信号判别驾驶志愿和车辆形状信息，借助于液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力。按照动力源不同，电控动力转向系统可以分为液压式和电动式两种。液压式电控动力转向系统是在普通动力转向系统中增设了控制液体流量的电控系统，包括电磁阀、车速传感器以及电控单元ECU等。ECU经过传感器的信号控制电磁阀的开、闭，使得动力转向的助力程度延续可调，从而满足车辆在高、低速时的不同转向力要求。电动式电控动力转向

2、系统是采用电动机作为动力源，电控单元根据转向参数和车速传感器信号控制加在转向机构上的电动机转矩的大小和方向，得到一个相应的转向助力。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.2 液压式电控助力转向系统的构造和任务原理液压式电控助力转向系统的构造和任务原理液压式电控动力转向系统EHPSElectronically Hydraulic Power Steering是在普通动力转向系统的根底上增设了控制液体流量的电磁阀、检测车辆信息的各种传感器、以及电控单元ECU。根据控制方式不同，液压式电控动力转向系统分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式三种方式。流量控制式电控转向系统的任务原理如图16

3、-1所示，在动力转向泵与转向控制阀之间设有旁通管路，在旁通管路中又设有旁通流量控制阀。系统任务时，ECU根据车速传感器、转向角速度传感器和控制开关等信号，给旁通流量控制阀通入如图16-2所示的不同占空比的信号，以控制其开启程度，进而控制供油和回油管路之间的旁通油量，从而调整供应转向器内部的转向液的流量。当车辆高速行驶时，流过旁通流量控制阀电磁线圈上的平均电流大，阀的开度大，旁路液压油量大，油泵向转向器供油量减少，动力转向控制阀灵敏度下降传力介质减少了，转向助力作用降低，支配转向盘的转向力添加；反之，阀开度变小，旁路液压油量小，油泵向转向器供油量增多，转向助力作用提高，支配转向盘的转向力减小。

4、出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修如图16-3所示为该系统旁通流量控制阀的构造表示图。在阀体内装有主滑阀2和稳压滑阀7，在主滑阀的右端与电磁线圈柱塞3衔接，主滑阀与电磁线圈的推力成正比挪动，从而改动主滑阀左端流量主孔1的开口面积。调整调理螺钉4可以调理旁通流量的大小。稳压滑阀7的作用是坚持流量主孔前后压差的稳定，以使旁通流量与流量主孔的开口面积成正比。当因转向负荷变化而使流量主孔前后压差偏离设定值时，稳压滑阀阀芯将在其左侧弹簧张力和右侧高压油压力的作用下发生滑移。假设压差大于设定值，那么阀芯左移，使节流孔开口面积减小，流入到阀内的液压油量减少，前后压

5、差减小；假设压差小于设定值，那么阀芯右移，使节流孔开口面积增大，流入到阀内的液压油量增多，前后压差增大。流量主孔前后压差的稳定，保证了旁通流量的大小只与主滑阀控制的流量主孔的开口面积有关。1-流量主孔；2-主滑阀；3-电磁线圈柱塞；4-调理螺钉；5-电磁线圈；6-节流阀；7-稳压滑阀图16-3 旁通流量控制阀构造 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修在实践的转向操作中，驾驶员可以经过转换开关选择不同的转向方式：“H-高、“N-中、“L-低，得到三种顺应不同行驶条件的转向力特性曲线，如图16-4所示。另外，ECU还可以根据转向角度传感器输出信号的大小，在汽车急转弯时按照特殊的转向力特性实施最优

6、控制，如图16-5所示。图16-4 三种不同的转向力特性曲线 16-5 汽车急转弯时的转向力特性 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.3 电动助力转向系统的构造和任务原理电动助力转向系统的构造和任务原理16.3.1 概述电动助力转向系统EPSElectronic Power Steering是在EHPS的根底上开展起来的新型电子控制动力转向系统。EPS是将最新的电子技术和高性能的电机控制技术运用于汽车转向系统，其特点是显著改善汽车行驶性能、提高驾驶员的平安性和温馨性，减少油耗，减少对环境的污染，比EHPS构造更简单，更节能。随着电子技术的进一步开展，目前越来越多的轿车上采用了电动式电控

7、动力转向系统，它是一种直接依托EPS的主要优点有：1采用电力作为转向动力，省去了油压系统，所以不需求给转向油泵补充油，也不用担忧漏油。2没有液压式动力转向系统所必需的常运转转向油泵，电动机只是在需求转向时才接通电源，所以动力耗费和燃油耗费均可降到最低。3将各部件装配成一个整体，既无管道也无控制阀，其构造紧凑、质量减轻。普通电动式EPS的质量比液压式EPS质量轻25%左右。4电动机任务可用ECU进展控制，可以比较容易地按照汽车性能的需求设置、修正转向助力特性，具有较好的兼容性。电动机提供辅助转矩的电控动力式转向系统。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修EPS根据电动机对转向系统产生助力的部位

8、不同，电动式电控动力转向系统有三种类型：1转向管柱助力式；2转向器小齿轮助力式；3齿条助力式。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.3.2 转向管柱助力式电动助力转向系统的构造和任务原理转向管柱助力式电动助力转向系统被缩写为CEPS。其中心部件由扭矩传感器、电机助力系统和控制系统三大部分组成，如图16-8所示。1扭矩传感系统由输入轴、输出轴、扭力杆、滑块、电位器等零部件组成；2助力系统由电机、离合器、蜗杆和蜗轮等零部件组成；3控制系统由微处置器、扭矩传感器信号处置模块、电源及电源控制模块、电磁离合器驱动模块、发动机转速信号处置模块、扭矩传感器信号处置模块等组成。 出版社 理工分社 汽车

9、底盘故障综合检修1-转向盘；2-输入轴；3-扭力杆；4-控制模块；5-输出轴；6-离合器；7-电机；8-传动轴；9-转向轴；10-车轮；11-横拉杆；12-转向齿条图16-8 EPS转向系统模型表示图 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修当转动方向盘，扭矩经过输入轴被传送到扭力杆，由于扭力杆为弹性轴，相对输出轴产生角向位移，输入轴和输出轴之间产生角向位移差，使滑块在输出轴轴向方向挪动，而扭矩传感器与滑块相连，扭矩传感器将滑块位移量转换为电压信号。将扭矩大小变化转变为电压大小变化,并传送到ECU控制模块。ECU控制模块根据车速信号和扭矩信号的大小,按照一定的算法，控制电机电流大小,从而控制电机

10、传给输出轴的扭矩大小,实如今不同扭矩和不同车速下的智能助力，获得最正确转向特性，协助驾驶员进展转向支配。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.3.3 EPS控制单元的功能控制功能模块控制功能模块功能功能转向盘扭矩传感器转向盘扭矩传感器安装在转向轴上，其安装位置如图16-10所示。扭矩传感器用来检测转向盘上的转矩大小和方向的频率信号，其构造如图16-11所示。信号处置及信号处置及A/D转换模转换模块块对信号进展整形与隔离后经过频率一电压转换模块，对信号进展线性变换后，再进展模拟信号数字信号的转换ECUECU控制器控制器是ECU电子控制单元的心脏，根据力矩传感器检测出的扭矩信号和来自总线的

11、车速信号，采用一定的控制战略计算出电动机的目的电流。其输出经过PWMPluse Width Modulation脉宽调制得到较高质量的电流；H H桥式驱动电路桥式驱动电路是步进电机的驱动电路，为双极性电源供电，控制电动机转动电流传感器电流传感器在电动机的驱动电路上，用来检测实践电动机的助力电流，并将其反响到控制单元，控制器根据此电流完成电流的闭环控制直流电动机直流电动机输出转矩。输出的转矩经过减速机构施加给转向柱输出轴，并经过转向机构的作用使车轮偏转一定的角度，从而起到对转向系统的助力作用。如图16-12所示。车速传感器车速传感器经过采集发动机转速，到达检测车速的目的。车速信号来自CAN总线。

12、CANCAN总线总线Controller Area Network，是ISO国际规范化的串行通讯协议，以固定的格式发送音讯以传送数据信息。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.3.4 EPS的助力特性1汽车在转向时，使汽车的运动形状与驾驶员手上的力有一种对应关系，这就是“路感。2为了获得较好的“路感，转向力既不能太小，也不应太大，假设过大就会使得驾驶员觉得疲劳。3良好的转向盘力矩特性可减轻驾驶员的疲劳，同时起到很好的控制汽车与反响信息的作用。 4在传统转向系中，助力特性主要由转向系构造决议，普通无法调整，不能随车速的变化而变化。5EPS的助力特性

13、曲线可作为电动助力转向的控制目的，由软件进展设置，这样可方便地对助力特性进展调理，从而提高汽车的路感特性，对改善转向系的转向特性具有重要的意义。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.3.5 EPS的转向性能评价1. 转向轻便性评价EPS的首要目的是提高汽车停车泊位和低速行驶时的转向轻便性。在我国汽车行业规范QC/T480-1999中，采用了转向盘平均操舵力Fs(N)和最大操舵力Fm(N)两项目的来评价转向轻便性。此两项目的也适用于评价EPS的转向轻便性。现用Alto车原地转向的转向力对比曲线来评价转向的轻便性。表16-2为Alto车原地转向的输入参数。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综

14、合检修Alto车原地转向的转向力对比曲线如图16-13所示：图中的横坐标表示方向盘转角，纵坐标表示转向盘操舵力。由图可知，装有EPS后无论是其转向盘平均操舵力还是最大操舵力都大为下降。图16-13 Alto车原地转向的转向力对比曲线 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修2. 转向回正性评价转向后转向盘应能自动回正，使汽车坚持在稳定的直线行驶形状，这是汽车对动力转向的要求之一。转向机构中的摩擦力矩会降低转向盘的回正特性，常使驾驶员感到不温馨，动力转向在转向盘有转向力矩作用时才开场任务。除此之外，动力转向还必需满足在没有力矩作用在转向盘时的行驶要求，其一是在高速行驶时转向后松开转向盘的稳定性；其

15、二是在高速行驶情况下微小的转向盘转动或车速相对较低情况下正常转向以后的转向盘回正特性。根据我国汽车行业规范QC/T480-1999可采用松开转向盘3s时的残留横摆角速度绝对值r()/s)和横摆角速度总方差Er(s)两项目的来评价转向回正性，此两项目的也适用于评价EPS的转向回正性。经过指定适宜的控制战略EPS能显著提高汽车转向盘的回正特性。图16-14是汽车在30km/h左右行驶时的回正特性实验结果。实验中，微小转动转向盘后松开。图16-14a和图16-14b分别是EPS采用两种不同控制战略时的转向盘回正性测试结果。图16-14a表示转向盘卡住，不能回到中间位置。图16-14b表示在松开转向盘

16、后，转向盘能立刻回到中间位置。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修3. 支配稳定性评价液压动力转向由于不能对助力进展实时调理与控制没有反响环节，所以协调转向力与路感的关系困难，特别是汽车高速行驶时，依然会提供较大助力，使驾驶员缺乏路感。而EPS由于在电动机驱动电路与控制单元之间有一个反响回路，如图16-9所示，控制器根据此电流完成电流的闭环控制，其的助力大小可以实时调理与控制，能较好地处理上述矛盾，并减小不平路面对转向盘的冲击力和车轮不平衡质量引起的振动。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.4 EPS的缺点诊断及检修以某汽车公司乘用车的缺点

17、诊断及检修以某汽车公司乘用车为例为例16.4.1 EPS控制器电气衔接及端口定义EPS的电器控制图如图16-15所示：图16-15为EPS控制单元信号衔接器端子。端口1-22分别表示为：1-传感器电源1；2-方向盘转角信号P；3-方向盘扭矩信号2；4-传感器接地2；6-EPS指示灯；7-车速传感器信号；10-汽车点火信号；11-传感器电源2；12-方向盘扭矩信号1；13-方向盘转角信号S；14-传感器接地1；15-CAN高电平；16-CAN低电平；19-发动机信号；20-K线；21-电源；22-地线；23-电机输出信号；24-电机输出信号。位号5、8、9、17、18为空位。 出版社 理工分社

18、汽车底盘故障综合检修16.4.2 EPS缺点的诊断流程1诊断缺点代码DTC的显示。1当点火翻开时，解码仪与诊断端子相连。2固定左右车轮，拉起停车制动。3启动发动机4读取并记录缺点码2. 去除诊断缺点代码DTC由于诊断缺点代码DTC存储在EPS控制器的备份存储器中，所以在维修后，一定要在点火及发动机启动正常时，用解码仪读取缺点码，去除一切缺点码。3. EPS诊断流程1确定电源蓄电池电压11V。2在点火开关翻开时，“EPS灯能否点亮大约2s。3用衔接线衔接诊断端子与解码仪。4固定车轮，置换挡控制杆到空挡位置并拉起停车制动。5启动发动机。6解码仪读取缺点码。7按照缺点代码明细表对应代码检查和维修。4. 完成检查和维修，再按以下步骤检查系统。1当点火及发动机启动正常运转时，解码仪读取缺点码，去除缺点码。2进展规定实验。3再检查能否有缺点码产生。 出版社 理工分社 汽车底盘故障综合检修16.4.3 EPS缺点1扭矩信号异常。扭矩信号 4.7V 或者扭矩信号 0.3V,建议改换扭矩传感器。2扭矩传感器供电异常。检查线束能否破损，假设破损改换线束，否那么，改换控制器并重新