《新能源汽车控制技术》课件 模块七任务2 电动汽车助力转向系统认知与检测

©方能演亦《新能源汽车控制技术》模块七

新能源汽车辅助控制技术任务2电动汽车助力转向系统认知与检测电动汽车制动系统认知与检测

学习目标1.知识目标（1）掌握电动助力转向系统的基本组成与工作原理。（2）熟悉电动助力转向系统检测的一般步骤。（3）能识读电动助力转向系统电路图、会分析电动助力转向电控系统控制逻辑。2.技能目标（1）能运用用检测工具与设备，根据电动助力转向系统电路图，按照电动助力转向系统检测的一般步骤，完成电动汽车助力转向系统功能检测。（2）能根据检测的数据结果，对电动汽车助力转向系统进行数据分析，判断故障原因，并能制定维修方案。3.素养目标（1）培养学生操作规范性。（2）培养学生的团队合作意识与沟通表达能力。（3）培养学生良好的职业素养和职业道德。电动汽车制动系统认知与检测任务描述

一辆比亚迪电动汽车，客户反映车辆转向沉重，且仪表提示转向系统故障。您该如何进行检测与维修？电动汽车制动系统认知与检测一、电动助力转向系统概念及组成结构

EPS（ElectricPower-assistantSteering，以下简称EPS）系统，是指利用EPS电机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作的转向系统。该系统是由传感器（扭矩转角传感器、车速传感器）、控制器（EPS电子控制单元）、执行器（EPS电机）以及减速装置、齿轮齿条转向器等相关机械部件组成。电动汽车制动系统认知与检测一、电动助力转向系统概念及组成结构1.扭矩及转角传感器

‌扭矩及转角传感器用来检测转向盘和转角的大小和方向，它是EPS控制信号之一。扭矩及转角传感器安装在转向器输入轴处电动汽车制动系统认知与检测一、电动助力转向系统概念及组成结构2.减速机构

电动转向系统中的减速机构通常包含减速齿轮、输出轴以及轴承等部件。减速齿轮与助力电动机的输出轴相配合，实现从助力电动机输出轴上的高速低转矩到低速高转矩的转换，从而提供充分的转向力矩。减速机构的输出轴负责将这一转向力矩传递至电动助力转向器，以完成车辆的转向操作。此外，减速机构还承担着提高输出扭矩、减轻电机负载和降噪等多重功能。电动汽车制动系统认知与检测一、电动助力转向系统概念及组成结构2.电动助力电机

助力电动机根据电子控制单元的指令，精准地输出所需的助力转矩，从而成为整个系统的动力源泉。电动助力电机多采用无刷永磁式直流设计，以确保其性能的稳定和高效。由于助力电动机对电动助力转向系统（EPS）的性能产生深远影响，它被视为EPS的核心组件之一。因此，这种电动机必须具备低转速下输出大转矩、转矩波动小、转动惯量小等特性，同时其尺寸和质量也要尽可能小，以满足现代车辆对紧凑性和轻量化的需求。此外，高可靠性和易控制性也是助力电动机不可或缺的特点，以确保EPS系统的安全性和操作便捷性。电动汽车制动系统认知与检测4.齿轮齿条转向器与传统汽车齿轮齿条转向器的结构形式及工作原理相同。5.电动转向电子控制单元（EPSECU）电动转向控制器主要由硬件电路和软件程序组成，在电源、电动机等其他部件正常工作时，其本身的可靠性应比较高，硬件本身不易出现故障。6.车速传感器车速传感器在电动转向系统中扮演着重要角色，其主要功能是实时监测车辆的行驶速度。这类传感器将车速数据传递给电动助力转向电子控制单元（EPSECU），为系统的助力控制提供必要信息。电动汽车制动系统认知与检测二、电动助力转向系统功能

EPS系统由EPS电机提供助力，助力大小由EPS电子控制单元实时调节与控制。根据车速的不同提供不同的助力，改善汽车的转向特性，减轻停车泊位和低速行驶时的操纵力，提高高速行驶时的转向操纵稳定性，进而提高了汽车的主动安全性。电动汽车制动系统认知与检测三、电动助力转向系统类型

根据助力输出范围以及空间布置限制条件，助力模块（电机，控制单元，减速机构）在各种电动转向系统中安装在不同的位置，具体分为转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式电动汽车制动系统认知与检测四、电动助力转向系统工作原理1.基本原理

汽车转向时，扭矩及转角传感器把检测到的扭矩及角度信号的大小、方向经处理后传给EPS电子控制单元，EPS电子控制单元同时接收车速传感器检测到的车速信号，然后根据车速传感器和扭矩及转角传感器的信号决定电机的旋转方向和助力扭矩的大小。同时电流传感器检测电路的电流，对驱动电路实施监控，最后由驱动电路驱动电机工作，实施助力转向。电动汽车制动系统认知与检测四、电动助力转向系统工作原理2.电动助力转向系统的控制方式（1）助力基本控制为了弥补系统在响应扭矩传感器信号时的延迟，需要实施相位补偿。通过相位补偿后的信号，确定所需的助力量。这些控制与车辆的特性密切相关，通常通过预先设定的图谱来实现。此外，助力量还可以根据车速进行调整，以实现车速感应特性。之后，结合辅助控制量，将最终的助力指令值传递给电流控制部分；电动汽车制动系统认知与检测四、电动助力转向系统工作原理2.电动助力转向系统的控制方式（2）助力辅助控制

方向盘不仅受驾驶者操作影响，还会在路面施加扭矩于轮胎时产生转动。因此，除了基本的助力控制，还需要实施助力辅助控制。主要的助力辅助控制包括：惯性补偿：在排除电机惯性力矩的影响时，为了实现平稳的助力控制。回位修正：在转向后由于回正转矩使方向盘回位时，进行相应的修正。阻尼修正：在松手后回位时，为了使方向盘稳定，进行的修正。摩擦修正：由于电机或机构部分摩擦引起的助力延迟，进行相应的修正。（3）电机电流控制

为了使电机能够实时跟踪上述的电机电流指令值，需要对电机的电流进行控制。通常，通过检测电机电流，并与指令值进行比较，修正其中的差量，即采用反馈控制。电动汽车制动系统认知与检测四、电动助力转向系统工作原理2.电动助力转向系统的控制方式（4）失效保护

由于电动助力转向系统（EPS）提供的助力约为驾驶者转向操作力的10倍，因此在助力出现异常时需要迅速检测并采取相应措施，以确保系统的安全性和可靠性。电动助力转向系统失效保护措施。电动助力转向系统失效保护措施检测项目控制方式转矩传感器相关（转矩传感器出现异常等）停止助力电动机转角传感器相关（电动机转角传感器输出异常等）EPSECU驱动电路相关（电动机端子电压异常等）微控制器相关（微控制器获定制集成电路异常等）电动机加热保护相关（通过温度推测进行加热保护控制）限制助力电动汽车制动系统认知与检测五、电动助力转向系统电路原理图识别（1）电动助力转向系统ECU工作电源：IG1→ON档电保险→G2L/10→8。（2）助力电动机工作电源：常电12V→正极配电盒保险→电源输入正2。（3）助力电动机/ECU搭铁线路：1→负极搭铁。电动汽车制动系统认知与检测任务实施注：详见教材任务实施工作页电动助力转向系统（EPS）检测工作任务单班级：

姓名：实训地点：实训时间：1.车辆信息记录品牌

整车型号

生产年月

驱动电机型号

电池电量

行驶里程

车辆识别码

2.作业场地准备检查设置隔离栏¨是¨否检查设置安全警示牌¨是¨否检查灭火器压力、有效期¨是¨否安装车辆挡块¨是¨否3.对仪器进行检查检查仪器名称是否正常防护用具：绝缘手套、安全帽、护目镜、绝缘垫、绝缘鞋；车辆防护用具；数字万用表、拆装工具¨是¨否4.检查与维护前的准备工作电动汽车制动系统认知与检测任务评价电动助力转向系统（EPS）检测实习日期：姓名：班级：学号：导师签名：自评：¨熟练

¨不熟练互评：¨熟练

¨不熟练师评：¨合格

¨不合格日期：日期：日期：电动助力转向系统（EPS）检测【评分细则】序号评分项得分条件分值评分要求自评互评师评1安全/7S/态度¨1.能进行工位7S操作¨2.能进行设备和工具安全检查¨3.能进行车辆安全防护操作¨4.能进行工具清洁、校准、存放操作¨5.能进行三不落地操作15未完成1项扣3分¨熟练¨不熟练¨熟练¨不熟练¨合格¨不合格2专业技能能力¨1.能正确进行电动助力转向系统电源检测¨2.能正确进行ESCCAN网络线路检测¨3.能正确进行转矩传感器电压信号检测50未完成1项扣15分，扣分不得超过50分¨熟练¨不熟练¨熟练¨不熟练¨合格¨不合格3工具及设备的使用能力¨1.能正确使用拆装工具¨2.能正确使用检测工具¨3.能正确查阅技术资料10未完成1项扣5分，扣分不得超过10分¨熟练¨不熟练¨熟练¨不熟练¨合格¨不合格4资料、信息查询能力¨1.能正确查询EPS含义¨2.能正确使用维修手册查询资料¨3.能正确记录查询资料章节页码10未完成1项扣3分，扣分不得超过10分¨熟练¨不熟练¨熟练¨不熟练¨合格¨不合格5数据判断和分析能力¨1.能判断车辆上电是否正