《汽车底盘电控系统》-学习任务5.1 液压式电控动力转向系统检修

本学习任务的目标【思政目标】引导学生在人生的岔路口，做好选择，把握好正确的人生方向；培养学生知难而进，勇于探索及对技术精益求精的良好职业品质。【任务目标】能正确讲述电控动力转向系统的作用和分类；能正确描述可变助力转向系统、电子液压动力转向系统的组成与工作原理；能正确识读和分析液压式电控动力转向系统电路图及对系统进行检测。【学习重点】液压式电控动力转向系统的工作原理，及故障诊断；识读和分析液压式电控动力转向系统电路图。知识准备一、上汽通用汽车可变助力转向系统1．系统组成2．可变助力转向电磁阀二、大众汽车电动液压动力转向系统1．系统组成2．系统部件3．系统工作原理什么是电控动力转向系统汽车转向系统按照转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。理想的动力转向系统应该能够在汽车低速时使转向轻便，减轻驾驶员的劳动强度；而在汽车高速时则应具有一定的转动转向盘的力，给驾驶员一定的路感，防止转向发飘。什么是电控动力转向系统传统的动力转向系统具有转向操纵灵活、轻便等优点，但由于其放大倍率固定，因此具有以下缺点：如果按汽车在停车或低速行驶状态下行驶来设计放大倍率，则当汽车高速行驶时，转动转向盘的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；如果按汽车高速行驶时来设计放大倍率，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃力。传统动力转向系统难以满足理想的动力转向系统要求，于是现代汽车多采用电控动力转向系统。电控动力转向系统（ElectronicPowerSteering，简称EPS）是根据车速、转向情况等对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率。电控动力转向系统的分类根据转向动力源不同可分为液压式电控动力转向系统（简称液压式EPS）和电动式电控动力转向系统（简称电动式EPS）。电控动力转向系统的分类根据转向液压泵的控制方式不同，液压式EPS系统分为两种：一种是保留了原有的转向泵，在传统液压动力转向系统的基础上增加了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和控制单元等，控制单元根据车速信号控制电磁阀，从而通过控制液体流量实现转向助力随车速的变化而变化。电控动力转向系统的分类根据转向液压泵的控制方式不同，液压式EPS系统分为两种：另一种动力转向系统是由电动机驱动的转向液压泵代替传统的机械转向泵，而且增加了车速传感器、转向盘转角（角速度）传感器以及控制单元等部件。课程思政点不管是传统机械动力转向，还是电控动力转向，在驾驶汽车时，一旦碰到岔路，就必须作出选择，然后转动转向盘，这样才能驶向正确的道路，尽快到达目的地。同样我们在成长过程中，会面对人生无数个岔路口，每个人都必须作出自己的选择。选择了坚强，就放弃了懦弱;选择了奋斗，就放弃了安逸;选择了独行，就放弃了跟随。选择决定着人生的方向，引导着未来的发展，一旦选择出现错误，更多的努力只会带来更大的偏离。因此，我们必须要有坚定的信念和不屈的意志，更要树立正确的人生观，把握正确的人生方向。始终记住，面对选择时，必须转向正确的方向。这样，你的人生才会更加绚丽多彩。一、上汽通用汽车的可变助力转向系统上汽通用汽车部分车型采用的可变助力转向系统（VES）为液压式EPS系统。VES系统能够随车速改变助力力度，在泊车或低速行驶状态下转动转向盘时更加轻盈省力；而在车辆高速行驶时，则能够降低助力，使转向盘转动阻力增加，手感变沉，不再像低速时那样灵敏，车辆的高速行驶稳定性得到提升。1．系统组成VES是在传统的液压动力转向系统的基础上，增加了控制模块和电磁阀构成的。VES系统控制电路汽车车速等信号通过数据通信网络传输至助力转向控制模块，控制模块根据车速等信号计算车辆转向所需要的助力，然后控制电磁阀的电流，从而改变助力油液的流量，最终改变助力的力量。上汽通用别克君越轿车VES系统控制电路2．可变助力转向电磁阀可变助力转向电磁阀安装在转向小齿轮上。汽车直线行驶时，电磁线圈不通电，电极片相互对正；汽车转弯时，扭力杆扭转，于是内外磁极电极片相互错开一定角度。可变助力转向电磁阀车辆低速或静止时转弯时，线圈中通以负电流，电极片上的磁力相互排斥，电极片相对角度增加，扭力杆扭转变形增大，油液流量加大，系统能提供较大的转向助力，因此低速时操纵轻便。车辆中速行驶时转弯时，电磁线圈中没有电流流过，没有助力作用。车辆高速行驶时转弯时，线圈中通以

正电流，于是电极片上的磁力相互吸

引，电极片相对角度减小，扭力杆扭

转变形减小，油液流量减小，系统能

提供较小的转向助力。课程思政点可变助力转向电磁阀的工作原理理解起来有些困难，会有很多同学产生畏难情绪。其实所谓的困难只不过是自己心里觉得难，只要沉下心来，下决心做下去，完全可以掌握，所有的困难不过是纸老虎。我们要克服畏难情绪，培养严以律己、知难而进的意志和毅力，要有勇于探索的精神和精益求精的良好职业品质。我们要敢于挑最重的担子、接最烫手的山芋、爬最陡的坡，做到迎难而上不言难，知难而进不畏难。二、大众汽车电动液压动力转向系统现在很多汽车不再使用由发动机通过皮带驱动的液压泵，而换成了由电力驱动的电子泵（电动液压泵）。电子泵使用发电机和蓄电池输出的电能，不再消耗发动机本身的动力，启动和关闭均由电控系统控制。在不转弯时，电子泵关闭，不像传统转向液压泵那样始终与发动机联动，进一步降低了能耗。这种系统称为电动液压动力转向系统。电动液压动力转向系统使用非常广泛，如上汽波罗、长安马自达3、东风雪铁龙旗下的凯旋、东风标致307的部分车型均采用。1．系统组成上汽波罗（POLO）轿车装备的电动液压动力转向系统称为EPHS（ElectricallyPoweredHydraulicSteering）系统。系统组成：转向角速度传感器、带电动液压泵总成的动力转向控制单元、故障指示灯组成。对于ESP系统的车型，无转向角速度传感器，而是转向盘转角传感器。控制系统框图2．系统部件转向角速度传感器安装位置：安装在液压转向器总成的输入轴上作用：测量转向盘旋转角速度，即驾驶员在以多大的角速度转动转向盘。在其他条件不变的情况下，如果转向盘旋转的角速度越大，则对应电动液压泵的转速越高，转向的助力越大；反之，转向盘旋转的角速度越小，则转向助力减小。类型：电容式和霍尔式等类型。电容式转向角速度传感器传感器共三条连接线，分别是5V电源线、搭铁和信号线。电容式转向角速度传感器传感器由固定在输入轴（即转向轴）上的转子和相对固定的9个平板电容器及放大电路组成。通过分析9个电容器电容值的变化速度及趋势，来判断转向盘的转向角度及角速度大小。霍尔式转向角速度传感器传感器由固定在输入轴（即转向轴）上带60块磁极的转子和霍尔集成电路等组成。传感器共四条接线，分别是5V电源线，搭铁和正、负两条信号线。电动液压泵总成电动液压泵是一个电动机驱动的齿轮泵，电动液压泵总成包括带有齿轮泵、限压阀及电动机的液压单元、储油罐和动力转向控制单元等。动力转向控制单元与电动液压泵集成为一个总成。液压泵电动机转速由控制单元控制，同时控制单元还提供温度保护、故障恢复（故障后再接通保护）和自诊断及故障代码存储功能。动力转向故障指示灯动力转向故障指示灯安装在仪表板总成内。接通点火开关后，故障指示灯点亮，EPHS系统进行内部检测。发动机起动后及系统测试结束后，故障指示灯熄灭，如果依然亮着，则说明动力转向系统可能有故障。3．系统工作原理直线行驶时，转向盘不转动，电动液压泵以很低的速度运转，工作油经过转向控制阀后流回储油罐。转动转向盘时，ECU向驱动单元发出控制指令，使电动机产生相应的转速以驱动油泵，进而输出相应流量和压力的高压油。经转向控制阀进入齿条上的动力缸，推动活塞产生适当的助力。系统工作原理EPHS系统由三路输入信号作为主控信号，分别是转向角速度传感器来自仪表控制单元的车速信号来自发动机控制单元的发动机转速信号。当输入信号的条件同时满足时，动力转向控制单元根据这些信号计算出液压泵电动机对应的转速，对液压泵电动机转速进行控制，进而控制泵的流量，也就控制了在不同工况下转向助力的大小。车速越低，则提供的液压流量越大。上汽波罗轿车的EPHS系统电路原理图G22－车速传感器G250－转向角速度传感器J220－发动机控制单元J285－仪表板控制单元J500－动力转向控制单元J519－车载电网控制单元J533－数据总线诊断接口K92－动力转向故障指示灯V119－电动液压泵任务实施一、君越汽车可变助力转向电磁阀的检修二、波罗轿车电子液压动力转向系统检修1．储油罐液位的检查2．转向零位设定3．转向极限位置设定一、君越汽车可变助力转向电磁阀的检修如果出现故障码C0450（转向助力控制执行器电路），可按下下述步骤检修。关闭点火开关，断开可变助力转向电磁阀M72和助力转向控制单元K43的连接器。用万用表测量M72与K43之间的2根导线是否断路、短路。测量电磁阀M72两端的电阻，应为1.6～3.1Ω。若线路和电磁阀正常，则更换助力转向控制单元K43。二、波罗轿车电子液压动力转向系统检修1．储油罐液位的检查在进行故障诊断前，应确保系统油位符合要求。在前轮处于正直位置、发动机停转时检查油标尺的标线。冷态时，在下标记以下；热态时（发动机温度高于50℃），在上、下标记之间。二、波罗轿车电子液压动力转向系统检修2．转向零位设定当更换了转向盘转角传感器、转向器总成、动力转向控制单元、做了车轮定位调整，或出现故障代码00778时，需要进行转向零位（中间位置）的设定。转向零位设定方法如下：前轮处于直线行驶状态，连接VAS5051，进入地址码44。将转向盘左转4°～5°（一般10°以内即可），回正后再向右转4°～5°（一般10°以内即可），再回正，双手离开转向盘。输入功能码11登录，再输入31857，再返回。输入功能码04基本设定，输入通道60，再按“激活”键，然后退出VAS5051系统。注意：在进行转向零位设定时，发动机不能运转，转向盘左右转动后，再回正时，双手必须离开转向盘，使转向盘静止不动，以便动力转向控制单元对零位进行确认。二、波罗轿车电子液压动力转向系统检修3．转向极限位置设定当更换转向盘转角传感器或转向器、动力转向控制