汽车基础电子技术 11

项目十汽车电控动力转向控制系统教案一、课程基本信息课程名称：汽车电控技术授课单元：项目十汽车电控动力转向控制系统授课对象：汽车检测与维修技术、汽车电子技术专业中职/高职学生授课时长：4课时（每课时45分钟，理论2课时+实训2课时）授课方式：理论讲授（多媒体演示、实物展示）+实训操作（凌志、三菱轿车EPS实训台）教学目标：

知识目标：了解电控动力转向系统（EPS）的作用、分类及特点；掌握液压式（流量控制、反力控制、阀灵敏度控制）和电动式EPS的结构组成与工作原理；了解四轮转向系统（4WS）的功能、优点、分类及控制原理；熟悉EPS系统的检修方法。技能目标：能正确识别EPS系统主要零部件；能完成流量控制式EPS系统的电子控制系统检查；能进行电动式EPS系统的故障码读取、清除及核心部件检查；能初步诊断EPS系统常见故障。素养目标：培养严谨的维修操作规范；树立安全操作意识；提升理论与实践结合、问题排查的能力。教学重难点：

重点：电动式EPS系统的结构组成与工作原理；流量控制式EPS系统的检修；电动式EPS系统的故障诊断与核心部件检查；四轮转向系统的控制特性。难点：三种液压式EPS系统的控制逻辑区别；电动式EPS系统的ECU控制原理；四轮转向系统的相位控制机制；故障码对应的故障排查思路。教学准备：

理论教具：多媒体课件（含结构图、原理图、动画）、EPS系统零部件实物（转矩传感器、电磁阀、直流电动机、电磁离合器等）、系统电路图（凌志、三菱轿车）、四轮转向系统模型。实训教具：凌志轿车流量控制式EPS实训台、三菱轿车电动式EPS实训台、万用表、电阻表、电压表、跨接线、LED灯、扳手等工具。教学资料：课本、实训指导书、故障码表、零部件结构图册。二、教学过程（4课时）第一课时：电控动力转向系统（EPS）概述与液压式EPS（一）导入新课（5分钟）情景导入：驾驶小型轿车低速转弯时，为什么感觉转向很轻便，而高速行驶时，转向又会变得沉稳？引出电控动力转向系统的核心作用——根据车速、转向状态自动调节助力大小，平衡转向轻便性与操纵稳定性，激发学生学习兴趣。（二）新课讲授：电控动力转向系统概述（15分钟）1.定义：电控动力转向系统（EPS），在普通动力转向系统基础上增设电子控制系统，根据汽车运行状态（车速、转向转角、转向力矩等）控制辅助系统工作，优化转向性能。2.分类（结合实物展示，重点区分）：

按动力源：液压式电控动力转向系统（传统液压基础+电子控制）、电动式电控动力转向系统（直流电动机为动力源）。3.核心特点（结合实际驾驶体验，讲解6点核心特点）：

操纵性好：轻便、灵活、平顺，转向盘与转向轮对应准确。转向灵敏度高：转向轮对转向盘响应灵敏。稳定性好：直线行驶稳定，转向后能自动回正。助力可调节：低速助力大，高速助力小，保证路感。工作可靠：故障时可恢复人力转向，有故障预警。节省能源：按需提供助力，降低动力消耗。（三）新课讲授：液压式电控动力转向系统（20分钟）结合课件原理图，讲解三种控制方式的系统，重点对比控制逻辑和结构差异：流量控制式EPS系统：

组成：车速传感器、电磁阀、动力转向控制阀、油泵、ECU。工作原理：ECU根据车速控制电磁阀开启程度，调节旁路液压油流量——低速时电磁阀开度小，旁路流量小，助力大；高速时开度大，旁路流量大，助力小。补充：电磁阀驱动信号为脉冲信号，占空比随车速增大而增大，平均电流随之增大。反力控制式EPS系统：

组成：转向控制阀（增设油压反作用力室）、分流阀、电磁阀、动力缸、油泵、ECU等。工作原理：ECU根据车速控制电磁阀开度，调节油压反作用力室压力——低速时电磁阀开度大，反作用力小，转向轻便；高速时开度小，反作用力大，转向沉稳。阀灵敏度控制式EPS系统：

特点：结构简单、价格便宜，直接控制动力转向控制阀的油压增益。工作原理：低速时电磁阀关闭，利用低速专用小孔，助力大；高速时电磁阀开度增大，旁路流量增大，助力减小，同时根据转向力调整高速专用小孔开度。（四）课堂小结与提问（5分钟）1.小结：本节课掌握EPS系统的定义、分类、特点，理解三种液压式EPS系统的结构与控制原理，重点区分流量控制与反力控制的差异。2.提问：①液压式EPS系统的核心控制元件是什么？②流量控制式EPS系统中，车速升高时，电磁阀的开度和助力作用如何变化？第二课时：电动式EPS系统与四轮转向控制系统（一）复习回顾（5分钟）抽查提问：①电控动力转向系统的6个核心特点是什么？②反力控制式EPS系统中，油压反作用力室的作用是什么？（二）新课讲授：电动式电控动力转向系统（25分钟）结合实物和课件，重点讲解组成、各部件功能及工作原理：核心特点：小型轻量化、节能、装配性好、无需液压部件，应用广泛。组成及各部件功能：

转矩传感器：测量转向盘与转向器之间的转向力矩，通过电桥平衡原理输出电压信号，与转向力矩成正比。直流电动机：永磁式，通过控制输入电流控制输出转矩，通过触发脉冲控制正反转。电磁离合器：单片干式，通电接合，传递电动机动力；故障时脱开，恢复人力转向。减速机构：蜗轮蜗杆式，起减速增扭作用，将电动机转矩传递到转向机构。EPSECU：控制核心，接收转矩、车速信号，计算最优助力转矩，控制电动机和离合器工作，具有故障自诊断功能。工作原理：操纵转向盘→转矩传感器输出电压信号→ECU结合车速信号，计算助力转矩→驱动电路控制电动机电流（大小、方向）→电动机经离合器、减速机构输出助力，辅助转向；故障时，离合器脱开，停止助力，点亮故障灯。（三）新课讲授：四轮转向控制系统（10分钟）结合模型和动画，讲解核心内容：概述：后轮增设转向系统（4WS），低速逆相转向（减小转向半径），中高速同相转向（提高稳定性）。功能与优点：提升直线行驶稳定性、低速机动性、转向响应速度，减少侧滑和扭摆。典型控制方式：

转向角比例控制：后轮转角与前轮成比例，低速逆相、中高速同相。车速前馈控制：后轮偏转主要受车速控制，35~40km/h为分界点，实现逆相/同相切换。核心控制原理：ECU根据车速、转向角信号，控制步进电机或液压控制阀，调节后轮偏转方向和角度。（四）课堂小结与提问（5分钟）1.小结：掌握电动式EPS系统的组成、工作原理，了解四轮转向系统的功能和控制特性。2.提问：①电动式EPS系统中，转矩传感器的工作原理是什么？②四轮转向系统低速和高速时，后轮与前轮的偏转方向有何不同？第三、四课时：实训操作（EPS系统检修与故障诊断）（一）实训导入与安全提示（10分钟）1.导入：理论学习了液压式和电动式EPS系统的结构与原理，本节课通过实训，掌握EPS系统的基本检修和故障诊断方法，实现理论与实践的结合。2.安全提示：①检测电路时，先关闭点火开关，拔下插接器，避免短路损坏元件；②测量电压、电阻时，规范操作万用表，确保接线正确；③实训过程中，避免随意转动转向盘，防止部件损坏。（二）实训任务一：流量控制式电控动力转向系统的检修（40分钟）以凌志轿车流量控制式EPS系统为例，分组操作（每组4-5人），教师巡回指导，步骤如下：前期检查：检查轮胎气压、悬架、转向杆件润滑情况，确认前轮定位、动力转向泵油压正常，导线插接器连接牢靠。电子控制系统故障诊断：

检查EPSECU-IG熔丝，若烧毁且更换后再次烧毁，排查熔丝与ECU+B脚之间短路。拔下EPSECU线束插座，测量+B脚与搭铁之间电压（10~14V），排查断路；测量GND脚与搭铁之间电阻（0Ω），排查接触不良。顶起一侧前轮，测量SPD脚与GND脚之间电阻，转动车轮，电阻应在0~∞之间交替变化，排查车速传感器及线路故障。测量SOL脚与GND脚之间电阻（∞），排查短路；测量SOL两脚之间电阻（6.0~11.0Ω），排查线路或电磁阀故障。电子控制部件检查：

电磁阀检查：拔下线束插座，测量线圈电阻（6.0~11.0Ω）；拆下电磁阀，通蓄电池电压，观察针阀是否缩回约2mm，否则更换。ECU检查：顶起汽车，启动发动机，测量ECU的SOL和GN两脚之间电压；车速达到60km/h时，电压应增加0.07~0.22V，否则更换ECU。（三）实训任务二：电动式电控动力转向系统的故障诊断与检修（30分钟）以三菱轿车EPS系统为例，分组操作，步骤如下：EPS警告灯检查：打开点火开关，警告灯点亮；启动发动机后，警告灯熄灭，为正常；若异常，检查灯泡、熔丝和导线。故障自诊断：

将LED灯接在自诊断插座2号端子与搭铁之间，打开点火开关，通过LED灯闪烁读取故障码（对照表10-1）。清除故障码：拆开蓄电池负极搭铁线30s以上，重新装回即可。电子控制部件检查：

转矩传感器：测量线圈电阻（2.18±0.66kΩ）；转向盘置于中间位置，测量端子电压（约2.5V），排查断路或短路。电磁离合器：通蓄电池电压，观察是否有工作声音，无声音则更换转向器总成。直流电动机：通蓄电池电压，观察是否转动，不转动则更换转向器总成。车速传感器：检查转子转动顺畅性；测量线圈电阻（165±20Ω），不符合则更换。（四）实训总结与答疑（10分钟）1.各组汇报实训情况，教师点评操作规范和存在的问题，强调重点操作步骤（如电阻、电压测量，故障码读取）。2.答疑：针对学生实训中遇到的疑问（如电磁阀检查无反应、故障码无法清除），结合理论知识进行讲解。三、教学评价理论评价（40%）：课堂提问（10%）、课后作业（10%）、单元测试（20%），考查学生对EPS系统分类、结构、工作原理及四轮转向系统的掌握程度。实训评价（60%）：实训操作规范性（25%）、实训任务完成质量（25%）、故障排查能力与安全操作（10%），考查学生的实践技能和职业素养。四、教学反思1.本节课通过理论结合实训的方式，让学生掌握了EPS系统的核心知识和检修技能，大部分学生能完成实训任务，但部分学生对三种液压式EPS系统的控制逻辑区分不够清晰，后续需加强对比讲解和实物演示。2.实训过