5.1電控動力轉向系統

5.1.1結構特點電控動力轉向系統轉向操縱靈活、輕便，能吸收路面對前輪的沖擊。

5.1電控動力轉向系統5.1.1結構特點5.1.2系統分類與組成電控動力轉向系統可分為：電動式動力轉向系統、電子—液力式轉向系統、電動—液力式轉向系統。電子控制動力轉向系統一般由轉向柱組件、轉向傳感器、車速傳感器、電腦、電磁閥和液壓控制組件等組成。電動式動力轉向系統主要用于輕型汽車，原因是輕型汽車發動機室自由空間狹小，其對轉向助動力要求不大。

5.1.2系統分類與組成5.1.3結構與原理

1.電動式動力轉向系統

1)電動式動力轉向系統構造車速感應式電動動力轉向系統主要由轉向柱組件、電機組件和控制系統構成。

(1)轉向柱組件。轉向助動力由直流電機產生，直流電機安裝在轉向柱上。

5.1.3結構與原理圖5-1轉向柱與直流電機圖5-1轉向柱與直流電機圖5-2轉向助力器(a)主視圖；

(b)剖視圖(手動鎖銷部分)圖5-2轉向助力器

(2)電機組件。設置在轉向柱上的電機組件，由蝸輪、電磁離合器、直流電機構成。圖5-3所示為電機組件構造。蝸輪與固定在轉向柱輸出軸上的斜齒輪相嚙合，它把電機的回轉減速后傳遞到輸出軸上。電磁離合器介于減速器與電機之間，當離合器斷電時，不能把電機的驅動力傳遞給輸出軸，此時手動轉向發生作用。

(2)電機組件。設置在轉向柱上的電機組件，由蝸輪、電磁圖5-3電機組件

圖5-3電機組件

(3)控制系統。控制系統由轉向傳感器、車速傳感器、信號控制器(電腦)等構成。圖5-4所示為轉向傳感器的構造。轉向傳感器由電位計（包括滑動觸點和電阻線）、集成電路IC部分、電流信號輸出部分構成。圖5-5所示為電位計的構造。

(3)控制系統。控制系統由轉向傳感器、車速傳感器、信號圖5-4轉向傳感器的構造

圖5-4轉向傳感器的構造

圖5-5電位計的構造(a)輸出軸側；(b)輸入軸側

圖5-5電位計的構造

2)工作原理信號控制器可根據車速傳感器與轉向傳感器的輸入信號，決定驅動電機的回轉力與回轉方向。當車速為0～45km/h時，根據車速決定轉向助動力。當系統發生異常時，安全保障機將發揮作用，切斷電機與電磁離合器電源，并轉為手動轉向狀態。根據需要，在控制系統中也可設置故障自診斷系統。

2)工作原理3)使用實例圖5-6所示為電動式動力轉向系統裝車實例。圖5-7所示為控制系統電路的使用實例。

圖5-6使用實例

3)使用實例圖5-6使用實例圖5-7控制系統(a)電路；(b)接線插座端子代號

圖5-7控制系統

2.電子—液力式轉向系統電子—液力式轉向系統，可通過控制電磁閥動作，使動力轉向液壓控制回路根據車速變化，在低速時操重力減輕，而中低速以上隨手感變化操重力。圖5-8所示為電子—液力式轉向系統構造。主要由油泵、電磁閥、分流閥、動力缸、轉向齒輪箱和控制閥軸等構成。

2.電子—液力式轉向系統圖5-8電子—液力式轉向系統

圖5-8電子—液力式轉向系統

1)電子—液力式轉向系統構造

(1)轉向齒輪箱。扭桿上端和下端分別與控制閥軸和小齒輪軸以銷釘連結。小齒輪軸上端以銷釘與回轉閥連結。轉向盤通過轉向軸與控制閥軸連結。因此，轉向盤回轉力可通過扭桿與控制閥軸傳遞到小齒輪。當扭桿受到扭矩作用時，控制閥與回轉閥相應發生回轉運動，并使各種油孔連通狀態發生變化，可控制動力缸的油壓流量，變化動力缸左、右室油路通道。在油壓反力室受到高壓作用時，柱塞將推動控制閥軸。此時，扭桿即使受到扭矩作用，由于柱塞推力的影響，也會抑制控制閥軸與回轉閥的相對回轉。

1)電子—液力式轉向系統構造

(2)分流閥。分流閥具有將油泵輸出的動力油，分流至回轉閥與電磁閥兩側的作用。即使回轉閥與電磁閥側的油壓變化，分流閥也總是可以以一定流量并根據車速與操重狀態變化，向電磁閥側供給油液。

(3)電磁閥。電磁閥由滑閥、電磁線圈、油路通道等構成。電磁閥油路的阻尼面積，可隨電磁線圈通電電流占空比(通斷比)變化而改變。通電電流大時，滑閥被吸引，油路的阻尼面積增大，流向油箱的回流量增加。車速低時，通電電流大，阻尼面積大，油液將流回油箱，隨著車速升高，電流減小，油液回流量也減少。

(2)分流閥。分流閥具有將油泵輸出的動力油，分流至回轉

2)工作原理

(1)停車與低速狀態。由于向電磁閥通電電流大，經分流閥分流的油液通過電磁閥回流油箱，故柱塞受到的背壓(油壓反力室壓力)小。因此，柱塞推動控制閥柱的力小，轉向盤回轉力可在扭桿處產生較大扭矩。回轉閥被固定在小齒輪軸上，控制閥隨扭桿扭轉作用相應回轉，使兩閥油孔連通，油泵輸出油壓作用到動力缸右室(或左室)，使功率活塞左移(或右移)，從而產生操重助動力。

2)工作原理

(2)中高速直行狀態。車輛直行時，轉角小，扭桿相對扭矩小，回轉閥與控制閥連通的油孔開度減小，回轉閥側壓力升高。由于分流閥的作用，使電磁閥側油量增加。同時，隨著車速升高，通電電流減小，電磁閥阻尼面積減小，油壓反力室的反力壓增大，使柱塞推動控制閥軸力增大。這樣，操重力增加了扭桿的扭矩作用，柱塞產生的反力使手感增強，從而可獲得穩定的隨機擬合。

(2)中高速直行狀態。車輛直行時，轉角小，扭桿相對扭矩

(3)中高速轉向狀態。在從存在油壓反力的中高速直行狀態操重時，扭桿的扭轉角逐漸減小，回轉閥與控制閥連通油孔的開孔也逐漸減小，使回轉閥側油壓進一步升高。隨著該油壓上升，將從固定阻尼孔向油壓反力室供給油液，導致柱塞推力進一步增強。這樣，操重力將隨轉角的變化響應增大，從而在高速領域可獲得穩定的操重擬合。

(3)中高速轉向狀態。在從存在油壓反力的中高速直行狀態

3.電動—液力式轉向系統電動—液力式轉向系統，是以電機驅動油泵實現動力轉向的裝置。

1)構造該系統由電機—油泵組件、轉向角傳感器、動力轉向齒輪箱、信號控制器和功率控制器等構成。電動—液力式轉向系統的組成及構造分別如圖5-9和圖5-10所示。

3.電動—液力式轉向系統圖5-9電動—液力式轉向系統組成簡圖

圖5-9電動—液力式轉向系統組成簡圖圖5-10電動—液力式轉向系統的構造

圖5-10電動—液力式轉向系統的構造

(1)電機—油泵組件。該電機—油泵組件與電子燃油噴射系統采用的電動燃油泵結構類似。電機—油泵組件的構造如圖5-11所示。

(2)轉向齒輪箱。該轉向齒輪箱與一般動力轉向齒輪箱結構大體相同。

(3)控制系統。電動—液力式轉向控制系統的電路如圖5-12所示。(1)電機—油泵組件。該電機—油泵組件與電子燃油噴射系圖5-11電機—油泵組件的構造(a)主視圖；(b)剖視圖

圖5-11電機—油泵組件的構造圖5-12電動—液力式轉向系統控制電路

圖5-12電動—液力式轉向系統控制電路在信號控制器(CPU)內，已存儲有根據試驗獲得的不同運轉條件下的控制方法，可從傳感器輸入信號判定行駛狀況，從而計算出應向電機提供的驅動電流，并向功率控制器發出驅動信號。同時，控制系統異常時，可向駕駛員發出警報信號，并使安全保障機能發揮作用，確保轉向操作處于正常狀態。正常信號控制器安裝在后行李艙內。信號控制器的安裝位置如圖5-13所示。

在信號控制器(CPU)內，已存儲有根據試驗獲得的不同運轉圖5-13信號控制器安裝位置

圖5-13信號控制器安裝位置圖5-14功率控制器內部電路

圖5-14功率控制器內部電路圖5-15功率控制器安裝位置

圖5-15功率控制器安裝位置轉向角傳感器可以把轉向盤動作狀況轉換為電信號，并輸出到信號控制器。圖5-16為該傳感器安裝位置，圖5-17為該傳感器構造。轉向角傳感器安裝在轉向柱下端，其內部有光電耦合器。電動—液力式轉向系統使用普通動力轉向系統用動力油，要求其低溫流動性好。

轉向角傳感器可以把轉向盤動作狀況轉換為電信號，并輸出到信圖5-16轉向角傳感器位置

圖5-16轉向角傳感器位置圖5-17轉向角傳感器構造(a)左視圖；(b)主視圖

圖5-17轉向角傳感器構造

2)工作原理電動—液力式轉向系統采用車速感應式控制方式，其轉向助動力隨車速提高而減小。同時，根據運行道路條件，設計了不同控制模式。可根據20s內的平均車速與平均操重量判定車輛當前運行道路條件。變換控制模式最多需要1.1s，可避免助動力的急劇變化。運行道路條件與助動力關系如表5-1所示。

2)工作原理表5-1運行道路條件與助動力關系

表5-1運行道路條件與助動力關系控制系統具有自診斷與安全保障功能。當控制系統發生異常時，可使組合儀表板上的報警指示燈亮，向駕駛者發出警告。安全保障功能由后備系統實行，電機驅動電流大于100A，且持續10s以上，電源電壓低于9V且持續1s以上，后備系統都將進入工作狀態，確保車輛仍然保持基本運行狀態。圖5-18為報警指示燈位置。

控制系統具有自診斷與安全保障功能。當控制系統發生異常時，圖5-18報警指示燈位置

圖5-18報警指示燈位置3)使用實例圖5-19為電動—液力式轉向系統裝車使用實例。

圖5-19電動—液力式轉向系統裝車使用實例

3)使用實例圖5-19電動—液力式轉向系統裝車使用實例5.1.4故障診斷與檢修

1.奔馳W140動力轉向系統故障自診斷奔馳W140的300SE，500SEL，600SEL，S500，S600等款型，其動力轉向系統故障自診斷步驟如下：

(1)按要求接好診斷測試儀；

(2)將點火開關置于“ON(開)”位。

(3)按啟動按鈕2～4s；

(4)讀取并記錄故障碼顯示值；

5.1.4故障診斷與檢修

(5)再按啟動按鈕2～4s，若系統無其它故障，則將顯示出先前顯示出的故障碼，若存有附加故障碼，則單獨的故障碼被顯示出；

(6)重復第(5)步，直到重復顯示出第一個故障碼為止；

(7)記錄全部來自故障碼讀取的附加故障；

(8)按表5-2及診斷測試清除全部記錄的故障，清除單獨的故障碼之后，必須按下述要求清除讀取；

(9)將點火開關置于“ON(開)”位；

(10)按啟動鈕2～4s并讀取故障碼，然后按啟動按鈕6～8s。

(5)再按啟動按鈕2～4s，若系統無其它故障，則將顯表5-2奔馳W140動力轉向系統故障碼及內容

表5-2奔馳W140動力轉向系統故障碼及內容

2.三菱轎車動力轉向系統故障自診斷

(1)點火開關置于“OFF(關)”位置；

(2)診斷插座如圖5-20所示。將12端子診斷插座的管腳10與管腳12用LED燈跨接；

(3)點火開關置于“ON(開)”位置；

(4)讀取LED燈閃爍的故障碼；

(5)拆開蓄電池負極搭鐵15s以上再裝回，即可清除故障碼。

2.三菱轎車動力轉向系統故障自診斷圖5-20三菱車系診斷插座(a)老式診斷插座；(b)新的OBD-Ⅱ型診斷插座

圖5-20三菱車系診斷插座表5-3三菱轎車動力轉向系統故障碼及內容

表5-3三菱轎車動力轉向系統故障碼及內容5.2電控四輪轉向系統

圖5-21為四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在低速轉向時，所產生的轉彎半徑的比較圖。圖中裝備四輪轉向裝置的汽車轉彎半徑比裝備兩輪轉向系統的汽車的轉彎半徑小得多。從通過性參數來看，四輪轉向汽車的通過寬度W比兩輪轉向汽車的通過寬度小得多，有利于急轉彎、規避障礙、進出車庫等。

5.2電控四輪轉向系統圖5-21為四輪轉向汽車與兩圖5-21四輪與兩輪轉向汽車在低速轉彎半徑圖(a)兩輪轉向；(b)四輪轉向

圖5-21四輪與兩輪轉向汽車在低速轉彎半徑圖圖5-22四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在高速轉彎時轉向操縱的比較圖(a)兩輪轉向；(b)四輪轉向

圖5-22四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在高速轉彎時轉向操縱5.2.1結構特點

圖5-23電控四輪轉向系統簡圖

5.2.1結構特點圖5-23電控四輪轉向系統簡圖

1.電控單元發動機工作時，四輪轉向電子控制模塊不斷地從所有的輸入傳感器處收到信息，如果轉向盤轉動，四輪轉向電子控制單元就會對車速傳感器、主前輪轉角傳感器、副前輪轉角傳感器、主后輪轉角傳感器、副后輪轉角傳感器以及后輪轉速傳感器傳來的信息加以分析計算，并控制適當的后輪轉角，將蓄電池電壓輸送到后輪轉向執行電動機使后輪轉向。蓄電池電壓通過兩只大功率輸出晶體管輸送到后輪轉向執行器電動機處，其中一只晶體管在右轉彎時導通，另一只在左轉彎時導通。后輪轉角主、副傳感器將反饋信號送到四輪轉向電子控制單元中，以讓電子控制單元確定后輪轉角是否已被執行。

1.電控單元

2.傳感器圖5-24為傳感器在汽車中的布置位置。

(1)主前輪轉角傳感器。主前輪轉角傳感器能夠檢測轉向盤的轉動方向、轉動速度和轉動角度。它是利用霍爾效應來工作的，當轉向盤轉動時，主前輪轉角傳感器向電子控制單元傳送前輪轉動的信號。它一般安裝在組合開關下方的轉向柱上。

(2)副前輪轉角傳感器。副前輪轉角傳感器向電子控制單元發送與前輪轉角相關的信號，它安裝在前齒輪齒條轉向器內。

2.傳感器圖5-24電控四輪轉向系統傳感器的布置圖圖5-24電控四輪轉向系統傳感器的布置圖

(3)主后輪轉角主傳感器。主后輪轉角主傳感器有一個隨循環球螺桿旋轉的脈沖環，霍爾傳感元件直接安裝在脈沖環上部。當循環球螺桿與脈沖環旋轉時，霍爾傳感元件向電子控制單元發出脈沖數字電壓信號，顯示后輪轉角。其結構見圖5-25所示。

(4)副后輪轉角傳感器。副后輪轉角傳感器安裝在后輪轉向執行器上與主后輪轉角傳感器相對的一端。副后輪轉角傳感器內有一個連接在齒條軸上的錐形軸，錐形軸與齒條一同水平移動。副后輪轉角傳感器的觸棒與錐面彈性接觸。當錐形軸水平移動時，錐面使傳感器觸棒來回移動。這根觸棒的運動使傳感器產生模擬電壓信號，將轉角消息傳送到電子控制單元。其結構如圖5-26所示。

(3)主后輪轉角主傳感器。主后輪轉角主傳感器有一個隨循

(5)后輪轉速傳感器。后輪轉速傳感器安裝在每個后輪上，它與ABS系統和四輪轉向控制系統的電子控制單元資源共享。每個后輪轂上安裝有一只帶齒槽的環，輪速傳感器就直接安裝在這些帶槽的環的上方，傳感器內有永磁線圈，當后輪轉動時，帶槽環上的齒經過傳感器，在傳感器內就產生電壓。

(6)車速傳感器。車速傳感器將與車輛速度相關的電壓信號送到四輪轉向系統電子控制單元。

(5)后輪轉速傳感器。后輪轉速傳感器安裝在每個后輪上，圖5-25主后輪轉角傳感器

圖5-25主后輪轉角傳感器

圖5-26副后輪轉角傳感器

圖5-26副后輪轉角傳感器

3.后輪轉向執行器后輪轉向執行器內有電動機，電動機使循環球螺桿機構驅動轉向齒條；轉向橫拉桿把轉向執行器連接到后輪轉向臂和轉向節處；回位彈簧在四輪轉向系統失效時將后輪推回到直線行駛位置。其結構見圖5-27。

3.后輪轉向執行器圖5-27后輪轉向執行器

圖5-27后輪轉向執行器5.2.2工作原理車速低于29km/h時，當轉向盤轉動，后輪會立即開始向與前輪相反的方向轉動；在車速為零時，后輪最大轉角是6°。后輪轉角減小的程度隨車速變化，在車速為

29km/h時，后輪轉角幾乎為零。當車速增大至大于29km/h時，轉向盤在最初200°轉角內，后輪轉向與前輪方向一致；轉向盤轉角大于200°時，后輪會轉向相反的方向。當車速提高到96km/h并且轉向盤轉角是100°時，后輪將會向與前輪相同的方向轉動大約1°；如果轉向盤轉動500°，后輪將會沿與前輪相反的方向轉動大約1°。圖5-28為電控四輪轉向系統特性圖。5.2.2工作原理圖5-28電控四輪轉向系統特性圖

圖5-28電控四輪轉向系統特性圖5.2.3故障診斷與檢修1.系統檢修前應注意的問題(1)是否改動過懸架而影響轉向系的工作；(2)輪胎尺寸是否與生產廠家的規定相符合；(3)輪胎氣壓是否達到生產廠家的規定；(4)動力轉向油泵皮帶張力是否達到生產廠家的規定；(5)動力轉向油泵油箱中的液面高度是否達到了生產廠家的規定；(6)發動機在生產廠家要求的怠速轉動時是否穩定；(7)轉向盤是否是原配的。

5.2.3故障診斷與檢修

2.失效保護功能的檢查在四輪轉向系統出現故障時，能夠自動進入失效保護狀態。處在這種狀態時，后輪處在直線行駛位置。如果四輪轉向電子控制單元檢查出系統出了故障，電子控制單元就轉換為失效保護狀態，并將故障碼存入電控單元，接通四輪轉向指示燈，讓駕駛員知道系統出現故障。四輪轉向電控單元切斷后輪轉向控制單元的電壓，而且使后輪保持在直線行駛位置。

2.失效保護功能的檢查

3.阻尼控制的檢查當四輪轉向系統進入失效保護狀態時，如果后輪迅速回正反而會對轉向盤轉向控制發生影響。為了避免這種情況，四輪轉向控制系統進入失效保護狀態時，給阻尼繼電器充電，在轉向軸被回正彈簧力移到中央位置時，后輪轉向執行電動機由轉向軸的運動驅動。電動機的工作相當于發電機，轉子輸出的電壓經由阻尼繼電器回饋到電動機激磁繞組，進入這種狀態，轉子速度降低，回正彈簧緩慢地將后轉向軸驅動到中央位置。如果沒有阻尼繼電器回正彈簧將會迅速地使后輪轉回到中央位置。

3.阻尼控制的檢查

4.故障診斷

1)路試四輪轉向控制系統在故障出現時，會將故障代碼進行存儲并接通四輪轉向指示燈。路試檢驗電子控制系統是否正常，同時系統內自診斷系統會將故障代碼記錄并存儲。如果路試中四輪轉向指示燈沒有亮,電子控制系統也是完好的，則不需要進一步診斷。查閱生產廠家的維修手冊，尋找問題來源、檢查步驟和診斷方法，確保在檢查中發現問題。

4.故障診斷(1)點火開關接通時故障碼的顯示。①

接通點火開關，不要啟動發動機;②

觀察四輪轉向指示燈，讀取故障碼；③

記錄故障碼；④

清除故障碼；⑤

斷開蓄電池負極線；⑥

斷開四輪轉向電子控制單元電源插座。

(1)點火開關接通時故障碼的顯示。

(2)發動機工作時故障碼的顯示。四輪轉向電子控制單元實際含有兩個處理器，分別稱為主處理器和副處理器。每個處理器可存儲10個故障碼。在發動機運轉時檢查故障，代碼的顯示就表明了代碼存儲在哪一個處理器中。將維修診斷插頭電極由短接線連起來，并啟動發動機，四輪轉向指示燈在主、副處理器中有故障信號，按如下順序檢查故障碼。

(2)發動機工作時故障碼的顯示。

①

點火開關打開并迅速閃亮1次；

②

停頓3s；

③

顯示主處理器中存儲的代碼，如果存儲了兩個或兩個以上的代碼，則在兩個代碼之間停頓2s，以示區分；

④

停頓1.6s；

⑤

連續快速閃爍3s，表明將主、副處理器的信號隔開；

⑥

停頓1.6s；

⑦

顯示副處理器中存儲的代碼；

⑧

停頓3s，重復上述過程。

①點火開關打開并迅速閃亮1次；圖5-29主、副處理器故障碼的顯示過程

圖5-29主、副處理器故障碼的顯示過程表5-4本田序曲轎車非正常行駛工況的代碼表5-4本田序曲轎車非正常行駛工況的代碼

5.主要部件的檢修

1)后輪轉向執行器的檢查與調整檢查時，后輪轉向執行器鎖銷插著的時候不要啟動發動機，否則會損壞鎖銷及后輪轉向執行器，在進行以下操作后，后輪應該能夠恢復直駛位置。

(1)斷開蓄電池負極連接線；

(2)四輪轉向電子控制裝置接頭斷開；

(3)時鐘與收音機保險絲斷開。

5.主要部件的檢修

2)轉向盤在中間位置時后輪處于直駛位置的檢查四輪轉向系統的轉向盤處于中間位置時，后輪必須與之對應，才能夠保證在直駛位置。四輪轉向系統控制單元具有檢查此項的功能。

(1)將車輛駛進定位臺，使四只輪子都在轉彎半徑測量轉盤上；

(2)保證轉向盤在正中位置；

(3)在儀表板下方的診斷插座上接上短接線；

(4)將駐車制動器完全拉緊，直到駐車制動警告燈亮，打開點火開關，使前輪轉向角傳感器處于測試狀態；

2)轉向盤在中間位置時后輪處于直駛位置的檢查

(5)接通點火開關，緩慢地向左及向右轉動轉向盤；

(6)觀察4WS指示燈閃爍情況，反復轉動轉向盤，找出能使4WS指示燈持續亮2s以上的轉向盤位置；

(7)在步驟(1)～(5)之后，注意觀察4WS指示燈閃爍情況，反復轉動轉向盤，找出能使4WS指示燈間隔為0.2s閃爍轉向盤對應的位置；

(8)在步驟(1)～(4)之后，松開駐車制動器，確認駐車制動警示燈熄滅。這使4WS電子控制單元進入對后轉向傳感器的檢查狀態；

(5)接通點火開關，緩慢地向左及向右轉動轉向盤；

(9)將前輪置于直駛位置，左后輪轉到左方再轉向最右方，4WS指示燈應在后輪向左剛開始轉動時，以0.2s的間隔閃爍，若4WS指示燈不閃爍，將后輪轉角副傳感器重新調節；

(10)將左后輪轉到最左方，再慢慢轉向右方，4WS指示燈應在后輪向左剛開始轉動時，亮的時間為2s以上，若4WS指示燈不亮，檢查后輪轉角主傳感器是否損壞；

(11)斷開點火開關，裝上后輪轉向執行器護罩。

(9)將前輪置于直駛位置，左后輪轉到左方再轉向最右方，

3)主前輪轉角傳感器的檢查與調整

(1)將車輛置于維修臺，兩只前輪都放在轉彎半徑測量轉盤上，將轉向盤置于中間位置；

(2)將主前輪轉角傳感器處在正中位置；

(3)拆下轉向盤，將轉向盤輪輻重新置于水平位置；

(4)裝上轉向盤，用花鍵定位，使輪輻水平位置與車輪中央位置最接近。

3)主前輪轉角傳感器的檢查與調整

4)副前輪轉角傳感器的檢查與調整

(1)將四只車輪舉起離開地面，使轉向盤定在直駛位置上，將4WS診斷插座上接好短接線；

(2)將駐車制動完全拉緊，打開點火開關；

(3)斷開點火開關；

(4)拆開副前輪轉角傳感器蓋上的固定裝置，從傳感器線上拆下導線，并拔下線束插頭；

(5)松開副前輪轉角傳感器鎖緊螺母再用手擰緊，然后將鎖緊螺母擰松3/4圈，并接上線束插頭；

4)副前輪轉角傳感器的檢查與調整

(6)讓前輪處在直駛位置，接通點火開關，轉動轉向盤至4WS指示燈亮，將轉向盤保持在這個位置；

(7)將副前輪轉角傳感器轉動至4WS指示燈熄滅，記下傳感器相對于殼體的位置；

(8)將副前輪轉角傳感器反轉至4WS指示燈閃爍，記下傳感器相對于殼體的位置，將副前輪轉角傳感器轉到4WS指示燈閃爍和指示燈熄滅的中間位置并固定，然后將鎖緊螺母擰緊至規定力矩；

(9)斷開點火開關，重新裝好傳感器。

(6)讓前輪處在直駛位置，接通點火開關，轉動轉向盤至4

5)副后輪轉角傳感器的檢查與調整

(1)將四只車輪舉起離開地面，使轉向盤定在直駛位置上，將4WS診斷插座上接好短接線；

(2)將駐車制動完全松開，打開點火開關；

(3)斷開點火開關；

(4)拆下副后輪轉角傳感器；

(5)松開副后輪轉角傳感器鎖緊螺母再用手擰緊，然后再向回轉大約半圈；

(6)讓前輪處在直駛位置，接通點火開關；

5)副后輪轉角傳感器的檢查與調整

(7)將左后輪轉向左極限，再將它向右轉，直到4WS指示燈亮；

(8)反方向轉動副后輪轉角傳感器，直到4WS指示燈熄滅，記下傳感器相對于殼體的位置；

(9)將副后輪轉角傳感器轉動到4WS指示燈閃爍，記下傳感器相對于殼體的位置；

(10)斷開點火開關，重新裝好傳感器。

(7)將左后輪轉向左極限，再將它向右轉，直到4WS指示思

考

與

練

習

1.汽車電控動力轉向系統的作用和特點是什么？2.分析汽車電控動力轉向系統的工作過程。3.分析汽車電控動力轉向系統常見故障的產生原因有哪些？4.汽車電控四輪轉向系統所能完成的功能有哪些？5.汽車電控四輪轉向系統由哪些部分組成？6.汽車電控四輪轉向系統檢查與調整的內容有哪些？

思?考?與?練?習1.汽車電控動力轉向系統的作用和特點是5.1電控動力轉向系統

5.1.1結構特點電控動力轉向系統轉向操縱靈活、輕便，能吸收路面對前輪的沖擊。

5.1電控動力轉向系統5.1.1結構特點5.1.2系統分類與組成電控動力轉向系統可分為：電動式動力轉向系統、電子—液力式轉向系統、電動—液力式轉向系統。電子控制動力轉向系統一般由轉向柱組件、轉向傳感器、車速傳感器、電腦、電磁閥和液壓控制組件等組成。電動式動力轉向系統主要用于輕型汽車，原因是輕型汽車發動機室自由空間狹小，其對轉向助動力要求不大。

5.1.2系統分類與組成5.1.3結構與原理

1.電動式動力轉向系統

1)電動式動力轉向系統構造車速感應式電動動力轉向系統主要由轉向柱組件、電機組件和控制系統構成。

(1)轉向柱組件。轉向助動力由直流電機產生，直流電機安裝在轉向柱上。

5.1.3結構與原理圖5-1轉向柱與直流電機圖5-1轉向柱與直流電機圖5-2轉向助力器(a)主視圖；

(b)剖視圖(手動鎖銷部分)圖5-2轉向助力器

(2)電機組件。設置在轉向柱上的電機組件，由蝸輪、電磁離合器、直流電機構成。圖5-3所示為電機組件構造。蝸輪與固定在轉向柱輸出軸上的斜齒輪相嚙合，它把電機的回轉減速后傳遞到輸出軸上。電磁離合器介于減速器與電機之間，當離合器斷電時，不能把電機的驅動力傳遞給輸出軸，此時手動轉向發生作用。

(2)電機組件。設置在轉向柱上的電機組件，由蝸輪、電磁圖5-3電機組件

圖5-3電機組件

(3)控制系統。控制系統由轉向傳感器、車速傳感器、信號控制器(電腦)等構成。圖5-4所示為轉向傳感器的構造。轉向傳感器由電位計（包括滑動觸點和電阻線）、集成電路IC部分、電流信號輸出部分構成。圖5-5所示為電位計的構造。

(3)控制系統。控制系統由轉向傳感器、車速傳感器、信號圖5-4轉向傳感器的構造

圖5-4轉向傳感器的構造

圖5-5電位計的構造(a)輸出軸側；(b)輸入軸側

圖5-5電位計的構造

2)工作原理信號控制器可根據車速傳感器與轉向傳感器的輸入信號，決定驅動電機的回轉力與回轉方向。當車速為0～45km/h時，根據車速決定轉向助動力。當系統發生異常時，安全保障機將發揮作用，切斷電機與電磁離合器電源，并轉為手動轉向狀態。根據需要，在控制系統中也可設置故障自診斷系統。

2)工作原理3)使用實例圖5-6所示為電動式動力轉向系統裝車實例。圖5-7所示為控制系統電路的使用實例。

圖5-6使用實例

3)使用實例圖5-6使用實例圖5-7控制系統(a)電路；(b)接線插座端子代號

圖5-7控制系統

2.電子—液力式轉向系統電子—液力式轉向系統，可通過控制電磁閥動作，使動力轉向液壓控制回路根據車速變化，在低速時操重力減輕，而中低速以上隨手感變化操重力。圖5-8所示為電子—液力式轉向系統構造。主要由油泵、電磁閥、分流閥、動力缸、轉向齒輪箱和控制閥軸等構成。

2.電子—液力式轉向系統圖5-8電子—液力式轉向系統

圖5-8電子—液力式轉向系統

1)電子—液力式轉向系統構造

(1)轉向齒輪箱。扭桿上端和下端分別與控制閥軸和小齒輪軸以銷釘連結。小齒輪軸上端以銷釘與回轉閥連結。轉向盤通過轉向軸與控制閥軸連結。因此，轉向盤回轉力可通過扭桿與控制閥軸傳遞到小齒輪。當扭桿受到扭矩作用時，控制閥與回轉閥相應發生回轉運動，并使各種油孔連通狀態發生變化，可控制動力缸的油壓流量，變化動力缸左、右室油路通道。在油壓反力室受到高壓作用時，柱塞將推動控制閥軸。此時，扭桿即使受到扭矩作用，由于柱塞推力的影響，也會抑制控制閥軸與回轉閥的相對回轉。

1)電子—液力式轉向系統構造

(2)分流閥。分流閥具有將油泵輸出的動力油，分流至回轉閥與電磁閥兩側的作用。即使回轉閥與電磁閥側的油壓變化，分流閥也總是可以以一定流量并根據車速與操重狀態變化，向電磁閥側供給油液。

(3)電磁閥。電磁閥由滑閥、電磁線圈、油路通道等構成。電磁閥油路的阻尼面積，可隨電磁線圈通電電流占空比(通斷比)變化而改變。通電電流大時，滑閥被吸引，油路的阻尼面積增大，流向油箱的回流量增加。車速低時，通電電流大，阻尼面積大，油液將流回油箱，隨著車速升高，電流減小，油液回流量也減少。

(2)分流閥。分流閥具有將油泵輸出的動力油，分流至回轉

2)工作原理

(1)停車與低速狀態。由于向電磁閥通電電流大，經分流閥分流的油液通過電磁閥回流油箱，故柱塞受到的背壓(油壓反力室壓力)小。因此，柱塞推動控制閥柱的力小，轉向盤回轉力可在扭桿處產生較大扭矩。回轉閥被固定在小齒輪軸上，控制閥隨扭桿扭轉作用相應回轉，使兩閥油孔連通，油泵輸出油壓作用到動力缸右室(或左室)，使功率活塞左移(或右移)，從而產生操重助動力。

2)工作原理

(2)中高速直行狀態。車輛直行時，轉角小，扭桿相對扭矩小，回轉閥與控制閥連通的油孔開度減小，回轉閥側壓力升高。由于分流閥的作用，使電磁閥側油量增加。同時，隨著車速升高，通電電流減小，電磁閥阻尼面積減小，油壓反力室的反力壓增大，使柱塞推動控制閥軸力增大。這樣，操重力增加了扭桿的扭矩作用，柱塞產生的反力使手感增強，從而可獲得穩定的隨機擬合。

(2)中高速直行狀態。車輛直行時，轉角小，扭桿相對扭矩

(3)中高速轉向狀態。在從存在油壓反力的中高速直行狀態操重時，扭桿的扭轉角逐漸減小，回轉閥與控制閥連通油孔的開孔也逐漸減小，使回轉閥側油壓進一步升高。隨著該油壓上升，將從固定阻尼孔向油壓反力室供給油液，導致柱塞推力進一步增強。這樣，操重力將隨轉角的變化響應增大，從而在高速領域可獲得穩定的操重擬合。

(3)中高速轉向狀態。在從存在油壓反力的中高速直行狀態

3.電動—液力式轉向系統電動—液力式轉向系統，是以電機驅動油泵實現動力轉向的裝置。

1)構造該系統由電機—油泵組件、轉向角傳感器、動力轉向齒輪箱、信號控制器和功率控制器等構成。電動—液力式轉向系統的組成及構造分別如圖5-9和圖5-10所示。

3.電動—液力式轉向系統圖5-9電動—液力式轉向系統組成簡圖

圖5-9電動—液力式轉向系統組成簡圖圖5-10電動—液力式轉向系統的構造

圖5-10電動—液力式轉向系統的構造

(1)電機—油泵組件。該電機—油泵組件與電子燃油噴射系統采用的電動燃油泵結構類似。電機—油泵組件的構造如圖5-11所示。

(2)轉向齒輪箱。該轉向齒輪箱與一般動力轉向齒輪箱結構大體相同。

(3)控制系統。電動—液力式轉向控制系統的電路如圖5-12所示。(1)電機—油泵組件。該電機—油泵組件與電子燃油噴射系圖5-11電機—油泵組件的構造(a)主視圖；(b)剖視圖

圖5-11電機—油泵組件的構造圖5-12電動—液力式轉向系統控制電路

圖5-12電動—液力式轉向系統控制電路在信號控制器(CPU)內，已存儲有根據試驗獲得的不同運轉條件下的控制方法，可從傳感器輸入信號判定行駛狀況，從而計算出應向電機提供的驅動電流，并向功率控制器發出驅動信號。同時，控制系統異常時，可向駕駛員發出警報信號，并使安全保障機能發揮作用，確保轉向操作處于正常狀態。正常信號控制器安裝在后行李艙內。信號控制器的安裝位置如圖5-13所示。

在信號控制器(CPU)內，已存儲有根據試驗獲得的不同運轉圖5-13信號控制器安裝位置

圖5-13信號控制器安裝位置圖5-14功率控制器內部電路

圖5-14功率控制器內部電路圖5-15功率控制器安裝位置

圖5-15功率控制器安裝位置轉向角傳感器可以把轉向盤動作狀況轉換為電信號，并輸出到信號控制器。圖5-16為該傳感器安裝位置，圖5-17為該傳感器構造。轉向角傳感器安裝在轉向柱下端，其內部有光電耦合器。電動—液力式轉向系統使用普通動力轉向系統用動力油，要求其低溫流動性好。

轉向角傳感器可以把轉向盤動作狀況轉換為電信號，并輸出到信圖5-16轉向角傳感器位置

圖5-16轉向角傳感器位置圖5-17轉向角傳感器構造(a)左視圖；(b)主視圖

圖5-17轉向角傳感器構造

2)工作原理電動—液力式轉向系統采用車速感應式控制方式，其轉向助動力隨車速提高而減小。同時，根據運行道路條件，設計了不同控制模式。可根據20s內的平均車速與平均操重量判定車輛當前運行道路條件。變換控制模式最多需要1.1s，可避免助動力的急劇變化。運行道路條件與助動力關系如表5-1所示。

2)工作原理表5-1運行道路條件與助動力關系

表5-1運行道路條件與助動力關系控制系統具有自診斷與安全保障功能。當控制系統發生異常時，可使組合儀表板上的報警指示燈亮，向駕駛者發出警告。安全保障功能由后備系統實行，電機驅動電流大于100A，且持續10s以上，電源電壓低于9V且持續1s以上，后備系統都將進入工作狀態，確保車輛仍然保持基本運行狀態。圖5-18為報警指示燈位置。

控制系統具有自診斷與安全保障功能。當控制系統發生異常時，圖5-18報警指示燈位置

圖5-18報警指示燈位置3)使用實例圖5-19為電動—液力式轉向系統裝車使用實例。

圖5-19電動—液力式轉向系統裝車使用實例

3)使用實例圖5-19電動—液力式轉向系統裝車使用實例5.1.4故障診斷與檢修

1.奔馳W140動力轉向系統故障自診斷奔馳W140的300SE，500SEL，600SEL，S500，S600等款型，其動力轉向系統故障自診斷步驟如下：

(1)按要求接好診斷測試儀；

(2)將點火開關置于“ON(開)”位。

(3)按啟動按鈕2～4s；

(4)讀取并記錄故障碼顯示值；

5.1.4故障診斷與檢修

(5)再按啟動按鈕2～4s，若系統無其它故障，則將顯示出先前顯示出的故障碼，若存有附加故障碼，則單獨的故障碼被顯示出；

(6)重復第(5)步，直到重復顯示出第一個故障碼為止；

(7)記錄全部來自故障碼讀取的附加故障；

(8)按表5-2及診斷測試清除全部記錄的故障，清除單獨的故障碼之后，必須按下述要求清除讀取；

(9)將點火開關置于“ON(開)”位；

(10)按啟動鈕2～4s并讀取故障碼，然后按啟動按鈕6～8s。

(5)再按啟動按鈕2～4s，若系統無其它故障，則將顯表5-2奔馳W140動力轉向系統故障碼及內容

表5-2奔馳W140動力轉向系統故障碼及內容

2.三菱轎車動力轉向系統故障自診斷

(1)點火開關置于“OFF(關)”位置；

(2)診斷插座如圖5-20所示。將12端子診斷插座的管腳10與管腳12用LED燈跨接；

(3)點火開關置于“ON(開)”位置；

(4)讀取LED燈閃爍的故障碼；

(5)拆開蓄電池負極搭鐵15s以上再裝回，即可清除故障碼。

2.三菱轎車動力轉向系統故障自診斷圖5-20三菱車系診斷插座(a)老式診斷插座；(b)新的OBD-Ⅱ型診斷插座

圖5-20三菱車系診斷插座表5-3三菱轎車動力轉向系統故障碼及內容

表5-3三菱轎車動力轉向系統故障碼及內容5.2電控四輪轉向系統

圖5-21為四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在低速轉向時，所產生的轉彎半徑的比較圖。圖中裝備四輪轉向裝置的汽車轉彎半徑比裝備兩輪轉向系統的汽車的轉彎半徑小得多。從通過性參數來看，四輪轉向汽車的通過寬度W比兩輪轉向汽車的通過寬度小得多，有利于急轉彎、規避障礙、進出車庫等。

5.2電控四輪轉向系統圖5-21為四輪轉向汽車與兩圖5-21四輪與兩輪轉向汽車在低速轉彎半徑圖(a)兩輪轉向；(b)四輪轉向

圖5-21四輪與兩輪轉向汽車在低速轉彎半徑圖圖5-22四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在高速轉彎時轉向操縱的比較圖(a)兩輪轉向；(b)四輪轉向

圖5-22四輪轉向汽車與兩輪轉向汽車在高速轉彎時轉向操縱5.2.1結構特點

圖5-23電控四輪轉向系統簡圖

5.2.1結構特點圖5-23電控四輪轉向系統簡圖

1.電控單元發動機工作時，四輪轉向電子控制模塊不斷地從所有的輸入傳感器處收到信息，如果轉向盤轉動，四輪轉向電子控制單元就會對車速傳感器、主前輪轉角傳感器、副前輪轉角傳感器、主后輪轉角傳感器、副后輪轉角傳感器以及后輪轉速傳感器傳來的信息加以分析計算，并控制適當的后輪轉角，將蓄電池電壓輸送到后輪轉向執行電動機使后輪轉向。蓄電池電壓通過兩只大功率輸出晶體管輸送到后輪轉向執行器電動機處，其中一只晶體管在右轉彎時導通，另一只在左轉彎時導通。后輪轉角主、副傳感器將反饋信號送到四輪轉向電子控制單元中，以讓電子控制單元確定后輪轉角是否已被執行。

1.電控單元

2.傳感器圖5-24為傳感器在汽車中的布置位置。

(1)主前輪轉角傳感器。主前輪轉角傳感器能夠檢測轉向盤的轉動方向、轉動速度和轉動角度。它是利用霍爾效應來工作的，當轉向盤轉動時，主前輪轉角傳感器向電子控制單元傳送前輪轉動的信號。它一般安裝在組合開關下方的轉向柱上。

(2)副前輪轉角傳感器。副前輪轉角傳感器向電子控制單元發送與前輪轉角相關的信號，它安裝在前齒輪齒條轉向器內。

2.傳感器圖5-24電控四輪轉向系統傳感器的布置圖圖5-24電控四輪轉向系統傳感器的布置圖

(3)主后輪轉角主傳感器。主后輪轉角主傳感器有一個隨循環球螺桿旋轉的脈沖環，霍爾傳感元件直接安裝在脈沖環上部。當循環球螺桿與脈沖環旋轉時，霍爾傳感元件向電子控制單元發出脈沖數字電壓信號，顯示后輪轉角。其結構見圖5-25所示。

(4)副后輪轉角傳感器。副后輪轉角傳感器安裝在后輪轉向執行器上與主后輪轉角傳感器相對的一端。副后輪轉角傳感器內有一個連接在齒條軸上的錐形軸，錐形軸與齒條一同水平移動。副后輪轉角傳感器的觸棒與錐面彈性接觸。當錐形軸水平移動時，錐面使傳感器觸棒來回移動。這根觸棒的運動使傳感器產生模擬電壓信號，將轉角消息傳送到電子控制單元。其結構如圖5-26所示。

(3)主后輪轉角主傳感器。主后輪轉角主傳感器有一個隨循

(5)后輪轉速傳感器。后輪轉速傳感器安裝在每個后輪上，它與ABS系統和四輪轉向控制系統的電子控制單元資源共享。每個后輪轂上安裝有一只帶齒槽的環，輪速傳感器就直接安裝在這些帶槽的環的上方，傳感器內有永磁線圈，當后輪轉動時，帶槽環上的齒經過傳感器，在傳感器內就產生電壓。

(6)車速傳感器。車速傳感器將與車輛速度相關的電壓信號送到四輪轉向系統電子控制單元。

(5)后輪轉速傳感器。后輪轉速傳感器安裝在每個后輪上，圖5-25主后輪轉角傳感器

圖5-25主后輪轉角傳感器

圖5-26副后輪轉角傳感器

圖5-26副后輪轉角傳感器

3.后輪轉向執行器后輪轉向執行器內有電動機，電動機使循環球螺桿機構驅動轉向齒條；轉向橫拉桿把轉向執行器連接到后輪轉向臂和轉向節處；回位彈簧在四輪轉向系統失效時將后輪推回到直線行駛位置。其結構見圖5-27。

3.后輪轉向執行器圖5-27后輪轉向執行器

圖5-27后輪轉向執行器5.2.2工作原理車速低于29km/h時，當轉向盤轉動，后輪會立即開始向與前輪相反的方向轉動；在車速為零時，后輪最大轉角是6°。后輪轉角減小的程度隨車速變化，在車速為

29km/h時，后輪轉角幾乎為零。當車速增大至大于29km/h時，轉向盤在最初200°轉角內，后輪轉向與前輪方向一致；轉向盤轉角大于200°時，后輪會轉向相反的方向。當車速提高到96km/h并且轉向盤轉角是100°時，后輪將會向與前輪相同的方向轉動大約1°；如果轉向盤轉動500°，后輪將會沿與前輪相反的方向轉動大約1°。圖5-28為電控四輪轉向系統特性圖。5.2.2工作原理圖5-28電控四輪轉向系統特性圖

圖5-28電控四輪轉向系統特性圖5.2.3故障診斷與檢修1.系統檢修前應注意的問題(1)是否改動過懸架而影響轉向系的工作；(2)輪胎尺寸是否與生產廠家的規定相符合；(3)輪胎氣壓是否達到生產廠家的規定；(4)動力轉向油泵皮帶張力是否達到生產廠家的規定；(5)動力轉向油泵油箱中的液面高度是否達到了生產廠家的規定；(6)發動機在生產廠家要求的怠速轉動時是否穩定；(7)轉向盤是否是原配的。

5.2.3故障診斷與檢修

2.失效保護功能的檢查在四輪轉向系統出現故障時，能夠自動進入失效保護狀態。處在這種狀態時，后輪處在直線行駛位置。如果四輪轉向電子控制單元檢查出系統出了故障，電子控制單元就轉換為失效保護狀態，并將故障碼存入電控單元，接通四輪轉向指示燈，讓駕駛員知道系統出現故障。四輪轉向電控單元切斷后輪轉向控制單元的電壓，而且使后輪保持在直線行駛位置。

2.失效保護功能的檢查

3.阻尼控制的檢查當四輪轉向系統進入失效保護狀態時，如果后輪迅速回正反而會對轉向盤轉向控制發生影響。為了避免這種情況，四輪轉向控制系統進入失效保護狀態時，給阻尼繼電器充電，在轉向軸被回正彈簧力移到中央位置時，后輪轉向執行電動機由轉向軸的運動驅動。電動機的工作相當于發電機，轉子輸出的電壓經由阻尼繼電器回饋到電動機激磁繞組，進入這種狀態，轉子速度降低，回正彈簧緩慢地將后轉向軸驅動到中央位置。如果沒有阻尼繼電器回正彈簧將會迅速地使后輪轉回到中央位置。

3.阻尼控制的檢查

4.故障診斷

1)路試四輪轉向控制系統在故障出現時，會將故障代碼進行存儲并接通四輪轉向指示燈。路試檢驗電子控制系統是否正常，同時系統內自診斷系統會將故障代碼記錄并存儲。如果路試中四輪轉向指示燈沒有亮,電子控制系統也是完好的，則不需要進一步診斷。查閱生產廠家的維修手冊，尋找問題來源、檢查步驟和診斷方法，確保在檢查中發現問題。

4.故障診斷(1)點火開關接通時故障碼的顯示。①

接通點火開關，不要啟動發動機;②

觀察四輪轉向指示燈，讀取故障碼；③

記錄故障碼；④

清除故障碼；⑤

斷開蓄電池負極線；⑥

斷開四輪轉向電子控制單元電源插座。

(1)點火開關接通時故障碼的顯示。

(2)發動機工作時故障碼的顯示。四輪轉向電子控制單元實際含有兩個處理器，分別稱為主處理器和副處理器。每個處理器可存儲10個故障碼。在發動機運轉時檢查故障，代碼的顯示就表明了代碼存儲在哪一個處理器中。將維修診斷插頭電極由短接線連起來，并啟動發動機，四輪轉向指示燈在主、副處理器中有故障信號，按如下順序檢查故障碼。

(2)發動機工作時故障碼的顯示。

①

點火開關打開并迅速閃亮1次；

②

停頓3s；

③

顯示主處理器中存儲的代碼，如果存儲了兩個或兩個以上的代碼，則在兩個代碼之間停頓2s，以示區分；

④

停頓1.6s；

⑤

連續快速閃爍3s，表明將主、副處理器的信號隔開；

⑥

停頓1.6s；

⑦

顯示副處理器中存儲的代碼；

⑧

停頓3s，重復上述過程。

①點火開關打開并迅速閃亮1次；圖5-29主、副處理器故障碼的顯示過程

圖5-29主、副處理器故障碼的顯示過程表5-4本田序曲轎車非正常行駛工況的代碼表5-4本田序曲轎車非正常行駛工況的代碼

5.主要部件的檢修