學習情景四電控動力轉向系統故障診斷與維修目錄CONTENTS開創新局面邁步新征程TakeanewjourneyBreaknewground任務一

液壓式電控動力轉向系統故障診斷與維修任務二

電動式電控動力轉向系統故障診斷與維修任務三

四輪轉向系統構造與原理1、掌握液壓式電控動力轉向系統故障診斷與維修；2、掌握電動式電控動力轉向系統故障診斷與維修；3、了解四輪轉向系統構造與原理。學習目標02任務二電動式電控動力轉向系統

故障診斷與維修工作原理組成構造故障維修1.電動式電控動力轉向系統電動機代替了液壓泵、液壓缸的動力，電動機由汽車電源供電。當駕駛員轉動轉向盤時，電動式電子控制動力轉向系統中的傳感器檢測其運動情況，使電動機產生足夠的動力帶動轉向輪做適當的偏轉。電動式電子控制動力轉向系統中用電子開關代替了液壓式動力轉向系統中的液壓分配閥。1-轉向盤2-輸入軸（轉向軸）3-ECU4-電動機5-電磁離合器6-轉向齒條7-橫拉桿8-轉向車輪9-輸出軸10-扭力桿11-扭矩傳感器12-轉向齒輪1.1工作原理電動式電子控制動力轉向系統的工作原理是ECU根據汽車行駛速度信號、轉向盤轉矩及轉角信號，計算得出控制指令控制電動機及減速機構產生轉向動力轉矩，使汽車行駛在低、中和高速下都能獲得最佳的轉向操作性。電動機連同離合器和減速齒輪一起，通過一個橡膠底座安裝在左車架上。電動機的輸出轉矩由減速齒輪增大，并通過萬向節、轉向器中的動力小齒輪把輸出轉矩送至齒條，向轉向輪提供轉矩。當操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的扭矩傳感器不斷地測出轉向軸上的扭矩信號，該信號與車速信號同時輸入到ECU。ECU根據這些輸入信號，確定轉向動力扭矩的大小和方向，即選定電動機的電流大小和轉向，調整轉向輔助動力的大小。電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構增加扭矩后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與汽車工況相適應的轉向作用力。當車速較低或原地打方向控制電機旋轉獲得轉向動力；當車速高于設定速度時，電機不提供動力輸出就變成了普通轉向系統。1.2EPS系統的關鍵部件EPS與液壓助力轉向系統相比較，主要區別在于以下幾個關鍵部件：電動機、減速機構、轉矩傳感器和車速傳感器、ECU控制單元。1.2EPS系統的關鍵部件1）助力電機助力電動機是EPS的核心執行元件，其安裝結構如圖4-23所示。隨著人們對車輛使用輕便性的要求越來越高，對電機的輸出扭矩要求也在不斷增強。如果扭矩不夠高，直接反映給駕駛員路況與駕駛手感不協調。助力電動機應具備以下要求：大功率、低噪聲、低振動、較小的體積和質量；還應具有起動快速、轉矩慣量比大的性能；接到指令后反應時間短，說明靈敏度高；電機的轉速隨控制信號呈連續線性變化，說明電機運行具有較高的可靠性；能夠在惡劣條件下運行良好。1.2EPS系統的關鍵部件2）減速機構減速機構是起減速增扭作用的裝置，其結構如圖4-24所示，電機小齒輪帶動減震器上的大齒圈速度降低力矩得到增大。常用的有蝸輪蝸桿式、滾珠螺桿螺母式和行星齒輪式等。有的減速機構還與離合器配合工作，完成轉向。減速機構對系統工作性能的影響較大，要求減速機構具有低噪聲、高效率的特性。1.2EPS系統的關鍵部件3）轉矩傳感器轉矩傳感器將機械信號轉化成電子信號，把測量到的駕駛員作用在方向盤上的力矩大小和方向以及轉向盤轉角的大小和方向轉成電子信號傳至ECU。其結構如圖所示。它是EPS系統中的關鍵部件，其監測的準確性直接影響轉向精度。精確、可靠、低價格是對轉矩傳感器的基本要求。1.2EPS系統的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉角時的側向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉向助力系數就要不斷調整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉角時的側向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉向助力系數就要不斷調整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉角時的側向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉向助力系數就要不斷調整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統的關鍵部件5）ECU控制單元ECU是EPS系統的核心控制部分，接收轉矩傳感器和車速傳感器發來的信號，進行轉換、運算分析，向執行器助力電機發出動作指令，決定助力作用的大小與方向，其安裝位置如圖4-26所示。大部分ECU都具有安全保護和自診斷功能。控制單元應具有良好的抗干擾性、運算快速精準、實時測控能力強等特點。2.三菱轎車電動式電控動力轉向系統簡介三菱某轎車所用電子控制電動式動力轉向系統的組成如圖所示。它主要由ECU、直流電動機和離合器、車速傳感器、轉矩傳感器和轉向機總成等組成。2.三菱轎車電動式電控動力轉向系統簡介該系統工作時，ECU根據車速等傳感器信號，控制轉向盤上的操縱力，驅動轉向齒輪箱內的電動機，實現助力控制。當車速高于設定速度時，就變成了普通轉向系統。當系統出現故障時，自我修正功能發揮作用，斷開電動機的輸出電流，也恢復到普通的轉向系統，同時速度表內的警告燈點亮，以通知駕駛員動力轉向發生故障。2.三菱轎車電動式電控動力轉向系統簡介1）

電動機和離合器系統ECU根據車速的快慢來控制輸入電動機的工作電流大小，車輛在停駛和極低速狀態下電動機電流最大，助力作用大。電動機產生的助力經離合器傳動齒輪減速后，起到助力作用。考慮到電動機工作轉速高力矩小無法滿足轉向性能要求，因此必須要使用行星齒輪機構減速增矩后再驅動轉向軸獲得足夠大的助力效果，電動機的行星齒輪機構如圖所示。行星齒輪機構可以分為輸入軸和行星齒輪兩部分，它們通過一個太陽輪嚙合。2.三菱轎車電動式電控動力轉向系統簡介2）轉矩傳感器轉矩傳感器的功能是將轉動轉向盤時轉矩的轉角變為轉向信號，輸送給ECU。一般轉矩桿的扭轉角度設定4°左右，這是由于采用行星齒輪機構，使轉矩傳感器的檢測精度提高。3）車速傳感器車速傳感器是一種電磁感應式傳感器，安裝在變速器上，作用是根據車速的變化，把主、副系統的脈沖信號輸送給ECU，車速傳感器每轉動一周產生8個脈沖信號。由于是主、副兩個系統，故信號可靠性提高。2.三菱轎車電動式電控動力轉向系統簡介4）汽車交流發電機的L端子利用交流發電機的L端子電壓，可以判斷出發電機是否運轉，所以這里把交流發電機的L端子看成是向ECU輸送信號的一個傳感器。直流電動機的最大電流約為30A，在發動機不起動時，轉向系統的工作由蓄電池供電；發動機工作時，由發電機供電。5）電子控制系統電子控制系統由一個8位單片機MC6805及外圍電路組成。

它負責收集車速傳感器和轉矩傳感器傳來的主副信號，發送指令給電磁離合器和直流電動機工作。3故障檢修1.故障案例1（1）故障現象一輛豐田銳志轎車，在行駛過程中轉向異常沉重，同時轉向故障指示燈點亮。（2）故障診斷與排除根據故障現象，先進行故障自診斷，讀取故障碼。輸出故障碼為C1525、C1526、C1528。其含義是轉向盤轉角傳感器初始化未完成，以及電動機旋轉角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當出現C1528故障碼時，系統進入失效保護狀態，動力轉向系統停止工作。用豐田專用故障診斷儀IT—II清除故障碼，C1528可以清除，而C1525、C1526始終無法清除。再對轉向盤轉角傳感器進行初始化，結果檢測儀顯示初始化失敗，說明電動機旋轉角度傳感器確實存在故障。拔下轉向盤轉角傳感器插頭進行檢查，在拔下插頭時發現其內部有進水的痕跡，端子已覆蓋了一層綠色的銅銹，出現腐蝕現象。3故障檢修1.故障案例1（1）故障現象一輛豐田銳志轎車，在行駛過程中轉向異常沉重，同時轉向故障指示燈點亮。（2）故障診斷與排除根據故障現象，先進行故障自診斷，讀取故障碼。輸出故障碼為C1525、C1526、C1528。其含義是轉向盤轉角傳感器初始化未完成，以及電動機旋轉角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當出現C1528故障碼時，系統進入失效保護狀態，動力轉向系統停止工作。故障排除非常簡單，清除插頭內的水分和銅銹，再用豐田專用故障診斷儀IT—II對電動機轉向盤轉角傳感器進行初始化，EPS燈不再點亮，轉向盤轉動輕松靈活，故障徹底排除。插頭進水使傳感器信號發生短路，ECU接收不到轉向盤轉角傳感器信號，使電動動力轉向系統進入保護狀態，轉向助力停止工作，ECU同時記錄故障碼C1528。5故障檢修2.故障案例2（1）故障現象2012年產豐田卡羅拉，進廠維修時拆卸過儀表臺后轉向出現沉重。在維修之前轉向正常，過后出現轉動方向盤轉向盤沉重，偶爾能有一下助力，其他時間與車輛熄火時轉動方向盤感覺相同。此車配備的電動助力系統。（2）故障診斷與排除

發現此車出現故障后，先對其進行試車，發出情況相符，偶爾能有一下助力。確認故障現象后做如下檢查。1）檢