项目四 电控动力转向系统检测

任务4.1液压式EPS检测任务4.2电动式EPS检测（ElectricalPoweredSteering）项目四电控动力转向系统检测【绪论】电控动力转向系统概述机械转向系统（Manualsteeringsystem）动力转向系统（Powersteeringsystem）四轮转向系统（Fourwheelsteering）【一】汽车转向规律转向轮理想关系式cotα=cotβ+B/Lα-外转向轮偏转角β-内转向轮偏转角B-两侧主销轴线与地面相交点间距离L-汽车轴距R-汽车转弯半径O-转向中心汽车对转向系统的要求保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点O汽车转向时，可避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损三轴汽车一、三桥转向三根车桥轴线延长线相交于一点四轴汽车双前桥转向双前转向桥和三、四桥的中间轴线的延长线相交于一点四轮转向系统4WS转弯半径减小4WS转弯路面缩短多轴与四轮转向系统【二】机械转向系统当前轮为独立悬架转向操纵机构转向器转向传动机构当前轮为非独立悬架转向操纵机构转向器转向传动机构【三】动力转向系统液压动力转向系统（液压助力）机械转向系统转向操纵机构转向器转向传动机构液压加力装置动力元件：转向液压泵控制元件：转向控制阀执行元件：转向动力缸（动力转向器）辅助元件：转向油管、转向油罐电控动力转向系统（EPS）根据传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息借助于液压力或电动力对车轮转向实现不同程度助力【任务4.1】液压式EPS检测流量控制式大众电控液压型EPHS（ElectricallyPoweredHydraulicSteering）尼桑蓝鸟EPS示例反力控制式丰田液力反应型PPS（ProgressivePowerSteering渐进式动力转向）阀灵敏度控制式丰田EPS示例【一】流量控制式EPS流量控制式ESP组成传感器：车速传感器、转向角速度传感器ECU执行器：变量液压泵、旁通流量控制阀流量控制式EPS类型变量液压泵：示例大众EHPS旁通流量控制阀：示例尼桑蓝鸟EPS流量控制式EPS原理控制转向动力缸的液压流量大小来实现转向助力的变化

〖1〗大众公司EHPS大众EHSP组成储油罐电动动力转向泵助力转向传感器G250助力转向ECUJ500转向传动装置EHPS优点节约能源：最多能节约85%的能源、节约燃油0.2L/100km主动安全性好：一般转向轻便、高速行驶时转向较重传感器助力转向传感器G250车速传感器（仪表板ECUJ285）发动机转速信号（发动机ECUJ220）助力转向ECUJ500执行器电动助力转向泵（齿轮泵）转向控制灯K92大众EHPS系统组成车辆直线行驶时扭杆位置：处于旋转分流阀和控制套筒中间位置油液流动：几乎无压力通过动力液压经回油车辆左转时扭杆转动：带动旋转分流阀相对于控制套筒左旋转泵连通工作缸右腔工作缸左腔接通回油口动力缸获得向左的助力液压转向助力的获得控制信号发动机转速、车速、转向角速度信号工作原理如入库停车：车速小、转向角速度大，驱动齿轮泵供油量大，助力大（转向轻便）如高速行车：车速高、转向角速度小，驱动齿轮泵供油量小，助力小（转向沉重）。【随速转向】大众EHPS工作原理大众EHPS系统电路安装位置位于转向传动装置输入轴上传感器功能测定转向盘转角，并计算出转向角速度转向角速度越大，泵的转速越大，流量越大结构原理电容传感器固定在输入轴上的转子在9个小型平板电容器之间旋转平板电容器的电容由此改变计算出转向角及其角速度助力转向传感器G250

〖2〗尼桑蓝鸟EPS尼桑EPS原理控制助力装置旁通油管的流量尼桑EPS结构传感器：车速传感器、转向盘转角传感器助力转向ECU执行器：旁通流量控制阀特点结构简单，成本低快速转向时响应慢车速低、转角大时电磁阀占空比小、旁通阀开度小助力大，转向轻便车速高、转角小时电磁阀占空比大、旁通阀开度大助力小，转向沉重（转向稳定性好）转向力特性曲线3种适应不同行驶条件的特性（选择开关）尼桑EPS系统工作尼桑EPS系统电路【二】反力控制式EPS检测丰田PPS组成车速传感器PPSECU分流阀、电磁阀、转向控制阀（带油压反力室）PPS基本原理ECU根据行驶状况，控制电磁阀泄压口开度-改变反力室油压-调整扭力杆刚度PPS特点稳定的操作手感结构复杂，成本高丰田PPS原车组成流量分配阀（分流阀）旋转滑阀电磁阀（旁通）液力反应腔液力反应腔（油压反力室）方向盘驱动杠杆（与旋转滑阀同轴）丰田PPS系统结构车辆停止或低速行驶时的转向-转向轻便转向操纵旋转滑阀，动力转向油缸获得液压转向助力ECU增大电流，电磁阀开口开大，经分流阀回油量增大油压反力室压力降低，液力反应腔活塞背压减小转向操纵阻力（控制旋转滑阀）较小，相对获得较大转向助力

丰田PPS工作过程车辆中高速行驶时的小转向-转向变沉转向操纵旋转滑阀，动力转向油缸获得液压转向助力ECU减小电流，电磁阀开口关小，经分流阀回油量减小油压反力室压力增大，液力反应腔活塞背压增大转向操纵阻力（控制旋转滑阀的力）增大，相对获得转向助力减小

车辆中高速行驶时的大转向-转向最沉转向操纵旋转滑阀，动力转向油缸获得液压转向助力ECU最小电流，电磁阀开口最小，经分流阀回油量最小油压反力室压力最大，液力反应腔活塞背压最大转向操纵阻力（控制旋转滑阀的力）最大，相对获得转向助力最小

电磁阀功能旁通来自流量分配阀的油量回油箱，改变油压反力室压力大小调整转向操纵阻力，转向助力随速改变电磁阀特性车速-电流特性电流-阀口面积特性

丰田PPS电磁阀工作检查PPSECU电源线路ECU-IG熔丝如果烧毁，检查熔丝与PPSECU的+B脚之间是否短路拔下PPSECU线束插座，用电压表测量+B脚电压，应为蓄电池电压，否则检查熔丝与+B脚之间是否断路检查PPSECU接地线路用电阻表测量GND脚是否接地，判断GND脚与车身搭铁处之间有断路或接触不良现象丰田PPS检测检测车速传感器顶起一侧前轮，用电阻表测量SPD脚与GND脚之间电阻，应在0～∞之间交替变化否则，说明ECU的SPD与车速传感器之间有断路或短路现象，或车速传感器有故障。检查电磁阀及线路用电阻表测量SOL＋脚和SOL－脚。两脚之间的电阻应为6.0～11.0Ω，否则这两脚之间的线路断路或电磁阀有故障。如果电阻正常，应检查ECU。

用电阻表测量SOL脚和GND脚，表所指示的电阻值应为∞。否则SOL＋或SOL－脚与GND脚之间的线路有短路现象，或电磁阀有故障。【三】阀灵敏度控制式EPS阀灵敏度EPS组成车速传感器EPSECU动力转向电磁阀阀灵敏度EPS原理根据车速控制电磁阀，直接改变转向控制阀的油压增益(阀灵敏度)阀灵敏度EPS特点结构简单、部件少、成本低获得非常自然的转向手感和良好的速度转向特性转向控制阀结构转子阀做了局部改进：在圆周上形成6条或8条沟糟各沟槽利用阀部外体，与泵、动力缸、电磁阀及油箱连接等效液压回路图低速专用小孔：1R、1L、2R、2L高速专用小孔：3R、3L旁通电磁阀回路阀灵敏度EPS转向控制阀车辆停车或低速右转弯电磁阀关闭低速专用小孔1R及2R在较小的转向扭矩作用下即可关闭转向液压油经1L流向动力缸右腔，其左腔的油液经3L、2L流回储油箱转向压力为2段，转向助力大，转向轻便阀灵敏度EPS工作过程车辆高速右转弯电磁阀开度随车速线性增大转向液压油经1L流向动力缸右腔，同时经3R及电磁阀旁通回油箱，转向压力变小，转向变沉车速越高：回油越多，助力越小车速不变：转向力小，3R开度越大，助力越小；转向力大，3R开度越小，助力越大；电磁阀状态EPSECU接收来自车速传感器的信号，控制向电磁阀输出电流当车辆停止或低速时：向电磁阀通以最大电流，回油孔关闭随着车速升高：依次减小通电电流，回油孔开启，直至开启面积达到最大值阀灵敏度EPS电控回路【任务4.2】电动式EPS检测电动式EPS特点依靠电动机提供辅助转矩重量轻、集成度高、结构简单、控制精确液压式缺点：结构复杂，耗功大，成本高，助力大小不易精确控制电动式EPS类型转向轴助力式转向齿轮助力式转向齿条助力式转向齿轮单元无电刷式马达减速机构分相器型扭矩传感器转角传感器雷克萨斯EPS：马达直接驱动齿条转向轴助力式EPS多用于轿车转向齿轮助力式EPS多用于中型车转向齿条助力式EPS多用于大型车电动式EPS类型【一】转向轴助力式EPSEPS工作过程点火开关接通，EPSECU即与蓄电池接通，EPS控制系统开始工作汽车在行驶过程中，EPSECU根据车速和转向力矩传感器的信号，经过对比运算后，向电动机和电磁离合器发出控制指令(电信号)电动机由输出轴经减速机构驱动小齿轮，产生转向助力传感器车速传感器转矩传感器：测定转向盘与转向器之间的转向力矩执行器电动机：输出转矩通过输入电流控制；正反转由ECU输出的正反转触发脉冲控制电磁离合器：单片干式电磁离合器减速机构——蜗轮蜗杆式

EPS结构组成【二】转向齿条助力式EPS传感器车速传感器转向角传感器转向力矩传感器执行器异步电动机蜗轮蜗杆传动装置EPS小齿轮电动式EPS组成电机V187：异步电动机运行稳定、响应速度快、最大助动力矩4.4N·M转子轴在输出侧呈蜗杆状涡轮驱动EPS小齿轮用于转向助力支持摇摆减震器：驱动轮与小齿轮之间，保证活动自如G28转子转速传感器磁电传感器，J500用来计算必需的转向助力

V187电动助力转向电机G269结构原理磁电传感器磁环在转向转轴上传感器在小齿轮轴上方向盘作用力不同，扭杆旋转圈数不同，由此在磁环与传感器之间产生相对运动计算出转向力矩