新能源汽车电气技术 课件 能力模块六 掌握电动助力转向系统知识及信号测量方法

TIME：2022任务一

了解电动助力转向系统的功能并更换组件能力模块六掌握电动助力转向系统知识及信号测量方法《新能源汽车电气技术》□掌握电动助力转向系统的基本组成。□熟悉各组件的结构和功能。□能通过维修手册更换电动助力转向系统相关组件。□获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决问题的方法，形成创新意识。□具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。□具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。任务目标重点：1、能够理解C-EPS系统电路原理图2、能够理解C-EPS电子控制单元引脚定义难点：

1、能够完成转向器的更换。重难点任务导入

电动助力转向系统能够极大地提高车辆的操控性，转向系统由DC-DC输出端12V电源给转向电机提供电源燃油经济性，因此电动机只在需要动力转向时才消耗能量。此外，与传统的液压助力转向系统不同，EPS在维修方面有很大的优势，它不需要管路、泵、滑阀和转向液压油。通过本任务的学习，熟悉电动助力转向系统的功能并能更换相关组件。任务分组PARTONE电动助力转向系统概述PARTTWO比亚迪秦EV电动助力转向系统PARTTHREE秦EV转向系统维修注意事项目录CONTENTS获取信息PART01电动助力转向系统概述一、电动助力转向系统概述许多传统车辆都安装了电动助力转向系统。新能源汽车也采用电动助力转向系统（EPS），因为电动助力转向系统完全是独立于发动机运作的。仍有少数混合动力汽车使用电动液压式助力转向系统。电动助力转向系统自1988年首次在日本铃木汽车公司的塞尔沃轿车上使用以来，各大汽车公司都竞相推出自己的EPS。与液压动力转向系统相比，EPS可谓是“按需型”系统，只在转向时消耗较少的能量，整车燃料消耗量约下降3％。EPS结构紧凑，易于布置，具有简单化、轻量化和转向随动性好等特性。PART02比亚迪秦EV电动助力转向系统二、比亚迪秦EV电动助力转向系统电动助力转向系统EPS系统，是指利用EPS电机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作的转向系统。该系统和其他控制系统一样，是由扭矩转角传感器、车速传感器、控制器（EPS电子控制单元）、执行器（EPS电机）以及相关机械部件组成。EPS系统是在机械转向系统的基础上，将最新的电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统。EPS系统在原有汽车转向系统的基础上，改造并且增加了以下几个部分：EPS电子控制单元、扭矩及转角传感器、EPS电机等。系统的传动机构采用电机驱动，取代了传统机械液压机构。它能够在各种环境下给驾驶员提供实时转向盘助力。二、比亚迪秦EV电动助力转向系统EPS系统通常由以下几部分组成：1.扭矩及转角传感器；2.车速传感器；3.EPS电子控制单元；4.EPS电机；5.相关机械结构。EPS系统由EPS电机提供助力，助力大小由EPS电子控制单元实时调节与控制。根据车速的不同提供不同的助力，改善汽车的转向特性，减轻停车泊位和低速行驶时的操纵力，提高高速行驶时的转向操纵稳定性，进而提高了汽车的主动安全性。某汽车电动助力转向系统结构图

（一）EPS系统的主要功能功能一功能三功能二EPS的助力特性属于车速感应型，即在同一转向盘力矩输入下，电机的目标电流随车速的变化而变化。EPS电机根据转向盘偏离方向施加助力转矩。助力控制功能车辆高速行驶时，通过控制阻尼补偿电流进行阻尼控制，增强驾驶员路感，改善车辆高速行驶情况下转向的稳定性。阻尼控制功能EPS系统在机械转向机构的基础上，增加了EPS电机和减速机构。EPS系统通过EPS电子控制单元对EPS电机进行转向回正控制。回正控制功能（二）EPS系统工作原理汽车转向时，扭矩及转角传感器把检测到的扭矩及角度信号的大小、方向经处理后传给EPS电子控制单元，EPS电子控制单元同时接收车速传感器检测到的车速信号，然后根据车速传感器、扭矩及转角传感器的信号决定电机的旋转方向和助力扭矩的大小。同时电流传感器检测电路的电流，对驱动电路实施监控，最后由驱动电路驱动电机工作，实施助力转向。EPS系统工作原理如左图所示。（三）C-EPS系统电路原理图EPS系统电气原理图（三）C-EPS系统电路原理图C-EPS线束端引脚定义（测试端视图）电机电源整车信号（三）C-EPS系统电路原理图C-EPS电子控制单元板端引脚定义（三）C-EPS系统电路原理图C-EPS电子控制单元板端引脚定义PART03秦EV转向系统维修注意事项本车配备有安全气囊（SRS），包括前排双安全气囊、侧安全气囊和侧安全气帘。如果不按正确的次序操作，可能会引起安全气囊在维修过程中意外打开，并导致严重的事故。故维修之前（包括零件的拆卸或安装、检查或更换），一定要阅读安全气囊系统的注意事项。三、秦EV转向系统维修注意事项本车电动助力转向系统带有主动回正控制功能及遥控驾驶功能，转向系统（包括电动助力转向管柱总成、中间轴总成、机械转向器总成、EPS电子控制单元总成等)中任一零部件经过拆换后，需重新进行车辆四轮定位，并标定转角信号，同时标定ESP转角信号。标定转角以后，车辆重新上ON档电源清除残留故障码。注意：转角信号标定前，禁止进行遥控驾驶操作，否则可能会引起严重损坏故障；用诊断仪进行标定操作时，把手离开转向盘，转向盘不能受外在力的影响，否则可能会引起严重损坏故障。三、秦EV转向系统维修注意事项方向盘转角信号标定流程点击控制单元

点击ESC网三、秦EV转向系统维修注意事项方向盘转角信号标定流程

选择电动助力转向

点击特殊功能三、秦EV转向系统维修注意事项方向盘转角信号标定流程

注意车辆要经过四轮定位方可标定三、秦EV转向系统维修注意事项方向盘转角信号标定流程

三、秦EV转向系统维修注意事项避免撞击电动助力转向管柱总成，特别是传感器、EPS电子控制单元、EPS电机和减速机构。如果电动助力转向管柱总成跌落或遭受严重冲击，需要更换一个新的电动助力转向管柱总成。1移动电动助力转向管柱总成时，请勿拉拽线束。在从转向器上断开转向管柱或者中间轴之前，车轮应该保持在正前方向，车辆处于断电状态，否则，会导致转向管柱上的时钟弹簧偏离中心位置，从而损坏时钟弹簧。23三、秦EV转向系统维修注意事项断开转向管柱或者中间轴之前，车辆处于断电状态。断开上述部件后，不要移动车轮。不遵循这些程序会使某些部件在安装过程中定位不准。4转向盘打到极限位置的持续时间不要超过5秒钟，否则可能会损坏助力电机。5三、秦EV转向系统维修注意事项在进行转向系统的故障排查时，根据车辆表现出来的症状，需要一一的进行故障原因的分析。如上表所示。三、秦EV转向系统维修注意事项确定故障类型后，进行故障分析和排查，具体的故障分析和排查方法如下表所示。三、秦EV转向系统维修注意事项。确定故障类型后，进行故障分析和排查，具体的故障分析和排查方法如下表所示。三、秦EV转向系统维修注意事项。确定故障类型后，进行故障分析和排查，具体的故障分析和排查方法如下表所示。三、秦EV转向系统维修注意事项。确定故障类型后，进行故障分析和排查，具体的故障分析和排查方法如下表所示。三、秦EV转向系统维修注意事项工作计划工作计划步骤作业内容负责人1

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表3-1-6工作方案表进行决策1.各组派代表阐述资料查询结果。2.各组就各自的查询结果进行交流，并分享技巧。3.教师结合各组完成的情况进行点评，选出最佳方案。

任务实施

一、任务准备（一）设备及工具准备表2-1-4设备及工具准备序号设备及工具名称数量1四轮定位仪1个2绝缘防护套装1套3绝缘工具套装1套4常规工具套装1套5比亚迪秦EV整车1辆（二）场地准备1.任务实施前，需要做好场地防护准备，检查实训场地和设备设施是否存在安全隐患，如发现不正常的地方，需及时报告老师或实验员进行处理后，方可实施任务。2.本实训任务用到实车，任务实施前需要在车辆周围围上隔离带，并摆上注意安全提示牌。一、任务准备（三）安全防护准备（四）其他辅助准备1.检测各个设备以及所需要器材是否完好；2.涉及到高压安全操作，务必做好充分防护操作。1.汽车维修手册2.教材3.实训工作页4.笔5.车辆检查，并填写表1-1-22。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项本车配备有空气囊（SRS），包括前排双空气囊、侧空气囊和侧安全气帘。如果不按正确的次序操作，可能会引起空气囊在维修过程中意外打开，并导致严重的事故。故维修之前（包括零件的拆卸或安装、检查或更换），一定要阅读空气囊系统的注意事项。1本车电动助力转向系统带有主动回正控制功能及遥控驾驶功能，转向系统（齿轮齿条式电动助力转向器总成等）经过拆换后，需重新进行车辆四轮定位，并标定扭矩转角信号，同时标定EPS转角信号。标定扭矩、转角以后，车辆重新上ON档电源清除残留故障码。21.更换注意事项二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项1.更换注意事项二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤一：断开万向节前，必须拆除转向盘。否则，可能会损坏时钟弹簧。2.更换电动助力转向器总成流程步骤二：拆转向盘。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤三：拆卸万向节防尘罩总成I，断开管柱与转向器的连接万向节防尘罩总成Ⅱ与前围板过盈压紧，落下转向器后，万向节防尘罩总成Ⅱ与前围板即可分离。断开管柱与转向器，如下图所示。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤四：拆卸前轮。2.更换电动助力转向器总成流程步骤五：拆掉摆臂与摆臂球头销总成的安装螺栓和螺母。步骤六：分离左/右侧外拉杆总成与转向节的连接。步骤七：拆下开口销和六角开槽螺母。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤八：从转向节上分离左/右侧外拉杆总成。如下图所示为分离左/右侧外拉杆总成与转向节的连接示意图。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤九：拆掉稳定杆拉杆球头总成；2.更换电动助力转向器总成流程步骤十：用举升设备顶住副车架主体总成，拆掉副车架主体以及前副车架前、后安装支架与车身的八个连接螺栓。（参照前副车架总成拆卸流程）；步骤十一：拆掉横向稳定杆总成。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤十二：拆卸机械转向器带横拉杆总成。如下图所示，为紧固件所在位置图示。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤十三：固定机械转向器带横拉杆总成。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤十四：拆卸左侧外拉杆总成。如下图所示，为拆卸电动助力转向器带横拉杆总成的装配标记。（a）在左外拉杆总成与内拉杆上做好装配标记。（b）拆卸左外拉杆总成与拉杆锁紧螺母。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤十五：拆卸右侧外拉杆总成

提示：执行与左侧相同的操作流程。2.更换电动助力转向器总成流程二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤一：检查左侧横拉杆外球头。（a）将左侧横拉杆外球头固定在台钳上。

小心：不要过度紧固台钳！（b）将螺母安装至双头螺栓。（c）前后晃动螺栓5次。（d）将扭矩扳手放置螺母上、以3-5秒种一圈的速度连续转动球节、并检查转动过程中是否有卡滞等异常现象。

提示：如果转动过程中有卡滞等异常现象，换上新的左侧横拉杆外球头。3.转向系统的检查二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤二：检查右侧横拉杆外球头。

提示：执行与左侧相同的操作程序。3.转向系统的检查步骤三：检查转向器空载力矩。

用扭矩扳手检查转向器空载力矩是否有卡滞等异常现象。

小心：检查转向器齿条中心位置附近。

提示：如果转向器空载力矩有卡滞等异常现象，换上新的转向器总成。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤四：波纹防尘罩的检验。

用专用工具，转动小齿轮，检查左右防尘罩是否有龟裂或者损伤。

提示：如果齿条波纹防尘罩有龟裂或者损伤，更换新的齿条波纹防尘罩及卡箍。3.转向系统的检查步骤五：转向横拉杆球头端防尘罩的检查

用手指用力压防尘罩，检查在防尘罩上是否有龟裂或者损伤。

提示：如果防尘罩上有龟裂或者损伤，则要更换转向横拉杆外球头。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤一：安装左外拉杆总成。

将拉杆锁紧螺母和左外拉杆总成连接到转向器上。如下图所示，为安装电动助力转向器带横拉杆总成。

提示：调整前束后拧紧锁紧螺母，力矩70N•m。4.转向系统的安装二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤二：安装右外拉杆总成。

提示：执行与左侧相同的操作流程。4.转向系统的安装二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤三：安装机械转向器带横拉杆总成。

用紧固件将机械转向器带横拉杆总成安装至前副车架总成上。

注意：螺栓需要从后往前安装。

紧固力矩：90N·m4.转向系统的安装二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤四：安装稳定杆及拉杆球头总成。4.转向系统的安装步骤五：安装前副车架总成。（参考前副车架总成装配流程）二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤六：连接左外拉杆总成。

（a）用六角开槽螺母将左外拉杆总成连接左转向节。

紧固力矩：50N·m。

小心：如果开口销孔未对齐，将螺母进一步拧至对齐。

（b）安装新的开口销。4.转向系统的安装步骤七：连接右外拉杆总成。

提示：执行与左侧相同的操作流程。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤八：安装摆臂与摆臂球头销总成（参考摆臂总成装配流程）。4.转向系统的安装步骤九：将转向器与副车架上抬，万向节防尘罩总成Ⅱ也随之压紧在前围板上。

注意：注意发泡胶不应出现扭转，倾斜等不符合装配要求的情况。步骤十：连接管柱总成与转向器。若有缺齿并齿结构，需要对齐。二、实施步骤（一）比亚迪秦EV电动助力转向系统组件的更换流程及注意事项步骤十一：安装万向节防尘罩总成Ⅰ。4.转向系统的安装步骤十二：安装前轮，紧固力矩：120N·m。步骤十三：调整四轮定位。提示：四轮定位完成后，拧紧拉杆锁紧螺母。紧固力矩：70N·m。步骤十四：进行转角信号标定。评价反馈课后作业各组代表展示汇报PPT，介绍任务的完成过程。01以小组为单位，请对各组的操作过程与操作结果进行自评和互评，并将结果填入学生评价表。02教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入教师对学生评价表中。03完成评价表预习下一个任务复习先告诉他人你的结论，再讲述你的依据，自下而上地思考，自上而下地表达先告诉他人你的结论，再讲述你的先告诉他人你的结论，再讲述你的依据，自下而上地思考，自上而下地表达先告诉他人你的结论，再讲述你的.谢谢聆听！TIME：2022任务二测量电动助力转向系统的信号能力模块六掌握电动助力转向系统知识及信号测量方法《新能源汽车电气技术》□理解电动助力转向系统的工作原理。□能通过维修手册查找到电动助力转向系统的针脚端子。□会根据维修手册的指引进行电动助力转向系统信号的测量，并给出维修结论。□获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决问题的方法，形成创新意识。□具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。□具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。任务目标重点：1、能够理解比亚迪秦EV电动助力转向系统的工作原理。难点：

1、能够完成比亚迪秦EV电动助力转向系统信号测量、数据分析、故障原因分析及排除。重难点

驾驶员启动车辆后，EPS指示灯会点亮，并保持2~3秒后熄灭，此种情况，说明EPS指示灯及系统运行正常。车辆启动后，如果转向系统有任何问题，则EPS故障报警灯应立即显示，说明电动助力转向系统出现了问题。出现的问题一般会包括机械部分和电控部分。对于机械部分的组件更换，在前面的任务中我们已经学习过，对于电控部分的问题，就需要借助诊断设备和对相关信号的测量来进行判断分析。任务导入任务分组PARTONE电动助力转向系统的基本参数PARTTWO比亚迪秦EV电动助力转向系统的工作原理目录CONTENTS获取信息PART01电动助力转向系统的基本参数一、电动助力转向系统的基本参数电动助力转向系统至少需要三个输入参数：方向盘的位置，方向盘转向扭矩和车速。电动助力转向系统都有专用的ECU来控制该系统中的电机。作为车辆的稳定性控制系统的一部分，电动转向ECU会与其他ECU保持通信，相互作用。方向盘的位置由滑动电位器、霍尔传感器或旋转变压器来确定。如果车辆有泊车辅助功能（停车时，自动操控车辆的方向盘摆正，不需要驾驶人员操作），EPS系统通常会安装一个旋转变压器，因为相比电位计或霍尔效应传感器而言，旋转变压器能够更准确地报告方向盘的位置。一、电动助力转向系统的基本参数因为车辆的前轮不转动时不需要辅助系统工作，大多数电动助力转向系统必须进行校准，以识别被称之为方向盘的“零点位置”或标准值。如果车辆的电动转向装置在车轮转向得同时也在进行校准，则车辆可能被拉至一边。停车且轮胎朝向正前方；向左或向右轻轻转动转向盘，检查转向盘的自由行程。如左图所示，转向盘最大自由行程不大于30mm。如果自由行程超过最大值，需对转向系统进行检查。一、电动助力转向系统的基本参数方向盘转向力是由扭矩传感器通过测量转向轴组件中扭杆的扭力大小而计算得出的。扭矩传感器产生与扭杆扭力大小成比例的电信号。该信号被电动转向ECU采用，与其他相关参数一起进行运算。一、电动助力转向系统的基本参数PART02比亚迪秦EV电动助力转向系统的工作原理二、比亚迪秦EV电动助力转向系统的工作原理汽车转向时，扭矩及转角传感器把检测到的扭矩及角度信号的大小、方向经处理后传给EPS电子控制单元，EPS电子控制单元同时接收车速传感器检测到的车速信号，然后根据车速传感器和扭矩及转角传感器的信号决定电机的旋转方向和助力扭矩的大小。同时电流传感器检