汽车底盘电控系统检修 课件 项目四 任务二 电动式电控动力转向系统故障诊断与维修

学习情景四电控动力转向系统故障诊断与维修目录CONTENTS开创新局面迈步新征程TakeanewjourneyBreaknewground任务一

液压式电控动力转向系统故障诊断与维修任务二

电动式电控动力转向系统故障诊断与维修任务三

四轮转向系统构造与原理1、掌握液压式电控动力转向系统故障诊断与维修；2、掌握电动式电控动力转向系统故障诊断与维修；3、了解四轮转向系统构造与原理。学习目标02任务二电动式电控动力转向系统

故障诊断与维修工作原理组成构造故障维修1.电动式电控动力转向系统电动机代替了液压泵、液压缸的动力，电动机由汽车电源供电。当驾驶员转动转向盘时，电动式电子控制动力转向系统中的传感器检测其运动情况，使电动机产生足够的动力带动转向轮做适当的偏转。电动式电子控制动力转向系统中用电子开关代替了液压式动力转向系统中的液压分配阀。1-转向盘2-输入轴（转向轴）3-ECU4-电动机5-电磁离合器6-转向齿条7-横拉杆8-转向车轮9-输出轴10-扭力杆11-扭矩传感器12-转向齿轮1.1工作原理电动式电子控制动力转向系统的工作原理是ECU根据汽车行驶速度信号、转向盘转矩及转角信号，计算得出控制指令控制电动机及减速机构产生转向动力转矩，使汽车行驶在低、中和高速下都能获得最佳的转向操作性。电动机连同离合器和减速齿轮一起，通过一个橡胶底座安装在左车架上。电动机的输出转矩由减速齿轮增大，并通过万向节、转向器中的动力小齿轮把输出转矩送至齿条，向转向轮提供转矩。当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到ECU。ECU根据这些输入信号，确定转向动力扭矩的大小和方向，即选定电动机的电流大小和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构增加扭矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。当车速较低或原地打方向控制电机旋转获得转向动力；当车速高于设定速度时，电机不提供动力输出就变成了普通转向系统。1.2EPS系统的关键部件EPS与液压助力转向系统相比较，主要区别在于以下几个关键部件：电动机、减速机构、转矩传感器和车速传感器、ECU控制单元。1.2EPS系统的关键部件1）助力电机助力电动机是EPS的核心执行元件，其安装结构如图4-23所示。随着人们对车辆使用轻便性的要求越来越高，对电机的输出扭矩要求也在不断增强。如果扭矩不够高，直接反映给驾驶员路况与驾驶手感不协调。助力电动机应具备以下要求：大功率、低噪声、低振动、较小的体积和质量；还应具有起动快速、转矩惯量比大的性能；接到指令后反应时间短，说明灵敏度高；电机的转速随控制信号呈连续线性变化，说明电机运行具有较高的可靠性；能够在恶劣条件下运行良好。1.2EPS系统的关键部件2）减速机构减速机构是起减速增扭作用的装置，其结构如图4-24所示，电机小齿轮带动减震器上的大齿圈速度降低力矩得到增大。常用的有蜗轮蜗杆式、滚珠螺杆螺母式和行星齿轮式等。有的减速机构还与离合器配合工作，完成转向。减速机构对系统工作性能的影响较大，要求减速机构具有低噪声、高效率的特性。1.2EPS系统的关键部件3）转矩传感器转矩传感器将机械信号转化成电子信号，把测量到的驾驶员作用在方向盘上的力矩大小和方向以及转向盘转角的大小和方向转成电子信号传至ECU。其结构如图所示。它是EPS系统中的关键部件，其监测的准确性直接影响转向精度。精确、可靠、低价格是对转矩传感器的基本要求。1.2EPS系统的关键部件4）车速传感器车速传感器用来监测车速信号。车辆行驶过程中，由于不同路况车速处于不断变化之中，不同车速下相同的方向盘转角时的侧向加速度并不相等，驾驶员的手感力矩也不同。要使驾驶员有合适的路感，则转向助力系数就要不断调整。为满足功能要求，要求传感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，结构紧凑，制造成本低。1.2EPS系统的关键部件4）车速传感器车速传感器用来监测车速信号。车辆行驶过程中，由于不同路况车速处于不断变化之中，不同车速下相同的方向盘转角时的侧向加速度并不相等，驾驶员的手感力矩也不同。要使驾驶员有合适的路感，则转向助力系数就要不断调整。为满足功能要求，要求传感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，结构紧凑，制造成本低。1.2EPS系统的关键部件4）车速传感器车速传感器用来监测车速信号。车辆行驶过程中，由于不同路况车速处于不断变化之中，不同车速下相同的方向盘转角时的侧向加速度并不相等，驾驶员的手感力矩也不同。要使驾驶员有合适的路感，则转向助力系数就要不断调整。为满足功能要求，要求传感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，结构紧凑，制造成本低。1.2EPS系统的关键部件5）ECU控制单元ECU是EPS系统的核心控制部分，接收转矩传感器和车速传感器发来的信号，进行转换、运算分析，向执行器助力电机发出动作指令，决定助力作用的大小与方向，其安装位置如图4-26所示。大部分ECU都具有安全保护和自诊断功能。控制单元应具有良好的抗干扰性、运算快速精准、实时测控能力强等特点。2.三菱轿车电动式电控动力转向系统简介三菱某轿车所用电子控制电动式动力转向系统的组成如图所示。它主要由ECU、直流电动机和离合器、车速传感器、转矩传感器和转向机总成等组成。2.三菱轿车电动式电控动力转向系统简介该系统工作时，ECU根据车速等传感器信号，控制转向盘上的操纵力，驱动转向齿轮箱内的电动机，实现助力控制。当车速高于设定速度时，就变成了普通转向系统。当系统出现故障时，自我修正功能发挥作用，断开电动机的输出电流，也恢复到普通的转向系统，同时速度表内的警告灯点亮，以通知驾驶员动力转向发生故障。2.三菱轿车电动式电控动力转向系统简介1）

电动机和离合器系统ECU根据车速的快慢来控制输入电动机的工作电流大小，车辆在停驶和极低速状态下电动机电流最大，助力作用大。电动机产生的助力经离合器传动齿轮减速后，起到助力作用。考虑到电动机工作转速高力矩小无法满足转向性能要求，因此必须要使用行星齿轮机构减速增矩后再驱动转向轴获得足够大的助力效果，电动机的行星齿轮机构如图所示。行星齿轮机构可以分为输入轴和行星齿轮两部分，它们通过一个太阳轮啮合。2.三菱轿车电动式电控动力转向系统简介2）转矩传感器转矩传感器的功能是将转动转向盘时转矩的转角变为转向信号，输送给ECU。一般转矩杆的扭转角度设定4°左右，这是由于采用行星齿轮机构，使转矩传感器的检测精度提高。3）车速传感器车速传感器是一种电磁感应式传感器，安装在变速器上，作用是根据车速的变化，把主、副系统的脉冲信号输送给ECU，车速传感器每转动一周产生8个脉冲信号。由于是主、副两个系统，故信号可靠性提高。2.三菱轿车电动式电控动力转向系统简介4）汽车交流发电机的L端子利用交流发电机的L端子电压，可以判断出发电机是否运转，所以这里把交流发电机的L端子看成是向ECU输送信号的一个传感器。直流电动机的最大电流约为30A，在发动机不起动时，转向系统的工作由蓄电池供电；发动机工作时，由发电机供电。5）电子控制系统电子控制系统由一个8位单片机MC6805及外围电路组成。

它负责收集车速传感器和转矩传感器传来的主副信号，发送指令给电磁离合器和直流电动机工作。3故障检修1.故障案例1（1）故障现象一辆丰田锐志轿车，在行驶过程中转向异常沉重，同时转向故障指示灯点亮。（2）故障诊断与排除根据故障现象，先进行故障自诊断，读取故障码。输出故障码为C1525、C1526、C1528。其含义是转向盘转角传感器初始化未完成，以及电动机旋转角度传感器故障。查阅维修资料得知，当出现C1528故障码时，系统进入失效保护状态，动力转向系统停止工作。用丰田专用故障诊断仪IT—II清除故障码，C1528可以清除，而C1525、C1526始终无法清除。再对转向盘转角传感器进行初始化，结果检测仪显示初始化失败，说明电动机旋转角度传感器确实存在故障。拔下转向盘转角传感器插头进行检查，在拔下插头时发现其内部有进水的痕迹，端子已覆盖了一层绿色的铜锈，出现腐蚀现象。3故障检修1.故障案例1（1）故障现象一辆丰田锐志轿车，在行驶过程中转向异常沉重，同时转向故障指示灯点亮。（2）故障诊断与排除根据故障现象，先进行故障自诊断，读取故障码。输出故障码为C1525、C1526、C1528。其含义是转向盘转角传感器初始化未完成，以及电动机旋转角度传感器故障。查阅维修资料得知，当出现C1528故障码时，系统进入失效保护状态，动力转向系统停止工作。故障排除非常简单，清除插头内的水分和铜锈，再用丰田专用故障诊断仪IT—II对电动机转向盘转角传感器进行初始化，EPS灯不再点亮，转向盘转动轻松灵活，故障彻底排除。插头进水使传感器信号发生短路，ECU接收不到转向盘转角传感器信号，使电动动力转向系统进入保护状态，转向助力停止工作，ECU同时记录故障码C1528。5故障检修2.故障案例2（1）故障现象2012年产丰田卡罗拉，进厂维修时拆卸过仪表台后转向出现沉重。在维修之前转向正常，过后出现转动方向盘转向盘沉重，偶尔能有一下助力，其他时间与车辆熄火时转动方向盘感觉相同。此车配备的电动助力系统。（2）故障诊断与排除

发现此车出现故障后，先对其进行试车，发出情况相符，偶尔能有一下助力。确认故障现象后做如下检查。1）检