EPS工作原理及常见故障

目录一、EPS系统概述二、EPS系统各元件的组成及工作原理三、EPS系统电路分析四、EPS系统的维修五、EPS系统常见故障的维修方法六、EPS系统的特殊故障及排除方法七、EPS系统的维修注意事项一、系统概述电动转向系统（EPS，ElectronicPowerSteering）是未来转向系统的发展方向。该系统由电动机直接提供转向助力，省去了液压动力转向所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境，另外，还具有调整简单、装置灵活以及无论在何种工况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。EPS控制模块EPS电机及转向管柱总成电动转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思路，该系统由转向传感器、车速传感器、助力机械装置、电动机及微电脑控制单元组成。该系统工作时，转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号，与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电动机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。EPS指示灯1、EPS系统的构成2、EPS系统工作原理电脑根据车速传感器、发动机转速传感器、扭矩传感器等信号来控制伺服电机电流的大小及方向，同时控制离合器的工作。跟当车速小于80K/h时，电机便产生一个转向力矩，力矩的大小与车速成反比与扭矩成正比。电动转向系统将最新的电力电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统，能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。该系统突出的优势体现在以下几个方面：A、降低了燃油消耗；B、增强了转向跟随性；C、改善了转向回正特性；D、提高了操纵稳定性；E、提供可变的转向助力；F、采用“绿色能源”，适用现代汽车的要求；G、系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越；3、EPS系统的特点1、电子控制器电子控制器是由微处理器、A/D（数字/模拟）转换器、I/O（输入/输出）装置等组成。二、EPS系统各元件的组成及工作原理工作时，扭矩信号经A/D转换器输入到微处理器，微处理器根据各传感器的输入信号确定助力转矩的幅值和方向，通过控制驱动电路来控制电动机，电子控制器还具有自诊断功能及通过控制离合器实现安全保护功能。2、伺服电机电动机与起动用的直流电动机原理相同，采用永磁磁场。EPS直流电动机可实现正反转控制，并通过控制触发信号端电流大小来控制通过电动机电流的大小，即可以控制电动机输出转矩的大小。其作用是电动助力只有在预定的车速范围内起作用。当汽车行驶速度超过系统限定的最大值时，电磁离合器便切断电动机的电源，使电动机停转，离合器分离，不起传递助力的作用。3、离合器4、发动机转速感器通过发动机点火线圈的点火信号，确定发动机的转速信号，并通过ECU转换成数字信号，其一端送仪表，另一端输入到EPS电子控制器。车速传感器根据车速大小产生成比例的信号并将该信号转换出相应的车速读数，同时把它转化成双倍周期的方波信号输入EPS电子控制器。5、车速传感器（VSS）6、扭矩传感器通过转向管柱机械部分滑套带动转向指销轴承转动，产生一个转向方向及转矩信号送给电子控制单元。电控单元用该信号来控制电机的电流大小及方向。7、机械部分三、EPS系统电路分析101112A12A11A8A7B1B2B3B4B5A1A2A3A4A5A6A9A1034115A30AB/RB/WV5BrGBWRB2B1/WV/G139BYB1RA8A10A9A12A11A2A3A7A6A5A4B3B4B5B27861.EPS控制模块2.诊断开关3.扭矩传感器4.屏蔽线5.转速传感器6.车速传感器7.蓄电池8.点火开关9.电机离合器10.控制模块扭矩传感器插座11.电源及输入信号插座12.控制模块电机及离合器插座13.控制故障灯2、线束的连接序号线号名称负载颜色线径1B1空———2B2+5V5~10mAR0.5mm23B3GND5~10mAG0.5mm24B4扭矩信号15mAB0.5mm25B5扭矩信号25mAW0.5mm26A1空———7A2诊断控制10mAB1/W0.5mm28A3指示灯5~20mAV/G0.5mm2序号线号名称负载颜色线径9A4发动机转速10mABr0.5mm210A5车速信号10mAV0.5mm211A6ON开关10mAB/W0.75mm212A712V电源32AB/R2.5mm213A8电源地32AB2.5mm214A9离合器正1AB/B10.75mm215A10离合器负1AB/r0.75mm216A11电机正30AR2.5mm217A12电机负30AB12.5mm2四、EPS系统的维修1、控制流程图①自诊断功能当点火开关在ON位置和发动机起动时，控制模块可以诊断下面部件发生的故障，并通过故障指示灯显示故障结果。1、扭矩传感器2、车速传感器3、发动机转速传感器4、电机5、离合器6、控制模块系统检查和故障指示灯调取按下述操作：当点火开关在ON位置，发动机在起动状态，诊断线接头没有接地时，在上述部件内如果没有故障存在，指示灯亮约2秒后关闭，这是检查指示灯泡和系统电路，当控制模块发现上述部件内产生故障时，指示灯亮，警告驾驶员发生故障，同时在控制模块的备份存贮器里存贮故障代码。当诊断开关接地进，通过指示灯闪动，控制模块控制故障指示灯显示故障代码。当检查故障时，发动机必须运转。②.安全防护功能当出现异常的DTC时，控制模块将关闭电机和离合器。2、控制模块在故障诊断中的注意事项：①.当产生两个或更多的故障，故障诊断代码总是从最小的代码开始依次显示。②.当点火电开关打开和发动机不起动时，显DTC22（发动机速信号），但是当发动机起动时，如果显示正常变化，就意味着正常。③.由于故障诊断代码（DTC）存储在控制模块的备份存储器中，所以在维修后，一定要清除存储器中的代码，清除方法是将故障诊断线接地，显示故障代码三次。3、故障诊断④.参阅故障代码诊断表，记下显示的故障代码，对故障进行处理。⑤.故障诊断代码（DTC）的显示(1)找到故障诊断线“A2”(2)将故障诊断线“A2”接地(3)起动发动机（如发动机没起动，将显示DTC22）(4)当产生两个或更多的故障时，故障诊断代码（DTC）总是从最小的代码开始依次显示。4、故障诊断代码表4、“EPS”指示灯线路检查.在点火开关打开时，“EPS”指示灯不亮5、DTC11扭矩传感器的主线路（主线路断开或短路）DTC13扭矩传感器（在主线路和扭矩传感器的辅助线路输出之间很大差异）DTC14扭矩传感（扭矩传感器电源电压过高或过低）6、DTC22发动机速度信号（没有发动机信号输入）DTC41电机（电机电压过高过低）DTC43电机（电机电流过高）DTC42电机（控制模块显示的电流和实际流到电机的电流之间差异较大）DTC44电机（控制模块有输出信号，电机不起动）DTC45电机（实际流到电机的电流比通过控制模块输出的电流值低）DTC14扭矩传感（扭矩传感器电源电压过高或过低）7、DTC41电机8、DTC51离合器线路（离合器线路断开或短路）9、电压检查1.在点火开关OFF时，从车身上拆下控制模块；2.将控制模块插件连接到控制模块上3.参阅下表检查插件各端子电压；4.当点火开关在ON位置时，确认蓄电池是11V或更高案例1：电动助力失效该故障产生的原因有四种:A.接插件接触不良，接插处退片、退套、虚接与虚焊的情况。处理方法：先找出故障代码，以判断是传感器部分还是电机部分或是控制模块部分的线索。再用万能表检查控制模块处接口有无额定电压、电流流入，找出原因后，将接插处线索使之接触良好即可。B.扭矩传感器超出额定行程。左右往一方向扭矩传感器额定行程为45度，如超出22.5度的额定行程，控制模块受不到应收到的扭矩信号，控制模块不指挥伺服电机工作，系统自然失效。这种情况普遍反映在当方向盘往一个方向打到死角时，即EPS灯显示故障，当你清除故障后又会重复出现。处理方法：更换转向管柱总成C.电动助力转向系统失效后，EPS灯不显示故障代码或显示52、53、54故障代码，即判定为控制模块故障。处理方法：更换控制模块总成D:误判：所谓误判，就是说没有清除控制模块所记忆的故障。当你在更换转向柱总成以后，转向柱总成所包含的扭矩传感器、电机所产生的故障仍保留在控制模块的储存器里，必须清除后，系统才能正常工作。处理方法：清除储存的故障代码，必须使全部储存故障代码连续显示三次以上才能消除。五、EPS系统常见故障的维修方法案例2：方向跑偏故障现象：车辆行驶过程中方向往一边跑或起动发动机后，方向原地朝一边跑。维修思路：A、常规检查：轮胎气压是否正常？前轮前束是否正常？B、调整扭矩传感器：让车辆保持正前方位置停在原地，打开点火开关到ON位，用万用表检测扭矩传感器的电压是否分别为2.5V（绿与白；绿与黑）。C、更换总成。A.主要因素是扭矩传感器的电位器松动后跑位。处理方法：用专用仪器或万能表重新调整电位器的位置。首先让电位器安装到0位（即中间位置），用专用仪器测量时，使正、反两方向数值相等。用万能表测量时使左右两输出线电阻值相等即可。然后紧固螺栓，打胶封盖。B次要因素是：当停车或刹车太快时，扭矩传感器在没有回到0位的情况下又马上重新启动车辆。方向盘有轻微向左向右偏移属正常现象。如果车辆停下来以后，四轮对中，手不扶方向盘，重新启动车辆时，方向仍有向左或向右少许跑位时，并不影响消费者使用。如有强烈要求、则更换控制模块。处理方法：向消费者解释或更换控制模块案例3：当车辆启动后，方向盘突然向左或向右窜动。案例4：方向盘发抖故障现象：汽车行驶中方向盘抖动。维修思路：A、常规检查：轮胎是否变形？轮胎动平衡是否正确？B、更换电机（是否是电机与蜗杆配合不当引起）。C、更换总成。案例5：方向异响故障现象：车辆在行驶中方向发出异响。维修思路：A、如果只在颠簸路面上有轻微的响声，属于正常现象。B、是否是机械部分连接松动引起异响。注意：当方向异响时，如果在符合国家规定的标准内，不得随意更换，应向客户解释。案例6：回正性能故障汽车的回正是一个综合性因素，一般与与汽车电动助力系统关系不大，如果当车辆在30公里/小时加速时仍不回正，则与本系统的机械性能有关。处理方法：更换转向管柱总成案例7：助力时有时无故障现象：汽车在行驶时助力时有时无，或把发动机重新起动后，又恢复正常。维修思路：A、检查各插头及连接线是否接触良好？B、如车辆在行驶过程中EPS灯亮，读故障码为42、43、44、45或51，消除故障后重新出现，此时应更换电机。C、检查是否是没有一次性起动发动机或长时间原地打方向。D、更换ECU总成。案例8：无助力故障现象：汽车行驶时，无助力，且故障灯不亮，无法读取故障码。维修思路：A、检查供电、搭铁是否良好？B、检查线路连接是否良好？C、检查ECU是否损坏？所谓特殊故障，就是鲜见故障。举例说明如下：1.左、右两个方向，一个方向转向沉重，似乎完全没有转向助力。一个方向正常，没有故障代码显示。判断及处理：属控制模块故障，更换控制模块。2.不能上锁故障、当您不经意敲击了方向盘之后，你就发现停车时不能锁车了，即锁心无法进入方向杆轴的锁槽。其原因时我们电动助力系统采用的是吸能式管柱。方向杆轴在敲击时会造成锁槽错位，因此不能上锁。处理方法：更换转向管柱总成。3.助力时有时无，不显示故障代码。处理方法：在检查线束正常的情况下，更换控制模块。4.转向柱卡死，就是说在行驶中不能转方向了，为机械故障。处理方法：立即更换转向柱总成六、EPS系统的特殊故障及出来方法1.出现故障时必须记录故障代码，以判定那个部位出现故障，作为维修或三包件更换的依据。2.转向柱总成只允许更换电机、调整电位器、不允许撤拆总成、重新组合安装。3.控制模块不允许自行拆开更换元器件