电动式动力转向系统简称EPS

第五章电子控制动力转向系统第一节电子控制电动式动力转向系统（EPS）第二节电子控制液压式动力转向系统第三节电控动力转向系统电路的检修电子控制动力转向系统可分为电子控制液压式和电子控制电动式转向系统两种。第一节电子控制电动式动力转向系统（EPS）电子式动力转向系（EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的电动助力转向系统，使转向系统结构更为紧凑。一、电动式动力转向系统的组成电动式动力转向系统简称EPS，基本组成如图5-1所示，EPS主要由车速传感器、转矩传感器、转向角传感器、电子控制器ECU、电动机、电磁离合器及减速机构等组成。二、电动式动力转向系统的工作原理1．转向扭矩传感器当驾驶员操纵转向盘时，转向扭矩传感器根据输入力的大小，产生相应的电压信号，由此电动转向系就可以检测出操纵力的大小，同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速，再控制电动机的电流，形成适当的转向助力。转向扭矩传感器具有检测转向盘的操纵方向和操纵力的功能。在任何情况下，利用电位表即可检测出该传感器的信号，转向扭矩传感器如图5-2所示。转向扭矩传感器的检测对于转向扭矩传感器的好坏，可通过检测传感器线圈的电阻和传感器的电压来进行判断，下面以三菱“Minica”微型车为例：①转向扭转传感器线圈的检测。从转向器上拨开转向扭矩传感器插接器，其端子排列如图5-3所示，用万用表电阻（R）挡测3号与5号、8号与10号端子间电阻值，若所测值不符合原厂标准值，则转向扭转传感损坏。②转向扭转传感器电压的检测。用万用表电压（U）挡对上述各端子之间电压测试时，需将转向盘位于中间位置，正常电压值应为2.5V，若电压值在4.7V以上为断路，0.3V以下为短路。2．电动机电动式转向系所用的电动机是将汽车用电动机加以改进。有的电动机转子外圆表面开有斜槽，有的则改变定子磁铁的中心处或端部的厚度。电动机工作有一定速度范围，若超出规定速度范围，则由离合器使电动机停转并消除电动机惯性的影响。同时，当转向系发生故障时，离合器分离，此时恢复手动控制转向，保证汽车正常行驶。电动机的检测：以三菱“Minica”微型车为例，从转向器上断开电动机插接器，其端子排列如图5-3a所示，给电动机加上蓄电池电压（12V)，此时，电动机应有转动声音，若没有声音更换电动机总成。3．电磁离合器图5-4所示是一种电磁离合器的结构示意图，主要由电磁线圈、主动轮、从动轴、压板等组成。工作时，电流通过滑环进入电磁线圈，主动轮便产生电磁吸力，花键的压板就被吸引，并与主动轮压紧。于是电动机的输出转矩便经过输出轴→主动轮→压板→花键→从动轴传递给执行机构（蜗轮蜗杆减速机构）。电磁离合器的主要功用是保证电动助力只有在预定的车速范围内作用。电磁离合器的检测以三菱“Minica”微型车为例，从转向器上断开电磁离合器，插接器如图5-3b需将蓄电池正极接在1号端子，当负极与6号端子接通或断开的瞬间，此时，电磁离合器有工作声响，若没有声响则电磁离合器有故障，应更换电磁离合器总成。4．减速机构图5-5所示，减速机构主要由蜗轮和蜗杆构成，蜗杆的动力来自于电磁离合器和电动机，经蜗轮减速增扭后，传送给转向轴，然后再通过其他部件传送给转向轮，以实现转向助力。5、电子控制（ECU）EPS电子控制器（ECU）的基本组成见图5-6。工作时，转向转矩和转向角信号经过A/D转换器被输入到中央处理器（CPU），中央处理器根据这些信号和车速计算出最优化的助力转矩。控制元件（ECU）的检测：控制元件（ECU）具有故障自我诊断功能，当发生异响时，能停止助力。同时，ECU可以记忆异常内容，并将其用脉冲个数显示出来，见表5-1。第二节电子控制液压式动力转向系统电子控制液压式动力转向系统又称连续型动力转向（PPS），PPS是按照车速的变化由电子控制油压反力调整动力转向器，从而使汽车在各种行驶条件下转向盘上所需的转向操纵力达到最佳状态，所以，有时也把这种PPS称为反力式电子控制力转向系统。一、电子控制液压式动力转向系统的基本构成电子式控制液压式动力转向系统结构原理如图5-7所示，主要由车速传感器、电子控制器ECU、电磁阀、分流阀、储油罐、转阀和动力缸等组成。在PPS的齿轮箱中，除了旧式动力转向装置用控制加力的主控制阀之外，又增设了反力油压控制阀和油压反力室，结构见图5-8。经反力油压控制阀调整后的油压加到油压反力室内，扭杆与转向轴相连，当PPS根据油压反力的大小改变转向扭杆的扭曲量时，就可以控制转向时所要加的力。动力转向用的微机安装在电子控制器ECU内，微机根据车速传感器的信号控制电磁阀的输入电流；电磁阀设在反力控制阀上。二、电子控制液压式动力转向系统的工作原理1.汽车静止或低速行驶时的转向其工作情况见图5-9。汽车在低速范围内运行时，ECU输出一个大的电流，使电磁阀的开度增加，由分流阀分出的液流流过电磁阀回到储油罐中的液流增加。因此，油压反力室压力减小，作用于柱塞的背压减小，于是柱塞推动控制阀杆的力减小。2.汽车在中、高速行驶时的转向在此工况下，系统的工作情况见图5-10。汽车转向盘在中、高速直行微量转动时，控制阀杆根据扭杆的扭转角度而转动，转阀的开度减小，转阀里面的压力增加，流向电磁阀和油压反力室中的液流量增加。当车速增加时，ECU输出电流减小，电磁阀开度减小，流入油压反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推动控制阀杆的力变大。第三节电控动力转向系统电路的检修凌志LS400流量式电控液压动力转向系统电控电路如图5-11所示。使用中常见故障有怠速、低速行驶时，动力转向系统助力不足、操纵费力；汽车高速行驶时，转向太灵敏等。在对电控转向系统的检修过程中，首先要排除液压转向装置的故障，例如：液压油不足、液压压力低，液压系统中有空气，其次检查转向机构是否润滑良好，杆件是否有变形，轮胎气压是否正常等。最后检查电控系统是否正常。（一）一般电路检修检测步骤如5-12所示。（二）ECU电路的检修1．ECU搭铁电路的检测检测ECU+B端子与车身接地之间的电压，如果是蓄电池电压，则搭铁电路正常，否则熔断器与ECU+B端子之间的配线断路。2．ECUGND端子与车身接地之间电路检查检测ECUGND端子与车身接地之间是否导通，如果导通则电路正常，否则是ECUGND端子与车身接地间配线断路或车身接地不良。3．ECUSPD端子与车速传感器电路的检测用千斤顶顶起一侧后车轮，把电压表接到ECU的SPD端子和GND端子上，转动后轮，对于UCF10系列的车型，表的读数应是0V→5V→0V；对于UCF20系列的车型，表的读数应是0V→无穷大→0V。如果不符合上述要求，则为SPD端子与转速传感器之间的配线存在断路或短路以及车速传感器故障。应进行线路检修或更换传感器。4．端子SOL+与SOL-以及GND的检查用欧姆表检测端子SOL+或SOL-与GND之间是否导通，如导通则是端子SOL+与SOL-之间配线短路或电磁阀故障。用欧姆表检测端子SOL+与SOL-之间的电阻值，表的读数应在6.0～11.0Ω，否则是端子SOL+与SOL-之间的配线断路或电磁阀故障。应进行线路的检修或更换电磁阀。如果以上检测最后确定是ECU故障，则应更换ECU。