株洲易力达EPS电动助力转向系统维修的指南

...专业资料.DFL型汽车电动助力转向器使用及维护说明共29页株洲易力达机电有限公司-1-株洲易力达机电有限公司目录1概述…………………………………………………………………22基本技术参数………………………………………………………53电路简图……………………………………………………………74接线端子表…………………………………………………………85诊断故障代码………………………………………………………96控制流程图…………………………………………………………107故障代码诊断………………………………………………………118其他机械检查………………………………………………………249EPS常见故障分析及排故方法……………………………………26株洲易力达机电有限公司-2-1概述汽车电动助力转向器是一种机电一体化的新一代汽车动力转向系统。它由EPS控制器、扭矩传感器、电机总成和机械管柱组成。汽车电动助力转向器是EPS控制器根据即扭矩传感器、车速传感器、发动机转速传感器等传给控制的信号，按照一定的算法，确定电机转向助力的大小和方向，并驱动电机通过减速机构辅助转向系统产生转向操作。1.1EPS控制器EPS控制器安装在驾驶员仪表板下面。EPS控制器是由微电脑，A/D（模拟/数字）变换器，I/O（输入/输出）接口等电路组成的精密控制部件。它是汽车电动助力转向系统的关键部件，它不仅使汽车在各种工况下具有最佳操纵功能，还有自我诊断功能和安全防护功能。自我诊断功能当驾驶员在接通车辆电源时，“EPS”指示灯常亮（表示车辆配有电动助力转向系统）；当驾驶员在起动发动机的过程中，EPS控制器就对下列部件进行自我诊断。当下列部件无故障时，EPS指示灯自动熄灭；当下列部件出现故株洲易力达机电有限公司-3-障时，EPS指示灯常亮或闪烁，此时可以通过将诊断开关端子B1接电源（蓄电池）负极进行故障诊断，其故障代码见故障代码表。扭矩传感器车速传感器发动机传感器转速电器线路电源电机EPS控制器注意：当点火开关打开且发动机停止时，EPS控制器会输出DTC22故障。因此，当检查到DTC22故障时，发动机必须运转，然后DTC22故障自动消失。安全防护功能当EPS系统出现异常时，EPS控制器将切断EPS系统电源，自动转换为无助力的机械转向系统并且EPS指示灯常亮（或闪烁）。1.2转向柱管总成电机安装在转向柱上的电机总成由一个蜗杆，一个蜗轮和一个直流电机组成。当蜗杆与安装在转向柱输出轴上的蜗轮啮合时，它降低电机速度并把电机输出力矩传递到输出轴。●扭矩传感器扭矩传感器由滑块，钢球，输入输出轴和电位器组成。它获得方向盘上操株洲易力达机电有限公司-4-作力大小和方向的信号，把它们转换为电压值，并将它们传递到P/S控制盒。输出轴的内孔装有扭力杆，与扭力杆通过销子连接；输出轴的外圆表面加工有螺旋槽，钢球固定在输出轴外侧的螺旋球槽和滑块内侧的球洞里。滑块相对于输入轴可以在螺旋方向移动。当转动方向盘时，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，由于扭力杆为弹性轴,相对输出轴产生角向位移,使输入轴和输出轴之间的旋转方向产生角向位移，使滑块在轴向方向产生移动。这些偏差使滑块在轴向移动，这些轴向的移动转换为电位器的旋转角度，通过电位器再将旋转角度信号转变为电压信号并传递到P/S控制器。控制器即可接受到方向盘上操作力大小和方向的信号。1.3VSS（汽车速度传感器）汽车速度传感器位于变速器上（或其它部件上），它依据车速大小产生成比例的脉冲信号。1.4发动机转速信号点火线圈上的信号（或电喷ECU上的信号），作为发动机转速信号，通过抑躁器(或其它的电子部件)被传递到EPS控制器。1.5汽车电动助力转向器有如下优点：1）效率高。传统液压助力转向系统为机械和液压连接，效率低，一般为60%～70%；而电动助力转向系统为机械与电机连接，效率较高，可达90%以上。2）能耗少。汽车在实际行驶过程中，处于转向状态的时间约占总行驶时间的5%。对于液压助力转向系统，发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，使汽车燃油消耗率增加4%～6%；而电动助力转向系统仅在需要转向时，株洲易力达机电有限公司-5-才起动电机，产生助力，不增加汽车燃油消耗。3）“路感好”。由于电动助力转向系统内部采用刚性连接，系统的滞后特性可以通过软件加以控制，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。4）对环境无污染。液压助力转向系统的液压回路中有液压软管和接头，存在油液泄漏问题，而且液压软管是不可回收的，对环境有一定污染；而电动助力转向系统对环境没有污染。5）可以独立于发动机工作。电动助力转向系统以电源为能源，只要电源电力充足，即可产生助力作用。6）应用范围广。电动助力转向系统可适用于各种汽车，而且对于环保型的混合动力汽车，电动助力转向系统为其最佳选择。7）装配性好易于布置。因为电动助力转向系统零件数目少，整体外形尺寸比液压助力转向小，易于整车布置和装配。2基本技术参数2.1转向器工作和安装条件2.1.1工作温度：-40℃～＋85℃2.1.2工作电压：(9～16V)DC2.1.3安装场所：汽车内2.1.4输入轴转动角度：大于±1.5转2.1.5方向盘转动速度：10周/分～15周/分2.2总成机械性能2.2.1动摩擦力矩：≤1.0N·m2.2.2动摩擦力矩波动:≤0.85N·m2.3输入力矩－输出力矩特性（零车速）测试项目合格值评价标准株洲易力达机电有限公司-6-1.输入力矩-电机电流特性（图1）2.输入力矩-输出力矩特性（图2）3.输出力矩为5N·m时输入力矩的滞后（图2中的Y）（5.9±0.7）N·m－25A（5.9±0.7）N·m-17N·m～22N·m≤1.65N·m符合合格值；不应有异常特性(图2中的c、d点)；转向器工作时不应有异响。图1输入力矩－电机电流特性图2输入力矩－输出力矩特性2.4电机总成基本参数2.4.1类型：直流永磁控制电机株洲易力达机电有限公司-7-2.4.2额定工作时间：单次连续3min2.4.3额定功率：170W(名义值)2.4.4额定工作电压：12VDC2.4.5额定电机转速：（1050r±300r）/min2.4.6额定工作电流：30A±3A2.4.7额定输出转矩：1.6N·m±0.16N·m株洲易力达机电有限公司-8-3电路简图株洲易力达机电有限公司-9-4接线端子表（各端子位置见“3电路简图”，12VDC为蓄电池电压）端子号连接部件信号出入信号状态B1故障清除端子输入正常状况下浮空，接电源负极有效B2诊断端子输入正常状况下浮空，接电源负极有效B3EPS指示灯输出电压为12VDC的电平信号，高电平有效B4发动机信号输入峰峰值为12V的方波信号或脉冲信号B5车速信号输入峰峰值为12V的方波信号B6点火信号输入电压为12VDC的电平信号，高电平有效B7电源＋输入电压为12VDC的持续供电电源（蓄电池）正极B8电源－输入电压为12VDC的持续供电电源（蓄电池）负极A9空A10空A11电机输出峰峰值为12V的脉冲信号，脉宽可变A12电机输出峰峰值为12V的脉冲信号，脉宽可变C1空C2扭矩传感器电源输出电压为5VDC的电源正极C3扭矩传感器地线输出电压为5VDC的电源负极C4扭矩传感器辅路输入电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号株洲易力达机电有限公司-10-C5扭矩传感器主路输入电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号5诊断故障代码（如前所述），EPS控制器具备完善的自我诊断功能。参阅“7.4诊断流程图”部分可确定故障所在。株洲易力达机电有限公司-11-6控制流程图感应车速车速传感器蓄电池安装在转向管柱上感应转向轴扭矩大小和方向扭矩传感器EPS控制器·单片机及接口电路感应发动机转速转速传感器合器株洲易力达机电有限公司-12-株洲易力达机电有限公司-13-7故障代码诊断7.1诊断故障代码（DTC）的显示1）将诊断端子B2与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接。2）用木楔楔住左右车轮（轮胎），拉起停车制动。3）起动发动机（发动机未起动，将显示DTC22）。4）EPS指示灯开始显示所有故障代码，故障代码（DTC）总是从最小的代码号开始依次显示，每种代码显示3次。7.2清除诊断故障代码（DTC）由于诊断故障代码（DTC）存储在EPS控制器的备份存储器中，所以在维修后，一定要在点火及发动机起动正常运行时，将B1端子与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接5秒以上，当显示DTC12后断开。7.3在诊断故障中的注意事项严禁将电源（蓄电池）正极端子与B1、B2端子相连。当点火开关打开而发动机不起动时，显示DTC22（无发动机转速信号），但是当发动机起动时，如果不显示DTC22，就意味着正常。记下显示的故障代码。株洲易力达机电有限公司-14-7.4诊断流程图步骤操作是否11）确定电池电压大于11V或更高。2）在点火开关打开时，注意“EPS”灯。3）在点火开关打开时，“EPS”灯是否点亮大约2秒？进入步骤2进行到第8页图A-1。（“EPS指示灯线路检查”）21）用连接线连接诊断端子两端。2）用木楔楔住车轮，置M/T到中间（A/T到P档）并拉起停车制动。3）起动发动机。4）“EPS”灯是否闪亮？进入步骤3进行到第8页图A-2（“EPS指示灯线路检查”）3“EPS”灯是否显示DTC12？按照流程图对应代码检查和修理。小心：一旦完成检查和维修，就应按以下步骤再检查系统。株洲易力达机电有限公司-15-1）当点火及发动机起动正常运行时，将B1端子与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接5秒以上，显示DTC12后断开，以清除存储在EPS控制器里的诊断故障代码。2）进行规定试验。3）用木楔楔住车轮，置M/T到中间（A/T到P档）。4）将诊断端子B2与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接。5）起动发动机观察“EPS”灯。6）检查显示的诊断故障代码为DTC12。注意：当点火开关处于ON位置且发动机不起动时，显示DTC22，但当发动机起动时，显示DTC12，意味着正常。当产生两个或更多的故障时，诊断故障代码总是从最小代码开始依次显示。株洲易力达机电有限公司-16-图A-1“EPS”指示灯线路检查（在点火开关打开时，“EPS”指示灯不亮）步骤操作是否1主保险丝和线路保险丝是否完好？进入第2步。主保险丝和线路保险丝断21）打开点火开关。2）检查终端“B6”和控制器体接地之间的电压。3）是电池电压吗？进入第3步。“B/W”线断开或短路。31）检查终端“B7”和控制器体接地之间的电压。2）是电池电压吗？进入第4步。“B/R”线断开或短路。41）关闭点火开关，从P/S控制器中断开插头“B”。2）断开在插头里的车身接地端“B3”，并接地。3）再打开点火开关，“EPS”灯是进入第5步。灯泡烧坏或“V/G”线断开。株洲易力达机电有限公司-17-否亮。5插头与EPS控制器之间连接是否牢靠？●“B”线断开。●终端“A1”、“B2”、“A5”或“B4”接触不良。●“B”线接地不良。●EPS控制器壳体接地不良。如果上述各项都OK，更换一个换好的EPS控制器，重新检查。接地不良。适用于步骤4图A-2“EPS”指示灯线路检查（“EPS”指示灯不亮或当诊断开关终端和接地终端之间跨线连接时一直点亮）株洲易力达机电有限公司-18-步骤操作是否1插头“B”（终端“B2”）是否完全连接到EPS控制器？进入步骤2接触不良。21）在插头与EPS控制器连接的情况下，用线将“B2”端子接地。2）打开点火开关，“EPS”灯是否闪亮？●维修线断开。●“B1/W”线路断开或“B”线接地不良。替换好的EPS控制器，重新检查。适用于步骤2株洲易力达机电有限公司-19-DTC11扭矩传感器的主线路（主线路断开或短路）EPS步骤操作是否11）拆下EPS控制器盖。2）打开点火开关，把方向盘放置在回正位置，检查扭矩传感器插头中的“C5”端电压。是否大约2.5V？进入步骤2。●“C5”线断开。●“C5”连接不良。如果上述情况均OK，替换好的EPS控制器重新检查。21）关闭点火开关，断开扭矩