汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除終審稿

1、劭力轉(zhuǎn)向沉重故障排除文稿歸稿存檔編號：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-國家職業(yè)資格全省統(tǒng)一鑒定汽車修理工高級技師論文（國家職業(yè)資格一級）論文題目：汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除 姓名：身份證號：準(zhǔn)考證號：所在省市：廣東省茂名市所在單位：汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除【摘要】文章主要介紹了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于線路故障造成轉(zhuǎn)向沉重 故障的排除，由于其故障是發(fā)生在小車連續(xù)行駛大約半小時后，故障點 極其隱蔽，筆者通過深入了解整個電動助力系統(tǒng)的組成和工作原理，各 個部件檢測試驗，分析產(chǎn)生的故障的原因，故障得到排除。【關(guān)鍵詞】電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）；轉(zhuǎn)向盤沉重

2、；接觸不良一、故障現(xiàn)象一輛來廠維修的吉利遠(yuǎn)景汽車，車主反映，該車在連續(xù)行駛半小時 左右就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重。經(jīng)試驗，該車?yán)滠嚥o故障，行駛約半小時后 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無助力輸出，造成轉(zhuǎn)向沉重。該車配備的是電動助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)。二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （EPS）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是由控制模塊代替液壓助力泵的一個轉(zhuǎn)向助力 系統(tǒng)。由于它是由電子控制，電路復(fù)雜，技術(shù)性強(qiáng)，且故障隱蔽，難于 發(fā)現(xiàn)，因此，分析、研究電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和故障檢測的方法， 對于本人及有關(guān)維修人員，提高維修技術(shù)水平，準(zhǔn)確快速地排除汽車故 障具有一定的參考意義。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電子控制車速傳感器，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，扭矩 傳感器，方向機(jī)上

3、的轉(zhuǎn)向電機(jī)，各線路連接以及ECU組成，簡稱EPS。EPS是一種機(jī)電一體化新一代汽車智能助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車在不同工況下 轉(zhuǎn)向時，通過電子控制裝置，使轉(zhuǎn)向助力電機(jī)產(chǎn)生所需的輔助助力，達(dá) 到操縱穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向輕巧、行使安全，使駕駛員行車有良好的路感。該產(chǎn) 品具有結(jié)構(gòu)精巧、緊湊、節(jié)能、環(huán)保等特點，是當(dāng)今汽車助力轉(zhuǎn)向中最 人性化的產(chǎn)品。(-)工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤，扭矩通過輸入軸被傳遞到扭力桿，扭力桿為彈性軸， 相對輸出軸產(chǎn)生角位移，輸入軸和輸出軸之間產(chǎn)生角位移差，通過傳感 器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號并傳送到控制模塊?？刂颇K根據(jù)車速信號和扭 矩信號的大小，按照一定的算法，控制電機(jī)電流大小和方向，從而控制 電機(jī)傳給

4、輸出軸的扭矩大小，實現(xiàn)在不同扭矩和不同車速下的智能助 力，獲得最佳轉(zhuǎn)向特性，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱減輕對方向盤的操作 力。(二)EPS技術(shù)特點EPS是一種機(jī)電一體化的新一代汽車智能轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。與液壓動力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)相比,有如下優(yōu)點:1)效率高。HPS系統(tǒng)效率一般為60%70版 而EPS系統(tǒng)效率較高， 可達(dá)90$以上。2)能耗少。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有發(fā)動機(jī)帶動轉(zhuǎn)向油泵，不管 轉(zhuǎn)向或者不轉(zhuǎn)向都要消耗發(fā)動機(jī)部分動力。而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在 轉(zhuǎn)向時才由電機(jī)提供助力，不轉(zhuǎn)向時不消耗能量。因此，電動助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)可以降低車輛的燃油消耗。對于HPS系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，液壓泵 始終處于工作狀態(tài)

5、，使汽車燃油消耗率增加4%6除 而EPS控制港僅在 需要轉(zhuǎn)向時，才起動電機(jī)，產(chǎn)生助力，使汽車燃油消耗率僅增加0.5%左 右。3) “路感好”。由于EPS系統(tǒng)的滯后特性可以通過EPS控制器的軟 件加以補(bǔ)償，使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。傳統(tǒng)的液 壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向助力大小不能隨車速的提高而改變。這樣 就使得車輛雖然在低速時具有良好的轉(zhuǎn)向輕便性，但是在高速行駛時轉(zhuǎn) 向盤太輕，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的現(xiàn)象，駕駛員缺少顯著的“路感”，降 低了高速行駛時的車輛穩(wěn)定性和駕駛員的安全感。4）回正性好。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以施加一定的附加回正力矩或 阻尼力矩，使得低速時轉(zhuǎn)向盤能夠精確的回到中間位

6、置，而且可以抑制 高速回正過程中轉(zhuǎn)向盤的振蕩和超調(diào)，兼顧了車輛高、低速時的回正性 能。EPS系統(tǒng)操作簡單，可以通過調(diào)整EPS控制器的軟件，得到最佳的回 正性特性，改善汽車操縱的穩(wěn)定性。5）對環(huán)境污染少。EPS是通過電子控制，對環(huán)境幾乎沒有污染。6）可以獨立于發(fā)動機(jī)工作。EPS控制器以電源為能源，只要電源電力 充足，即可產(chǎn)生助力作用。7）應(yīng)用范圍廣。EPS系統(tǒng)可適用于各種汽車，而且對于環(huán)保型的純電 動汽車或混合動力車，EPS系統(tǒng)為其最佳選擇。裝配性好易于布置。EPS 系統(tǒng)零件數(shù)目少，易于整車布置和裝配。（三）工作參數(shù)1、電機(jī)額定輸出功率：170W；2、額定轉(zhuǎn)速：1050?r/min；3、最大允許

7、電流30A：4、額定扭矩：L6N.m;5、工作溫度：-40-一+85 ；6、工作電壓；DC710V-16V：7、適用車型：前軸載荷900kg以下各種汽車。三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障原因和分析3. 1故障原因主要有三方面：電機(jī)的故障即是電子式方向機(jī)管柱里的電機(jī)發(fā)生故 障；控制模塊出現(xiàn)即是控制模塊的微電腦計算出現(xiàn)錯誤；電路傳輸?shù)男?號即是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，蓄電池，熔斷器盒，保險絲，扭矩傳感器。3. 2故障分析從電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成可以知道，汽車在行駛過程中傳感器發(fā) 出的電子信號傳到控制模塊，然后再經(jīng)過計算發(fā)出控制輔助方向轉(zhuǎn)動的 大小和方向。使方向盤可以用較少力量來控制。如果其信號無法生成或 傳輸，

8、就會使方向機(jī)管柱里的電機(jī)無法正常運行引起轉(zhuǎn)向盤沉重的故 障。VVS （轉(zhuǎn)速傳感器）出現(xiàn)故障。車速傳感器是根據(jù)車速大小產(chǎn)生成 比例的信號。車輛里程將這些反饋出相應(yīng)的車速讀數(shù)，同時也把它轉(zhuǎn)換 成雙倍周期的方法信號輸入控制模塊，信號得不到輸出，使其控制模塊 失靈失去助力作用即轉(zhuǎn)向沉重?？刂颇K出現(xiàn)故障控制模塊是由微電腦，A/D （模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn) 換，I/Q裝置等組成控制器。它不僅含有控制助力轉(zhuǎn)向大小和方向的主要 功能，還有車載診斷和安全保護(hù)功能。若控制模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口等 損壞或松脫，均不能向方向機(jī)管柱發(fā)出控制信號使方向沉重。扭轉(zhuǎn)傳感器出現(xiàn)故障。扭轉(zhuǎn)傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部 分上，對扭轉(zhuǎn)力

9、矩感知的檢測。扭轉(zhuǎn)傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精 確的電信號。如果傳感港內(nèi)的晶體管和二極管損壞或擊穿，使其脈沖信 號（電流模擬信號）變化范圍變大。使控制模塊不能得到有效計算，發(fā) 出合理信號沒有起到助力作用。根據(jù)以上原因分析圍繞著電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對逐個可能產(chǎn)生故障 的原因進(jìn)行檢查及分析。筆者針對故障特點即車輛行駛一段時間后才出 現(xiàn)故障以及元件的冷熱工作狀態(tài)有關(guān)重點檢查各元件的電路。四、故障檢測及排除4. 1 VSS （轉(zhuǎn)速傳感器）的檢測用萬能表來測量轉(zhuǎn)速傳感器的電阻和電壓。在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，用萬 能表交流電壓檔來測出其輸出電壓在1.53.0 V范圍內(nèi)。在發(fā)動機(jī)不運 轉(zhuǎn)時，可進(jìn)行傳感器線圈電阻檢查

10、，用萬能表歐姆檔測量其端1腳和端2 腳處在250500 Q。經(jīng)測量在轉(zhuǎn)動時，用萬能表交流電壓檔的值為 2.49 Vo在其車不運轉(zhuǎn)時，用萬能表歐姆檔測出其值為998 Q,測量結(jié) 果正常。4. 2控制模塊檢測把點火開頭打到。n位置發(fā)動機(jī)啟動狀態(tài)，找到故障診斷短接'4' 7'（圖1）插頭?？唇M合儀表“EPS”燈有無不斷閃爍，2秒后關(guān)閉， 結(jié)果顯示無故障碼。再找到A2'診斷線插頭接地，清除其舊的或以不 存在的舊故障碼。使其內(nèi)部處于無故障碼的狀態(tài)下試車結(jié)果在車連續(xù)行 駛半小時后依然出現(xiàn)方向沉重。再把控制模塊裝到另一臺“吉利遠(yuǎn)景” 車上，讓其車連續(xù)行駛一個小時但方向沉重的現(xiàn)

11、象沒出現(xiàn)過，其控制模 塊無故障。圖14. 3扭矩傳感器的檢測拆下方向機(jī)管柱的下保護(hù)罩，打開點火開頭把方向盤打正。檢查扭 矩傳感器插座中“B5”插口終端電壓有2. 5 V左右。如果有，再關(guān)閉點 火開關(guān)斷開扭矩傳感器插頭。檢查得到其在插頭“B2”和“B5”之間的 電阻有0.96 kQo經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其2插口之間的電阻有0.96 kQ。然后查 其主線和扭矩傳感器的輔助線路輸出和輸入之間的電阻。把點火開關(guān)打 到“OFF”處，用萬能表歐姆檔分別量其處的紅和藍(lán)線或紅和白線的電 阻。分別按轉(zhuǎn)向盤朝正方向，轉(zhuǎn)向盤全部轉(zhuǎn)向右邊和方向盤全部轉(zhuǎn)向左 邊的三個方位來測量其電阻值。紅與藍(lán)線之間的電阻值：方向盤朝正方向電阻值

12、為0.955 kQ；方 向盤全部轉(zhuǎn)向右邊電阻值為0.47 kQ；方向盤全部轉(zhuǎn)向左邊電阻值為 1. 15 kQ。紅與白線之間的電阻值：方向盤朝正方向電阻值為0.963 kQ；方 向盤全部轉(zhuǎn)向右邊電阻值為L 02 kQ；方向盤全部轉(zhuǎn)向左邊電阻值為 0. 479 kQo可以看出測量結(jié)果正常。4.4測量控制模塊的電壓用高阻抗萬能表測量控制模塊的各線口的聯(lián)系狀況。分別在線的現(xiàn) 狀插入表筆。聽到萬能表有無發(fā)出蜂鳴的響聲。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)控制模塊的 兩頭與線的連接無斷路。最后我們把試燈插到控制模塊的“A7”插口的 線上。把鑰匙打到0N檔。發(fā)現(xiàn)試燈著了。說明電源已到控制模塊處。再 把車打著，在行駛半個小時后突然插在

13、電源線上的度燈熄滅。在查看其 電路圖中發(fā)現(xiàn)這“A7”插頭的另一頭直接連到蓄電池和熔斷器盒上。用萬能表調(diào)到電壓檔。用二支筆點到電池正負(fù)極上為12. 31 V在 正常范圍內(nèi)。打著車時，電壓值降到10 Vo打著車后電壓回升到13. 55 Vo這些數(shù)值都在蓄電池的正常范圍內(nèi)。蓄電池沒事。把鑰匙打到“OFF”處。拆下負(fù)極電池頭再拆下正極電池頭。打開 正極上的熔斷潛盒就發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有一條保險絲出現(xiàn)裂縫。再觀看電路圖 其保險絲就在蓄電池和控制模塊之間。因保險絲有裂縫在長時間的工作 下，使其裂縫增大。導(dǎo)致通向控制模塊的電池減少。最終是控制模塊無 法正常工作出現(xiàn)方向沉重的現(xiàn)象。檢測過程如下：方向沉重一檢查轉(zhuǎn)速傳感

14、潛，發(fā)出信號有無失準(zhǔn) （無）一檢查控制模塊，發(fā)出信號有無失準(zhǔn)（無）一檢查扭矩傳感器是 否有故障（無）一檢查控制模塊各插頭之間接觸是否正常（無）一檢查 是否有電源到控制模塊之間是否有斷路，或者接觸不良。綜上所述，造成該車在連續(xù)行駛半小時后方向沉重的原因是：熔斷 盒的保險絲在連續(xù)工作中產(chǎn)生高溫，使其裂縫增大造成接觸不良。特別 是各連接觸點的接觸是否不良是很重要的。五、結(jié)束語在這次診斷故障的過程中我發(fā)現(xiàn)了故障的多樣性。雖然已經(jīng)知道故 障出現(xiàn)在電路上，但是有誰猜的出會出現(xiàn)到一個小保險絲上?，F(xiàn)代汽車 的技術(shù)含量越來越高。電控系統(tǒng)都帶有故障自診斷功能，很多故障都是 能通過ECU的提示進(jìn)行排除、但仍有很多故障是ECU是診斷不出的。因 此我們要注意各零件的數(shù)據(jù)，重視其數(shù)據(jù)的范圍才易于找到故障的原 因?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1郝金魁