汽車電動助力轉向沉重故障排除

1、國家職業(yè)資格全省統一鑒定汽車俢理工高級技師論文（國家職業(yè)資格一級）論文題目：汽車電動助力轉向沉重故障排除 姓 名： 身份證號：準考證號：所在省市：廣東省茂名市 所在單位： 汽車電動助力轉向沉重故障排除【摘 要】文章主要介紹了電動助力轉向系統由于線路故障造成轉向沉重故障的排除，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的組成和工作原理，各個部件檢測試驗，分析產生的故障的原因，故障得到排除?！娟P鍵詞】電動助力轉向系統（EPS）；轉向盤沉重；接觸不良一、 故障現象一輛來廠維修的吉利遠景汽車，車主反映，該車在連續(xù)行駛半小時左右就會出現轉向沉重。經試驗，

2、該車冷車并無故障，行駛約半小時后助力轉向系統無助力輸出，造成轉向沉重。該車配備的是電動助力轉向系統。二、 電動助力轉向系統 （EPS）電動助力轉向系統，是由控制模塊代替液壓助力泵的一個轉向助力系統。由于它是由電子控制，電路復雜，技術性強，且故障隱蔽，難于發(fā)現，因此，分析、研究電動助力轉向系統的組成和故障檢測的方法，對于本人及有關維修人員，提高維修技術水平，準確快速地排除汽車故障具有一定的參考意義。電動助力轉向系統由電子控制車速傳感器，發(fā)動機轉速傳感器，扭矩傳感器，方向機上的轉向電機，各線路連接以及ECU組成，簡稱EPS。EPS是一種機電一體化新一代汽車智能助力轉向系統。汽車在不同工況下轉向時，

3、通過電子控制裝置，使轉向助力電機產生所需的輔助助力，達到操縱穩(wěn)定、轉向輕巧、行使安全，使駕駛員行車有良好的路感。該產品具有結構精巧、緊湊、節(jié)能、環(huán)保等特點，是當今汽車助力轉向中最人性化的產品。 （一） 工作原理當轉動方向盤，扭矩通過輸入軸被傳遞到扭力桿，扭力桿為彈性軸，相對輸出軸產生角位移，輸入軸和輸出軸之間產生角位移差，通過傳感器將其轉換為電壓信號并傳送到控制模塊。 控制模塊根據車速信號和扭矩信號的大小，按照一定的算法， 控制電機電流大小和方向，從而控制電機傳給輸出軸的扭矩大小，實現在不同扭矩和不同車速下的智能助力， 獲得最佳轉向特性，協助駕

4、駛員進行轉向操縱 減輕對方向盤的操作力。（二）EPS技術特點EPS是一種機電一體化的新一代汽車智能轉向助力系統。與液壓動力轉向系統（HPS）相比，有如下優(yōu)點： 1）效率高。HPS系統效率一般為60%70%；而EPS系統效率較高，可達90%以上。 2）能耗少。傳統的液壓助力轉向系統有發(fā)動機帶動轉向油泵，不管轉向或者不轉向都要消耗發(fā)動機部分動力。而電動助力轉向系統只是在轉向時才由電機提供助力，不轉向時不消耗能量。因此，電動助力轉向系統可以降低車輛的燃油消耗。對于HPS系統，發(fā)動機運轉時，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，使汽車燃油消耗率增加4%6%；而EPS控制器僅在需要轉向時

5、，才起動電機，產生助力，使汽車燃油消耗率僅增加0.5%左右。3）“路感好”。由于EPS系統的滯后特性可以通過EPS控制器的軟件加以補償，使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉向助力。傳統的液壓助力轉向系統所提供的轉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向輕便性，但是在高速行駛時轉向盤太輕，產生轉向“發(fā)飄”的現象，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。電動助力轉向系統還可以施加一定的附加回正力矩或阻尼力矩，使得低速時轉向盤能夠精確的回到中間位置，而且可以抑制高速回正過程中轉向盤的振蕩和超調，兼顧了車輛高、低速時的回正性

6、能。EPS系統操作簡單，可以通過調整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)動機工作。EPS控制器以電源為能源，只要電源電力充足，即可產生助力作用。7）應用范圍廣。EPS系統可適用于各種汽車，而且對于環(huán)保型的純電動汽車或混合動力車，EPS系統為其最佳選擇。裝配性好易于布置。 EPS系統零件數目少，易于整車布置和裝配。（三）工作參數1、電機額定輸出功率：   170W；2、額定轉速：       1

7、050 r/min；3、最大允許電流        30A；4、額定扭矩：        1.6N.m;5、工作溫度：       40- +85；6、工作電壓；        DC 10V-16V；7、適用車型：    

8、;  前軸載荷 900kg以下各種汽車。 三、 電動助力轉向系統故障原因和分析3.1 故障原因主要有三方面：電機的故障即是電子式方向機管柱里的電機發(fā)生故障；控制模塊出現即是控制模塊的微電腦計算出現錯誤；電路傳輸的信號即是發(fā)動機轉速傳感器，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向系統的組成可以知道，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，然后再經過計算發(fā)出控制輔助方向轉動的大小和方向。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，就會使方向機管柱里的電機無法正常運行引起轉向盤沉重的故障。VVS（轉速傳感器）出現故障。車

9、速傳感器是根據車速大小產生成比例的信號。車輛里程將這些反饋出相應的車速讀數，同時也把它轉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向沉重。控制模塊出現故障控制模塊是由微電腦，A/D（模擬/數字）轉換，I/Q裝置等組成控制器。它不僅含有控制助力轉向大小和方向的主要功能，還有車載診斷和安全保護功能。若控制模塊的模數轉換器接口等損壞或松脫，均不能向方向機管柱發(fā)出控制信號使方向沉重。扭轉傳感器出現故障。扭轉傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部分上，對扭轉力矩感知的檢測。扭轉傳感器將扭力的物理變化轉換成精確的電信號。如果傳感器內的晶體管和二極管損壞或擊穿，使其脈沖信

10、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。根據以上原因分析圍繞著電動助力轉向系統，對逐個可能產生故障的原因進行檢查及分析。筆者針對故障特點即車輛行駛一段時間后才出現故障以及元件的冷熱工作狀態(tài)有關重點檢查各元件的電路。四、故障檢測及排除4.1 VSS（轉速傳感器）的檢測用萬能表來測量轉速傳感器的電阻和電壓。在發(fā)動機運轉時，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。在發(fā)動機不運轉時，可進行傳感器線圈電阻檢查，用萬能表歐姆檔測量其端1腳和端2腳處在250500 。經測量在轉動時，用萬能表交流電壓檔的值為2.49 V。在其車不運轉時，用

11、萬能表歐姆檔測出其值為998 ，測量結果正常。4.2 控制模塊檢測把點火開頭打到on位置發(fā)動機啟動狀態(tài)，找到故障診斷短接47（圖1）插頭?？唇M合儀表“EPS”燈有無不斷閃爍，2秒后關閉，結果顯示無故障碼。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。使其內部處于無故障碼的狀態(tài)下試車結果在車連續(xù)行駛半小時后依然出現方向沉重。再把控制模塊裝到另一臺“吉利遠景”車上，讓其車連續(xù)行駛一個小時但方向沉重的現象沒出現過，其控制模塊無故障。 圖14.3 扭矩傳感器的檢測拆下方向機管柱的下保護罩，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，再關閉點火

12、開關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 k。經檢查發(fā)現其2插口之間的電阻有0.96 k。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。把點火開關打到“OFF”處，用萬能表歐姆檔分別量其處的紅和藍線或紅和白線的電阻。分別按轉向盤朝正方向，轉向盤全部轉向右邊和方向盤全部轉向左邊的三個方位來測量其電阻值。紅與藍線之間的電阻值：方向盤朝正方向電阻值為0.955 k；方向盤全部轉向右邊電阻值為0.47 k；方向盤全部轉向左邊電阻值為1.15 k。紅與白線之間的電阻值：方向盤朝正方向電阻值為0.963 k；方向盤全部轉向右邊電阻值為1.02 k；方向盤全部

13、轉向左邊電阻值為0.479 k?？梢钥闯鰷y量結果正常。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系狀況。分別在線的現狀插入表筆。聽到萬能表有無發(fā)出蜂鳴的響聲。經試驗發(fā)現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ON檔。發(fā)現試燈著了。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電源線上的度燈熄滅。在查看其電路圖中發(fā)現這“A7”插頭的另一頭直接連到蓄電池和熔斷器盒上。用萬能表調到電壓檔。用二支筆點到電池正負極上為12.31 V在正常范圍內。打著車時，電壓值降到10 V。打著車后電壓回升到13.55 V。這些數值都

14、在蓄電池的正常范圍內。蓄電池沒事。把鑰匙打到“OFF”處。拆下負極電池頭再拆下正極電池頭。打開正極上的熔斷器盒就發(fā)現其內部有一條保險絲出現裂縫。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方向沉重的現象。檢測過程如下：方向沉重檢查轉速傳感器，發(fā)出信號有無失準（無）檢查控制模塊，發(fā)出信號有無失準（無）檢查扭矩傳感器是否有故障（無）檢查控制模塊各插頭之間接觸是否正常（無）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、結束語在這次診斷故障的過程中我發(fā)現了故障的多樣性。雖然已經知道故障出現在電路上，但是有誰猜的出會出現到一個小保險絲上。現代汽車的技術含量越來越高。電控系統都帶有故障自診斷功能，很多故障都是能通過ECU的提示進行排除、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據，重視其數據的范圍才易于找到故障的原因