轉(zhuǎn)向-現(xiàn)代汽車典型電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

1、第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.1 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 5.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向操縱靈活、輕便，能吸收路面對(duì)前輪的沖擊。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.1.2 系統(tǒng)分類與組成系統(tǒng)分類與組成電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為：電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向柱組件、轉(zhuǎn)向傳感器、車速傳感器、電腦、電磁閥和液壓控制組件等組成。電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要用于輕型汽車，原因是輕型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)室自由空間狹小，其對(duì)轉(zhuǎn)向助動(dòng)力要求不大。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.1

2、.3 結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理1. 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1) 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造車速感應(yīng)式電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向柱組件、電機(jī)組件和控制系統(tǒng)構(gòu)成。(1) 轉(zhuǎn)向柱組件。轉(zhuǎn)向助動(dòng)力由直流電機(jī)產(chǎn)生，直流電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱上。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-1 轉(zhuǎn)向柱與直流電機(jī)第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-2 轉(zhuǎn)向助力器(a) 主視圖； (b) 剖視圖(手動(dòng)鎖銷部分) 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (2) 電機(jī)組件。設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱上的電機(jī)組件，由蝸輪、電磁離合器、直流電機(jī)構(gòu)成。圖5-3所示為電機(jī)組件構(gòu)造。蝸輪與固定在轉(zhuǎn)向柱輸出軸上的斜齒輪相

3、嚙合，它把電機(jī)的回轉(zhuǎn)減速后傳遞到輸出軸上。電磁離合器介于減速器與電機(jī)之間，當(dāng)離合器斷電時(shí)，不能把電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給輸出軸，此時(shí)手動(dòng)轉(zhuǎn)向發(fā)生作用。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-3 電機(jī)組件 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (3) 控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由轉(zhuǎn)向傳感器、車速傳感器、信號(hào)控制器(電腦)等構(gòu)成。圖5-4所示為轉(zhuǎn)向傳感器的構(gòu)造。轉(zhuǎn)向傳感器由電位計(jì)（包括滑動(dòng)觸點(diǎn)和電阻線）、集成電路IC部分、電流信號(hào)輸出部分構(gòu)成。圖5-5所示為電位計(jì)的構(gòu)造。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-4 轉(zhuǎn)向傳感器的構(gòu)造 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與

4、故障診斷 圖5-5 電位計(jì)的構(gòu)造(a) 輸出軸側(cè)；(b) 輸入軸側(cè) 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2) 工作原理信號(hào)控制器可根據(jù)車速傳感器與轉(zhuǎn)向傳感器的輸入信號(hào)，決定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的回轉(zhuǎn)力與回轉(zhuǎn)方向。當(dāng)車速為045 km/h時(shí)，根據(jù)車速?zèng)Q定轉(zhuǎn)向助動(dòng)力。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，安全保障機(jī)將發(fā)揮作用，切斷電機(jī)與電磁離合器電源，并轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向狀態(tài)。根據(jù)需要，在控制系統(tǒng)中也可設(shè)置故障自診斷系統(tǒng)。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3) 使用實(shí)例圖5-6所示為電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝車實(shí)例。圖5-7所示為控制系統(tǒng)電路的使用實(shí)例。 圖5-6 使用實(shí)例 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與

5、故障診斷 圖5-7 控制系統(tǒng)(a) 電路；(b) 接線插座端子代號(hào) 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2. 電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可通過控制電磁閥動(dòng)作，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓控制回路根據(jù)車速變化，在低速時(shí)操重力減輕，而中低速以上隨手感變化操重力。圖5-8所示為電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造。主要由油泵、電磁閥、分流閥、動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向齒輪箱和控制閥軸等構(gòu)成。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-8 電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 1) 電子液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造(1) 轉(zhuǎn)向齒輪箱。扭桿上端和下端分別與控制閥軸和小齒輪軸以銷釘連結(jié)。小齒

6、輪軸上端以銷釘與回轉(zhuǎn)閥連結(jié)。轉(zhuǎn)向盤通過轉(zhuǎn)向軸與控制閥軸連結(jié)。因此，轉(zhuǎn)向盤回轉(zhuǎn)力可通過扭桿與控制閥軸傳遞到小齒輪。當(dāng)扭桿受到扭矩作用時(shí)，控制閥與回轉(zhuǎn)閥相應(yīng)發(fā)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并使各種油孔連通狀態(tài)發(fā)生變化，可控制動(dòng)力缸的油壓流量，變化動(dòng)力缸左、右室油路通道。在油壓反力室受到高壓作用時(shí)，柱塞將推動(dòng)控制閥軸。此時(shí)，扭桿即使受到扭矩作用，由于柱塞推力的影響，也會(huì)抑制控制閥軸與回轉(zhuǎn)閥的相對(duì)回轉(zhuǎn)。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (2) 分流閥。分流閥具有將油泵輸出的動(dòng)力油，分流至回轉(zhuǎn)閥與電磁閥兩側(cè)的作用。即使回轉(zhuǎn)閥與電磁閥側(cè)的油壓變化，分流閥也總是可以以一定流量并根據(jù)車速與操重狀態(tài)變化，向電磁閥

7、側(cè)供給油液。(3) 電磁閥。電磁閥由滑閥、電磁線圈、油路通道等構(gòu)成。電磁閥油路的阻尼面積，可隨電磁線圈通電電流占空比(通斷比)變化而改變。通電電流大時(shí)，滑閥被吸引，油路的阻尼面積增大，流向油箱的回流量增加。車速低時(shí)，通電電流大，阻尼面積大，油液將流回油箱，隨著車速升高，電流減小，油液回流量也減少。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2) 工作原理(1) 停車與低速狀態(tài)。由于向電磁閥通電電流大，經(jīng)分流閥分流的油液通過電磁閥回流油箱，故柱塞受到的背壓(油壓反力室壓力)小。因此，柱塞推動(dòng)控制閥柱的力小，轉(zhuǎn)向盤回轉(zhuǎn)力可在扭桿處產(chǎn)生較大扭矩?；剞D(zhuǎn)閥被固定在小齒輪軸上，控制閥隨扭桿扭轉(zhuǎn)作用相

8、應(yīng)回轉(zhuǎn)，使兩閥油孔連通，油泵輸出油壓作用到動(dòng)力缸右室(或左室)，使功率活塞左移(或右移)，從而產(chǎn)生操重助動(dòng)力。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (2) 中高速直行狀態(tài)。車輛直行時(shí)，轉(zhuǎn)角小，扭桿相對(duì)扭矩小，回轉(zhuǎn)閥與控制閥連通的油孔開度減小，回轉(zhuǎn)閥側(cè)壓力升高。由于分流閥的作用，使電磁閥側(cè)油量增加。同時(shí)，隨著車速升高，通電電流減小，電磁閥阻尼面積減小，油壓反力室的反力壓增大，使柱塞推動(dòng)控制閥軸力增大。這樣，操重力增加了扭桿的扭矩作用，柱塞產(chǎn)生的反力使手感增強(qiáng)，從而可獲得穩(wěn)定的隨機(jī)擬合。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (3) 中高速轉(zhuǎn)向狀態(tài)。在從存在油壓反力的中高速直

9、行狀態(tài)操重時(shí)，扭桿的扭轉(zhuǎn)角逐漸減小，回轉(zhuǎn)閥與控制閥連通油孔的開孔也逐漸減小，使回轉(zhuǎn)閥側(cè)油壓進(jìn)一步升高。隨著該油壓上升，將從固定阻尼孔向油壓反力室供給油液，導(dǎo)致柱塞推力進(jìn)一步增強(qiáng)。這樣，操重力將隨轉(zhuǎn)角的變化響應(yīng)增大，從而在高速領(lǐng)域可獲得穩(wěn)定的操重?cái)M合。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3. 電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的裝置。1) 構(gòu)造該系統(tǒng)由電機(jī)油泵組件、轉(zhuǎn)向角傳感器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向齒輪箱、信號(hào)控制器和功率控制器等構(gòu)成。電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及構(gòu)造分別如圖5-9和圖5-10所示。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-9 電動(dòng)液

10、力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成簡(jiǎn)圖 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-10 電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (1) 電機(jī)油泵組件。該電機(jī)油泵組件與電子燃油噴射系統(tǒng)采用的電動(dòng)燃油泵結(jié)構(gòu)類似。電機(jī)油泵組件的構(gòu)造如圖5-11所示。 (2) 轉(zhuǎn)向齒輪箱。該轉(zhuǎn)向齒輪箱與一般動(dòng)力轉(zhuǎn)向齒輪箱結(jié)構(gòu)大體相同。(3) 控制系統(tǒng)。電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的電路如圖5-12所示。第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-11 電機(jī)油泵組件的構(gòu)造(a) 主視圖；(b) 剖視圖 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-12 電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路

11、 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 在信號(hào)控制器(CPU)內(nèi)，已存儲(chǔ)有根據(jù)試驗(yàn)獲得的不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的控制方法，可從傳感器輸入信號(hào)判定行駛狀況，從而計(jì)算出應(yīng)向電機(jī)提供的驅(qū)動(dòng)電流，并向功率控制器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。同時(shí)，控制系統(tǒng)異常時(shí)，可向駕駛員發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并使安全保障機(jī)能發(fā)揮作用，確保轉(zhuǎn)向操作處于正常狀態(tài)。正常信號(hào)控制器安裝在后行李艙內(nèi)。信號(hào)控制器的安裝位置如圖5-13所示。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-13 信號(hào)控制器安裝位置 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-14 功率控制器內(nèi)部電路 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5

12、-15 功率控制器安裝位置 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 轉(zhuǎn)向角傳感器可以把轉(zhuǎn)向盤動(dòng)作狀況轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸出到信號(hào)控制器。圖5-16為該傳感器安裝位置，圖5-17為該傳感器構(gòu)造。轉(zhuǎn)向角傳感器安裝在轉(zhuǎn)向柱下端，其內(nèi)部有光電耦合器。電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用動(dòng)力油，要求其低溫流動(dòng)性好。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-16 轉(zhuǎn)向角傳感器位置 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-17 轉(zhuǎn)向角傳感器構(gòu)造(a) 左視圖；(b) 主視圖 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2) 工作原理電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用車速感應(yīng)式控

13、制方式，其轉(zhuǎn)向助動(dòng)力隨車速提高而減小。同時(shí)，根據(jù)運(yùn)行道路條件，設(shè)計(jì)了不同控制模式。可根據(jù)20 s內(nèi)的平均車速與平均操重量判定車輛當(dāng)前運(yùn)行道路條件。變換控制模式最多需要1.1 s，可避免助動(dòng)力的急劇變化。運(yùn)行道路條件與助動(dòng)力關(guān)系如表5-1所示。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 表5-1 運(yùn)行道路條件與助動(dòng)力關(guān)系 道路條件 車 速 操 舵 量 非控制狀態(tài)操重力特性 助動(dòng)力控制程度 市區(qū)街道 低 少多 速度低導(dǎo)致平均操重力大 100%助動(dòng)力 郊區(qū)街道 中 少 適 當(dāng) 較市區(qū)街道小 屈曲道路 中 中多 操舵量大導(dǎo)致操重力亦大 較郊區(qū)街道小 高速公路 高 少 輕 助動(dòng)力最小 第五章 汽車

14、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 控制系統(tǒng)具有自診斷與安全保障功能。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，可使組合儀表板上的報(bào)警指示燈亮，向駕駛者發(fā)出警告。安全保障功能由后備系統(tǒng)實(shí)行，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流大于100 A，且持續(xù)10 s以上，電源電壓低于9 V且持續(xù)1 s以上，后備系統(tǒng)都將進(jìn)入工作狀態(tài)，確保車輛仍然保持基本運(yùn)行狀態(tài)。圖5-18為報(bào)警指示燈位置。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-18 報(bào)警指示燈位置 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3) 使用實(shí)例圖5-19為電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝車使用實(shí)例。 圖5-19 電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝車使用實(shí)例 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

15、原理與故障診斷 5.1.4 故障診斷與檢修故障診斷與檢修1. 奔馳W140動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障自診斷奔馳W140的300SE，500SEL，600SEL，S500，S600等款型，其動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障自診斷步驟如下：(1) 按要求接好診斷測(cè)試儀；(2) 將點(diǎn)火開關(guān)置于“ON(開)”位。(3) 按啟動(dòng)按鈕24 s；(4) 讀取并記錄故障碼顯示值； 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (5) 再按啟動(dòng)按鈕24 s，若系統(tǒng)無(wú)其它故障，則將顯示出先前顯示出的故障碼，若存有附加故障碼，則單獨(dú)的故障碼被顯示出；(6) 重復(fù)第(5)步，直到重復(fù)顯示出第一個(gè)故障碼為止；(7) 記錄全部來自故障碼讀取的附

16、加故障；(8) 按表5-2及診斷測(cè)試清除全部記錄的故障，清除單獨(dú)的故障碼之后，必須按下述要求清除讀?。?9) 將點(diǎn)火開關(guān)置于“ON (開)”位；(10) 按啟動(dòng)鈕24 s并讀取故障碼，然后按啟動(dòng)按鈕68 s。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 表5-2 奔馳W140動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障碼及內(nèi)容 故障碼 內(nèi) 容 故障碼 內(nèi) 容 1 系統(tǒng)正常 7 感應(yīng)速度傳感器(L2)故障 2 速 度 感 應(yīng) 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向 控 制 電 腦(N49/1) 8 速度感應(yīng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥(Y10)的正極接頭與 U-BATT 短路 3 左后輪軸車速傳感器(L6/3) 9 速度感應(yīng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥(Y10)線路短路 4 右

17、后輪軸車速傳感器(L6/4) 10 速度感應(yīng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥(Y10)線路 斷路 5 左、右后輪軸車速傳感器的車速信號(hào)不同 11 控制電腦(N49/1)供電電壓 6 無(wú)車速傳感器信號(hào) 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2. 三菱轎車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障自診斷(1) 點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF(關(guān))”位置；(2) 診斷插座如圖5-20所示。將12端子診斷插座的管腳10與管腳12用LED燈跨接；(3) 點(diǎn)火開關(guān)置于“ON(開)”位置；(4) 讀取LED燈閃爍的故障碼；(5) 拆開蓄電池負(fù)極搭鐵15 s以上再裝回，即可清除故障碼。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-20 三菱車系診

18、斷插座(a) 老式診斷插座；(b) 新的OBD-型診斷插座 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 表5-3 三菱轎車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障碼及內(nèi)容 故障碼 內(nèi) 容 故障碼 內(nèi) 容 11 EPS主電腦電源不良 13 EPS電磁閥工作不良 12 VSS車速信號(hào)不良 14 EPS主電腦故障 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.2 電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 圖5-21為四輪轉(zhuǎn)向汽車與兩輪轉(zhuǎn)向汽車在低速轉(zhuǎn)向時(shí)，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)彎半徑的比較圖。圖中裝備四輪轉(zhuǎn)向裝置的汽車轉(zhuǎn)彎半徑比裝備兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車的轉(zhuǎn)彎半徑小得多。從通過性參數(shù)來看，四輪轉(zhuǎn)向汽車的通過寬度W比兩輪轉(zhuǎn)向汽車的通過寬度

19、小得多，有利于急轉(zhuǎn)彎、規(guī)避障礙、進(jìn)出車庫(kù)等。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-21 四輪與兩輪轉(zhuǎn)向汽車在低速轉(zhuǎn)彎半徑圖(a) 兩輪轉(zhuǎn)向；(b) 四輪轉(zhuǎn)向 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-22 四輪轉(zhuǎn)向汽車與兩輪轉(zhuǎn)向汽車在高速轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向操縱的比較圖(a) 兩輪轉(zhuǎn)向；(b) 四輪轉(zhuǎn)向 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖5-23 電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 1. 電控單元發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，四輪轉(zhuǎn)向電子控制模塊不斷地從所有的輸入傳感器處收到信息，如果轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，四輪轉(zhuǎn)向電子控

20、制單元就會(huì)對(duì)車速傳感器、主前輪轉(zhuǎn)角傳感器、副前輪轉(zhuǎn)角傳感器、主后輪轉(zhuǎn)角傳感器、副后輪轉(zhuǎn)角傳感器以及后輪轉(zhuǎn)速傳感器傳來的信息加以分析計(jì)算，并控制適當(dāng)?shù)暮筝嗈D(zhuǎn)角，將蓄電池電壓輸送到后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行電動(dòng)機(jī)使后輪轉(zhuǎn)向。蓄電池電壓通過兩只大功率輸出晶體管輸送到后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)處，其中一只晶體管在右轉(zhuǎn)彎時(shí)導(dǎo)通，另一只在左轉(zhuǎn)彎時(shí)導(dǎo)通。后輪轉(zhuǎn)角主、副傳感器將反饋信號(hào)送到四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元中，以讓電子控制單元確定后輪轉(zhuǎn)角是否已被執(zhí)行。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2. 傳感器圖5-24為傳感器在汽車中的布置位置。 (1) 主前輪轉(zhuǎn)角傳感器。主前輪轉(zhuǎn)角傳感器能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)動(dòng)速度

21、和轉(zhuǎn)動(dòng)角度。它是利用霍爾效應(yīng)來工作的，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主前輪轉(zhuǎn)角傳感器向電子控制單元傳送前輪轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)。它一般安裝在組合開關(guān)下方的轉(zhuǎn)向柱上。(2) 副前輪轉(zhuǎn)角傳感器。副前輪轉(zhuǎn)角傳感器向電子控制單元發(fā)送與前輪轉(zhuǎn)角相關(guān)的信號(hào)，它安裝在前齒輪齒條轉(zhuǎn)向器內(nèi)。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-24 電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳感器的布置圖第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (3) 主后輪轉(zhuǎn)角主傳感器。主后輪轉(zhuǎn)角主傳感器有一個(gè)隨循環(huán)球螺桿旋轉(zhuǎn)的脈沖環(huán)，霍爾傳感元件直接安裝在脈沖環(huán)上部。當(dāng)循環(huán)球螺桿與脈沖環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾傳感元件向電子控制單元發(fā)出脈沖數(shù)字電壓信號(hào)，顯示后輪轉(zhuǎn)角。其結(jié)構(gòu)見

22、圖5-25所示。(4) 副后輪轉(zhuǎn)角傳感器。副后輪轉(zhuǎn)角傳感器安裝在后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器上與主后輪轉(zhuǎn)角傳感器相對(duì)的一端。副后輪轉(zhuǎn)角傳感器內(nèi)有一個(gè)連接在齒條軸上的錐形軸，錐形軸與齒條一同水平移動(dòng)。副后輪轉(zhuǎn)角傳感器的觸棒與錐面彈性接觸。當(dāng)錐形軸水平移動(dòng)時(shí)，錐面使傳感器觸棒來回移動(dòng)。這根觸棒的運(yùn)動(dòng)使傳感器產(chǎn)生模擬電壓信號(hào)，將轉(zhuǎn)角消息傳送到電子控制單元。其結(jié)構(gòu)如圖5-26所示。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (5) 后輪轉(zhuǎn)速傳感器。后輪轉(zhuǎn)速傳感器安裝在每個(gè)后輪上，它與ABS系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的電子控制單元資源共享。每個(gè)后輪轂上安裝有一只帶齒槽的環(huán)，輪速傳感器就直接安裝在這些帶槽的環(huán)的上方，

23、傳感器內(nèi)有永磁線圈，當(dāng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶槽環(huán)上的齒經(jīng)過傳感器，在傳感器內(nèi)就產(chǎn)生電壓。(6) 車速傳感器。車速傳感器將與車輛速度相關(guān)的電壓信號(hào)送到四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制單元。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-25 主后輪轉(zhuǎn)角傳感器 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-26 副后輪轉(zhuǎn)角傳感器 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3. 后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器內(nèi)有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)使循環(huán)球螺桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒條；轉(zhuǎn)向橫拉桿把轉(zhuǎn)向執(zhí)行器連接到后輪轉(zhuǎn)向臂和轉(zhuǎn)向節(jié)處；回位彈簧在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效時(shí)將后輪推回到直線行駛位置。其結(jié)構(gòu)見圖5-27。 第五章 汽車電控動(dòng)力

24、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-27 后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.2.2 工作原理工作原理車速低于29 km/h時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪會(huì)立即開始向與前輪相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；在車速為零時(shí)，后輪最大轉(zhuǎn)角是6。后輪轉(zhuǎn)角減小的程度隨車速變化，在車速為 29 km/h時(shí)，后輪轉(zhuǎn)角幾乎為零。當(dāng)車速增大至大于29 km/h時(shí)，轉(zhuǎn)向盤在最初200轉(zhuǎn)角內(nèi)，后輪轉(zhuǎn)向與前輪方向一致；轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角大于200時(shí)，后輪會(huì)轉(zhuǎn)向相反的方向。當(dāng)車速提高到96 km/h并且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角是100時(shí)，后輪將會(huì)向與前輪相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)大約1；如果轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)500，后輪將會(huì)沿與前輪相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)大約1。圖

25、5-28為電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性圖。第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-28 電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性圖 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5.2.3 故障診斷與檢修故障診斷與檢修1. 系統(tǒng)檢修前應(yīng)注意的問題(1) 是否改動(dòng)過懸架而影響轉(zhuǎn)向系的工作；(2) 輪胎尺寸是否與生產(chǎn)廠家的規(guī)定相符合；(3) 輪胎氣壓是否達(dá)到生產(chǎn)廠家的規(guī)定；(4) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵皮帶張力是否達(dá)到生產(chǎn)廠家的規(guī)定；(5) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵油箱中的液面高度是否達(dá)到了生產(chǎn)廠家的規(guī)定；(6) 發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)廠家要求的怠速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是否穩(wěn)定；(7) 轉(zhuǎn)向盤是否是原配的。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

26、 2. 失效保護(hù)功能的檢查在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)進(jìn)入失效保護(hù)狀態(tài)。處在這種狀態(tài)時(shí)，后輪處在直線行駛位置。如果四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元檢查出系統(tǒng)出了故障，電子控制單元就轉(zhuǎn)換為失效保護(hù)狀態(tài)，并將故障碼存入電控單元，接通四輪轉(zhuǎn)向指示燈，讓駕駛員知道系統(tǒng)出現(xiàn)故障。四輪轉(zhuǎn)向電控單元切斷后輪轉(zhuǎn)向控制單元的電壓，而且使后輪保持在直線行駛位置。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3. 阻尼控制的檢查當(dāng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)入失效保護(hù)狀態(tài)時(shí)，如果后輪迅速回正反而會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向控制發(fā)生影響。為了避免這種情況，四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)進(jìn)入失效保護(hù)狀態(tài)時(shí)，給阻尼繼電器充電，在轉(zhuǎn)向軸被回正彈簧力移到中央位置時(shí)，后

27、輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)向軸的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的工作相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子輸出的電壓經(jīng)由阻尼繼電器回饋到電動(dòng)機(jī)激磁繞組，進(jìn)入這種狀態(tài)，轉(zhuǎn)子速度降低，回正彈簧緩慢地將后轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)到中央位置。如果沒有阻尼繼電器回正彈簧將會(huì)迅速地使后輪轉(zhuǎn)回到中央位置。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 4. 故障診斷1) 路試四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在故障出現(xiàn)時(shí)，會(huì)將故障代碼進(jìn)行存儲(chǔ)并接通四輪轉(zhuǎn)向指示燈。路試檢驗(yàn)電子控制系統(tǒng)是否正常，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)自診斷系統(tǒng)會(huì)將故障代碼記錄并存儲(chǔ)。如果路試中四輪轉(zhuǎn)向指示燈沒有亮,電子控制系統(tǒng)也是完好的，則不需要進(jìn)一步診斷。查閱生產(chǎn)廠家的維修手冊(cè)，尋找問題來源、檢查步驟和診斷方法，確保在檢

28、查中發(fā)現(xiàn)問題。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (1) 點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)故障碼的顯示。 接通點(diǎn)火開關(guān)，不要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī); 觀察四輪轉(zhuǎn)向指示燈，讀取故障碼； 記錄故障碼； 清除故障碼； 斷開蓄電池負(fù)極線； 斷開四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元電源插座。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (2) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)故障碼的顯示。四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元實(shí)際含有兩個(gè)處理器，分別稱為主處理器和副處理器。每個(gè)處理器可存儲(chǔ)10個(gè)故障碼。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢查故障，代碼的顯示就表明了代碼存儲(chǔ)在哪一個(gè)處理器中。將維修診斷插頭電極由短接線連起來，并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，四輪轉(zhuǎn)向指示燈在主、副處理器中有故障信號(hào)，按如下順序

29、檢查故障碼。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 點(diǎn)火開關(guān)打開并迅速閃亮1次； 停頓3 s； 顯示主處理器中存儲(chǔ)的代碼，如果存儲(chǔ)了兩個(gè)或兩個(gè)以上的代碼，則在兩個(gè)代碼之間停頓2 s，以示區(qū)分； 停頓1.6 s； 連續(xù)快速閃爍3 s，表明將主、副處理器的信號(hào)隔開； 停頓1.6 s； 顯示副處理器中存儲(chǔ)的代碼； 停頓3 s，重復(fù)上述過程。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 圖5-29 主、副處理器故障碼的顯示過程 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 表5-4 本田序曲轎車非正常行駛工況的代碼 代碼 工作狀況 4WS指示燈 70 汽車行駛時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)從斷開到接通

30、亮 71 駕駛員及 3 個(gè)乘客在車上時(shí)，駕駛員違反操作規(guī)程，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，后輪碰到人行道或其他障礙 73 蓄電池快速充電時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 74 駐車制動(dòng)器起作用時(shí)，開動(dòng)汽車 診斷后點(diǎn)亮 5 min 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 5. 主要部件的檢修1) 后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的檢查與調(diào)整檢查時(shí)，后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器鎖銷插著的時(shí)候不要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，否則會(huì)損壞鎖銷及后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，在進(jìn)行以下操作后，后輪應(yīng)該能夠恢復(fù)直駛位置。(1) 斷開蓄電池負(fù)極連接線；(2) 四輪轉(zhuǎn)向電子控制裝置接頭斷開；(3) 時(shí)鐘與收音機(jī)保險(xiǎn)絲斷開。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 2) 轉(zhuǎn)向盤在中間位置時(shí)后

31、輪處于直駛位置的檢查四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)，后輪必須與之對(duì)應(yīng)，才能夠保證在直駛位置。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制單元具有檢查此項(xiàng)的功能。(1) 將車輛駛進(jìn)定位臺(tái)，使四只輪子都在轉(zhuǎn)彎半徑測(cè)量轉(zhuǎn)盤上；(2) 保證轉(zhuǎn)向盤在正中位置；(3) 在儀表板下方的診斷插座上接上短接線；(4) 將駐車制動(dòng)器完全拉緊，直到駐車制動(dòng)警告燈亮，打開點(diǎn)火開關(guān)，使前輪轉(zhuǎn)向角傳感器處于測(cè)試狀態(tài)； 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (5) 接通點(diǎn)火開關(guān)，緩慢地向左及向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤；(6) 觀察4WS指示燈閃爍情況，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，找出能使4WS指示燈持續(xù)亮2 s以上的轉(zhuǎn)向盤位置；(7) 在步驟(1)(5)之后，

32、注意觀察4WS指示燈閃爍情況，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，找出能使4WS指示燈間隔為0.2 s閃爍轉(zhuǎn)向盤對(duì)應(yīng)的位置；(8) 在步驟(1)(4)之后，松開駐車制動(dòng)器，確認(rèn)駐車制動(dòng)警示燈熄滅。這使4WS電子控制單元進(jìn)入對(duì)后轉(zhuǎn)向傳感器的檢查狀態(tài)； 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 (9) 將前輪置于直駛位置，左后輪轉(zhuǎn)到左方再轉(zhuǎn)向最右方，4WS指示燈應(yīng)在后輪向左剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以0.2 s的間隔閃爍，若4WS指示燈不閃爍，將后輪轉(zhuǎn)角副傳感器重新調(diào)節(jié)；(10) 將左后輪轉(zhuǎn)到最左方，再慢慢轉(zhuǎn)向右方，4WS指示燈應(yīng)在后輪向左剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，亮的時(shí)間為2 s以上，若4WS指示燈不亮，檢查后輪轉(zhuǎn)角主傳感器是否損壞；(11) 斷開點(diǎn)火開關(guān)，裝上后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器護(hù)罩。 第五章 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷 3) 主前輪轉(zhuǎn)角傳感