電子控制動力轉向系統(tǒng)課件

第五章電子控制動力轉向系統(tǒng)

第一節(jié)電子控制電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)

第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修第五章電子控制動力轉向系統(tǒng)第一節(jié)電子控制電動式動力1電子控制動力轉向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控制電動式轉向系統(tǒng)兩種。第一節(jié)電子控制電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）電子式動力轉向系（EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的電動助力轉向系統(tǒng)，使轉向系統(tǒng)結構更為緊湊。一、電動式動力轉向系統(tǒng)的組成電動式動力轉向系統(tǒng)簡稱EPS，基本組成如圖5-1所示，EPS主要由車速傳感器、轉矩傳感器、轉向角傳感器、電子控制器ECU、電動機、電磁離合器及減速機構等組成。電子控制動力轉向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控2電子控制動力轉向系統(tǒng)課件3二、電動式動力轉向系統(tǒng)的工作原理

1．轉向扭矩傳感器當駕駛員操縱轉向盤時，轉向扭矩傳感器根據(jù)輸入力的大小，產(chǎn)生相應的電壓信號，由此電動轉向系就可以檢測出操縱力的大小，同時根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號又可測出車速，再控制電動機的電流，形成適當?shù)霓D向助力。轉向扭矩傳感器具有檢測轉向盤的操縱方向和操縱力的功能。在任何情況下，利用電位表即可檢測出該傳感器的信號，轉向扭矩傳感器如圖5-2所示。二、電動式動力轉向系統(tǒng)的工作原理4轉向扭矩傳感器的檢測對于轉向扭矩傳感器的好壞，可通過檢測傳感器線圈的電阻和傳感器的電壓來進行判斷，下面以三菱“Minica”微型車為例：

①轉向扭轉傳感器線圈的檢測。從轉向器上撥開轉向扭矩傳感器插接器，其端子排列如圖5-3所示，用萬用表電阻（R）擋測3號與5號、8號與10號端子間電阻值，若所測值不符合原廠標準值，則轉向扭轉傳感損壞。

②轉向扭轉傳感器電壓的檢測。用萬用表電壓（U）擋對上述各端子之間電壓測試時，需將轉向盤位于中間位置，正常電壓值應為2.5V，若電壓值在4.7V以上為斷路，0.3V以下為短路。轉向扭矩傳感器的檢測5

2．電動機

電動式轉向系所用的電動機是將汽車用電動機加以改進。有的電動機轉子外圓表面開有斜槽，有的則改變定子磁鐵的中心處或端部的厚度。電動機工作有一定速度范圍，若超出規(guī)定速度范圍，則由離合器使電動機停轉并消除電動機慣性的影響。同時，當轉向系發(fā)生故障時，離合器分離，此時恢復手動控制轉向，保證汽車正常行駛。

電動機的檢測：

以三菱“Minica”微型車為例，從轉向器上斷開電動機插接器，其端子排列如圖5-3a所示，給電動機加上蓄電池電壓（12V)，此時，電動機應有轉動聲音，若沒有聲音更換電動機總成。2．電動機6

3．電磁離合器

圖5-4所示是一種電磁離合器的結構示意圖，主要由電磁線圈、主動輪、從動軸、壓板等組成。3．電磁離合器7工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電磁吸力，花鍵的壓板就被吸引，并與主動輪壓緊。于是電動機的輸出轉矩便經(jīng)過輸出軸→主動輪→壓板→花鍵→從動軸傳遞給執(zhí)行機構（蝸輪蝸桿減速機構）。電磁離合器的主要功用是保證電動助力只有在預定的車速范圍內(nèi)作用。電磁離合器的檢測

以三菱“Minica”微型車為例，從轉向器上斷開電磁離合器，插接器如圖5-3b需將蓄電池正極接在1號端子，當負極與6號端子接通或斷開的瞬間，此時，電磁離合器有工作聲響，若沒有聲響則電磁離合器有故障，應更換電磁離合器總成。工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電84．減速機構

圖5-5所示，減速機構主要由蝸輪和蝸桿構成，蝸桿的動力來自于電磁離合器和電動機，經(jīng)蝸輪減速增扭后，傳送給轉向軸，然后再通過其他部件傳送給轉向輪，以實現(xiàn)轉向助力。4．減速機構95、電子控制（ECU）EPS電子控制器（ECU）的基本組成見圖5-6。工作時，轉向轉矩和轉向角信號經(jīng)過A/D轉換器被輸入到中央處理器（CPU），中央處理器根據(jù)這些信號和車速計算出最優(yōu)化的助力轉矩。5、電子控制（ECU）10

控制元件（ECU）的檢測：

控制元件（ECU）具有故障自我診斷功能，當發(fā)生異響時，能停止助力。同時，ECU可以記憶異常內(nèi)容，并將其用脈沖個數(shù)顯示出來，見表5-1?？刂圃‥CU）的檢測： 11第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)又稱連續(xù)型動力轉向（PPS），PPS是按照車速的變化由電子控制油壓反力調(diào)整動力轉向器，從而使汽車在各種行駛條件下轉向盤上所需的轉向操縱力達到最佳狀態(tài)，所以，有時也把這種PPS稱為反力式電子控制力轉向系統(tǒng)。

第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)電子控制液壓式動12一、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的基本構成

電子式控制液壓式動力轉向系統(tǒng)結構原理如圖5-7所示，主要由車速傳感器、電子控制器ECU、電磁閥、分流閥、儲油罐、轉閥和動力缸等組成。一、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的基本構成13

在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉向裝置用控制加力的主控制閥之外，又增設了反力油壓控制閥和油壓反力室，結構見圖5-8。經(jīng)反力油壓控制閥調(diào)整后的油壓加到油壓反力室內(nèi)，扭桿與轉向軸相連，當PPS根據(jù)油壓反力的大小改變轉向扭桿的扭曲量時，就可以控制轉向時所要加的力。動力轉向用的微機安裝在電子控制器ECU內(nèi)，微機根據(jù)車速傳感器的信號控制電磁閥的輸入電流；電磁閥設在反力控制閥上。在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉向裝置用控制加力的14二、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的工作原理

1.汽車靜止或低速行駛時的轉向其工作情況見圖5-9。汽車在低速范圍內(nèi)運行時，ECU輸出一個大的電流，使電磁閥的開度增加，由分流閥分出的液流流過電磁閥回到儲油罐中的液流增加。因此，油壓反力室壓力減小，作用于柱塞的背壓減小，于是柱塞推動控制閥桿的力減小。二、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的工作原理15

2.汽車在中、高速行駛時的轉向

在此工況下，系統(tǒng)的工作情況見圖5-10。汽車轉向盤在中、高速直行微量轉動時，控制閥桿根據(jù)扭桿的扭轉角度而轉動，轉閥的開度減小，轉閥里面的壓力增加，流向電磁閥和油壓反力室中的液流量增加。當車速增加時，ECU輸出電流減小，電磁閥開度減小，流入油壓反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推動控制閥桿的力變大。2.汽車在中、高速行駛時的轉向16第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS400流量式電控液壓動力轉向系統(tǒng)電控電路如圖5-11所示。使用中常見故障有怠速、低速行駛時，動力轉向系統(tǒng)助力不足、操縱費力；汽車高速行駛時，轉向太靈敏等。第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS417在對電控轉向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉向裝置的故障，例如：液壓油不足、液壓壓力低，液壓系統(tǒng)中有空氣，其次檢查轉向機構是否潤滑良好，桿件是否有變形，輪胎氣壓是否正常等。最后檢查電控系統(tǒng)是否正常。

（一）一般電路檢修檢測步驟如5-12所示。在對電控轉向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉向裝置18

（二）ECU電路的檢修

1．ECU搭鐵電路的檢測檢測ECU+B端子與車身接地之間的電壓，如果是蓄電池電壓，則搭鐵電路正常，否則熔斷器與ECU+B端子之間的配線斷路。

2．ECUGND端子與車身接地之間電路檢查檢測ECUGND端子與車身接地之間是否導通，如果導通則電路正常，否則是ECUGND端子與車身接地間配線斷路或車身接地不良。

3．ECUSPD端子與車速傳感器電路的檢測

用千斤頂頂起一側后車輪，把電壓表接到ECU的SPD端子和GND端子上，轉動后輪，對于UCF10系列的車型，表的讀數(shù)應是0V→5V→0V；對于UCF20系列的車型，表的讀數(shù)應是0V→無窮大→0V。如果不符合上述要求，則為SPD端子與轉速傳感器之間的配線存在斷路或短路以及車速傳感器故障。應進行線路檢修或更換傳感器。

（二）ECU電路的檢修194．端子SOL+與SOL-以及GND的檢查

用歐姆表檢測端子SOL+或SOL-與GND之間是否導通，如導通則是端子SOL+與SOL-之間配線短路或電磁閥故障。用歐姆表檢測端子SOL+與SOL-之間的電阻值，表的讀數(shù)應在6.0～11.0Ω，否則是端子SOL+與SOL-之間的配線斷路或電磁閥故障。應進行線路的檢修或更換電磁閥。如果以上檢測最后確定是ECU故障，則應更換ECU。4．端子SOL+與SOL-以及GND的檢查20第五章電子控制動力轉向系統(tǒng)

第一節(jié)電子控制電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)

第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修第五章電子控制動力轉向系統(tǒng)第一節(jié)電子控制電動式動力21電子控制動力轉向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控制電動式轉向系統(tǒng)兩種。第一節(jié)電子控制電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）電子式動力轉向系（EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的電動助力轉向系統(tǒng)，使轉向系統(tǒng)結構更為緊湊。一、電動式動力轉向系統(tǒng)的組成電動式動力轉向系統(tǒng)簡稱EPS，基本組成如圖5-1所示，EPS主要由車速傳感器、轉矩傳感器、轉向角傳感器、電子控制器ECU、電動機、電磁離合器及減速機構等組成。電子控制動力轉向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控22電子控制動力轉向系統(tǒng)課件23二、電動式動力轉向系統(tǒng)的工作原理

1．轉向扭矩傳感器當駕駛員操縱轉向盤時，轉向扭矩傳感器根據(jù)輸入力的大小，產(chǎn)生相應的電壓信號，由此電動轉向系就可以檢測出操縱力的大小，同時根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號又可測出車速，再控制電動機的電流，形成適當?shù)霓D向助力。轉向扭矩傳感器具有檢測轉向盤的操縱方向和操縱力的功能。在任何情況下，利用電位表即可檢測出該傳感器的信號，轉向扭矩傳感器如圖5-2所示。二、電動式動力轉向系統(tǒng)的工作原理24轉向扭矩傳感器的檢測對于轉向扭矩傳感器的好壞，可通過檢測傳感器線圈的電阻和傳感器的電壓來進行判斷，下面以三菱“Minica”微型車為例：

①轉向扭轉傳感器線圈的檢測。從轉向器上撥開轉向扭矩傳感器插接器，其端子排列如圖5-3所示，用萬用表電阻（R）擋測3號與5號、8號與10號端子間電阻值，若所測值不符合原廠標準值，則轉向扭轉傳感損壞。

②轉向扭轉傳感器電壓的檢測。用萬用表電壓（U）擋對上述各端子之間電壓測試時，需將轉向盤位于中間位置，正常電壓值應為2.5V，若電壓值在4.7V以上為斷路，0.3V以下為短路。轉向扭矩傳感器的檢測25

2．電動機

電動式轉向系所用的電動機是將汽車用電動機加以改進。有的電動機轉子外圓表面開有斜槽，有的則改變定子磁鐵的中心處或端部的厚度。電動機工作有一定速度范圍，若超出規(guī)定速度范圍，則由離合器使電動機停轉并消除電動機慣性的影響。同時，當轉向系發(fā)生故障時，離合器分離，此時恢復手動控制轉向，保證汽車正常行駛。

電動機的檢測：

以三菱“Minica”微型車為例，從轉向器上斷開電動機插接器，其端子排列如圖5-3a所示，給電動機加上蓄電池電壓（12V)，此時，電動機應有轉動聲音，若沒有聲音更換電動機總成。2．電動機26

3．電磁離合器

圖5-4所示是一種電磁離合器的結構示意圖，主要由電磁線圈、主動輪、從動軸、壓板等組成。3．電磁離合器27工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電磁吸力，花鍵的壓板就被吸引，并與主動輪壓緊。于是電動機的輸出轉矩便經(jīng)過輸出軸→主動輪→壓板→花鍵→從動軸傳遞給執(zhí)行機構（蝸輪蝸桿減速機構）。電磁離合器的主要功用是保證電動助力只有在預定的車速范圍內(nèi)作用。電磁離合器的檢測

以三菱“Minica”微型車為例，從轉向器上斷開電磁離合器，插接器如圖5-3b需將蓄電池正極接在1號端子，當負極與6號端子接通或斷開的瞬間，此時，電磁離合器有工作聲響，若沒有聲響則電磁離合器有故障，應更換電磁離合器總成。工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電284．減速機構

圖5-5所示，減速機構主要由蝸輪和蝸桿構成，蝸桿的動力來自于電磁離合器和電動機，經(jīng)蝸輪減速增扭后，傳送給轉向軸，然后再通過其他部件傳送給轉向輪，以實現(xiàn)轉向助力。4．減速機構295、電子控制（ECU）EPS電子控制器（ECU）的基本組成見圖5-6。工作時，轉向轉矩和轉向角信號經(jīng)過A/D轉換器被輸入到中央處理器（CPU），中央處理器根據(jù)這些信號和車速計算出最優(yōu)化的助力轉矩。5、電子控制（ECU）30

控制元件（ECU）的檢測：

控制元件（ECU）具有故障自我診斷功能，當發(fā)生異響時，能停止助力。同時，ECU可以記憶異常內(nèi)容，并將其用脈沖個數(shù)顯示出來，見表5-1。控制元件（ECU）的檢測： 31第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)又稱連續(xù)型動力轉向（PPS），PPS是按照車速的變化由電子控制油壓反力調(diào)整動力轉向器，從而使汽車在各種行駛條件下轉向盤上所需的轉向操縱力達到最佳狀態(tài)，所以，有時也把這種PPS稱為反力式電子控制力轉向系統(tǒng)。

第二節(jié)電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)電子控制液壓式動32一、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的基本構成

電子式控制液壓式動力轉向系統(tǒng)結構原理如圖5-7所示，主要由車速傳感器、電子控制器ECU、電磁閥、分流閥、儲油罐、轉閥和動力缸等組成。一、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的基本構成33

在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉向裝置用控制加力的主控制閥之外，又增設了反力油壓控制閥和油壓反力室，結構見圖5-8。經(jīng)反力油壓控制閥調(diào)整后的油壓加到油壓反力室內(nèi)，扭桿與轉向軸相連，當PPS根據(jù)油壓反力的大小改變轉向扭桿的扭曲量時，就可以控制轉向時所要加的力。動力轉向用的微機安裝在電子控制器ECU內(nèi)，微機根據(jù)車速傳感器的信號控制電磁閥的輸入電流；電磁閥設在反力控制閥上。在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉向裝置用控制加力的34二、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的工作原理

1.汽車靜止或低速行駛時的轉向其工作情況見圖5-9。汽車在低速范圍內(nèi)運行時，ECU輸出一個大的電流，使電磁閥的開度增加，由分流閥分出的液流流過電磁閥回到儲油罐中的液流增加。因此，油壓反力室壓力減小，作用于柱塞的背壓減小，于是柱塞推動控制閥桿的力減小。二、電子控制液壓式動力轉向系統(tǒng)的工作原理35

2.汽車在中、高速行駛時的轉向

在此工況下，系統(tǒng)的工作情況見圖5-10。汽車轉向盤在中、高速直行微量轉動時，控制閥桿根據(jù)扭桿的扭轉角度而轉動，轉閥的開度減小，轉閥里面的壓力增加，流向電磁閥和油壓反力室中的液流量增加。當車速增加時，ECU輸出電流減小，電磁閥開度減小，流入油壓反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推動控制閥桿的力變大。2.汽車在中、高速行駛時的轉向36第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS400流量式電控液壓動力轉向系統(tǒng)電控電路如圖5-11所示。使用中常見故障有怠速、低速行駛時，動力轉向系統(tǒng)助力不足、操縱費力；汽車高速行駛時，轉向太靈敏等。第三節(jié)電控動力轉向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS437在對電控轉向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉向裝置的故障，例如：液壓油不足、液壓壓力低，液壓系統(tǒng)中有空氣，其次檢查轉向機構是否潤滑良好，桿件是