汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修

學習情境六汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修義務(wù)一電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述義務(wù)二液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修義務(wù)三電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修義務(wù)一電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述一、義務(wù)分析?電子控制動力轉(zhuǎn)向〔ElectronicControlPowerSteerin，EPS〕系統(tǒng)在低速行駛時可使轉(zhuǎn)向輕便、靈敏；當汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時，又能保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高高速行駛的支配穩(wěn)定性。?本次義務(wù)就將向讀者引見電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)知識。二、相關(guān)知識〔一〕傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的區(qū)別1．傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?為使汽車支配輕便及行駛平安，目前轎車上普遍采用轉(zhuǎn)向助力器，如圖6-1所示。2．電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

?電控動力轉(zhuǎn)向是一種全新的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它可以在傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向的根底上添加控制單元〔ECU〕傳感器和相應(yīng)的執(zhí)行器，也可以采用新型的電控電動轉(zhuǎn)向助力安裝，可以抑制傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺乏，可以使汽車在低速行駛轉(zhuǎn)向時支配起來輕便、靈敏。?在中高速行駛轉(zhuǎn)向時提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了汽車的駕駛性能和高速行駛的支配穩(wěn)定性?！捕畴娍剞D(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類?根據(jù)動力源的不同，電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔液壓式EPS〕和電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔電動式EPS〕。〔三〕電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點?為滿足現(xiàn)代汽車對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點。①良好的隨動性。?即轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準確的一一對應(yīng)關(guān)系，同時能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在恣意轉(zhuǎn)向角位置。②高度的轉(zhuǎn)向靈敏度。?即轉(zhuǎn)向輪對轉(zhuǎn)向盤應(yīng)具有靈敏的呼應(yīng)性能。③良好的穩(wěn)定性。?即具有很好的直線行使穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自動回正才干。④助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變化作相應(yīng)的調(diào)整。?低速時，有較大的助力效果，以抑制路面的轉(zhuǎn)向阻力；高速時，要有適當?shù)穆犯?，以防止因轉(zhuǎn)向過輕而發(fā)惹事故。⑤效率高。?與傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向相比，效率明顯提高，特別是電控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可達90%以上。義務(wù)二液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修一、義務(wù)分析?液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根底上增設(shè)了電子控制安裝而構(gòu)成的，只需掌握液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的種類、構(gòu)造及任務(wù)原理等相關(guān)知識，才干對液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進展檢修，找出缺點緣由及部位并予以排除。?本次義務(wù)就將向讀者引見關(guān)于液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造及檢修的相關(guān)知識。二、相關(guān)知識〔一〕根本組成?液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖6-2所示，主要包括傳感器、電子控制單元〔ECU〕、液壓泵、控制液體流量的電磁閥、普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等?！捕晨刂品绞郊叭蝿?wù)過程?液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)控制方式的不同，可分為流量控制式、反力控制式和閥靈敏度控制式3種方式。1．流量控制式EPS

?流量控制式EPS是根據(jù)車速傳感器信號調(diào)理動力轉(zhuǎn)向安裝中油液的輸入、輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向助力大小，其系統(tǒng)布置如圖6-3所示。?可分為分流控制式和旁流控制式?！?〕分流控制式?分流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖6-4所示，主要由車速傳感器、電磁閥、整體式動力轉(zhuǎn)向控制閥、動力轉(zhuǎn)向油泵和電子控制單元等組成。圖6-4分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成?其控制原理如圖6-5所示。圖6-5分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理?分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路如圖6-6所示。圖6-6分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路?車速越高，流過電磁閥電磁線圈的平均電流越大，電磁閥的開啟程度越大，如圖6-7所示。圖6-7分流電磁閥構(gòu)造及其驅(qū)動信號〔2〕旁流控制式?旁流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖6-8所示。?駕駛員可以選擇3種順應(yīng)不同行駛條件的轉(zhuǎn)向力特性曲線，如圖6-9所示。?另外，電子控制單元還可根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度傳感器輸出信號的大小，在汽車急轉(zhuǎn)彎時，按圖6-10所示的轉(zhuǎn)向力特性實施最優(yōu)控制。?旁通流量控制閥的構(gòu)造如圖6-11所示。?旁流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路如圖6-12所示。2．反力控制式EPS?反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是按照車速的變化，控制反力室油壓反力，調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向支配力都到達最正確形狀。?有時也把這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為漸進型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ProgressivePowerSteering，PPS〕?！?〕根本組成，反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成構(gòu)造如圖6-13所示。①轉(zhuǎn)向控制閥。?轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造如圖6-14所示。②分流閥。?分流閥的根本構(gòu)造如圖6-15所示，主要由閥門、彈簧及進出油口等構(gòu)成。③車速傳感器。④電磁閥。?電磁閥普通安裝在轉(zhuǎn)向齒輪箱體上，主要由電磁線圈、鐵芯及滑閥等組成，其構(gòu)造及任務(wù)特性如圖6-16所示。〔2〕任務(wù)過程

①汽車靜止或低速行駛時。?其任務(wù)過程如圖6-17所示。②汽車中、高速行駛時。?其任務(wù)過程如圖6-18所示。3．閥靈敏度控制式EPS

?閥靈敏度控制式EPS是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改動動力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益〔閥靈敏度〕來控制動力轉(zhuǎn)向缸油壓大小。?這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造簡單、價錢廉價，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自在度，可以獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。?閥靈敏度控制式EPS主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁閥、車速傳感器及ECU等組成，如圖6-19所示?！?〕轉(zhuǎn)子閥?轉(zhuǎn)子閥的構(gòu)造如圖6-20所示，其等效液壓回路如圖6-21所示。圖6-21轉(zhuǎn)子閥的等效液壓回路〔2〕電磁閥?電磁閥控制原理如圖6-22所示?！?〕電子控制單元〔ECU〕?控制系統(tǒng)的電路如圖6-23所示。三、義務(wù)虛施—液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢修?下面以皇冠轎車液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例引見其詳細檢修方法?！惨弧硻z修要求及本卷須知①確定懸架沒有被改動過，否那么會影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的任務(wù)。②輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需求與消費廠家的規(guī)定相符合。③動力轉(zhuǎn)向油泵皮帶張力需求到達消費廠家的規(guī)定。④動力轉(zhuǎn)向油泵儲油罐中的液面高度需求到達消費廠家的規(guī)定。⑤發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速需求到達廠家規(guī)定的規(guī)范，并且運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。⑥確定轉(zhuǎn)向盤沒有改換過，需求是原車配件?！捕硻z修方法及步驟1．根本檢查〔1〕動力轉(zhuǎn)向液面高度檢查〔2〕皮帶張緊力的檢查〔3〕系統(tǒng)壓力的檢查，如圖6-24所示。圖6-24系統(tǒng)壓力檢查2．電控系統(tǒng)線路檢查

?控制系統(tǒng)電路及插接器如圖6-25所示。①電源線路檢查。②搭鐵線路檢查。③車速傳感器線路檢查。④電磁閥線路檢查。3．電控元件的檢查〔1〕電磁閥的檢查?如圖6-26所示，此時應(yīng)聽到電磁閥動作的“咔噠〞聲，否那么應(yīng)改換電磁閥。〔2〕EPS電控單元ECU的檢查?如圖6-27所示。?所測電壓應(yīng)比原來添加0.07～0.22V。?假設(shè)無電壓，應(yīng)改換ECU。義務(wù)三電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修一、義務(wù)分析?電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依托電動機提供輔助扭矩的電動助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。?該系統(tǒng)只需利用微機控制電動機電流的方向和幅值，就可直接控制轉(zhuǎn)向助力的大小，控制的自在度較高，且構(gòu)造簡單、布置方便，其在轎車上的運用越來越廣泛。?本次義務(wù)就將向讀者引見電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造及檢修的相關(guān)知識。二、相關(guān)知識

〔一〕電動式動力轉(zhuǎn)向的根本組成、原理及特點1．其本組成?電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根本組成如圖6-28所示，主要由扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電動機、電磁離合器、減速機構(gòu)、電子控制單元等組成。2．任務(wù)原理?電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根本原理是電子控制單元〔ECU〕根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感器的信號，判別汽車的運轉(zhuǎn)情況，以確定助力扭矩的大小和方向，然后發(fā)出控制指令，控制電動機的電流大小和方向，經(jīng)過減速機構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩，使汽車在低、中和高速下都能獲得最正確的轉(zhuǎn)向效果。3．特點①質(zhì)量輕。②能耗少。③“路感〞好。④污染少。⑤運用范圍廣。⑥裝配性好、易于布置?！捕畴妱邮诫娍貏恿D(zhuǎn)向系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造及任務(wù)原理

1．扭矩傳感器?扭矩傳感器的作用是檢測駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩及轉(zhuǎn)向方向等參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柋Ｋ徒oECU，以作為控制電動助力大小和方向的主要根據(jù)。?常用的有電磁感應(yīng)式扭矩傳感器和滑動電阻式扭矩傳感器?！?〕電磁感應(yīng)式扭矩傳感器?圖6-29所示為電磁感應(yīng)式扭矩傳感器的構(gòu)造及任務(wù)原理?！?〕滑動電阻式扭矩傳感器?圖6-30所示為滑動電阻式扭矩傳感器的構(gòu)造和原理表示圖。2．電動機

?轉(zhuǎn)向助力電動機就是普通的永磁電動機，連同離合器和減速齒輪一同，如圖6-31所示。?電動機的輸出扭矩控制是經(jīng)過控制其輸入電流來實現(xiàn)，而電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)那么是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制。?圖6-32是一種比較簡單適用的正反轉(zhuǎn)控制電路。3．電磁離合器?電磁離合器裝在電動機和減速機構(gòu)中間，用于控制電動機動力的輸出，其任務(wù)原理如圖6-33所示。4．減速機構(gòu)?減速機構(gòu)的作用是把電動機的輸出扭矩放大后，再傳給轉(zhuǎn)向齒輪箱的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。?目前運用的減速機構(gòu)有多種組合方式，普通采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動組合式，如圖6-34所示；也有的采用兩級行星齒輪與傳動齒輪組合式，如圖6-35所示。5．電子控制單元〔ECU〕

?電子控制單元〔ECU〕是控制系統(tǒng)的中心，其組成如圖6-36所示。?主要包括4KB的ROM、256B的RAM、8位微處置器〔CPU〕、A/D〔模擬/數(shù)字〕轉(zhuǎn)換器、D/A〔數(shù)字/模擬〕轉(zhuǎn)換器、I/F〔電流/頻率〕轉(zhuǎn)換器、放大電路、動力監(jiān)測電路、驅(qū)動電路等?！踩成虾Ｈ罕奣OURAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1．組成與構(gòu)造?TOURAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖6-37所示，主要由方向盤、帶轉(zhuǎn)向角度傳感器G85的組合開關(guān)、轉(zhuǎn)向柱G527、轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269、電動機械轉(zhuǎn)向助力器電動機V187、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500等部件組成。?其元件的布置如圖6-38所示?！?〕電動機V187

?電動機V187為無刷異步電動機，如圖6-39所示?！?〕轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269?利用轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269可以直接在轉(zhuǎn)向小齒輪上計算方向盤的扭矩。?該傳感器以磁阻的功能原理任務(wù)。?轉(zhuǎn)向力矩傳感器的任務(wù)原理如圖6-40所示?！?〕轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器

?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測電動機V187的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信號反響給控制單元J500，以便其準確控制電動機V187的動作。?它安裝在電動機V187的內(nèi)部，也是根據(jù)磁阻功能原理任務(wù)的，在構(gòu)造上與轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269一樣?！?〕轉(zhuǎn)向角度傳感器G85?光電式轉(zhuǎn)向角度傳感器G85位于組合開關(guān)和方向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上，它經(jīng)過CANBUS數(shù)據(jù)總線，向轉(zhuǎn)向柱電子安裝控制單元J527提供信號，以便測算轉(zhuǎn)向角。?在轉(zhuǎn)向柱電子安裝控制單元中，設(shè)有電子系統(tǒng)，用于分析轉(zhuǎn)向角度傳感器G85保送的信號?！?〕轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500?轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500直接固定在電動機上，它根據(jù)輸入的信號〔如轉(zhuǎn)向角度信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、車速信號、點火鑰匙等信號〕計算當前的轉(zhuǎn)向助力需求，并控制驅(qū)動電動機V187轉(zhuǎn)動。2．控制原理及任務(wù)過程〔1〕控制原理〔2〕任務(wù)過程

?TOURAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制系統(tǒng)的組成如圖6-42所示，其任務(wù)過程如圖6-43所示。圖6-42控制系統(tǒng)組成三、義務(wù)虛施—電動式電控動力系統(tǒng)的檢修?下面以NISSAN轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例引見電動式電控動力系統(tǒng)的檢修方法?！惨弧硻z修要求及本卷須知①維修過程中，當點火開關(guān)在翻開形狀下時，不要隨意斷開蓄電池接線，否那么會喪失控制模塊中存儲的信息，也不要裝配或安裝控制模塊及其插接器。②確定是懸架沒有被改動過，否那么會影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的任務(wù)。③輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需求與消費廠家的規(guī)定相符合。④發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速需求到達廠家規(guī)定的規(guī)范，并且動運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。⑤在控制系統(tǒng)的檢測中，必需運用消費廠家在維修手冊中要求的檢測工具，否那么能夠損壞控制系統(tǒng)的零部件。〔二〕檢修方法及步驟1．缺點警告燈的檢查?當點火開關(guān)處于ON位置時，缺點警告燈應(yīng)點亮，發(fā)動機起動后警告燈熄滅為正常。?警告燈不亮時，應(yīng)檢查燈泡能否損壞，熔斷絲和導線能否斷路。?假設(shè)發(fā)動機起動后，警告燈仍亮時，首先應(yīng)思索系統(tǒng)能否處于保險形狀〔只需常規(guī)轉(zhuǎn)向任務(wù)，無電動助力〕，然后進展自診斷操作。2．系統(tǒng)自診斷?電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自診斷功能，利用公用診斷儀可對其進展缺點自診斷，調(diào)取缺點代碼。?系統(tǒng)缺點代碼如表6-1所示。3．線路檢測

?圖6-44所示為NISSAN轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路。圖6-44NISSAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路圖?運用萬用表對系統(tǒng)線路進展檢測的工程如表6-2所示。4．元件檢測

〔1〕扭矩傳感器的檢查①檢測扭矩傳感器線圈電阻。?拔下扭矩傳感器插接器，丈量扭矩傳感器4號與6號端子之間、5號與7號端子之間的電阻，其規(guī)范值應(yīng)為0.6～0.7kΩ。?假設(shè)不符合要求，那么應(yīng)改換扭矩傳感器。②檢測扭矩傳感器電壓。?用萬用表直流電壓擋丈量上述各端子之間的電壓，將轉(zhuǎn)向盤置于中間位置，4號與7號、6號與7號端子測得電壓約2.5V為良好，4.7V以上為斷路，0.3V以下為短路?！?〕直流電動機的檢查①檢查電動機電阻。?用萬用表檢查電動機兩端子之間的電阻值，應(yīng)小于0.1Ω，假設(shè)阻值很大，那么改換電動機總成。②檢查電動動機運轉(zhuǎn)情況。?給電動機加上蓄電池電壓時，應(yīng)聽到電動機轉(zhuǎn)動的聲音，假設(shè)沒有聲音，應(yīng)改換電動機總成?！?〕電磁離合器的檢查?將蓄電池的正、負極分別接到電磁離合器的兩個端子上，在接通與斷開的瞬間，離合器應(yīng)有任務(wù)聲音。?假設(shè)沒有聲音，闡明電磁離合器有缺點，應(yīng)改換轉(zhuǎn)向器總成?！?〕電子控制單元〔ECU〕檢查?假設(shè)在自診斷系統(tǒng)中出現(xiàn)缺點代碼C1606、C1607、C1608，闡明電子控制單元能夠損壞；假設(shè)沒有出現(xiàn)缺點代碼，在控制單元電源和搭鐵線路都正常的情況下，可采用換件的方法交換疑心有缺點的控制單元，假設(shè)改換后缺點排除，那么闡明控制單元損壞。四、知識與技藝拓展—電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

〔一〕四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1．4WS系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性?4WS系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性如圖6-46所示。2．四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中高速時的轉(zhuǎn)向特性

?4WS系統(tǒng)中、高速時的轉(zhuǎn)向特性如圖6-47所示?！捕侈D(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)?所謂轉(zhuǎn)向角比例控制是指使后輪的偏轉(zhuǎn)方向在低速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，而在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向一樣，并同時根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪與前輪偏轉(zhuǎn)角度比例。1．系統(tǒng)組成

?轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成如圖6-48所示。圖6-48轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成〔1〕轉(zhuǎn)向樞軸?后轉(zhuǎn)向齒輪箱中轉(zhuǎn)向樞軸的構(gòu)造如圖6-49所示。?偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的任務(wù)原理如圖6-50所示?！?〕4WS轉(zhuǎn)換器?4WS轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造如圖6-51所示，主要由主電動機、輔助電動機、行星齒輪減速機構(gòu)和蝸輪蝸桿機構(gòu)組成。2．系統(tǒng)控制過程?控