PAGEPAGE24《新能源汽車電氣技術》教案授課班級班級人數授課教師課題序號7授課課型授課課時課時授課章節名稱任務一新能源汽車電動助力轉向系統認知教學目標知識目標1.掌握電動助力轉向系統（EPS）概述；2.電動助力轉向系統（EPS）結構。技能目標1.能夠正確拆裝EPS控制器；情感目標1.培養勤于思考、舉一反三的學習習慣；2.培養良好的團隊合作精神。教學重點正確拆裝EPS控制器教學難點電動助力轉向系統（EPS）結構教學方法講授法、自主學習法、探究法、小組討論法教學資源教材、網絡資源、教學視頻、相關PPT，多媒體教室板書設計任務一新能源汽車電動助力轉向系統認知[知識學習]1.電動助力轉向系統概述2.電動助力轉向系統作用3.電動助力轉向系統組成4.電動助力轉向系統分類5.電動助力轉向系統的優缺點6.電動助力轉向系統的工作原理7.比亞迪E5電動轉向系統的工作原理[技能訓練]1.正確拆裝EPS控制器成部件認知教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新章節案例導入：因為采用電力驅動的原因，新能源汽車特別是純電動汽車的轉向系統都采用電動助力轉向系統，你熟悉這個系統的結構原理嗎？這個系統出現故障，你能檢修嗎？如果不能，我們一起來學習。【二】新授任務一新能源汽車電動助力轉向系統認知[學習目標]知識目標1.掌握電動助力轉向系統（EPS）概述；2.電動助力轉向系統（EPS）結構。能力目標1.能夠正確拆裝EPS控制器；[知識學習]一、汽車轉向系統概述車轉向系統（SteeringSystem）是汽車的一個重要構成部件，是保障汽車安全駕駛十分重要的安全裝置，其功能就是要求能夠按照駕駛員的意圖來控制汽車的行駛方向，它直接影響到汽車的整體操縱性和行駛穩定性。隨著汽車各方面的技術不斷發展、完善、突破、創新，人們對汽車的需求已經不僅僅局限于安全性和功能性，還比較關注它的舒適性和經濟性等。轉向系統是用來控制車輛前進方向的一套機構，最初的轉向機構是純機械結構，操作費力、駕駛舒適性差。助力轉向系統的出現很好的解決了這個難題，并逐漸發展成為現代汽車結構中必不可少的一部分。傳統液壓助力轉向系統自誕生以來已經經過了半個多世紀的發展，它的技術也已經趨于成熟，但是它結構復雜、效率低、易泄露、有污染等固有弊端難以解決；而電動助力轉向（ElectricPowerSteering，簡稱EPS或ElectricPowerAssistSteering，簡稱EPAS）系統只依靠電動機提供轉向助力，具有機構簡單、控制靈活、效率高等諸多優點，并且助力電機只是在有轉向操作時才轉動，與前者相比可以顯著降低能耗；此外，還可以提供合理的助力轉矩來適應不同的車速，更好地協調了駕駛輕便性和路感。因此，在汽車行業的助力轉向領域，EPS產品表現出強有力的競爭力，必將逐漸取代液壓助力轉向系統。EPS系統結合了汽車電子和控制技術，有助于車輛的智能化發展。作為一種機電一體化的產品，控制是必不可少的，所以，EPS系統的控制對EPS系統的研究來說尤為重要，包括助力方式的確定、系統動力的匹配、助力曲線的選擇、控制策略的設計等等，對電動助力轉向（EPS）系統的工作性能都有很大影響。二、汽車轉向系統的發展歷程作為車輛的重要組成部分之一，轉向系統會按照駕駛員的意圖控制著車輛前進的方向，并直接影響著車輛的安全性和操縱穩定性。汽車的轉向系統按照轉向力的來源不同可以分為純機械轉向系統和動力轉向系統，其中后者又先后經歷了傳統液壓助力轉向系統（HPS）、電控液壓助力轉向系統（EHPS）、電動助力轉向系統（EPS）和線控轉向系統（SBW）幾個發展階段。1.機械式轉向系統純機械式轉向系統大致分為三部分：轉向操控機構、轉向器和轉向傳動部分。轉向操控機構是指駕駛員直接接觸的部分，負責把駕駛員的動作和力傳遞到轉向系統當中；轉向器是轉向系統的核心部件，一方面將駕駛員輸入的力進行放大，另一方面變換這個力的方向；轉向傳動部分包括轉向器與轉向輪之間的傳動零部件，負責把轉向器輸出的力傳遞到轉向輪上，從而完成轉向輪的動作。如圖4-1所示。圖4-1純機械式轉向系統圖是純機械式轉向系統的結構組成，從原理上來說機械式轉向系統的結構最好理解，就是用單純的人力驅動整個機械系統，駕駛員操控轉向盤，轉向力經中間傳動零部件輸入給轉向器，轉向器將動力放大、變向后輸出給橫拉桿，再經梯形臂作用于輪轂實現轉向輪的轉動。這種方式的整體結構簡單、可靠性高、制造成本低；但操縱費力，增加了駕駛員的工作強度，操縱穩定性和精確程度都不高，多用于微型轎車和一些農用車上。2.傳統液壓助力轉向系統液壓助力是目前車輛使用最多的一種轉向助力方式，其系統結構如圖所示，它通過在純機械式轉向系統中添加一套液壓系統（包括動力缸、閥、液壓油罐、油泵和油管等）用以提供轉向系統的助力，液壓系統根據液流的形式不同，又能夠分為常流式和常壓式。常壓式液壓助力轉向系統在車輛行駛過程中，不管轉向盤有沒有轉向力輸入，它的液壓系統始終保持高油壓；而常流式液壓助力轉向系統在車輛行駛過程中，轉向盤不動的情況下，流量控制閥處于中間處，油路常通。如圖4-2所示。圖4-2液壓助力轉向系統傳統液壓助力轉向系統因其技術成熟可靠，并且成本不高，所以得到廣泛普及。但隨著我國高速公路的快速建設和車速的不斷提升，它的一些固有的缺點和不足慢慢顯現出來：1）不能兼顧車輛低速時轉向的輕便性和高速時駕駛員的路感。如果保證了車輛停車或低速時轉向輕松省力，高速時駕駛員就不能獲得好的路感；而保證了車輛高速行駛時駕駛員的操縱手感，停車或低速的轉向就會非常吃力。2）無論轉向系統是否工作，只要發動機轉動，油泵就保持運轉，增加了整車的動力消耗。3）油液泄露和污染，油液泄露是液壓系統不可避免的問題，同時會對環境造成污染，這是液壓系統固有的不足。4）冷起動工作性能較差，低溫條件下液壓油的黏度變大，液壓系統不能正常工作，轉向系統的助力性能變差。3.電控液壓助力轉向系統由于傳統液壓助力轉向系統會消耗相當多的發動機動力，所以人們在它的基礎上進行改進，得到了能耗相對較低的電控液壓助力轉向系統，它的結構如圖，主要包括動力轉向電子控制系統（ECU）、電動液壓油泵、液壓油罐、限壓閥、單向閥、轉向器、車速傳感器以及其他信號傳感器等。如圖4-3所示。圖4-3電控液壓助力轉向系統轉向油泵用一個單獨的電動機帶動，不再直接消耗發動機的動力，轉向系統的ECU根據根據車速信號調節電磁閥的電流大小，進而控制其節流開度，最終達到控制助力大小的目的。電控液壓助力轉向系統雖然兼顧了車輛低速時轉向的輕便性和高速時駕駛員的路感，也降低了發動機的燃油消耗，但是仍然沒有解決油液泄露、環境污染以及效率低的問題，所以它只是傳統液壓助力轉向（HPS）系統向電動助力轉向（EPS）系統過渡的一個產品類型。4.電動助力轉向系統現如今汽車微電子技術越來越成熟，因此，對車輛節能與環保方面的要求也越來越高，液壓助力轉向系統所存在的能耗高、油液泄漏和污染等問題變得更加明顯，不能完全滿足時代發展的要求。電動助力轉向（EPS）系統綜合了最前沿的電子控制技術和最新的電動機控制技術，它不僅能有效改善車輛的動靜態性能，還可以顯著提高車輛的駕駛舒適性和安全性，降低對環境所造成的污染。所以，EPS系統剛剛提出，就得到了很多大型汽車企業的青睞，并在第一時間投入大量的人力、財力進行相關研究，由此可見，電動助力轉向必將成為助力轉向系統中的佼佼者。圖所示為速騰汽車EPS系統的組成。如圖4-4所示。圖4-4速騰汽車的EPS系統結構電動助力轉向（EPS）系統是由電動機來提供轉向助力的，其助力的大小是通過電控單元（ECU）進行調控的。扭矩傳感器安裝在轉向管柱上，當轉向盤有轉向動作時，傳感器進行檢測，并將檢測到的扭矩信號傳給ECU，同時車速傳感器將車速信號傳遞給ECU，ECU根據車速決定電動機的助力效果，以保證車輛既能滿足低速時轉向輕松省力，又能保障高速時轉向穩重。關于EPS系統將在第二章做詳細介紹。5.線控轉向系統線控轉向系統是EPS系統的一個發展方向，英文名稱SteeringByWire，故簡稱SBW，其結構如圖所示，主要包括電子控制單元（ECU）、轉向盤、扭矩傳感器、轉向盤回正電機、助力電機、轉向器以及助力傳動機構等，它省去了轉向盤和轉向器之間的傳動機構。線控轉向系統通過各種傳感器來判斷駕駛員的一系列動作，并把檢測信號傳送給電控單元（ECU），同時從控制系統獲取反饋信息；控制系統也是通過操縱機構得到駕駛員的轉向指令，并從轉向系統得到轉向輪的狀態，從而控制汽車轉向系統的工作。轉向系統控制轉向輪運動，并將轉向輪的轉角和轉矩信息反饋到轉向系統的操縱機構，使駕駛員更好的感知當前路況。線控轉向系統的特點如下：如圖4-5所示。圖4-5線控轉向系統的組成1）線控轉向系統通過車輛的車速、發動機轉速等相關參數，智能分析車輛行駛工況下，隨時改變轉向盤和轉向車輪之間的角度傳動比。低速或停車時，提供相對小的角傳動比，減小轉向盤轉動的角度；高速行駛時，車輛轉向比較靈活，提供相對較大的角傳動比，為高速行駛的車輛提供更好的直線行駛條件，改善了車輛的轉向性能，有利于減少交通事故的發生。2）SBW系統不存在中間傳動的機械結構，所以，路面的沖擊和震動不會傳遞到轉向盤上，系統綜合分析各種傳感器信號，更好的判斷出車輛的行駛工況和路面信息，通過轉向盤回正電機為駕駛員提供適當的路感，既保留了有用的信息，又避免了外界的干擾，使駕駛員獲得更加真實的“路感”，提高了駕駛舒適性。3）線控轉向系統沒有中間傳動的機械結構，事故發生時，避免了轉向柱可能對駕駛員造成的傷害，進一步改善了駕駛安全性。此外，去除中間傳動的接卸結構不僅減少了動力傳遞過程，提高了系統的效率和響應速度，還增加了駕駛員的腿部空間，方便了相鄰系統結構的布置和安裝。但是線控轉型系統還處于研發階段，并沒有大量投入使用，原因主要有以下兩個方面，一是硬件系統的成本問題與可靠性，二是軟件系統的可靠性與安全性不能保障。三、電動助力轉向系統概述由于汽車電子控制技術的不斷發展，對汽車設計的要求以及對汽車的操縱穩定性的要求也逐漸增高，特別是對車輛的環保和節能的要求越來越顯著。曾經的液壓助力轉向系統（HPS）存在的浪費能源和污染環境的缺點己經變得越發嚴重，不能夠滿足時代對汽車發展的需要。而電動助力轉向系統（EPS）將最新的高性能的電機控制理論和電子技術應用到汽車的轉向系統中，顯著的改善了車輛的動態特性和靜態特性，并更加有效的提高了行駛過程中駕駛員的轉向輕便性和駕駛安全性，于此同時也更加節能和環保。對于電動汽車來說，采用電動助力轉向系統是一種必然的選擇，因為它本身不需要使用內燃機，助力轉向系統動力的來源完全來自電機，所以電動汽車動力轉向系統的選擇只能是EHPS或EPS，一般情況下，設計者都會選擇EPS。因此，在未來的轉向系統發展過程中，電動助力轉向系統將會成為汽車動力轉向系統的主力軍，對電動助力轉向系統進行開發和研究會成為今后汽車企業和科研機構的研究重點。四、電動助力轉向系統分類根據助力電機在轉向系統中的安裝位置可分為三類：轉向柱助力型（ColumnEPS，C-EPS）；小齒輪助力型（PinionEPS，P-EPS）；齒條助力型（RackEPS，R-EPS）。其中，C-EPS與P-EPS、R-EPS相比，由于駕駛員和電機助力的轉矩同時通過轉向器的小齒輪齒條傳遞，考慮到齒的剛度和強度，助力轉矩值不能太大，多用于小型汽車；而P-EPS和R-EPS成本相對較高，多用于中高級車輛。按照助力電機的安裝部位不同，EPS系統一般分為轉向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式3種類型，如圖4-6所示。圖4-6電動助力轉向系統分類1）轉向軸助力式EPS系統的助力電機安裝在轉向軸附近，轉向助力經離合器和減速機構施加在轉向軸上，適用于一些小的車型。由于助力電機的安裝位置靠近轉向盤，各部件相對獨立，所以安裝維修方便，但必須考慮助力電機震動和噪聲對駕駛人員的影響。2）齒輪助力式EPS系統的助力電機、減速器和離合器集成在一起，助力電機的助力作用在齒輪上，助力作用較轉向軸式大，適用于前軸載荷中等的車輛。3）齒條助力式EPS系統的助力電機和減速機構直接將助力施加到齒條上,所以其響應快，效率高，助力效果好；結構緊湊，安裝位置選擇性比較大，助力電機遠離駕駛艙，噪聲和振動不會對駕駛員產生影響；系統剛度好、傳動能力大，適用于一些前軸載荷較大的汽車。但是齒輪齒條式EPS系統結構相對復雜，造價高，出現故障時維修不方便。五、EPS系統的優缺點1.EPS系統具有以下優點：與其他轉向系統相比，該系統突出的優點表現在：1）更加節省能源和環保。因為EPS沒有液壓器件，所以可算得上是標準的“按需供能型”系統，即在轉向的情況下系統才工作，而汽車停止時或者直線運行時完全不消耗任何能量，這樣一來耗能就會相對較少。因此與液壓動力系統進行比較，可以節約能源80%到90%。而在不轉向時，EPS燃油消耗會降低2.5%；在使用轉向系統時，則會減少5.5%。另外又因為在-40℃的低溫的狀況下，EPS也可以較好地工作，而傳統的液壓系統只有液壓油預熱后才可以工作，由于EPS沒有起動時的預熱過程，所以節省了許多能量。EPS也不存在液態油的泄漏問題，從而也不會對環境造成嚴重的污染，符合了環保的設計理念。2）助力效果相對更好。EPS可根據汽車運行的不同工況，通過優化設計助力特性曲線，獲得準確的助力，助力效果十分理想。同時還可以通過控制阻尼系數減小因為路面的干擾對轉向系統產生的影響，保障車輛低速行駛時的輕便性，提高汽車高速行駛時的穩定性，進而提高汽車的轉向性能。3）質量大大減輕。與液壓轉向比較，電動助力轉向系統的結構更加簡單，零件數目顯著減少，因而帶來質量的輕便，于此同時使布置更加簡單，而且降低了工作時產生的噪聲污染。4）安全性能更好。與HPS比較，EPS發生故障后，系統通過電磁離合器切斷電機與減速傳動機構的動力連接，進入機械轉向模式。另一方面由于EPS的助力由電機提供，所以與車輛的驅動系統相互獨立，只要電動汽車的DC/DC不出現問題，即使在汽車不啟動或發生故障也能夠準確的提供助力。5）開發和生產的周期短。雖然EPS的設計時間會比較長，但是設計完成以后，可以通過編輯相應的設計程序，實現與各種不同車型之間的匹配，從而能夠減少針對各個車型的設計時間。6）提高了轉向系統的回正性能。在某一車速下，當駕駛員轉動轉向盤一個角度放手后，汽車具有使其自身回到直線方向行駛的特性，這是汽車固有屬性所決定的。但是EPS系統能夠對回正過程進行人工控制，在最大限度內通過軟件修改設計參數達到使車輛獲得最優回正性的目的。在傳統的HPS中，汽車一旦設計完成，回正特性就無法改變，否則必須徹底改動底盤的結構，實現起來非常困難。7）EPS效率一般比HPS高，使用車輛范圍也相對較廣，特別適用于電動汽車。2.EPS系統的缺點：1）由于車載電源的電壓一般比較低，故電動助力轉向（EPS）系統所能提供的助力轉矩也不會太大，所以不適合用于大型車輛。2）助力電機、減速機構等零部件的摩擦和轉動慣量會對EPS系統的轉向特性產生一定的影響，因此動力匹配比較困難。六、電動助力轉向系統（EPS）結構汽車電動助力轉向器（EPS）是一種機電一體化的新一代車輛動力轉向系統。它由扭矩傳感器、電機總成、轉向器和控制器（VCU）組成。汽車電動助力轉向器是根據轉向盤的轉向力（即扭矩傳感器）、車速傳感器、發動機轉速等控制信號，確定轉向助力的大小和方向，并驅動電機輔助轉向操作。如圖4-7所示。圖4-7電動助力轉向系統（EPS）結構1.扭矩傳感器扭矩傳感器由二個帶孔圓環，線圈，線圈盒及電路板組成。它獲得轉向盤上操作力大小和方向信號，并把它們轉換為電信號，傳遞到EPS控制盒二個帶孔圓環一個安裝在輸出軸上，一個安裝在輸入軸上。當輸入軸相對輸出軸轉動時，電路板計算出輸入軸相對于輸出軸的旋轉方向和旋轉量。當轉動轉向盤時，扭矩被傳遞到扭力桿，輸入軸和輸出軸之間出現角度偏差，電路板檢測出角度偏差及方向，通過計算得到扭矩大小和方向并轉換為電壓信號傳遞到EPS控制器中.如圖4-8所示。圖4-8扭矩傳感器2.電機總成安裝在轉向器上的電機總成由一個蝸桿，一個蝸輪和一個直流電機組成。當蝸桿與安裝在轉向器輸出軸上的蝸輪嚙合時，它降低電機速度并把電機輸出力矩傳遞到輸出軸.如圖4-9所示。圖4-9電機總成3.轉向器通過蝸輪降低動力轉向電動機的轉速，并將它傳遞到轉向柱軸.如圖4-10所示。圖4-10轉向器4.控制器（VCU）控制器（VCU）的作用（1）EPS控制動力轉向ECU接收各傳感器的信號，判斷車輛當前的狀況，并測定施加到動力轉向電動機上相應的助力電流。對于裝有車輛穩定控制系統（VSC）的車型，根據制動防滑控制ECU信息，聯合控制轉向助力力矩，使駕駛人的轉向操作更靈便，提高轉向穩定性。（2）動力轉向ECU溫度傳感器動力轉向ECU中的溫度傳感器用于檢測ECU是否過熱。如果溫度傳感器檢測到ECU過熱，則動力轉向電動機上的助力電流會減小。（3）診斷如果動力轉向ECU檢測到EPS故障，則與出現故障的功能相關的主警告燈點亮，提示駕駛人出現故障。同時，DTC（診斷故障碼）存儲到存儲器中。（4）安全保護如果動力轉向ECU檢測到EPS故障，則組合儀表上的主警告燈點亮，且蜂鳴器鳴響。同時，動力轉向ECU使PS警告出現在復式顯示器上以提示駕駛人，并進入安全保護模式。EPS和手動轉向以相同方式工作。出現故障時，安全保護功能被激活，ECU會影響各種控制。七、電動助力轉向系統（EPS）工作原理圖2-6為轉向軸助力式EPS系統的組成結構，轉向器選擇齒輪齒條式，轉向盤轉矩通過扭矩傳感器來測得。當沒有轉向動作時，助力電機不工作；當駕駛員有轉向操作時，扭矩傳感器發出一個電壓信號，電子控制單元（ECU）根據電壓信號值推算得到轉向盤轉矩的大小及方向，同時，車速傳感器將檢測到的當前車速傳遞到電子控制單元（ECU），電子控制單元（ECU）先根據車速選擇與之對應的助力特性曲線，再根據轉向盤轉矩進行運算處理，得到目標助力轉矩的大小以及方向，再經過一系列計算確定助力電機的旋轉方向和驅動電流的大小，助力電機根據得到的驅動電流提供相應的助力轉矩，減速增扭后作用到轉向軸上，為轉向系統提供與工況相適應的助力。如圖4-11所示。圖4-11EPS系統簡圖當EPS系統發生故障時，助力電機斷電停轉，離合器分離，系統不提供助力，僅保持機械轉向系統的功能。八、電動助力轉向系統（EPS）的助力策略EPS是一個非線性、多輸入多輸出的控制系統，因此，控制策略的設計是EPS的核心技術之一。EPS控制策略的基本功能是在不同行駛工況下的轉向過程中提供最佳轉向助力，從而減輕駕駛員的操作疲勞。根據不同的控制目標，控制策略可分為：基本助力控制，設計合理助力曲線，兼顧低速的轉向輕便性和高速的穩定性；回正控制，使轉向盤具有較好的回正特性，避免回正不足或回正超調；補償控制，EPS轉向系統中除了機械部件的摩擦和阻尼因素，還有電機和減速機構的慣量因素，因此，需要采用合適的補償控制，減小慣量、摩擦、阻尼因素的影響，提高車輛的穩態性能和動態性能；抑振控制，當在不平路面行駛時，由輪胎傳遞過來的擾動會造成轉向盤的振動，使駕駛員感到不適，喪失路感；魯棒控制，抑制系統內部的各種擾動；其他控制，隨著汽車安全性和舒適性要求的提高，EPS的控制策略正朝著智能化的方向發展，包括：個性化助力特性、自動泊車功能、車道保持功能等等。九、實施步驟1.拆裝EPS控制器拆卸1）將車鑰匙置于OFF擋2）斷開蓄電池負極電纜3）拆下右前門踏板沿-箭頭-所指位置撬起前門踏板-1-，翻轉取出前門踏板-1-。如圖4-13所示。圖4-13右前門踏板4）拆下A柱下飾板旋出塑料螺母座-1-。5）沿-箭頭-方向將A柱下飾板-2-從車身上脫出.如圖4-14所示。圖4-14A柱下飾板6）拆下副儀表板前擋板，旋出子母扣-2-。將副儀表右前擋板-1-從副儀表骨架總成中撬出。如圖4-15所示。圖4-15副儀表板前擋板7）撬下固定卡-1-和旋出螺母-3-8）取下前地板擱腳板-2-.如圖4-16所示。圖4-16前地板擱腳板9）拔下EPS控制器連接插頭10）擰下EPS控制器固定螺栓并取下控制器。安裝以倒序進行。2.EPS本體拆裝拆卸1）將車鑰匙置于OFF擋2）斷開蓄電池負極電纜3）將轉向盤回正，并拔出車鑰匙鎖定轉向盤。注意：回正一下轉向盤，確定轉向系統處于鎖止狀態4）拆卸車輪5）拆卸轉向機連接線束（詳見EPS控制器拆裝步驟）6）拔下轉向拉桿球頭鎖止銷不要拆下。7）用球形萬向節拉出器將轉向拉桿球頭總成-1-從轉向節上壓出，擰出螺母-箭頭-，將轉向拉桿球頭總成-1-拆下。螺母-箭頭-擰緊力矩：55±5Nm.。如圖4-17所示。圖4-17轉向節8）松開前懸下擺臂鎖緊螺母-1-，不要拆下。注意：螺母-1-擰緊力矩：66±6Nm9）用球形萬向節拔出器將前懸下搖臂主銷-2-從轉向節壓出。10）擰出螺母-1-，將前懸下搖臂主銷拆下。11）轉向管柱連接十字軸拆卸.如圖4-18所示。注意：擰下螺栓-2-，將十字萬向節-1-從轉向器上拔下。螺栓-2-擰緊力矩：23±3Nm擰出螺栓-3-，從變速器上松開擺動支撐。螺栓-3-擰緊力矩：80±5Nm圖4-18轉向管柱連接十字軸12）將舉升裝置放到副車架下。13）擰出螺栓-1-和-2-，并將副車架略微降低。如圖4-19所示。注意：螺栓-1-和-2-擰緊力矩：165～180Nm圖4-19副車架14）旋出副車架的固定螺栓。15）將副車架和轉向機總成降下。16）旋出整體式動力轉向器總成固定螺栓-箭頭A-和固定螺母-箭頭B-，取下固定板。注意：17）固定螺栓-箭頭A-擰緊力矩：90±5Nm固定螺母-箭頭B-擰緊力矩：90±5Nm.如圖4-20所示。圖4-20動力轉向器總成固定螺栓18）從副車架上取下轉向器。安裝安裝以倒序進行注意:安裝副車架前，將整體式動力轉向器總成固定在副車架上，并安裝整體式動力轉向器總成的螺栓【三】小結與評價1）在新能源汽車中，大多數混合動力汽車和所有純電動汽車都采用了電動助力轉向系統，因為電動助力轉向系統是完全獨立于發動機運作的。2）汽車電動助力轉向器（EPS）是一種機電一體化的新一代車輛動力轉向系統。【四】作業布置1.簡述電動助力轉向系統（EPS）結構。2.簡述電動助力轉向系統（EPS）概述。3.簡述EPS控制器的拆裝步驟。展示一段實車故障案例的視頻出示并分析本次課學習目標對汽車轉向系統概述的講解汽車轉向系統的發展歷程理論講解講解、分析講解、分析講解、圖片資料例舉引導觀看圖片、視頻資源，并進行講解引導觀看圖片、視頻資源，并進行講解引導觀看圖片、視頻資源，并進行講解引導觀看圖片、視頻資源，并進行講解引導觀看圖片、視頻資源，并進行講解教師引導總結小結、評價聽講、思考聽講、思考聽講、思考聽講、思考

聽講、思考聽講、思考觀看案例、思考聽講、思考觀看、思考觀看、思考觀看、思考、實訓觀看、思考、實訓學生評價并小結培養對本節課內容學習興趣目標導向對汽車轉向系統概述有總體認知理解汽車轉向系統的發展歷程了解電動助力轉向系統概述掌握電動助力轉向系統分類直觀認識EPS系統的優缺點了解電動助力轉向系統（EPS）結構電動助力轉向系統（EPS）工作原理電動助力轉向系統（EPS）的助力策略掌握拆裝EPS控制器的步驟掌握拆裝EPS控制器的步驟鞏固本節課內容，分享成果，培養表達能力教后記（教學反思）《新能源汽車電氣技術》教案授課班級班級人數授課教師課題序號8授課課型授課課時課時授課章節名稱任務一新能源汽車電動助力轉向系統檢修教學目標知識目標1.掌握電動助力轉向系統（EPS）概述；2.電動助力轉向系統（EPS）結構。3.電動助力轉向系統的工作原理技能目標1.能夠正確拆裝EPS控制器；2.能夠正確進行EPS故障檢修。情感目標1.培養勤于思考、舉一反三的學習習慣；2.培養良好的團隊合作精神。教學重點動力蓄電池的組成教學難點電動汽車電源系統的組成部件教學方法講授法、自主學習法、探究法、小組討論法教學資源教材、網絡資源、教學視頻、相關PPT，多媒體教室板書設計任務一新能源汽車電動助力轉向系統檢修[知識學習]1.電動助力轉向系統的控制策略2.電動助力轉向系統的助力特性3.電動助力轉向系統的基本參數4.電動助力轉向系統的常見故障[技能訓練]1.電動助力轉向EPS故障檢修教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新章節案例導入：因為采用電力驅動的原因，新能源汽車特別是純電動汽車的轉向系統都采用電動助力轉向系統，你熟悉這個系統的結構原理嗎？這個系統出現故障，你能檢修嗎？如果不能，我們一起來學習。【二】新授任務一新能源汽車電動助力轉向系統檢修[學習目標]知識目標1.掌握電動助力轉向系統（EPS）概述；2.電動助力轉向系統（EPS）結構。3.電動助力轉向系統的工作原理能力目標1.能夠正確拆裝EPS控制器；2.能夠正確進行EPS故障檢修。[知識學習]一、EPS控制策略及算法電動汽車在不同車速下轉向時，EPS的控制部件能夠通過對助力電機電流的控制，提供合適的轉向助力，這樣既減輕了駕駛員的操縱負擔，又能保持一定的路感，同時還可以兼顧車輛低速時的操縱輕便性和高速時的操縱穩定性，也即是在轉向輕便性和路感之間找到1個合適的平衡點。EPS系統的控制策略和控制算法是EPS系統控制性能的關鍵，根據汽車不同轉向行駛的狀態，助力轉向的控制方法一般主要包括助力控制、阻尼控制和回正控制。在車輛原地轉向和低速行駛時，以助力控制為主；車輛中低速行駛時以助力和回正控制為主；在車輛高速行駛時，以阻尼控制為主，防止車輛轉向過快導致側滑和翻車現象的發生。按不同的控制方式，中央處理單元ECU作為EPS系統的核心部件，將所有的控制策略和算法以軟件與數據的形式存儲在微處理器的存儲器中。二、助力控制模式及控制策略助力控制模式是電動助力轉向系統最基本的控制方法，該模式的主要功能是可以使駕駛員獲得良好的路感和手感，合理的助力特性對車輛的駕駛輕便性、路感、安全性和回正特性都有重要的影響。在該模式下，EPS助力電動機提供的助力按照車速的遞增是逐漸減小的，也就是說，當車輛原地轉向時EPS提供的助力是最大的，當車輛高速行駛的時候EPS提供的助力最小或者不提供助力，以保證高速時車輛的行駛安全。三、助力特性EPS的助力特性是指助力電機提供的助力隨汽車車速和轉向盤轉矩以及車輛運動狀態變化而變化的規律。由于助力力矩大小與電機電流成比例，所以一般用轉向盤力矩為橫坐標，電機電流或輸出扭矩為縱坐標，同時考慮車速的變化，用它們之間的關系曲線來表示EPS的助力特性。在助力控制模式下，助力特性曲線的設計是控制策略主要的設計目標，這與傳統的HPS是完全不同的，HPS當制造完成后，其特性曲線是固定且不能調整的，不再隨外部條件的變化而變化，除非調整底盤的結構。而EPS是首先通過理論的分析，得到一組特定的理想特性曲線，然后，ECU根據車速、扭矩等傳感器信號通過一定的算法確定助力電機的電流，以獲得合適的助力轉矩，跟蹤某條理想的助力特性曲線，因此EPS的特性曲線是可以通過軟件來調整的。早期的EPS產品，均屬于低速型的產品，只在低速和原地轉向時提供一定的助力，車速高于一定值時（一般30km/h左右）就停止助力，其優點是算法和控制比較簡單，對硬件的要求相對較低；缺點是無法改善車輛的高速操縱穩定性，在車速切換點附近時，轉向盤力矩會突變而導致駕駛不適，其典型代表如韓國萬都的早期產品。而目前EPS產品均屬于全速型產品，EPS在任何車速下都提供助力。全速型的優點是車輛的高速操縱穩定性好，缺點是算法復雜，對控制系統的硬件要求較高等，本項目開發的是全速型的EPS。對EPS助力電機輸出轉矩進行控制是EPS控制器的主要任務。利用電動機轉矩和電樞電流成正比的特性，控制器中的微處理機檢測轉矩信號和車速信號，根據相應的控制算法進行快速運算，得到理想的助力電機目標電流，該電流能同時表示轉矩的大小和方向。四、電動助力轉向系統的工作原理汽車轉向時，力矩及轉角傳感器把檢測到的力矩及角度信號處理后傳給動力轉向ECU，動力轉向ECU同時接收車速傳感器檢測到的車速信號，然后根據這兩個信號決定電動機的旋轉方向和助力力矩的大小。同時，電流傳感器檢測電路電流，對驅動電路實施監控，最后由驅動電路驅動電動機工作，實施助力轉向，其工作原理如圖4-21所示。圖4-21電動助力轉向系統的工作原理五、電動助力轉向系統的優點電動助力轉向系統采用現代控制技術，與傳統液壓動力轉向相比，它具有下述優點：1.電動機和減速機構安裝在轉向柱或轉向助力缸外，所占空間小，零部件結構簡單、安裝方便，維護費用低。2.以電動機為動力，不需要轉向油泵、油管及控制閥等液壓元件，不發生液壓油泄漏和損耗。電動機只在需要時才起動，耗用電能較少，提高了汽車經濟性。六、電動助力轉向系統的基本參數電動助力轉向系統至少需要3個輸入參數：轉向盤的位置，轉向盤轉向力矩和車速。幾乎所有的電動助力轉向系統都有專用的ECU來控制電動機。作為車輛穩定性控制系統的一部分，許多動力轉向ECU會與其他ECU保持通信，相互作用。1.轉向盤位置轉向盤位置由滑動電位器、霍爾傳感器或旋轉變壓器來確定。如果車輛有泊