學習情景四電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修目錄CONTENTS開創(chuàng)新局面邁步新征程TakeanewjourneyBreaknewground任務一

液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修任務二

電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修任務三

四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構造與原理1、掌握液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修；2、掌握電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修；3、了解四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構造與原理。學習目標02任務二電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

故障診斷與維修工作原理組成構造故障維修1.電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動機代替了液壓泵、液壓缸的動力，電動機由汽車電源供電。當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳感器檢測其運動情況，使電動機產(chǎn)生足夠的動力帶動轉(zhuǎn)向輪做適當?shù)钠D(zhuǎn)。電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中用電子開關代替了液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓分配閥。1-轉(zhuǎn)向盤2-輸入軸（轉(zhuǎn)向軸）3-ECU4-電動機5-電磁離合器6-轉(zhuǎn)向齒條7-橫拉桿8-轉(zhuǎn)向車輪9-輸出軸10-扭力桿11-扭矩傳感器12-轉(zhuǎn)向齒輪1.1工作原理電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理是ECU根據(jù)汽車行駛速度信號、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角信號，計算得出控制指令控制電動機及減速機構產(chǎn)生轉(zhuǎn)向動力轉(zhuǎn)矩，使汽車行駛在低、中和高速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向操作性。電動機連同離合器和減速齒輪一起，通過一個橡膠底座安裝在左車架上。電動機的輸出轉(zhuǎn)矩由減速齒輪增大，并通過萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向器中的動力小齒輪把輸出轉(zhuǎn)矩送至齒條，向轉(zhuǎn)向輪提供轉(zhuǎn)矩。當操縱轉(zhuǎn)向盤時，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的扭矩傳感器不斷地測出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩信號，該信號與車速信號同時輸入到ECU。ECU根據(jù)這些輸入信號，確定轉(zhuǎn)向動力扭矩的大小和方向，即選定電動機的電流大小和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動力的大小。電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構增加扭矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機構上，使之得到一個與汽車工況相適應的轉(zhuǎn)向作用力。當車速較低或原地打方向控制電機旋轉(zhuǎn)獲得轉(zhuǎn)向動力；當車速高于設定速度時，電機不提供動力輸出就變成了普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件EPS與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比較，主要區(qū)別在于以下幾個關鍵部件：電動機、減速機構、轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器、ECU控制單元。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件1）助力電機助力電動機是EPS的核心執(zhí)行元件，其安裝結構如圖4-23所示。隨著人們對車輛使用輕便性的要求越來越高，對電機的輸出扭矩要求也在不斷增強。如果扭矩不夠高，直接反映給駕駛員路況與駕駛手感不協(xié)調(diào)。助力電動機應具備以下要求：大功率、低噪聲、低振動、較小的體積和質(zhì)量；還應具有起動快速、轉(zhuǎn)矩慣量比大的性能；接到指令后反應時間短，說明靈敏度高；電機的轉(zhuǎn)速隨控制信號呈連續(xù)線性變化，說明電機運行具有較高的可靠性；能夠在惡劣條件下運行良好。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件2）減速機構減速機構是起減速增扭作用的裝置，其結構如圖4-24所示，電機小齒輪帶動減震器上的大齒圈速度降低力矩得到增大。常用的有蝸輪蝸桿式、滾珠螺桿螺母式和行星齒輪式等。有的減速機構還與離合器配合工作，完成轉(zhuǎn)向。減速機構對系統(tǒng)工作性能的影響較大，要求減速機構具有低噪聲、高效率的特性。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件3）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器將機械信號轉(zhuǎn)化成電子信號，把測量到的駕駛員作用在方向盤上的力矩大小和方向以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向轉(zhuǎn)成電子信號傳至ECU。其結構如圖所示。它是EPS系統(tǒng)中的關鍵部件，其監(jiān)測的準確性直接影響轉(zhuǎn)向精度。精確、可靠、低價格是對轉(zhuǎn)矩傳感器的基本要求。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉(zhuǎn)角時的側(cè)向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉(zhuǎn)向助力系數(shù)就要不斷調(diào)整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉(zhuǎn)角時的側(cè)向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉(zhuǎn)向助力系數(shù)就要不斷調(diào)整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測車速信號。車輛行駛過程中，由于不同路況車速處于不斷變化之中，不同車速下相同的方向盤轉(zhuǎn)角時的側(cè)向加速度并不相等，駕駛員的手感力矩也不同。要使駕駛員有合適的路感，則轉(zhuǎn)向助力系數(shù)就要不斷調(diào)整。為滿足功能要求，要求傳感器精度高，具有可靠性、耐久性，通用性，結構緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關鍵部件5）ECU控制單元ECU是EPS系統(tǒng)的核心控制部分，接收轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器發(fā)來的信號，進行轉(zhuǎn)換、運算分析，向執(zhí)行器助力電機發(fā)出動作指令，決定助力作用的大小與方向，其安裝位置如圖4-26所示。大部分ECU都具有安全保護和自診斷功能。控制單元應具有良好的抗干擾性、運算快速精準、實時測控能力強等特點。2.三菱轎車電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介三菱某轎車所用電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖所示。它主要由ECU、直流電動機和離合器、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向機總成等組成。2.三菱轎車電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介該系統(tǒng)工作時，ECU根據(jù)車速等傳感器信號，控制轉(zhuǎn)向盤上的操縱力，驅(qū)動轉(zhuǎn)向齒輪箱內(nèi)的電動機，實現(xiàn)助力控制。當車速高于設定速度時，就變成了普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自我修正功能發(fā)揮作用，斷開電動機的輸出電流，也恢復到普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，同時速度表內(nèi)的警告燈點亮，以通知駕駛員動力轉(zhuǎn)向發(fā)生故障。2.三菱轎車電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介1）

電動機和離合器系統(tǒng)ECU根據(jù)車速的快慢來控制輸入電動機的工作電流大小，車輛在停駛和極低速狀態(tài)下電動機電流最大，助力作用大。電動機產(chǎn)生的助力經(jīng)離合器傳動齒輪減速后，起到助力作用。考慮到電動機工作轉(zhuǎn)速高力矩小無法滿足轉(zhuǎn)向性能要求，因此必須要使用行星齒輪機構減速增矩后再驅(qū)動轉(zhuǎn)向軸獲得足夠大的助力效果，電動機的行星齒輪機構如圖所示。行星齒輪機構可以分為輸入軸和行星齒輪兩部分，它們通過一個太陽輪嚙合。2.三菱轎車電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介2）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的功能是將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)角變?yōu)檗D(zhuǎn)向信號，輸送給ECU。一般轉(zhuǎn)矩桿的扭轉(zhuǎn)角度設定4°左右，這是由于采用行星齒輪機構，使轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測精度提高。3）車速傳感器車速傳感器是一種電磁感應式傳感器，安裝在變速器上，作用是根據(jù)車速的變化，把主、副系統(tǒng)的脈沖信號輸送給ECU，車速傳感器每轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生8個脈沖信號。由于是主、副兩個系統(tǒng)，故信號可靠性提高。2.三菱轎車電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介4）汽車交流發(fā)電機的L端子利用交流發(fā)電機的L端子電壓，可以判斷出發(fā)電機是否運轉(zhuǎn)，所以這里把交流發(fā)電機的L端子看成是向ECU輸送信號的一個傳感器。直流電動機的最大電流約為30A，在發(fā)動機不起動時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作由蓄電池供電；發(fā)動機工作時，由發(fā)電機供電。5）電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)由一個8位單片機MC6805及外圍電路組成。

它負責收集車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器傳來的主副信號，發(fā)送指令給電磁離合器和直流電動機工作。3故障檢修1.故障案例1（1）故障現(xiàn)象一輛豐田銳志轎車，在行駛過程中轉(zhuǎn)向異常沉重，同時轉(zhuǎn)向故障指示燈點亮。（2）故障診斷與排除根據(jù)故障現(xiàn)象，先進行故障自診斷，讀取故障碼。輸出故障碼為C1525、C1526、C1528。其含義是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器初始化未完成，以及電動機旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當出現(xiàn)C1528故障碼時，系統(tǒng)進入失效保護狀態(tài)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。用豐田專用故障診斷儀IT—II清除故障碼，C1528可以清除，而C1525、C1526始終無法清除。再對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器進行初始化，結果檢測儀顯示初始化失敗，說明電動機旋轉(zhuǎn)角度傳感器確實存在故障。拔下轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器插頭進行檢查，在拔下插頭時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有進水的痕跡，端子已覆蓋了一層綠色的銅銹，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。3故障檢修1.故障案例1（1）故障現(xiàn)象一輛豐田銳志轎車，在行駛過程中轉(zhuǎn)向異常沉重，同時轉(zhuǎn)向故障指示燈點亮。（2）故障診斷與排除根據(jù)故障現(xiàn)象，先進行故障自診斷，讀取故障碼。輸出故障碼為C1525、C1526、C1528。其含義是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器初始化未完成，以及電動機旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當出現(xiàn)C1528故障碼時，系統(tǒng)進入失效保護狀態(tài)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。故障排除非常簡單，清除插頭內(nèi)的水分和銅銹，再用豐田專用故障診斷儀IT—II對電動機轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器進行初始化，EPS燈不再點亮，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動輕松靈活，故障徹底排除。插頭進水使傳感器信號發(fā)生短路，ECU接收不到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號，使電動動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進入保護狀態(tài)，轉(zhuǎn)向助力停止工作，ECU同時記錄故障碼C1528。5故障檢修2.故障案例2（1）故障現(xiàn)象2012年產(chǎn)豐田卡羅拉，進廠維修時拆卸過儀表臺后轉(zhuǎn)向出現(xiàn)沉重。在維修之前轉(zhuǎn)向正常，過后出現(xiàn)轉(zhuǎn)動方向盤轉(zhuǎn)向盤沉重，偶爾能有一下助力，其他時間與車輛熄火時轉(zhuǎn)動方向盤感覺相同。此車配備的電動助力系統(tǒng)。（2）故障診斷與排除

發(fā)現(xiàn)此車出現(xiàn)故障后，先對其進行試車，發(fā)出情況相符，偶爾能有一下助力。確認故障現(xiàn)象后做如下檢查。1）檢