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

1、學(xué)習(xí)情境六學(xué)習(xí)情境六 汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)與檢修結(jié)構(gòu)與檢修 任務(wù)一任務(wù)一 電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 任務(wù)二液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修任務(wù)二液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修 任務(wù)三電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修任務(wù)三電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修 任務(wù)一任務(wù)一 電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 一、任務(wù)分析一、任務(wù)分析 電子控制動力轉(zhuǎn)向（電子控制動力轉(zhuǎn)向（Electronic Control Power Steerin，EPS）系統(tǒng)在低速行駛時）系統(tǒng)在低速行駛時 可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車在中高速區(qū)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車在中高速區(qū)

2、域轉(zhuǎn)向時，又能保證提供最優(yōu)的動力放大域轉(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，從而提高高速行倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高高速行 駛的操縱穩(wěn)定性。駛的操縱穩(wěn)定性。 本次任務(wù)就將向讀者介紹電子控制動力本次任務(wù)就將向讀者介紹電子控制動力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)知識。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)知識。 二、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（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)傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 為使汽車操縱輕便及行駛安全，目前轎為使汽車操縱輕便及行駛安全，目前轎 車上普遍采用轉(zhuǎn)向助力器，如圖車上普遍采用轉(zhuǎn)向助力器，如圖6-1所示。所

3、示。 2 2電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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)向的基礎(chǔ)上統(tǒng)，它可以在傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上 增加控制單元（增加控制單元（ECU）傳感器和相應(yīng)的執(zhí)）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)向助行器，也可以采用新型的電控電動轉(zhuǎn)向助 力裝置，能夠克服傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不力裝置，能夠克服傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不 足，可以使汽車在低速行駛轉(zhuǎn)向時操縱起足，可以使汽車在低速行駛轉(zhuǎn)向時操縱起 來輕便、靈活。來輕便、靈活。 在中高速行駛轉(zhuǎn)向時提供最優(yōu)的動力放在中高速行駛轉(zhuǎn)向時提供最優(yōu)的動力放 大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)

4、向手感，從而提高了汽大倍率和穩(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操縱穩(wěn)定性。車的駕駛性能和高速行駛的操縱穩(wěn)定性。 （二）電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類（二）電控轉(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)系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （液壓式（液壓式EPS）和電動式電子控制動力轉(zhuǎn)）和電動式電子控制動力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)（電動式向系統(tǒng)（電動式EPS）。）。 （三）電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點（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。

5、控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點。 良好的隨動性。良好的隨動性。 即轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的一一即轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的一一 對應(yīng)關(guān)系，同時能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任對應(yīng)關(guān)系，同時能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任 意轉(zhuǎn)向角位置。意轉(zhuǎn)向角位置。 高度的轉(zhuǎn)向靈敏度。高度的轉(zhuǎn)向靈敏度。 即轉(zhuǎn)向輪對轉(zhuǎn)向盤應(yīng)具有靈敏的響應(yīng)性能。即轉(zhuǎn)向輪對轉(zhuǎn)向盤應(yīng)具有靈敏的響應(yīng)性能。 良好的穩(wěn)定性。良好的穩(wěn)定性。 即具有很好的直線行使穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自即具有很好的直線行使穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自 動回正能力。動回正能力。 助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變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?；飨鄳?yīng)的調(diào)整。 低速時，有較大的助

6、力效果，以克服路面低速時，有較大的助力效果，以克服路面 的轉(zhuǎn)向阻力；高速時，要有適當(dāng)?shù)穆犯?，以的轉(zhuǎn)向阻力；高速時，要有適當(dāng)?shù)穆犯?，?避免因轉(zhuǎn)向過輕而發(fā)生事故。避免因轉(zhuǎn)向過輕而發(fā)生事故。 效率高。效率高。 與傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向相比，效率明顯提高，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)可達特別是電控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可達90%以上。以上。 任務(wù)二任務(wù)二 液壓式電控動力轉(zhuǎn)向液壓式電控動力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修 一、任務(wù)分析一、任務(wù)分析 液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)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)的基礎(chǔ)上增設(shè)了電子的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了電子

7、控制裝置而構(gòu)成的，只有掌握液壓式電控控制裝置而構(gòu)成的，只有掌握液壓式電控 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理等動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理等 相關(guān)知識，才能對液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系相關(guān)知識，才能對液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)進行檢修，找出故障原因及部位并予以統(tǒng)進行檢修，找出故障原因及部位并予以 排除。排除。 本次任務(wù)就將向讀者介紹關(guān)于液壓式電本次任務(wù)就將向讀者介紹關(guān)于液壓式電 控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及檢修的相關(guān)知識?？貏恿D(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及檢修的相關(guān)知識。 二、相關(guān)知識二、相關(guān)知識 （一）基本組成（一）基本組成 液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖6-2 所示，主要包括傳感

8、器、電子控制單元所示，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）、液壓泵、控制液體流量的電磁 閥、普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。閥、普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。 （二）控制方式及工作過程（二）控制方式及工作過程 液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)控制方式液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)控制方式 的不同，可分為流量控制式、反力控制式的不同，可分為流量控制式、反力控制式 和閥靈敏度控制式和閥靈敏度控制式3種形式。種形式。 1 1流量控制式流量控制式EPSEPS 流量控制式流量控制式EPS是根據(jù)車速傳感器信號調(diào)是根據(jù)車速傳感器信號調(diào) 節(jié)動力轉(zhuǎn)向裝置中油液的輸入、輸出流量，節(jié)動力轉(zhuǎn)向裝置中油液的輸入、輸出

9、流量， 以控制轉(zhuǎn)向助力大小，其系統(tǒng)布置如圖以控制轉(zhuǎn)向助力大小，其系統(tǒng)布置如圖6-3 所示。所示。 可分為分流控制式和旁流控制式?？煞譃榉至骺刂剖胶团粤骺刂剖?。 （1 1）分流控制式）分流控制式 分流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖分流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖6-4所所 示，主要由車速傳感器、電磁閥、整體式示，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。制單元等組成。 圖圖6-4 分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成 其控制原理如圖其控制原理如圖6-5所示。所示。 圖圖6-5 分流控制式液壓

10、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)原理 分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制 電路如圖電路如圖6-6所示。所示。 圖圖6-6 分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路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，如圖電流越大，電磁閥的開啟程度越大，如圖 6-7所示。所示。 圖圖6-7 分流電磁閥結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動信號分流電磁閥結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動信號 （2 2）旁流控制式）旁流控制式 旁流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組旁流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組 成如圖成如圖6

11、-8所示。所示。 駕駛員可以選擇駕駛員可以選擇3種適應(yīng)不同行駛條件的種適應(yīng)不同行駛條件的 轉(zhuǎn)向力特性曲線，如圖轉(zhuǎn)向力特性曲線，如圖6-9所示。所示。 另外，電子控制單元還可根據(jù)轉(zhuǎn)向角速另外，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)彎度傳感器輸出信號的大小，在汽車急轉(zhuǎn)彎 時，按圖時，按圖6-10所示的轉(zhuǎn)向力特性實施最優(yōu)所示的轉(zhuǎn)向力特性實施最優(yōu) 控制?？刂?。 旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)如圖旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。所示。 旁流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路旁流控制式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制電路 如圖如圖6-12所示。所示。 2 2反力控制式反力控制式EPSEPS 反力控制

12、式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是按照車速的反力控制式動力轉(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)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)向盤上向器，從而使汽車在各種條件下轉(zhuǎn)向盤上 所需的轉(zhuǎn)向操縱力都達到最佳狀態(tài)。所需的轉(zhuǎn)向操縱力都達到最佳狀態(tài)。 有時也把這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為漸進型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)（動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Progressive Power Steering，PPS）。）。 （1）基本組成，反力控制式動力轉(zhuǎn)）基本組成，反力控制式動力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖向系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。所示。 轉(zhuǎn)向控制閥。轉(zhuǎn)向控制閥。 轉(zhuǎn)向控

13、制閥的結(jié)構(gòu)如圖轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)如圖6-14所示。所示。 分流閥。分流閥。 分流閥的基本結(jié)構(gòu)如圖分流閥的基本結(jié)構(gòu)如圖6-15所示，主要由所示，主要由 閥門、彈簧及進出油口等構(gòu)成。閥門、彈簧及進出油口等構(gòu)成。 車速傳感器。車速傳感器。 電磁閥。電磁閥。 電磁閥一般安裝在轉(zhuǎn)向齒輪箱體上，主電磁閥一般安裝在轉(zhuǎn)向齒輪箱體上，主 要由電磁線圈、鐵芯及滑閥等組成，其結(jié)要由電磁線圈、鐵芯及滑閥等組成，其結(jié) 構(gòu)及工作特性如圖構(gòu)及工作特性如圖6-16所示。所示。 （2 2）工作過程）工作過程 汽車靜止或低速行駛時。汽車靜止或低速行駛時。 其工作過程如圖其工作過程如圖6-17所示。所示。 汽車中、高速行駛時。汽車中

14、、高速行駛時。 其工作過程如圖其工作過程如圖6-18所示。所示。 3 3閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPSEPS 閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPS是根據(jù)車速控制電磁是根據(jù)車速控制電磁 閥，直接改變動力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益閥，直接改變動力轉(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。（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)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，而這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，而 且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，可以且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，可以 獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。 閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPS主要由轉(zhuǎn)子

15、閥、電磁主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁 閥、車速傳感器及閥、車速傳感器及ECU等組成，如圖等組成，如圖6-19 所示。所示。 （1 1）轉(zhuǎn)子閥）轉(zhuǎn)子閥 轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)如圖轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)如圖6-20所示，其等效液壓所示，其等效液壓 回路如圖回路如圖6-21所示。所示。 圖圖6-21 轉(zhuǎn)子閥的等效液壓回路轉(zhuǎn)子閥的等效液壓回路 （2 2）電磁閥）電磁閥 電磁閥控制原理如圖電磁閥控制原理如圖6-22所示。所示。 （3 3）電子控制單元（）電子控制單元（ECUECU） 控制系統(tǒng)的電路如圖控制系統(tǒng)的電路如圖6-23所示。所示。 三、任務(wù)實施三、任務(wù)實施液壓電控動力轉(zhuǎn)向液壓電控動力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)檢修系統(tǒng)檢修 下面以皇冠轎車液壓

16、電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下面以皇冠轎車液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 為例介紹其具體檢修方法。為例介紹其具體檢修方法。 （一）檢修要求及注意事項（一）檢修要求及注意事項 確定懸架沒有被改動過，否則會影響轉(zhuǎn)確定懸架沒有被改動過，否則會影響轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的工作。向系統(tǒng)的工作。 輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需要與生產(chǎn)廠家的輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需要與生產(chǎn)廠家的 規(guī)定相符合。規(guī)定相符合。 動力轉(zhuǎn)向油泵皮帶張力需要達到生產(chǎn)廠動力轉(zhuǎn)向油泵皮帶張力需要達到生產(chǎn)廠 家的規(guī)定。家的規(guī)定。 動力轉(zhuǎn)向油泵儲油罐中的液面高度需要達動力轉(zhuǎn)向油泵儲油罐中的液面高度需要達 到生產(chǎn)廠家的規(guī)定。到生產(chǎn)廠家的規(guī)定。 發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速需要達到廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機怠速

17、轉(zhuǎn)速需要達到廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)， 并且運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。并且運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。 確定轉(zhuǎn)向盤沒有更換過，需要是原車配件。確定轉(zhuǎn)向盤沒有更換過，需要是原車配件。 （二）檢修方法及步驟（二）檢修方法及步驟 1基本檢查基本檢查 （1）動力轉(zhuǎn)向液面高度檢查）動力轉(zhuǎn)向液面高度檢查 （2）皮帶張緊力的檢查）皮帶張緊力的檢查 （3）系統(tǒng)壓力的檢查，如圖）系統(tǒng)壓力的檢查，如圖6-24所示。所示。 圖圖6-24 系統(tǒng)壓力檢查系統(tǒng)壓力檢查 2 2電控系統(tǒng)線路檢查電控系統(tǒng)線路檢查 控制系統(tǒng)電路及插接器如圖控制系統(tǒng)電路及插接器如圖6-25所示。所示。 電源線路檢查。電源線路檢查。 搭鐵線路檢查。搭鐵線路檢查。 車速傳感器線路檢查。車速

18、傳感器線路檢查。 電磁閥線路檢查。電磁閥線路檢查。 3 3電控元件的檢查電控元件的檢查 （1）電磁閥的檢查）電磁閥的檢查 如圖如圖6-26所示，此時應(yīng)聽到電磁閥動作的所示，此時應(yīng)聽到電磁閥動作的 “咔噠咔噠”聲，否則應(yīng)更換電磁閥。聲，否則應(yīng)更換電磁閥。 （2 2）EPSEPS電控單元電控單元ECUECU的檢查的檢查 如圖如圖6-27所示。所示。 所測電壓應(yīng)比原來增加所測電壓應(yīng)比原來增加0.070.22V。 如果無電壓，應(yīng)更換如果無電壓，應(yīng)更換ECU。 任務(wù)三任務(wù)三 電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)與檢修結(jié)構(gòu)與檢修 一、任務(wù)分析一、任務(wù)分析 電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依電

19、動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依 靠電動機提供輔助扭矩的電動助力式轉(zhuǎn)向靠電動機提供輔助扭矩的電動助力式轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 該系統(tǒng)只需利用微機控制電動機電流的該系統(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)向助力的大方向和幅值，就可直接控制轉(zhuǎn)向助力的大 小，控制的自由度較高，且結(jié)構(gòu)簡單、布小，控制的自由度較高，且結(jié)構(gòu)簡單、布 置方便，其在轎車上的應(yīng)用越來越廣泛。置方便，其在轎車上的應(yīng)用越來越廣泛。 本次任務(wù)就將向讀者介紹電動式電控動本次任務(wù)就將向讀者介紹電動式電控動 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及檢修的相關(guān)知識。力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及檢修的相關(guān)知識。 二、相關(guān)知識二、相關(guān)知識 （一）電動式動力轉(zhuǎn)向的基

20、本組（一）電動式動力轉(zhuǎn)向的基本組 成、原理及特點成、原理及特點 1 1其本組成其本組成 電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如圖電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如圖6-28 所示，主要由扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、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。機構(gòu)、電子控制單元等組成。 2 2工作原理工作原理 電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本原理是電子控電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本原理是電子控 制單元（制單元（ECU）根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感）根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感 器的信號，判斷汽車的運行狀況，以確定助器的信號，判斷汽車的運行

21、狀況，以確定助 力扭矩的大小和方向，然后發(fā)出控制指令，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，通過減速機控制電動機的電流大小和方向，通過減速機 構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩，使汽車在低、中和高構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩，使汽車在低、中和高 速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向效果。速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向效果。 3 3特點特點 質(zhì)量輕。質(zhì)量輕。 能耗少。能耗少。 “路感路感”好。好。 污染少。污染少。 應(yīng)用范圍廣。應(yīng)用范圍廣。 裝配性好、易于布置。裝配性好、易于布置。 （二）電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要（二）電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要 部件的結(jié)構(gòu)及工作原理部件的結(jié)構(gòu)及工作原理 1扭矩傳感器扭矩傳感器

22、扭矩傳感器的作用是檢測駕駛員作用在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)，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)殡娦盘栞斔徒o并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔徒oECU，以作為，以作為 控制電動助力大小和方向的主要依據(jù)。控制電動助力大小和方向的主要依據(jù)。 常用的有電磁感應(yīng)式扭矩傳感器和滑動常用的有電磁感應(yīng)式扭矩傳感器和滑動 電阻式扭矩傳感器。電阻式扭矩傳感器。 （1 1）電磁感應(yīng)式扭矩傳感器）電磁感應(yīng)式扭矩傳感器 圖圖6-29所示為電磁感應(yīng)式扭矩傳感器的結(jié)所示為電磁感應(yīng)式扭矩傳感器的結(jié) 構(gòu)及工作原理。構(gòu)及工作原理。 （2 2）滑動電阻式扭矩傳感器）滑動電阻式扭矩傳

23、感器 圖圖6-30所示為滑動電阻式扭矩傳感器的結(jié)所示為滑動電阻式扭矩傳感器的結(jié) 構(gòu)和原理示意圖。構(gòu)和原理示意圖。 2 2電動機電動機 轉(zhuǎn)向助力電動機就是一般的永磁電動機，轉(zhuǎn)向助力電動機就是一般的永磁電動機， 連同離合器和減速齒輪一起，如圖連同離合器和減速齒輪一起，如圖6-31所示。所示。 電動機的輸出扭矩控制是通過控制其輸電動機的輸出扭矩控制是通過控制其輸 入電流來實現(xiàn)，而電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則入電流來實現(xiàn)，而電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則 是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖 控制?？刂?。 圖圖6-32是一種比較簡單實用的正反轉(zhuǎn)控制是一種比較簡單實用的正反轉(zhuǎn)控制 電路

24、。電路。 3 3電磁離合器電磁離合器 電磁離合器裝在電動機和減速機構(gòu)中間，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，其工作原理用于控制電動機動力的輸出，其工作原理 如圖如圖6-33所示。所示。 4 4減速機構(gòu)減速機構(gòu) 減速機構(gòu)的作用是把電動機的輸出扭矩減速機構(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)。放大后，再傳給轉(zhuǎn)向齒輪箱的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。 目前使用的減速機構(gòu)有多種組合方式，目前使用的減速機構(gòu)有多種組合方式， 一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動組合式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動組合式， 如圖如圖6-34所示；也有的采用兩級行星齒輪所示；也有的采用兩級行星齒輪

25、 與傳動齒輪組合式，如圖與傳動齒輪組合式，如圖6-35所示。所示。 5 5電子控制單元（電子控制單元（ECUECU） 電子控制單元（電子控制單元（ECU）是控制系統(tǒng)的核）是控制系統(tǒng)的核 心，其組成如圖心，其組成如圖6-36所示。所示。 主要包括主要包括4KB的的ROM、256B的的RAM、8 位微處理器（位微處理器（CPU）、）、A/D（模擬（模擬/數(shù)字）數(shù)字） 轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、D/A（數(shù)字（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器、模擬）轉(zhuǎn)換器、I/F （電流（電流/頻率）轉(zhuǎn)換器、放大電路、動力監(jiān)頻率）轉(zhuǎn)換器、放大電路、動力監(jiān) 測電路、驅(qū)動電路等。測電路、驅(qū)動電路等。 （三）上海大眾（三）上海大眾TOURANTO

26、URAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1組成與結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu) TOURAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖電動轉(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)向柱的組合開關(guān)、轉(zhuǎn)向柱G527、轉(zhuǎn)向力矩、轉(zhuǎn)向力矩 傳感器傳感器G269、電動機械轉(zhuǎn)向助力器電動機、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、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500等等 部件組成。部件組成。 其元件的布置如圖其元件的布置如圖6-38所示。所示。 （1 1）電動機）電動機V187V187 電動機電動機V187為無刷異步電動機，如圖為無刷異步電動機，如圖

27、6-39 所示。所示。 （2 2）轉(zhuǎn)向力矩傳感器）轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269G269 利用轉(zhuǎn)向力矩傳感器利用轉(zhuǎn)向力矩傳感器G269可以直接在轉(zhuǎn)可以直接在轉(zhuǎn) 向小齒輪上計算方向盤的扭矩。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工作。該傳感器以磁阻的功能原理工作。 轉(zhuǎn)向力矩傳感器的工作原理如圖轉(zhuǎn)向力矩傳感器的工作原理如圖6-40所示。所示。 （3 3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器）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轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測電動機V187的的 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信號反饋給控制單元轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信號反饋給控制單元 J500，以便其精確控制電動機，以便其精確控制電動機V187的動

28、作。的動作。 它安裝在電動機它安裝在電動機V187的內(nèi)部，也是根據(jù)的內(nèi)部，也是根據(jù) 磁阻功能原理工作的，在結(jié)構(gòu)上與轉(zhuǎn)向力磁阻功能原理工作的，在結(jié)構(gòu)上與轉(zhuǎn)向力 矩傳感器矩傳感器G269相同。相同。 （4 4）轉(zhuǎn)向角度傳感器）轉(zhuǎn)向角度傳感器G85G85 光電式轉(zhuǎn)向角度傳感器光電式轉(zhuǎn)向角度傳感器G85位于組合開關(guān)位于組合開關(guān) 和方向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上，它通過和方向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上，它通過CAN BUS數(shù)據(jù)總線，向轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單數(shù)據(jù)總線，向轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單 元元J527提供信號，以便測算轉(zhuǎn)向角。提供信號，以便測算轉(zhuǎn)向角。 在轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元中，設(shè)有電在轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元中，設(shè)有電 子

29、系統(tǒng)，用于分析轉(zhuǎn)向角度傳感器子系統(tǒng)，用于分析轉(zhuǎn)向角度傳感器G85輸輸 送的信號。送的信號。 （5 5）轉(zhuǎn)向輔助控制單元）轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500J500 轉(zhuǎn)向輔助控制單元轉(zhuǎn)向輔助控制單元J500直接固定在電動直接固定在電動 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）計算轉(zhuǎn)速、車速信號、點火鑰匙等信號）計算 當(dāng)前的轉(zhuǎn)向助力需要，并控制驅(qū)動電動機當(dāng)前的轉(zhuǎn)向助力需要，并控制驅(qū)動電動機 V187轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。 2 2控制原理及工作過程控制原理及工作過程 （1）控制原理

30、）控制原理 （2 2）工作過程）工作過程 TOURAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制系統(tǒng)的組成電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制系統(tǒng)的組成 如圖如圖6-42所示，其工作過程如圖所示，其工作過程如圖6-43所示。所示。 圖圖6-42 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成 三、任務(wù)實施三、任務(wù)實施電動式電控動力系統(tǒng)電動式電控動力系統(tǒng) 的檢修的檢修 下面以下面以NISSAN轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例介轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例介 紹電動式電控動力系統(tǒng)的檢修方法。紹電動式電控動力系統(tǒng)的檢修方法。 （一）檢修要求及注意事項（一）檢修要求及注意事項 維修過程中，當(dāng)點火開關(guān)在打開狀態(tài)下維修過程中，當(dāng)點火開關(guān)在打開狀態(tài)下 時，不要隨意斷開蓄電池接線，否則會丟時，不

31、要隨意斷開蓄電池接線，否則會丟 失控制模塊中存儲的信息，也不要拆卸或失控制模塊中存儲的信息，也不要拆卸或 安裝控制模塊及其插接器。安裝控制模塊及其插接器。 確定是懸架沒有被改動過，否則會影響確定是懸架沒有被改動過，否則會影響 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作。 輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需要與生產(chǎn)廠家的輪胎尺寸、氣壓規(guī)格需要與生產(chǎn)廠家的 規(guī)定相符合。規(guī)定相符合。 發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速需要達到廠家規(guī)定的標(biāo)發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速需要達到廠家規(guī)定的標(biāo) 準(zhǔn)，并且動運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。準(zhǔn)，并且動運轉(zhuǎn)要穩(wěn)定。 在控制系統(tǒng)的檢測中，必須使用生產(chǎn)廠在控制系統(tǒng)的檢測中，必須使用生產(chǎn)廠 家在維修手冊中要求的檢測工具，否則可家在維修手冊中要求的檢

32、測工具，否則可 能損壞控制系統(tǒng)的零部件。能損壞控制系統(tǒng)的零部件。 （二）檢修方法及步驟（二）檢修方法及步驟 1故障警告燈的檢查故障警告燈的檢查 當(dāng)點火開關(guān)處于當(dāng)點火開關(guān)處于ON位置時，故障警告燈位置時，故障警告燈 應(yīng)點亮，發(fā)動機起動后警告燈熄滅為正常。應(yīng)點亮，發(fā)動機起動后警告燈熄滅為正常。 警告燈不亮?xí)r，應(yīng)檢查燈泡是否損壞，警告燈不亮?xí)r，應(yīng)檢查燈泡是否損壞， 熔斷絲和導(dǎo)線是否斷路。熔斷絲和導(dǎo)線是否斷路。 若發(fā)動機起動后，警告燈仍亮?xí)r，首先若發(fā)動機起動后，警告燈仍亮?xí)r，首先 應(yīng)考慮系統(tǒng)是否處于保險狀態(tài)（只有常規(guī)應(yīng)考慮系統(tǒng)是否處于保險狀態(tài)（只有常規(guī) 轉(zhuǎn)向工作，無電動助力），然后進行自診轉(zhuǎn)向工作，無

33、電動助力），然后進行自診 斷操作。斷操作。 2 2系統(tǒng)自診斷系統(tǒng)自診斷 電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自診斷功電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有自診斷功 能，利用專用診斷儀可對其進行故障自診能，利用專用診斷儀可對其進行故障自診 斷，調(diào)取故障代碼。斷，調(diào)取故障代碼。 系統(tǒng)故障代碼如表系統(tǒng)故障代碼如表6-1所示。所示。 3 3線路檢測線路檢測 圖圖6-44所示為所示為NISSAN轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轎車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線路。線路。 圖圖6-44 NISSAN電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路圖電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路圖 使用萬用表對系統(tǒng)線路進行檢測的項目使用萬用表對系統(tǒng)線路進行檢測的項目 如表如表6-2所示。所示。 4 4元件檢測元件檢測

34、（1）扭矩傳感器的檢查）扭矩傳感器的檢查 檢測扭矩傳感器線圈電阻。檢測扭矩傳感器線圈電阻。 拔下扭矩傳感器插接器，測量扭矩傳感拔下扭矩傳感器插接器，測量扭矩傳感 器器4號與號與6號端子之間、號端子之間、5號與號與7號端子之間號端子之間 的電阻，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為的電阻，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為0.60.7k。 若不符合要求，則應(yīng)更換扭矩傳感器。若不符合要求，則應(yīng)更換扭矩傳感器。 檢測扭矩傳感器電壓。檢測扭矩傳感器電壓。 用萬用表直流電壓擋測量上述各端子之用萬用表直流電壓擋測量上述各端子之 間的電壓，將轉(zhuǎn)向盤置于中間位置，間的電壓，將轉(zhuǎn)向盤置于中間位置，4號號 與與7號、號、6號與號與7號端子測得電壓約號端子測得

35、電壓約2.5V為良為良 好，好，4.7V以上為斷路，以上為斷路，0.3V以下為短路。以下為短路。 （2 2）直流電動機的檢查）直流電動機的檢查 檢查電動機電阻。檢查電動機電阻。 用萬用表檢查電動機兩端子之間的電阻用萬用表檢查電動機兩端子之間的電阻 值，應(yīng)小于值，應(yīng)小于0.1，如果阻值很大，則更換，如果阻值很大，則更換 電動機總成。電動機總成。 檢查電動動機運轉(zhuǎn)情況。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，如果沒有聲音，應(yīng)更換動機轉(zhuǎn)動的聲音，如果沒有聲音，應(yīng)更換 電動機總成。電動機總成。 （3 3）電磁離合器的檢查）電磁離合器

36、的檢查 將蓄電池的正、負(fù)極分別接到電磁離合器將蓄電池的正、負(fù)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，離合的兩個端子上，在接通與斷開的瞬間，離合 器應(yīng)有工作聲音。器應(yīng)有工作聲音。 若沒有聲音，表明電磁離合器有故障，應(yīng)若沒有聲音，表明電磁離合器有故障，應(yīng) 更換轉(zhuǎn)向器總成。更換轉(zhuǎn)向器總成。 （4 4）電子控制單元（）電子控制單元（ECUECU）檢查）檢查 如果在自診斷系統(tǒng)中出現(xiàn)故障代碼如果在自診斷系統(tǒng)中出現(xiàn)故障代碼C1606、 C1607、C1608，說明電子控制單元可能損，說明電子控制單元可能損 壞；如果沒有出現(xiàn)故障代碼，在控制單元電壞；如果沒有出現(xiàn)故障代碼，在控制單元電 源和搭鐵

37、線路都正常的情況下，可采用換件源和搭鐵線路都正常的情況下，可采用換件 的方法替換懷疑有故障的控制單元，如果更的方法替換懷疑有故障的控制單元，如果更 換后故障排除，則說明控制單元損壞。換后故障排除，則說明控制單元損壞。 四、知識與技能拓展四、知識與技能拓展電控四輪轉(zhuǎn)向電控四輪轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)系統(tǒng) （一）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述（一）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 14WS系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性 4WS系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性如圖系統(tǒng)低速時的轉(zhuǎn)向特性如圖6-46所示。所示。 2 2四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中高速時的轉(zhuǎn)向特性四輪轉(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)向特性如圖系統(tǒng)中、高速時的轉(zhuǎn)向特性如圖6-47

38、 所示。所示。 （二）轉(zhuǎn)向角比例控制式（二）轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS4WS系統(tǒng)系統(tǒng) 所謂轉(zhuǎn)向角比例控制是指使后輪的偏轉(zhuǎn)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)方向相同，并同時在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同，并同時 根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪根據(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。與前輪偏轉(zhuǎn)角度比例。 1 1系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成 如圖如圖6-48所示。所示。 圖圖6-48 轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成 （1 1）轉(zhuǎn)向樞軸）轉(zhuǎn)向樞軸 后轉(zhuǎn)向齒輪箱中轉(zhuǎn)向樞軸的結(jié)構(gòu)如圖后轉(zhuǎn)向齒輪箱中轉(zhuǎn)向樞軸的結(jié)構(gòu)如圖6-49 所示。所示。 偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理如圖偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理如圖6-50所所 示。示。 （2 2）4WS4WS轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 4WS轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)如圖轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)如圖6-51所示，主要由所示，主要由 主電動機、輔助電動機、行星齒輪減速機主電動機、輔助電動機、行星齒輪減速機 構(gòu)和蝸輪蝸桿機構(gòu)組成。構(gòu)和蝸輪蝸桿機構(gòu)組成。 2 2系統(tǒng)控制過程系統(tǒng)控制過程 控制系統(tǒng)的組成及工作原理如圖控制系統(tǒng)的組成及工作原理如圖6-52所示。所示。