汽車底盤電控系統(tǒng)檢修 課件 項(xiàng)目四 任務(wù)二 電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修

學(xué)習(xí)情景四電控動(dòng)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(wù)一

液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修任務(wù)二

電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修任務(wù)三

四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與原理1、掌握液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷與維修；2、掌握電動(dòng)式電控動(dòng)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(gòu)造與原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)02任務(wù)二電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

故障診斷與維修工作原理組成構(gòu)造故障維修1.電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)代替了液壓泵、液壓缸的動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)由汽車電源供電。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳感器檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)情況，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足夠的動(dòng)力帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪做適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)。電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中用電子開關(guān)代替了液壓式動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)式電子控制動(dòng)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(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)角信號(hào)，計(jì)算得出控制指令控制電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向動(dòng)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(dòng)機(jī)連同離合器和減速齒輪一起，通過一個(gè)橡膠底座安裝在左車架上。電動(dòng)機(jī)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(dòng)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(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的扭矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到ECU。ECU根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定轉(zhuǎn)向動(dòng)力扭矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流大小和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的扭矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)增加扭矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。當(dāng)車速較低或原地打方向控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)獲得轉(zhuǎn)向動(dòng)力；當(dāng)車速高于設(shè)定速度時(shí)，電機(jī)不提供動(dòng)力輸出就變成了普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)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(gè)關(guān)鍵部件：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器、ECU控制單元。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件1）助力電機(jī)助力電動(dòng)機(jī)是EPS的核心執(zhí)行元件，其安裝結(jié)構(gòu)如圖4-23所示。隨著人們對(duì)車輛使用輕便性的要求越來越高，對(duì)電機(jī)的輸出扭矩要求也在不斷增強(qiáng)。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(dòng)機(jī)應(yīng)具備以下要求：大功率、低噪聲、低振動(dòng)、較小的體積和質(zhì)量；還應(yīng)具有起動(dòng)快速、轉(zhuǎn)矩慣量比大的性能；接到指令后反應(yīng)時(shí)間短，說明靈敏度高；電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制信號(hào)呈連續(xù)線性變化，說明電機(jī)運(yùn)行具有較高的可靠性；能夠在惡劣條件下運(yùn)行良好。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件2）減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)是起減速增扭作用的裝置，其結(jié)構(gòu)如圖4-24所示，電機(jī)小齒輪帶動(dòng)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(jī)構(gòu)還與離合器配合工作，完成轉(zhuǎn)向。減速機(jī)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)工作性能的影響較大，要求減速機(jī)構(gòu)具有低噪聲、高效率的特性。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件3）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化成電子信號(hào)，把測(cè)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(hào)傳至ECU。其結(jié)構(gòu)如圖所示。它是EPS系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響轉(zhuǎn)向精度。精確、可靠、低價(jià)格是對(duì)轉(zhuǎn)矩傳感器的基本要求。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測(cè)車速信號(hào)。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(shí)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(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測(cè)車速信號(hào)。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(shí)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(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件4）車速傳感器車速傳感器用來監(jiān)測(cè)車速信號(hào)。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(shí)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(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低。1.2EPS系統(tǒng)的關(guān)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(hào)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換、運(yùn)算分析，向執(zhí)行器助力電機(jī)發(fā)出動(dòng)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(hù)和自診斷功能?？刂茊卧獞?yīng)具有良好的抗干擾性、運(yùn)算快速精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)測(cè)控能力強(qiáng)等特點(diǎn)。2.三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介三菱某轎車所用電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖所示。它主要由ECU、直流電動(dòng)機(jī)和離合器、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向機(jī)總成等組成。2.三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介該系統(tǒng)工作時(shí)，ECU根據(jù)車速等傳感器信號(hào)，控制轉(zhuǎn)向盤上的操縱力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪箱內(nèi)的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)助力控制。當(dāng)車速高于設(shè)定速度時(shí)，就變成了普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自我修正功能發(fā)揮作用，斷開電動(dòng)機(jī)的輸出電流，也恢復(fù)到普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，同時(shí)速度表內(nèi)的警告燈點(diǎn)亮，以通知駕駛員動(dòng)力轉(zhuǎn)向發(fā)生故障。2.三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介1）

電動(dòng)機(jī)和離合器系統(tǒng)ECU根據(jù)車速的快慢來控制輸入電動(dòng)機(jī)的工作電流大小，車輛在停駛和極低速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)電流最大，助力作用大。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的助力經(jīng)離合器傳動(dòng)齒輪減速后，起到助力作用?？紤]到電動(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)減速增矩后再驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸獲得足夠大的助力效果，電動(dòng)機(jī)的行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖所示。行星齒輪機(jī)構(gòu)可以分為輸入軸和行星齒輪兩部分，它們通過一個(gè)太陽輪嚙合。2.三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介2）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的功能是將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)角變?yōu)檗D(zhuǎn)向信號(hào)，輸送給ECU。一般轉(zhuǎn)矩桿的扭轉(zhuǎn)角度設(shè)定4°左右，這是由于采用行星齒輪機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)精度提高。3）車速傳感器車速傳感器是一種電磁感應(yīng)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(hào)輸送給ECU，車速傳感器每轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生8個(gè)脈沖信號(hào)。由于是主、副兩個(gè)系統(tǒng)，故信號(hào)可靠性提高。2.三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介4）汽車交流發(fā)電機(jī)的L端子利用交流發(fā)電機(jī)的L端子電壓，可以判斷出發(fā)電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)，所以這里把交流發(fā)電機(jī)的L端子看成是向ECU輸送信號(hào)的一個(gè)傳感器。直流電動(dòng)機(jī)的最大電流約為30A，在發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作由蓄電池供電；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由發(fā)電機(jī)供電。5）電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)由一個(gè)8位單片機(jī)MC6805及外圍電路組成。

它負(fù)責(zé)收集車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器傳來的主副信號(hào)，發(fā)送指令給電磁離合器和直流電動(dòng)機(jī)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(shí)轉(zhuǎn)向故障指示燈點(diǎn)亮。（2）故障診斷與排除根據(jù)故障現(xiàn)象，先進(jìn)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(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當(dāng)出現(xiàn)C1528故障碼時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入失效保護(hù)狀態(tài)，動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行初始化，結(jié)果檢測(cè)儀顯示初始化失敗，說明電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器確實(shí)存在故障。拔下轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器插頭進(jìn)行檢查，在拔下插頭時(shí)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有進(jìn)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(shí)轉(zhuǎn)向故障指示燈點(diǎn)亮。（2）故障診斷與排除根據(jù)故障現(xiàn)象，先進(jìn)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(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障。查閱維修資料得知，當(dāng)出現(xiàn)C1528故障碼時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入失效保護(hù)狀態(tài)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。故障排除非常簡(jiǎn)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(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行初始化，EPS燈不再點(diǎn)亮，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)輕松靈活，故障徹底排除。插頭進(jìn)水使傳感器信號(hào)發(fā)生短路，ECU接收不到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)，使電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，轉(zhuǎn)向助力停止工作，ECU同時(shí)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(jìn)廠維修時(shí)拆卸過儀表臺(tái)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(dòng)方向盤轉(zhuǎn)向盤沉重，偶爾能有一下助力，其他時(shí)間與車輛熄火時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤感覺相同。此車配備的電動(dòng)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(duì)其進(jìn)行試車，發(fā)出情況相符，偶爾能有一下助力。確認(rèn)故障現(xiàn)象后做如下檢查。1）檢