電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課件

第五章電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第一節(jié)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修第五章電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)電子控制電動式動力1電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控制電動式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩種。第一節(jié)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）電子式動力轉(zhuǎn)向系（EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊。一、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡稱EPS，基本組成如圖5-1所示，EPS主要由車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、電子控制器ECU、電動機、電磁離合器及減速機構(gòu)等組成。電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控2電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課件3二、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

1．轉(zhuǎn)向扭矩傳感器當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器根據(jù)輸入力的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，由此電動轉(zhuǎn)向系就可以檢測出操縱力的大小，同時根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號又可測出車速，再控制電動機的電流，形成適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向助力。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器具有檢測轉(zhuǎn)向盤的操縱方向和操縱力的功能。在任何情況下，利用電位表即可檢測出該傳感器的信號，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器如圖5-2所示。二、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理4轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的檢測對于轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的好壞，可通過檢測傳感器線圈的電阻和傳感器的電壓來進行判斷，下面以三菱“Minica”微型車為例：

①轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感器線圈的檢測。從轉(zhuǎn)向器上撥開轉(zhuǎn)向扭矩傳感器插接器，其端子排列如圖5-3所示，用萬用表電阻（R）擋測3號與5號、8號與10號端子間電阻值，若所測值不符合原廠標(biāo)準(zhǔn)值，則轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感損壞。

②轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感器電壓的檢測。用萬用表電壓（U）擋對上述各端子之間電壓測試時，需將轉(zhuǎn)向盤位于中間位置，正常電壓值應(yīng)為2.5V，若電壓值在4.7V以上為斷路，0.3V以下為短路。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的檢測5

2．電動機

電動式轉(zhuǎn)向系所用的電動機是將汽車用電動機加以改進。有的電動機轉(zhuǎn)子外圓表面開有斜槽，有的則改變定子磁鐵的中心處或端部的厚度。電動機工作有一定速度范圍，若超出規(guī)定速度范圍，則由離合器使電動機停轉(zhuǎn)并消除電動機慣性的影響。同時，當(dāng)轉(zhuǎn)向系發(fā)生故障時，離合器分離，此時恢復(fù)手動控制轉(zhuǎn)向，保證汽車正常行駛。

電動機的檢測：

以三菱“Minica”微型車為例，從轉(zhuǎn)向器上斷開電動機插接器，其端子排列如圖5-3a所示，給電動機加上蓄電池電壓（12V)，此時，電動機應(yīng)有轉(zhuǎn)動聲音，若沒有聲音更換電動機總成。2．電動機6

3．電磁離合器

圖5-4所示是一種電磁離合器的結(jié)構(gòu)示意圖，主要由電磁線圈、主動輪、從動軸、壓板等組成。3．電磁離合器7工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電磁吸力，花鍵的壓板就被吸引，并與主動輪壓緊。于是電動機的輸出轉(zhuǎn)矩便經(jīng)過輸出軸→主動輪→壓板→花鍵→從動軸傳遞給執(zhí)行機構(gòu)（蝸輪蝸桿減速機構(gòu)）。電磁離合器的主要功用是保證電動助力只有在預(yù)定的車速范圍內(nèi)作用。電磁離合器的檢測

以三菱“Minica”微型車為例，從轉(zhuǎn)向器上斷開電磁離合器，插接器如圖5-3b需將蓄電池正極接在1號端子，當(dāng)負(fù)極與6號端子接通或斷開的瞬間，此時，電磁離合器有工作聲響，若沒有聲響則電磁離合器有故障，應(yīng)更換電磁離合器總成。工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電84．減速機構(gòu)

圖5-5所示，減速機構(gòu)主要由蝸輪和蝸桿構(gòu)成，蝸桿的動力來自于電磁離合器和電動機，經(jīng)蝸輪減速增扭后，傳送給轉(zhuǎn)向軸，然后再通過其他部件傳送給轉(zhuǎn)向輪，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。4．減速機構(gòu)95、電子控制（ECU）EPS電子控制器（ECU）的基本組成見圖5-6。工作時，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器被輸入到中央處理器（CPU），中央處理器根據(jù)這些信號和車速計算出最優(yōu)化的助力轉(zhuǎn)矩。5、電子控制（ECU）10

控制元件（ECU）的檢測：

控制元件（ECU）具有故障自我診斷功能，當(dāng)發(fā)生異響時，能停止助力。同時，ECU可以記憶異常內(nèi)容，并將其用脈沖個數(shù)顯示出來，見表5-1。控制元件（ECU）的檢測： 11第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又稱連續(xù)型動力轉(zhuǎn)向（PPS），PPS是按照車速的變化由電子控制油壓反力調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力達到最佳狀態(tài)，所以，有時也把這種PPS稱為反力式電子控制力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制液壓式動12一、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構(gòu)成

電子式控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖5-7所示，主要由車速傳感器、電子控制器ECU、電磁閥、分流閥、儲油罐、轉(zhuǎn)閥和動力缸等組成。一、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構(gòu)成13

在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉(zhuǎn)向裝置用控制加力的主控制閥之外，又增設(shè)了反力油壓控制閥和油壓反力室，結(jié)構(gòu)見圖5-8。經(jīng)反力油壓控制閥調(diào)整后的油壓加到油壓反力室內(nèi)，扭桿與轉(zhuǎn)向軸相連，當(dāng)PPS根據(jù)油壓反力的大小改變轉(zhuǎn)向扭桿的扭曲量時，就可以控制轉(zhuǎn)向時所要加的力。動力轉(zhuǎn)向用的微機安裝在電子控制器ECU內(nèi)，微機根據(jù)車速傳感器的信號控制電磁閥的輸入電流；電磁閥設(shè)在反力控制閥上。在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉(zhuǎn)向裝置用控制加力的14二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

1.汽車靜止或低速行駛時的轉(zhuǎn)向其工作情況見圖5-9。汽車在低速范圍內(nèi)運行時，ECU輸出一個大的電流，使電磁閥的開度增加，由分流閥分出的液流流過電磁閥回到儲油罐中的液流增加。因此，油壓反力室壓力減小，作用于柱塞的背壓減小，于是柱塞推動控制閥桿的力減小。二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理15

2.汽車在中、高速行駛時的轉(zhuǎn)向

在此工況下，系統(tǒng)的工作情況見圖5-10。汽車轉(zhuǎn)向盤在中、高速直行微量轉(zhuǎn)動時，控制閥桿根據(jù)扭桿的扭轉(zhuǎn)角度而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)閥的開度減小，轉(zhuǎn)閥里面的壓力增加，流向電磁閥和油壓反力室中的液流量增加。當(dāng)車速增加時，ECU輸出電流減小，電磁閥開度減小，流入油壓反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推動控制閥桿的力變大。2.汽車在中、高速行駛時的轉(zhuǎn)向16第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS400流量式電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控電路如圖5-11所示。使用中常見故障有怠速、低速行駛時，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力不足、操縱費力；汽車高速行駛時，轉(zhuǎn)向太靈敏等。第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS417在對電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉(zhuǎn)向裝置的故障，例如：液壓油不足、液壓壓力低，液壓系統(tǒng)中有空氣，其次檢查轉(zhuǎn)向機構(gòu)是否潤滑良好，桿件是否有變形，輪胎氣壓是否正常等。最后檢查電控系統(tǒng)是否正常。

（一）一般電路檢修檢測步驟如5-12所示。在對電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉(zhuǎn)向裝置18

（二）ECU電路的檢修

1．ECU搭鐵電路的檢測檢測ECU+B端子與車身接地之間的電壓，如果是蓄電池電壓，則搭鐵電路正常，否則熔斷器與ECU+B端子之間的配線斷路。

2．ECUGND端子與車身接地之間電路檢查檢測ECUGND端子與車身接地之間是否導(dǎo)通，如果導(dǎo)通則電路正常，否則是ECUGND端子與車身接地間配線斷路或車身接地不良。

3．ECUSPD端子與車速傳感器電路的檢測

用千斤頂頂起一側(cè)后車輪，把電壓表接到ECU的SPD端子和GND端子上，轉(zhuǎn)動后輪，對于UCF10系列的車型，表的讀數(shù)應(yīng)是0V→5V→0V；對于UCF20系列的車型，表的讀數(shù)應(yīng)是0V→無窮大→0V。如果不符合上述要求，則為SPD端子與轉(zhuǎn)速傳感器之間的配線存在斷路或短路以及車速傳感器故障。應(yīng)進行線路檢修或更換傳感器。

（二）ECU電路的檢修194．端子SOL+與SOL-以及GND的檢查

用歐姆表檢測端子SOL+或SOL-與GND之間是否導(dǎo)通，如導(dǎo)通則是端子SOL+與SOL-之間配線短路或電磁閥故障。用歐姆表檢測端子SOL+與SOL-之間的電阻值，表的讀數(shù)應(yīng)在6.0～11.0Ω，否則是端子SOL+與SOL-之間的配線斷路或電磁閥故障。應(yīng)進行線路的檢修或更換電磁閥。如果以上檢測最后確定是ECU故障，則應(yīng)更換ECU。4．端子SOL+與SOL-以及GND的檢查20第五章電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第一節(jié)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修第五章電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)電子控制電動式動力21電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控制電動式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩種。第一節(jié)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）電子式動力轉(zhuǎn)向系（EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊。一、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡稱EPS，基本組成如圖5-1所示，EPS主要由車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、電子控制器ECU、電動機、電磁離合器及減速機構(gòu)等組成。電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為電子控制液壓式和電子控22電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課件23二、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

1．轉(zhuǎn)向扭矩傳感器當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器根據(jù)輸入力的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，由此電動轉(zhuǎn)向系就可以檢測出操縱力的大小，同時根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號又可測出車速，再控制電動機的電流，形成適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向助力。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器具有檢測轉(zhuǎn)向盤的操縱方向和操縱力的功能。在任何情況下，利用電位表即可檢測出該傳感器的信號，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器如圖5-2所示。二、電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理24轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的檢測對于轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的好壞，可通過檢測傳感器線圈的電阻和傳感器的電壓來進行判斷，下面以三菱“Minica”微型車為例：

①轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感器線圈的檢測。從轉(zhuǎn)向器上撥開轉(zhuǎn)向扭矩傳感器插接器，其端子排列如圖5-3所示，用萬用表電阻（R）擋測3號與5號、8號與10號端子間電阻值，若所測值不符合原廠標(biāo)準(zhǔn)值，則轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感損壞。

②轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感器電壓的檢測。用萬用表電壓（U）擋對上述各端子之間電壓測試時，需將轉(zhuǎn)向盤位于中間位置，正常電壓值應(yīng)為2.5V，若電壓值在4.7V以上為斷路，0.3V以下為短路。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的檢測25

2．電動機

電動式轉(zhuǎn)向系所用的電動機是將汽車用電動機加以改進。有的電動機轉(zhuǎn)子外圓表面開有斜槽，有的則改變定子磁鐵的中心處或端部的厚度。電動機工作有一定速度范圍，若超出規(guī)定速度范圍，則由離合器使電動機停轉(zhuǎn)并消除電動機慣性的影響。同時，當(dāng)轉(zhuǎn)向系發(fā)生故障時，離合器分離，此時恢復(fù)手動控制轉(zhuǎn)向，保證汽車正常行駛。

電動機的檢測：

以三菱“Minica”微型車為例，從轉(zhuǎn)向器上斷開電動機插接器，其端子排列如圖5-3a所示，給電動機加上蓄電池電壓（12V)，此時，電動機應(yīng)有轉(zhuǎn)動聲音，若沒有聲音更換電動機總成。2．電動機26

3．電磁離合器

圖5-4所示是一種電磁離合器的結(jié)構(gòu)示意圖，主要由電磁線圈、主動輪、從動軸、壓板等組成。3．電磁離合器27工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電磁吸力，花鍵的壓板就被吸引，并與主動輪壓緊。于是電動機的輸出轉(zhuǎn)矩便經(jīng)過輸出軸→主動輪→壓板→花鍵→從動軸傳遞給執(zhí)行機構(gòu)（蝸輪蝸桿減速機構(gòu)）。電磁離合器的主要功用是保證電動助力只有在預(yù)定的車速范圍內(nèi)作用。電磁離合器的檢測

以三菱“Minica”微型車為例，從轉(zhuǎn)向器上斷開電磁離合器，插接器如圖5-3b需將蓄電池正極接在1號端子，當(dāng)負(fù)極與6號端子接通或斷開的瞬間，此時，電磁離合器有工作聲響，若沒有聲響則電磁離合器有故障，應(yīng)更換電磁離合器總成。工作時，電流通過滑環(huán)進入電磁線圈，主動輪便產(chǎn)生電284．減速機構(gòu)

圖5-5所示，減速機構(gòu)主要由蝸輪和蝸桿構(gòu)成，蝸桿的動力來自于電磁離合器和電動機，經(jīng)蝸輪減速增扭后，傳送給轉(zhuǎn)向軸，然后再通過其他部件傳送給轉(zhuǎn)向輪，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。4．減速機構(gòu)295、電子控制（ECU）EPS電子控制器（ECU）的基本組成見圖5-6。工作時，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器被輸入到中央處理器（CPU），中央處理器根據(jù)這些信號和車速計算出最優(yōu)化的助力轉(zhuǎn)矩。5、電子控制（ECU）30

控制元件（ECU）的檢測：

控制元件（ECU）具有故障自我診斷功能，當(dāng)發(fā)生異響時，能停止助力。同時，ECU可以記憶異常內(nèi)容，并將其用脈沖個數(shù)顯示出來，見表5-1?？刂圃‥CU）的檢測： 31第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又稱連續(xù)型動力轉(zhuǎn)向（PPS），PPS是按照車速的變化由電子控制油壓反力調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力達到最佳狀態(tài)，所以，有時也把這種PPS稱為反力式電子控制力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

第二節(jié)電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制液壓式動32一、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構(gòu)成

電子式控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖5-7所示，主要由車速傳感器、電子控制器ECU、電磁閥、分流閥、儲油罐、轉(zhuǎn)閥和動力缸等組成。一、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本構(gòu)成33

在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉(zhuǎn)向裝置用控制加力的主控制閥之外，又增設(shè)了反力油壓控制閥和油壓反力室，結(jié)構(gòu)見圖5-8。經(jīng)反力油壓控制閥調(diào)整后的油壓加到油壓反力室內(nèi)，扭桿與轉(zhuǎn)向軸相連，當(dāng)PPS根據(jù)油壓反力的大小改變轉(zhuǎn)向扭桿的扭曲量時，就可以控制轉(zhuǎn)向時所要加的力。動力轉(zhuǎn)向用的微機安裝在電子控制器ECU內(nèi)，微機根據(jù)車速傳感器的信號控制電磁閥的輸入電流；電磁閥設(shè)在反力控制閥上。在PPS的齒輪箱中，除了舊式動力轉(zhuǎn)向裝置用控制加力的34二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

1.汽車靜止或低速行駛時的轉(zhuǎn)向其工作情況見圖5-9。汽車在低速范圍內(nèi)運行時，ECU輸出一個大的電流，使電磁閥的開度增加，由分流閥分出的液流流過電磁閥回到儲油罐中的液流增加。因此，油壓反力室壓力減小，作用于柱塞的背壓減小，于是柱塞推動控制閥桿的力減小。二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理35

2.汽車在中、高速行駛時的轉(zhuǎn)向

在此工況下，系統(tǒng)的工作情況見圖5-10。汽車轉(zhuǎn)向盤在中、高速直行微量轉(zhuǎn)動時，控制閥桿根據(jù)扭桿的扭轉(zhuǎn)角度而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)閥的開度減小，轉(zhuǎn)閥里面的壓力增加，流向電磁閥和油壓反力室中的液流量增加。當(dāng)車速增加時，ECU輸出電流減小，電磁閥開度減小，流入油壓反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推動控制閥桿的力變大。2.汽車在中、高速行駛時的轉(zhuǎn)向36第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS400流量式電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控電路如圖5-11所示。使用中常見故障有怠速、低速行駛時，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力不足、操縱費力；汽車高速行駛時，轉(zhuǎn)向太靈敏等。第三節(jié)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路的檢修凌志LS437在對電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修過程中，首先要排除液壓轉(zhuǎn)向裝置的故障，例如：液壓油不足、液壓壓力低，液壓系統(tǒng)中有空氣，其次檢查轉(zhuǎn)向機構(gòu)是否潤滑良好，桿件是