汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除

1、國家職業(yè)資格全省統(tǒng)一鑒定汽車修理工高級技師論文（國家職業(yè)資格一級）論文題目：汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除姓名：身份證號：準(zhǔn)考證號：所在省市：廣東省茂名市所在單位：汽車電動助力轉(zhuǎn)向沉重故障排除【摘 要】 文章主要介紹了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于線路故障造成轉(zhuǎn)向沉重故障的排除，由于 其故障是發(fā)生在小車連續(xù)行駛大約半小時后， 故障點極其隱蔽， 筆者通過深入了解整個電動 助力系統(tǒng)的組成和工作原理，各個部件檢測試驗，分析產(chǎn)生的故障的原因，故障得到排除?！娟P(guān)鍵詞】 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS；轉(zhuǎn)向盤沉重；接觸不良一、故障現(xiàn)象一輛來廠維修的吉利遠(yuǎn)景汽車， 車主反映， 該車在連續(xù)行駛半小 時左右就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重。經(jīng)試

2、驗，該車?yán)滠嚥o故障，行駛約半小 時后助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無助力輸出， 造成轉(zhuǎn)向沉重。 該車配備的是電動助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （ EPS）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 是由控制模塊代替液壓助力泵的一個轉(zhuǎn)向助 力系統(tǒng)。由于它是由電子控制，電路復(fù)雜，技術(shù)性強，且故障隱蔽， 難于發(fā)現(xiàn)，因此， 分析、研究電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和故障檢測的 方法，對于本人及有關(guān)維修人員，提高維修技術(shù)水平，準(zhǔn)確快速地排 除汽車故障具有一定的參考意義。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電子控制車速傳感器，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器， 扭矩傳感器，方向機上的轉(zhuǎn)向電機，各線路連接以及 ECU組成，簡稱 EPS EPS是一種機電一體化新一代汽車智能助力轉(zhuǎn)向

3、系統(tǒng)。汽車在 不同工況下轉(zhuǎn)向時， 通過電子控制裝置， 使轉(zhuǎn)向助力電機產(chǎn)生所需的 輔助助力，達到操縱穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向輕巧、行使安全，使駕駛員行車有良 好的路感。該產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)精巧、緊湊、節(jié)能、環(huán)保等特點，是當(dāng)今 汽車助力轉(zhuǎn)向中最人性化的產(chǎn)品。（一）工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤，扭矩通過輸入軸被傳遞到扭力桿，扭力桿為彈性 軸，相對輸出軸產(chǎn)生角位移，輸入軸和輸出軸之間產(chǎn)生角位移差，通 過傳感器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號并傳送到控制模塊。 控制模塊根據(jù)車 速信號和扭矩信號的大小，按照一定的算法， 控制電機電流大小和 方向，從而控制電機傳給輸出軸的扭矩大小， 實現(xiàn)在不同扭矩和不同 車速下的智能助力， 獲得最佳轉(zhuǎn)向特性， 協(xié)

4、助駕駛員進行轉(zhuǎn)向操縱 減 輕對方向盤的操作力。（二）EPS技術(shù)特點EPS是一種機電一體化的新一代汽車智能轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。與液壓 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS相比，有如下優(yōu)點：1）效率高。HPS系統(tǒng)效率一般為60%- 70%而EPS系統(tǒng)效率較高， 可達 90%以上。2）能耗少。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有發(fā)動機帶動轉(zhuǎn)向油泵，不管轉(zhuǎn)向或者不轉(zhuǎn)向都要消耗發(fā)動機部分動力。 而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只 是在轉(zhuǎn)向時才由電機提供助力，不轉(zhuǎn)向時不消耗能量。因此，電動助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以降低車輛的燃油消耗。對于HPS系統(tǒng)，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時， 液壓泵始終處于工作狀態(tài)，使汽車燃油消耗率增加4%- 6%；而 EPS控制器僅在需要轉(zhuǎn)向時，才起動

5、電機，產(chǎn)生助力，使汽車燃油消耗率 僅增加 0.5%左右。3）“路感好”。由于EPS系統(tǒng)的滯后特性可以通過 EPS空制器的軟 件加以補償， 使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。 傳統(tǒng)的 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向助力大小不能隨車速的提高而改變。 這樣就使得車輛雖然在低速時具有良好的轉(zhuǎn)向輕便性， 但是在高速行 駛時轉(zhuǎn)向盤太輕，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的現(xiàn)象，駕駛員缺少顯著的“路 感”，降低了高速行駛時的車輛穩(wěn)定性和駕駛員的安全感。4）回正性好。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以施加一定的附加回正力矩 或阻尼力矩， 使得低速時轉(zhuǎn)向盤能夠精確的回到中間位置， 而且可以 抑制高速回正過程中轉(zhuǎn)向盤的振蕩和超調(diào)， 兼

6、顧了車輛高、 低速時的 回正性能。EPS系統(tǒng)操作簡單，可以通過調(diào)整 EPS空制器的軟件，得 到最佳的回正性特性，改善汽車操縱的穩(wěn)定性。5）對環(huán)境污染少。EPS是通過電子控制，對環(huán)境幾乎沒有污染。6）可以獨立于發(fā)動機工作。EPS控制器以電源為能源，只要電源 電力充足，即可產(chǎn)生助力作用。7）應(yīng)用范圍廣。EPS系統(tǒng)可適用于各種汽車，而且對于環(huán)保型的 純電動汽車或混合動力車，EPS系統(tǒng)為其最佳選擇。裝配性好易于布置。EPS系統(tǒng)零件數(shù)目少，易于整車布置和裝配。（三）工作參數(shù)1、電機額定輸出功率：170W ；2、額定轉(zhuǎn)速： 1050 r/min ；3、最大允許電流30A；4、額定扭矩：1.6N.m;5、

7、工作溫度：40C - +85C;6、 工作電壓；DC 10V-16V ；7、 適用車型：前軸載荷 900kg 以下各種汽車。三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障原因和分析3.1 故障原因主要有三方面： 電機的故障即是電子式方向機管柱里的電機發(fā)生 故障;控制模塊出現(xiàn)即是控制模塊的微電腦計算出現(xiàn)錯誤; 電路傳輸 的信號即是發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，蓄電池，熔斷器盒，保險絲，扭矩傳 感器。3.2 故障分析從電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成可以知道， 汽車在行駛過程中傳感器 發(fā)出的電子信號傳到控制模塊， 然后再經(jīng)過計算發(fā)出控制輔助方向轉(zhuǎn) 動的大小和方向。 使方向盤可以用較少力量來控制。 如果其信號無法 生成或傳輸， 就會使方向機管

8、柱里的電機無法正常運行引起轉(zhuǎn)向盤沉 重的故障。 VVS （轉(zhuǎn)速傳感器）出現(xiàn)故障。車速傳感器是根據(jù)車速大小產(chǎn) 生成比例的信號。 車輛里程將這些反饋出相應(yīng)的車速讀數(shù)， 同時也把 它轉(zhuǎn)換成雙倍周期的方法信號輸入控制模塊， 信號得不到輸出， 使其 控制模塊失靈失去助力作用即轉(zhuǎn)向沉重。 控制模塊出現(xiàn)故障控制模塊是由微電腦， A/D （模擬/ 數(shù)字）轉(zhuǎn) 換， I/Q 裝置等組成控制器。它不僅含有控制助力轉(zhuǎn)向大小和方向的 主要功能， 還有車載診斷和安全保護功能。 若控制模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 接口等損壞或松脫，均不能向方向機管柱發(fā)出控制信號使方向沉重。 扭轉(zhuǎn)傳感器出現(xiàn)故障。 扭轉(zhuǎn)傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機械 部

9、分上，對扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測。 扭轉(zhuǎn)傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號。如果傳感器內(nèi)的晶體管和二極管損壞或擊穿，使其脈沖信號（電流模擬信號）變化范圍變大。使控制模塊不能得到有效 計算，發(fā)出合理信號沒有起到助力作用。根據(jù)以上原因分析圍繞著電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對逐個可能產(chǎn)生故 障的原因進行檢查及分析。筆者針對故障特點即車輛行駛一段時間后 才出現(xiàn)故障以及元件的冷熱工作狀態(tài)有關(guān)重點檢查各元件的電路。四、故障檢測及排除4.1 VSS （轉(zhuǎn)速傳感器）的檢測用萬能表來測量轉(zhuǎn)速傳感器的電阻和電壓。 在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，用 萬能表交流電壓檔來測出其輸出電壓在 1.53.0 V范圍內(nèi)。在發(fā)動 機不運轉(zhuǎn)時，可進行傳感

10、器線圈電阻檢查，用萬能表歐姆檔測量其端 1腳和端2腳處在250500 Q。經(jīng)測量在轉(zhuǎn)動時，用萬能表交流電 壓檔的值為2.49 V。在其車不運轉(zhuǎn)時，用萬能表歐姆檔測出其值為 998 Q,測量結(jié)果正常。4.2控制模塊檢測把點火開頭打到on位置發(fā)動機啟動狀態(tài)，找到故障診斷短接4' 7'（圖1）插頭?？唇M合儀表“ EPS燈有無不斷閃爍，2秒后關(guān)閉， 結(jié)果顯示無故障碼。再找到 A2'診斷線插頭接地，清除其舊的或以 不存在的舊故障碼。使其內(nèi)部處于無故障碼的狀態(tài)下試車結(jié)果在車連 續(xù)行駛半小時后依然出現(xiàn)方向沉重。再把控制模塊裝到另一臺“吉利 遠(yuǎn)景”車上，讓其車連續(xù)行駛一個小時但方向沉重

11、的現(xiàn)象沒出現(xiàn)過,其控制模塊無故障圖14.3 扭矩傳感器的檢測拆下方向機管柱的下保護罩， 打開點火開頭把方向盤打正。 檢查 扭矩傳感器插座中“ B5”插口終端電壓有2.5 V左右。如果有，再關(guān) 閉點火開關(guān)斷開扭矩傳感器插頭。檢查得到其在插頭“B2”和“ B5”之間的電阻有0.96 k Q。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其2插口之間的電阻有0.96 k Q。然后查其主線和扭矩傳感器的輔助線路輸出和輸入之間的電阻。 把點火開關(guān)打到“ OFF處，用萬能表歐姆檔分別量其處的紅和藍(lán)線 或紅和白線的電阻。 分別按轉(zhuǎn)向盤朝正方向， 轉(zhuǎn)向盤全部轉(zhuǎn)向右邊和 方向盤全部轉(zhuǎn)向左邊的三個方位來測量其電阻值。 紅與藍(lán)線之間的電阻值：方向盤朝

12、正方向電阻值為0.955 kQ; 方向盤全部轉(zhuǎn)向右邊電阻值為 0.47 k Q;方向盤全部轉(zhuǎn)向左邊電阻 值為 1.15 k Q。 紅與白線之間的電阻值： 方向盤朝正方向電阻值為 0.963 kQ; 方向盤全部轉(zhuǎn)向右邊電阻值為 1.02 k Q;方向盤全部轉(zhuǎn)向左邊電阻 值為 0.479 k Q?？梢钥闯鰷y量結(jié)果正常。4.4 測量控制模塊的電壓用高阻抗萬能表測量控制模塊的各線口的聯(lián)系狀況。 分別在線的 現(xiàn)狀插入表筆。 聽到萬能表有無發(fā)出蜂鳴的響聲。 經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)控制模 塊的兩頭與線的連接無斷路。最后我們把試燈插到控制模塊的“A7”插口的線上。把鑰匙打到 ON檔。發(fā)現(xiàn)試燈著了。說明電源已到控制 模塊處

13、。再把車打著， 在行駛半個小時后突然插在電源線上的度燈熄 滅。在查看其電路圖中發(fā)現(xiàn)這“ A7'插頭的另一頭直接連到蓄電池和 熔斷器盒上。 用萬能表調(diào)到電壓檔。用二支筆點到電池正負(fù)極上為12.31 V在正常范圍內(nèi)。打著車時，電壓值降到10 V。打著車后電壓回升到13.55 V 。這些數(shù)值都在蓄電池的正常范圍內(nèi)。蓄電池沒事。 把鑰匙打到“ OFF處。拆下負(fù)極電池頭再拆下正極電池頭。 打開正極上的熔斷器盒就發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有一條保險絲出現(xiàn)裂縫。 再觀看 電路圖其保險絲就在蓄電池和控制模塊之間。 因保險絲有裂縫在長時 間的工作下，使其裂縫增大。導(dǎo)致通向控制模塊的電池減少。最終是 控制模塊無法正常工作

14、出現(xiàn)方向沉重的現(xiàn)象。檢測過程如下：方向沉重T檢查轉(zhuǎn)速傳感器，發(fā)出信號有無失準(zhǔn) （無）7檢查控制模塊，發(fā)出信號有無失準(zhǔn)（無）7檢查扭矩傳感器 是否有故障（無）T檢查控制模塊各插頭之間接觸是否正常（無）T 檢查是否有電源到控制模塊之間是否有斷路，或者接觸不良。綜上所述， 造成該車在連續(xù)行駛半小時后方向沉重的原因是： 熔 斷盒的保險絲在連續(xù)工作中產(chǎn)生高溫，使其裂縫增大造成接觸不良。 特別是各連接觸點的接觸是否不良是很重要的。五、結(jié)束語在這次診斷故障的過程中我發(fā)現(xiàn)了故障的多樣性。 雖然已經(jīng)知道 故障出現(xiàn)在電路上， 但是有誰猜的出會出現(xiàn)到一個小保險絲上。 現(xiàn)代 汽車的技術(shù)含量越來越高。 電控系統(tǒng)都帶有故障自診斷功能， 很多故 障都是能通過ECU的提示進行排除、但仍有很多故障是ECU是診斷不 出的。因此我們要注意各零件的數(shù)據(jù)， 重視其數(shù)據(jù)的范圍才易于找到 故障的原因。參考文獻】1 郝金魁 ,張超風(fēng) .電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電